JP2011007151A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、産業車両等のガソリンエンジンやデイ−ゼルエンジン等のエンジンに用いられる排気浄化装置であって、尿素水溶液を還元剤として用いて排気中の窒素酸化物(NOx)を還元除去する排気浄化装置に係り、特に、尿素水噴射ノズルの目詰まりを自動解消する技術に関する。 The present invention is an exhaust emission control device used for an engine such as a gasoline engine or a diesel engine of an industrial vehicle or the like, and an exhaust gas that reduces and removes nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas using a urea aqueous solution as a reducing agent. The present invention relates to a purification device, and more particularly, to a technique for automatically eliminating clogging of a urea water injection nozzle.
この種の排気浄化装置として、エンジンの排気系に還元触媒を配置し、この還元触媒よりも上流側の排気通路内に設けた噴射ノズルから、還元剤を供給するものがある。排気中のNOxは、還元剤に接触し、還元触媒において還元反応が促進されることによって、無害成分に浄化される。
還元反応は、NOxとアンモニアとの還元反応であり、アンモニアを効率的に発生する還元剤として、例えば、尿素水溶液、アンモニア水溶液、その他の還元剤水溶液が使用される。
As this type of exhaust purification device, there is a device in which a reduction catalyst is arranged in an exhaust system of an engine, and a reducing agent is supplied from an injection nozzle provided in an exhaust passage upstream of the reduction catalyst. NOx in the exhaust gas is purified into harmless components by contacting the reducing agent and promoting the reduction reaction in the reduction catalyst.
The reduction reaction is a reduction reaction between NOx and ammonia. For example, urea aqueous solution, ammonia aqueous solution, or other reducing agent aqueous solution is used as a reducing agent that efficiently generates ammonia.
還元剤は、貯蔵タンクに常温で貯蔵され、エンジンの運転状態、すなわち排気温度、NOx排出量等に基づいて、必要量が、貯蔵タンクから通路を経て、噴射ノズルに供給されるが、エンジンの運転状態によって、通路や噴射孔において目詰まりが生じることがある。 The reducing agent is stored in the storage tank at room temperature, and the required amount is supplied from the storage tank to the injection nozzle through the passage based on the operating state of the engine, that is, the exhaust temperature, NOx emission amount, etc. Depending on the operating condition, clogging may occur in the passage and the injection hole.
そこで特許文献1記載の排気浄化装置では、噴射ノズルの内部圧力によって目詰まりを検出し、そのとき尿素水供給を停止して、噴射ノズルの冷却を抑え、排気温度が上昇したときに、目詰まりが解消したと判断する。
Therefore, in the exhaust emission control device described in
特許文献1の排気浄化装置においては、エンジンが、長時間アイドリング状態や低負荷状態にあったとき、噴射ノズル近傍の排気温度の上昇には長時間を要し、その間、未浄化のNOxが排出されることになる。このとき排気浄化装置の所期浄化性能は得られない。
In the exhaust purification device of
本発明による排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配置された還元触媒と、前記排気通路における、前記還元触媒よりも上流側に還元剤を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルを加熱するヒータと、噴射ノズルが目詰まりする条件(以下、目詰まり条件)が成立したか否かを判定する条件判定手段と、前記目詰まり条件が成立すると、前記ヒータの加熱動作を開始する加熱制御手段とを備えることを特徴とする。 An exhaust emission control device according to the present invention includes a reduction catalyst disposed in an exhaust passage of an engine, an injection nozzle that injects a reducing agent upstream of the reduction catalyst in the exhaust passage, and a heater that heats the injection nozzle. A condition determination unit that determines whether or not a condition for clogging the injection nozzle (hereinafter, clogging condition) is satisfied, and a heating control unit that starts a heating operation of the heater when the clogging condition is satisfied. It is characterized by providing.
本発明によれば、噴射ノズルの目詰まりによる障害を最小限に抑え得る。 According to the present invention, obstacles due to clogging of the injection nozzle can be minimized.
以下、本発明による排気浄化装置の実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
−第1の実施の形態−
図1〜図3は第1の実施形態による排気浄化装置を説明する図である。図1に示すように、産業車両等のエンジン100の排気ガスEGは、マニホールド102から排気通路104を経由して大気中に排出される。
Embodiments of an exhaust emission control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
-First embodiment-
1 to 3 are views for explaining an exhaust emission control device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the exhaust gas EG of the
このようなエンジンに用いられる排気浄化装置は、エンジン100の排気通路104に上流から下流に向かって順次配置された、酸化触媒(図示省略)、パティキュレート・フィルタ(図示省略)、NOx用の還元触媒110、酸化触媒(図示省略)と、還元触媒110近傍の上流側に配置されたNOxセンサ(図示省略)と、還元触媒110よりも上流側に還元剤RAを噴射する噴射ノズル120とを有し、エンジン100から排出される窒素酸化物(NOx)を除去する。噴射ノズル120は、排気ガスEGの流れを阻害しないように、排気通路104側面において、その先端が排気通路104内に大きく突出しないように配置されている。
An exhaust emission control device used for such an engine is provided with an oxidation catalyst (not shown), a particulate filter (not shown), and a reduction for NOx, which are sequentially arranged in the
還元触媒110は、排気ガスEG中のNOxを還元剤RAにより還元浄化するもので、例えば、セラミック製コ−ジェライドよりなる横断面ハニカム状のモノリスタイプ触媒担体に、ゼオライト系活性成分が担持されている。活性成分は、還元剤RAが供給されたときに活性化して、NOxを効果的に無害物質に浄化する。 The reduction catalyst 110 reduces and purifies NOx in the exhaust gas EG with a reducing agent RA. For example, a zeolite-type active component is supported on a monolith type catalyst carrier having a cross-sectional honeycomb shape made of ceramic cordieride. Yes. The active component is activated when the reducing agent RA is supplied, and effectively purifies NOx into a harmless substance.
噴射ノズル120には、還元剤供給装置130が接続され、還元剤供給装置130は供給配管132を介して貯蔵タンク140から還元剤RAを吸い上げて、噴射ノズル120に送給する。
A reducing agent supply device 130 is connected to the
還元剤RAとしては、尿素水溶液、アンモニア水溶液等が使用され、尿素水溶液を使用した場合には、排気通路104内で、排気ガスEGによって加熱されて加水分解し、アンモニアを発生する。発生したアンモニアは還元触媒110において、排気ガスEG中のNOxと反応し、水および無害なガスに浄化される。
As the reducing agent RA, an aqueous urea solution, an aqueous ammonia solution, or the like is used, and when an aqueous urea solution is used, it is heated and hydrolyzed by the exhaust gas EG in the
排気通路104には、噴射ノズル120よりも上流において、排気ガスEGの温度Tgを検出する排気温度センサTS1が設けられ、還元剤供給装置130には、噴射ノズル120に送給する還元剤RAの流量を検出する流量センサTS2が設けられている。流量センサTS2からの検出信号に基づいて、噴射ノズル120の目詰まりを検出し得る。
The
一方、エンジン100には、回転速度Neを検出する回転速度センサTS3、および負荷Fを検出する負荷センサTS4が設けられている。負荷センサTS4は、エンジン100の燃料噴射量、アクセルペダル開度、油圧ポンプ圧力等を検出する。回転センサTS3の検出信号に基づいて、エンジン100の停止状態を検出でき、負荷センサTS4の検出信号に基づいて、エンジン100のアイドリング状態や停止状態を検出し得る。
On the other hand, the
噴射ノズル120の周囲には電気ヒータ200が配置され、電気ヒータ200の周囲は断熱材202によって被覆されている。噴射ノズル120の近傍には、断熱材202、電気ヒータ200を貫通した温度センサTS5が配置され、噴射ノズル120内部の温度を代表する温度Taを検出し得る。
An
電気ヒータ200は、噴射ノズル120を加熱し、噴射ノズル120内で固化した還元剤RAの結晶を融解し、あるいは気化することによって、噴射ノズル120の目詰まりを解消し、あるいは予防する。断熱材202は、電気ヒータ200からの放熱を抑え、電気ヒータ200の加熱効率を高める。
The
排気温度センサTS1、流量センサTS2、回転速度センサTS3、負荷センサTS4、温度センサTS5はコントロールユニット150に接続され、コントロールユニット150は、還元剤供給装置130、電気ヒータ200、エンジン100、その他を制御する。
コントロールユニット150は、例えば、コンピュータを内蔵し、コンピュータのCPUやシステムメモリ等は種々の制御を司る。例えば、電気ヒータ200は、コンピュータによって実現される加熱制御部152によって制御される。また、コンピュータに内蔵されるタイマ154は、後述する時間計測に使用される。
The exhaust temperature sensor TS1, the flow rate sensor TS2, the rotation speed sensor TS3, the load sensor TS4, and the temperature sensor TS5 are connected to the control unit 150. The control unit 150 controls the reducing agent supply device 130, the
The control unit 150 includes, for example, a computer, and the computer CPU and system memory perform various controls. For example, the
図2に示すように、還元剤供給装置130は、還元剤RAを昇圧するために供給配管132に設けられた昇圧ポンプ136と、昇圧ポンプ136の下流側で還元剤RAの流量Qを制御する供給バルブ138とを有し、流量センサTS2は、供給バルブ138の下流側に配置されている。 As shown in FIG. 2, the reducing agent supply device 130 controls the booster pump 136 provided in the supply pipe 132 for boosting the reducing agent RA and the flow rate Q of the reducing agent RA on the downstream side of the booster pump 136. The flow rate sensor TS <b> 2 is disposed on the downstream side of the supply valve 138.
還元剤供給装置130は、昇圧ポンプ136、供給バルブ138、流量センサTS2を制御する還元剤供給制御回路134を有する。還元剤供給制御回路134は、コントロールユニット150によって制御されつつ、昇圧ポンプ136、供給バルブ138を制御して、適正な流量の還元剤RAを噴射ノズル120に送給する。還元剤供給制御回路134は、流量センサTS2で検出された流量Qに基づいて、昇圧ポンプ136、供給バルブ138を制御し、流量Qを調節する。
The reducing agent supply device 130 includes a reducing agent supply control circuit 134 that controls the booster pump 136, the supply valve 138, and the flow rate sensor TS2. The reducing agent supply control circuit 134 controls the booster pump 136 and the supply valve 138 while being controlled by the control unit 150, and supplies the reducing agent RA with an appropriate flow rate to the
コントロールユニット150は、流量センサTS2で検出された流量Qが所定値よりも少ないときに、目詰まりが生じたと判断し、還元剤供給装置130による還元剤RAの送給を停止する。さらにコントロールユニット150は、エンジンがアイドリング状態であって、かつ、排気温度センサTS5で検出した排気ガス温度Tgが還元剤RAの融点(融解温度)T1(尿素では摂氏132度)未満のとき、加熱制御部152によって、電気ヒータ200を作動させ、ヒータ温度Ta≧融点T1となるように加熱する。これによって、噴射ノズル120は加熱され、内部で固化した還元剤RAは融解し、目詰まりが解消される。
When the flow rate Q detected by the flow rate sensor TS2 is less than a predetermined value, the control unit 150 determines that clogging has occurred and stops the supply of the reducing agent RA by the reducing agent supply device 130. Further, the control unit 150 heats the engine when the engine is idling and the exhaust gas temperature Tg detected by the exhaust temperature sensor TS5 is lower than the melting point (melting temperature) T1 of the reducing agent RA (132 degrees Celsius for urea). The
電気ヒータ200を作動させる条件としてエンジンがアイドリング状態であることを含めたのは、エンジン100に負荷がかかっている状態では、排気ガスEGによって噴射ノズル120が加熱される可能性が高く、噴射ノズル120が目詰まりする可能性が低いからである。
The reason why the engine is in an idling state as a condition for operating the
エンジン100を停止したときに、排気ガスEGの温度Tgが還元剤RAの凝固点(結晶化温度)T2(尿素では摂氏100度)よりも高いときに、噴射ノズル120内部に還元剤RAが滞留していた場合、その後温度低下によって噴射ノズル120内部で還元剤RAが結晶化する可能性がある。一方、排気ガス温度Tgが還元剤RAの沸点(気化温度)T3(尿素では摂氏360度)以上のときは、還元剤RAは気化して排気通路104から排出されるため、目詰まりが発生する可能性は低い。
そこで、コントロールユニット150は、凝固点T2<排気ガス温度Tg<沸点T3のときに、加熱制御部152によって、電気ヒータ200を作動させ、ヒータ温度Ta≧沸点T3となるように加熱する。
When the
Therefore, when the freezing point T2 <exhaust gas temperature Tg <boiling point T3, the control unit 150 operates the
図3に示すように、コントロールユニット150は内蔵したROMに格納された制御プログラムによって、加熱制御部152として機能し、以下の各ステップを実行する。
なお、このプログラムは、イグニッションスイッチがアクセサリ位置またはオン位置に操作されているときに起動される。
As shown in FIG. 3, the control unit 150 functions as the heating control unit 152 by the control program stored in the built-in ROM, and executes the following steps.
This program is activated when the ignition switch is operated to the accessory position or the on position.
ステップS301:まず、回転センサTS3の出力信号によってエンジン100が停止状態か否かを判断する。エンジン100が停止状態のときは、ステップS311に進み、稼働状態のときはステップS302に進む。
Step S301: First, it is determined whether or not the
ステップS302:流量センサTS2の出力信号によって、噴射ノズル120に目詰まりが生じたか否か判断する。流量センサTS2の出力信号により尿素水の流量が所定値以下であるときは目詰まりが生じたと判定し、ステップS303に進む。ステップS302において、目詰まりが生じていないと判定したときはステップS310に進む。
Step S302: It is determined whether or not the
ステップS303:還元剤供給装置130によって、還元剤RAの供給を停止し、ステップS304に進む。 Step S303: Supply of the reducing agent RA is stopped by the reducing agent supply device 130, and the process proceeds to Step S304.
ステップS304:エンジン稼働中で噴射ノズル120が目詰まりしている判定されると、負荷センサTS4の出力信号によって、エンジン100がアイドリング状態か否かを判断する。アイドリング状態のときは、ステップS305に進み、アイドリング状態でないとき(負荷運転時)は、ステップS301に戻る。
Step S304: If it is determined that the
ステップS305:噴射ノズル120が目詰まりし、かつ、アイドリング状態と判定されたときは、排気温度センサTS1の出力信号によって、排気ガスEGの温度Tgが融点T1より低いか否かを判断する。Tg<T1のときは、ステップS306に進み、Tg≧T1のときは、ステップS301に戻る。
Step S305: When it is determined that the
ステップS306:排気ガスEGの温度Tgが融点T1より低いと判定されたときは電気ヒータ200を作動させ、ステップS307に進む。
Step S306: When it is determined that the temperature Tg of the exhaust gas EG is lower than the melting point T1, the
ステップS307:温度センサTS5の出力信号によって、電気ヒータ200の温度Taが融点T1より高くなったか否かを判断する。Ta>T1のときは、ステップS308に進み、Ta≦T1のときは、ステップS306に戻る。これによって、噴射ノズル120が融点T1に昇温するまで、加熱が継続される。
Step S307: It is determined whether or not the temperature Ta of the
ステップS308:タイマ154によって、Ta>T1となった後に電気ヒータ200の加熱を持続する時間を計測し、ステップS309に進む。これによって、噴射ノズル120を融点T1で持続的に加熱して、目詰まりを確実に解消できる。
Step S308: The timer 154 measures the time for which heating of the
ステップS309:電気ヒータ200を停止し、ステップS301に戻る。
Step S309: Stop the
ステップS310:ステップS302で、噴射ノズル120に目詰まりが生じていないと判断されたときは、還元剤RAの供給を再開し、図3の処理を完了する。
Step S310: When it is determined in step S302 that the
ステップS311:エンジンが稼働中ではないとステップS301で判定されるとステップS311に進み、排気温度センサTS1の出力信号に基づいて、排気ガスEGの温度Tgが、結晶化温度T2よりも高く、かつ沸点T3より低いか否かを判断する。T2<Tg<T3のときは、ステップS312に進み、Tg≦T2またはTg≧T3のときは、そのまま処理を終了する。 Step S311: If it is determined in step S301 that the engine is not in operation, the process proceeds to step S311. Based on the output signal of the exhaust temperature sensor TS1, the temperature Tg of the exhaust gas EG is higher than the crystallization temperature T2, and It is determined whether or not the boiling point is lower than T3. When T2 <Tg <T3, the process proceeds to step S312, and when Tg ≦ T2 or Tg ≧ T3, the process is ended as it is.
ステップS312:排気ガスEGの温度Tgが、結晶化温度T2よりも高く、かつ沸点T3より低いと判定されたときは、電気ヒータ200を作動させ、ステップS313に進む。
Step S312: When it is determined that the temperature Tg of the exhaust gas EG is higher than the crystallization temperature T2 and lower than the boiling point T3, the
ステップS313:Ta>T3か否かを判断する。Ta>T3のときは、ステップS314に進み、Ta≦T3のときは、ステップS312に戻る。これによって、噴射ノズル120が沸点T3に昇温するまで、加熱が継続される。
Step S313: It is determined whether Ta> T3. When Ta> T3, the process proceeds to step S314. When Ta ≦ T3, the process returns to step S312. Thus, the heating is continued until the temperature of the
ステップS314:タイマ154によって、Ta>T3となった後に電気ヒータ200の加熱を持続する時間を計測し、ステップS315に進む。これによって、噴射ノズル120を気化温度T3で持続的に加熱して、目詰まりを確実に解消できる。
その後、制御プログラム全体の処理を終了する。
Step S314: The timer 154 measures the time during which heating of the
Thereafter, the processing of the entire control program is terminated.
以上説明した第1の実施の形態の排気浄化装置によれば次のような作用効果を奏することができる。
(1)噴射ノズル120の目詰まりが検出されると、目詰まりが解消されるように噴射ノズル120を加熱するようにした。したがって、目詰まりを確実に解消することができる。そして、目詰まりが生じていないときは、ヒータを作動させないので、ヒータのためのエネルギ消費を節減し得る。
According to the exhaust emission control device of the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) When clogging of the
(2)噴射ノズル120の目詰まりが検出されたとき、アイドリング状態で排気ガス温度Tgが還元剤の融点(融解温度)T1未満のときに、噴射ノズル120の温度が還元剤の融点T1以上となるように電気ヒータ200を作動させるようにしたので、噴射ノズル120内で固化した還元剤を確実に融解し得る。
なお、電気ヒータ200を作動させる条件としてアイドリング状態を加えたので、排気ガス温度Tgによる目詰まり解消の可能性が低いときにのみ電気ヒータ200を作動させ、電気ヒータ200のためのエネルギ消費を節減し得る。
(2) When clogging of the
Since the idling state is added as a condition for operating the
(3)エンジン100を停止したときに、排気ガス温度Tgが、還元剤の凝固点T2以上で、かつ、固化した還元剤を気化し得る気化温度T3未満であれば、噴射ノズル120の温度が固化した還元剤を気化し得る温度以上となるように電気ヒータ200を作動させるようにした。したがって、エンジン停止後に排気ガス温度Tgが低下して還元剤が噴射ノズル120で固化すること防止できる。すなわち、噴射ノズル120の目詰まりを予防することができる。
(3) When the
−第2の実施の形態−
図4に示すように、温度センサTS5を省略し、図3のフローチャートのステップS307、S313を省略して、より簡略な構成、処理も採用可能である。すなわち、コントロールユニット150により以下の各ステップを実行させるようにしてもよい。
-Second embodiment-
As shown in FIG. 4, the temperature sensor TS5 is omitted, and steps S307 and S313 in the flowchart of FIG. 3 are omitted, and a simpler configuration and processing can be employed. That is, the following steps may be executed by the control unit 150.
ステップS401〜S406:ステップS301〜S306と同様の処理を実行する。内容は図3に関連して説明したので省略する。 Steps S401 to S406: The same processing as steps S301 to S306 is executed. The contents have been described with reference to FIG.
ステップS407:電気ヒータ200を所定時間作動する。但し、ステップS308と異なり、噴射ノズル120が融点T1よりも確実に高くなる加熱時間を予め求めておき、その加熱時間をタイマ154で計測する。すなわち、電気ヒータ200を温度Taとは無関係に作動する。所定の加熱時間が経過したときは、ステップS408に進む。
Step S407: The
ステップS408:ステップS309と同様に電気ヒータ200を停止する。
ステップS409〜S411:ステップS310〜S411と同様の処理を実行する。内容は図3に関連して説明したので、省略する。
Step S408: The
Steps S409 to S411: The same processes as in steps S310 to S411 are executed. The contents have been described with reference to FIG.
ステップS412:電気ヒータ200を所定時間作動する。但し、ステップS314と異なり、噴射ノズル120が沸点T3よりも確実に高くなる加熱時間を予め求めておき、その加熱時間をタイマ154で計測する。すなわち、電気ヒータ200を温度Taとは無関係に充分な加熱時間作動する。所定の加熱時間が経過したときは、ステップS413に進む。
Step S412: The
ステップS413:ステップS315と同様に電気ヒータ200を停止し、制御プログラム全体の処理を終了する。
Step S413: The
以上説明した第2の実施の形態の排気浄化装置によれば、第1の実施の形態による排気浄化装置で得られる作用効果に加えて、次のような効果を奏することができる。
(1)排気温度センサTS5で検出した温度Tgが還元剤RAの融点T1以下のとき、加熱制御部152によって予め定めた時間だけ電気ヒータ200を作動させ、Ta≧T1となるように加熱した。したがって、噴射ノズル120の温度を管理する必要がなく、プログラムが簡素化される。
According to the exhaust gas purification apparatus of the second embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the operational effects obtained by the exhaust gas purification apparatus according to the first embodiment.
(1) When the temperature Tg detected by the exhaust temperature sensor TS5 is equal to or lower than the melting point T1 of the reducing agent RA, the heating controller 152 operates the
以下では、噴射ノズル120の形状について図5〜図7にしたがって説明する。
図5に示すように、噴射ノズル120は、例えば、先端が塞がれたパイプの先端側壁に複数の孔120Hを開口して形成される。このように、パイプを加工して噴射ノズル120を形成することにより、噴射ノズル120の製造原価を節減し得る。
Below, the shape of the
As shown in FIG. 5, the
電気ヒータ200は噴射ノズル120から若干離間しつつ、噴射ノズル120を包囲するように配置される。断熱材202は電気ヒータ200に密着しつつ、電気ヒータ200の周囲を被覆するように配置される。
電気ヒータ200を噴射ノズル120から離間することによって、噴射ノズル120、電気ヒータ200のメンテナンスが容易になる。
The
By separating the
温度センサTS5は、断熱材202、電気ヒータ200に形成された貫通孔204を貫通しつつ、その先端が噴射ノズル120に近接するように配置される。温度センサTS5は貫通孔204に対して挿入、抜き取り自在であり、温度センサTS5のメンテナンスは容易である。
The temperature sensor TS5 is disposed so that the tip thereof is close to the
図6は、噴射ノズル120の変形例を示す。図6の変形例では、電気ヒータ200を噴射ノズル120に密着させている。他の構成は図5と同様であるので、説明を省略する。
電気ヒータ200を噴射ノズル120に密着させることによって、図5の構成よりも効率的に噴射ノズル120を加熱し得る。
FIG. 6 shows a modification of the
By bringing the
図7は、噴射ノズル120の他の変形例を示す。図7の変形例では、噴射ノズル120を先端球形のパイプにより形成している。これによって、還元剤RAの噴射方向を排気ガスEGの流れに沿った斜め方向等、多様な方向に設定でき、効果的な還元剤RA供給が可能である。
図7においても、電気ヒータ200は噴射ノズル120に密着させている。
FIG. 7 shows another modification of the
Also in FIG. 7, the
図8は、噴射ノズル120の他の変形例を示す。図8の変形例では、噴射ノズル120を球体122により形成し、球体122にパイプ124を接続している。これによって、図7に比較して、還元剤RAの噴射方向を、より多様に設定でき、効果的な還元剤RA供給が可能である。このように、噴射ノズル120はノズル形状には限定されず、多様な形状を採用し得る。
電気ヒータ200は球体122およびパイプ124に密着させている。
FIG. 8 shows another modification of the
The
図9は、噴射ノズル120の他の変形例を示す。図9の変形例では、噴射ノズル120を厚肉のパイプ126により形成し、温度センサTS5はパイプ126の壁面内に埋設されている。これによって、温度センサTS5は、より精密に噴射ノズル120内の温度を検出し得る。
電気ヒータ200は球体122およびパイプ124に密着させている。
FIG. 9 shows another modification of the
The
本発明による排気浄化装置は以下のように変形して実施することができる。
(1)以上説明した排気浄化装置では、エンジン稼働中は以下の(a)〜(c)の3つの条件が成立すると電気ヒータ200を作動させるようにした。
(a)噴射ノズル120が目詰まりをしていること、
(b)エンジンがアイドリング状態であること、
(c)排気ガス温度が還元剤の融点(融解温度)T1未満であること、
しかしながら、噴射ノズル120に目詰まりが生じたとき、エンジンの運転状態と排気ガス温度Tgに無関係に無条件で電気ヒータ200を作動させ、装置構成、制御処理を簡略化することも可能である。
The exhaust emission control device according to the present invention can be implemented with the following modifications.
(1) In the exhaust purification apparatus described above, the
(A) The
(B) the engine is idling;
(C) the exhaust gas temperature is lower than the melting point (melting temperature) T1 of the reducing agent,
However, when the
(2)尿素水溶液の流量を検出して噴射ノズル120の目詰まりを検出するようにしたが、尿素水溶液の圧力を検出する圧力センサを流量センサに代えて配置し、圧力により噴射ノズル120の目詰まりを検出してもよい。
(2) Although the clogging of the
(3)噴射ノズル120の目詰まりを検出した後、エンジン稼働中に尿素水が固化して目詰まりを起こす条件を判定してヒータ200の作動を制御した。しかし、エンジン稼働中に、噴射ノズル120の目詰まりが流量センサや圧力センサで検出されたことを条件として、ヒータを作動させてもよい。
(3) After the clogging of the
(4)エンジンが停止したときは、排気ガス温度Tgが、還元剤の凝固点T2以上、固化した還元剤を気化し得る気化温度T3未満のときに、電気ヒータ200を作動させた。しかしながら、エンジン停止時は常に、噴射ノズル120の温度を、固化した還元剤を気化し得る気化温度T3以上に制御するようにしてもよい。
(4) When the engine is stopped, the
以上の実施の形態は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンについて説明したが、本発明は、排気ガスを還元剤で浄化する任意の排気浄化装置に適用し得る。 Although the above embodiment demonstrated a gasoline engine and a diesel engine, this invention is applicable to the arbitrary exhaust gas purification apparatuses which purify | clean exhaust gas with a reducing agent.
EG 排気ガス
TS1 排気温度センサ
TS2 流量センサ
TS3 回転センサ
TS4 負荷センサ
TS5 温度センサ
RA 還元剤
100 エンジン
104 排気通路
110 還元触媒
120 噴射ノズル
130 還元剤供給装置
150 コントロールユニット
152 加熱制御部
154 タイマ
200 電気ヒータ
EG Exhaust gas TS1 Exhaust temperature sensor TS2 Flow rate sensor TS3 Rotation sensor TS4 Load sensor TS5 Temperature
Claims (5)
前記排気通路における、前記還元触媒よりも上流側に還元剤を噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルを加熱するヒータと、
噴射ノズルが目詰まりする条件(以下、目詰まり条件)が成立したか否かを判定する条件判定手段と、
前記目詰まり条件が成立すると、前記ヒータの加熱動作を開始する加熱制御手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置。 A reduction catalyst disposed in the exhaust passage of the engine;
An injection nozzle for injecting a reducing agent upstream of the reduction catalyst in the exhaust passage;
A heater for heating the spray nozzle;
Condition determining means for determining whether or not a condition for clogging the injection nozzle (hereinafter, clogging condition) is satisfied;
When the clogging condition is satisfied, heating control means for starting the heating operation of the heater;
An exhaust emission control device comprising:
前記目詰まり条件は、排気ガス温度が還元剤の融点(以下、融解温度という。)未満である条件であり、
前記排気ガス温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記条件判定手段は、前記排気ガス温度が還元剤の融点(以下、融解温度という。)未満のときに、前記目詰まり条件が成立したと判定することを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1,
The clogging condition is a condition in which the exhaust gas temperature is lower than the melting point of the reducing agent (hereinafter referred to as the melting temperature),
A temperature detecting means for detecting the exhaust gas temperature;
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the condition determining means determines that the clogging condition is satisfied when the exhaust gas temperature is lower than a melting point of the reducing agent (hereinafter referred to as a melting temperature).
前記目詰まり条件は、エンジンアイドリング時の排気ガス温度が還元剤の融点(以下、融解温度という。)未満である条件であり、
前記エンジンがアイドリング状態か否かを判定するアイドリング判定手段と、
前記排気ガス温度を検出する温度検出手段とをさらに備え、
前記条件判定手段は、前記エンジンがアイドリング状態であり、かつ、前記排気ガス温度が還元剤の融点(以下、融解温度という。)未満のときに、前記目詰まり条件が成立したと判定することを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1,
The clogging condition is a condition in which the exhaust gas temperature during engine idling is less than the melting point of the reducing agent (hereinafter referred to as the melting temperature),
Idling determination means for determining whether or not the engine is idling;
Temperature detecting means for detecting the exhaust gas temperature,
The condition determination means determines that the clogging condition is satisfied when the engine is in an idling state and the exhaust gas temperature is lower than a melting point of the reducing agent (hereinafter referred to as a melting temperature). A featured exhaust purification device.
前記噴射ノズルに目詰まりが生じたか否かを判定する目詰まり検出手段をさらに備え、
前記加熱制御手段は、目詰まり検出手段により前記噴射ノズルの目詰まりが検出されたことを条件として、前記ヒータを作動させることを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 3,
Clogging detection means for determining whether or not the injection nozzle is clogged,
The exhaust emission control device characterized in that the heating control means operates the heater on condition that the clogging of the injection nozzle is detected by the clogging detection means.
前記目詰まり条件は、エンジン停止時に排気ガス温度が前記還元剤の結晶化温度と前記気化温度の間の温度である条件であり、
前記エンジンが停止しているか否かを判定する停止判定手段と、
前記加熱制御手段による前記ヒータの作動時間を検出するタイマとをさらに備え、
前記条件判定手段は、エンジン停止時に排気ガス温度が前記還元剤の結晶化温度と前記気化温度の間の温度であるときに、エンジン停止時加熱条件が成立したと判定し、
前記加熱制御手段は、前記エンジン停止時加熱条件が成立したときに前記電気ヒータの作動を開始し、加熱開始後、前記タイマで所定時間が経過した後に前記電気ヒータの作動を停止することを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1,
The clogging condition is a condition in which the exhaust gas temperature is a temperature between the crystallization temperature of the reducing agent and the vaporization temperature when the engine is stopped.
Stop determination means for determining whether or not the engine is stopped;
A timer for detecting an operation time of the heater by the heating control means;
The condition determining means determines that the engine stop heating condition is satisfied when the exhaust gas temperature is between the crystallization temperature of the reducing agent and the vaporization temperature when the engine is stopped.
The heating control means starts the operation of the electric heater when the heating condition when the engine is stopped is satisfied, and stops the operation of the electric heater after a predetermined time elapses after the start of heating. Exhaust gas purification device.
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