内燃机的排气净化装置制造方法及图纸

技术编号:26164875 阅读:23 留言:0更新日期:2020-10-31 13:07
本发明专利技术涉及内燃机的排气净化装置。该排气净化装置包括:SCR催化剂,配置于排气通路;加热装置,直接地或间接地加热所述SCR催化剂;尿素水供给装置,向所述排气通路的比所述SCR催化剂靠上游处供给尿素水;控制装置,操作所述加热装置和所述尿素水供给装置;及至少一个传感器,取得与排气净化装置的状态相关的信息。所述控制装置执行:状态判定处理,基于来自所述至少一个传感器的信息,判定当前的所述排气净化装置的状态是否是无法使所述SCR催化剂吸附氨的预定的状态;及加热避免处理,在当前的所述排气净化装置的状态是所述预定的状态的情况下,与所述内燃机的运转状态无关地限制所述加热装置对所述SCR催化剂的加热。

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化装置
本专利技术涉及内燃机的排气净化装置,尤其涉及将尿素水向排气添加来净化排气中的NOx的排气净化装置。
技术介绍
例如如日本专利第6045034所公开那样,已知有利用添加到排气的还原剂来净化排气中的NOx(氮氧化物)的排气净化装置。作为还原剂,例如,使用通过尿素水水解而生成的氨(NH3)。通过排气中的NOx和吸附于SCR(selectivecatalyticreduction:选择性催化还原)催化剂的氨在SCR催化剂中反应,NOx被还原而变换成氮。不过,SCR催化剂对NOx的净化率依赖于温度,在低温下无法得到高的净化率。在日本专利第6045034所公开的排气净化装置中,在必须供给尿素水的状况下排气系统的预定位置处的排气温度比阈值温度低的情况下,利用加热器来加热SCR催化剂。
技术实现思路
为了在SCR催化剂中净化NOx,不仅需要SCR催化剂的温度达到了活性温度,也需要在SCR催化剂中吸附有充分的量的氨。在排气净化装置成为了无法使SCR催化剂吸附氨的状态的情况下,即使加热了SCR催化剂,也无法提高NOx的净化率。也就是说,若只是基于SCR催化剂的温度来判断是否加热SCR催化剂,则可能会使加热所需的能量成为浪费。本专利技术提供能够抑制在难以进行使用了尿素水的NOx的净化的状况下为了SCR催化剂的加热而浪费能量的内燃机的排气净化装置。本专利技术的第一方案的排气净化装置具备:SCR催化剂,配置于内燃机的排气通路;加热装置,直接地或间接地加热SCR催化剂;尿素水供给装置,向排气通路的比SCR催化剂靠上游处供给尿素水;控制装置,操作加热装置和尿素水供给装置;及至少一个传感器,取得与排气净化装置的状态相关的信息。控制装置构成为执行状态判定处理和加热避免处理。状态判定处理是基于来自至少一个传感器的信息来判定当前的排气净化装置的状态是否是无法使SCR催化剂吸附氨的预定的状态的处理。加热避免处理是在当前的排气净化装置的状态是预定的状态的情况下与内燃机的运转状态无关地限制加热装置对SCR催化剂的加热的处理。限制加热包括不进行加热和与不是预定的状态时相比抑制加热所使用的能量。通过执行这些处理,能够抑制在难以进行使用了尿素水的NOx的净化的状况下为了SCR催化剂的加热而浪费能量。在上述方案中,排气净化装置可以还具备在尿素水供给装置中尿素水发生了冻结的情况下将冻结的尿素水解冻的解冻装置。控制装置可以在因尿素水供给装置中的尿素水的冻结而产生了上述预定的状态的情况下,首先执行开始解冻装置对尿素水的解冻的解冻开始处理。并且,可以在解冻开始处理的执行后,结束加热避免处理,执行开始加热装置对SCR催化剂的加热的加热开始处理。通过执行这些处理,能够抑制在因冻结而无法供给尿素水的状况下因SCR催化剂的无用的加热而浪费能量。需要说明的是,从解冻开始处理的执行到加热开始处理的执行为止的时间可以基于来自上述至少一个传感器的信息而设定,也可以是固定的时间。在上述方案中,控制装置可以在解冻开始处理的执行后,执行判定解冻装置对尿素水的解冻的完成的解冻完成判定处理。尿素水的解冻是否已完成能够基于来自上述的至少一个传感器的信息来判定。在执行解冻完成判定处理的情况下,控制装置可以在加热开始处理的执行后且尿素水的解冻的完成后,执行开始尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理。加热开始处理可以在尿素水的解冻的完成后执行,也可以在尿素水的解冻的完成前执行。加热开始处理的执行后的定时也包括执行加热开始处理的定时,尿素水的解冻的完成后的定时也包括尿素水的解冻完成的定时。在上述方案中,所述控制装置可以在所述解冻开始处理的执行后,执行判定所述解冻装置对尿素水的解冻的完成的解冻完成判定处理,可以在尿素水的解冻的完成后,执行开始所述尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理,可以在所述尿素水供给开始处理的执行后,执行所述加热开始处理。在执行解冻完成判定处理的情况下,控制装置可以在尿素水的解冻的完成后,执行开始尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理,在尿素水供给开始处理的执行后执行加热开始处理。尿素水的解冻的完成后的定时也包括尿素水的解冻完成的定时,尿素水供给开始处理的执行后的定时也包括执行尿素水供给开始处理的定时。在上述方案中,所述控制装置可以执行判定所述排气通路的预定位置处的温度是否上升至阈值温度以上的温度判定处理,可以在所述预定位置处的温度上升至所述阈值温度以上后,执行所述尿素水供给开始处理。在上述方案中,控制装置可以执行判定排气通路的预定位置处的温度是否上升至阈值温度以上的温度判定处理。阈值温度可以与尿素水向氨的水解温度建立关联而设定。在执行温度判定处理的情况下,控制装置可以在预定位置处的温度上升至阈值温度以上后执行尿素水供给开始处理。即使尿素水的冻结融化而变得能够向排气通路供给,若排气通路内的温度尤其是尿素水与排气混合的混合部处的温度未变得充分高,则供给到排气通路的尿素水也不被水解而会析出尿素。通过在排气通路内的温度变得充分高后开始尿素水的供给,能够在排气通路内抑制尿素水的尿素的析出。在上述方案中,尿素水供给装置可以构成为向排气通路的比加热装置的加热部位靠上游处供给尿素水。控制装置可以在因从尿素水供给装置供给到排气通路的尿素水不被水解而产生了上述预定的状态的情况下,在排气通路的预定位置处的温度上升至阈值温度以上后,结束加热避免处理,开始加热装置对SCR催化剂的加热。阈值温度可以与尿素水向氨的水解温度建立关联而设定。通过执行这样的处理,能够抑制在即使向排气通路供给尿素水也不被水解成氨而会析出的状况下因SCR催化剂的无用的加热而浪费能量。在上述结构中,控制装置可以在SCR催化剂中吸附有基准量以上的量的氨的期间,即使预定位置处的温度低于阈值温度也不执行加热避免处理,在SCR催化剂的氨的吸附量变得低于基准量后执行加热避免处理。通过执行这样的处理,能够将吸附于SCR催化剂的氨在NOx的净化中有效地利用。在上述方案中,控制装置可以在因排气净化装置的异常而产生了上述预定的状态的情况下,将加热避免处理持续至排气净化装置的异常被消除为止。通过执行这样的处理,能够抑制在因排气净化装置的异常而无法使SCR催化剂吸附氨的状况下因SCR催化剂的无用的加热而浪费能量。需要说明的是,排气净化装置的异常包括无法向SCR催化剂供给氨的异常和SCR催化剂无法吸附氨的异常。本专利技术的第二方案的排气净化装置包括:SCR催化剂,配置于内燃机的排气通路;加热装置,直接地或间接地加热所述SCR催化剂;尿素水供给装置,向所述排气通路的比所述SCR催化剂靠上游处供给尿素水;及控制装置,操作所述加热装置和所述尿素水供给装置。所述控制装置在当前的排气净化装置的状态是无法使所述SCR催化剂吸附氨的预定的状态的情况下,执行与所述内燃机的运转状态无关地限制所述加热装置对所述SCR催化剂的加热的加热避免处理。如以上所述,根据本专利技术的排气净化装置,在当前的排气净化装置的状态是无法使SCR催化剂吸附氨的预定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机的排气净化装置,其特征在于,具备:/nSCR催化剂,配置于内燃机的排气通路;/n加热装置,直接地或间接地加热所述SCR催化剂;/n尿素水供给装置,向所述排气通路的比所述SCR催化剂靠上游处供给尿素水;/n控制装置,操作所述加热装置和所述尿素水供给装置;及/n至少一个传感器,取得与排气净化装置的状态相关的信息,/n其中,所述控制装置执行:状态判定处理,基于来自所述至少一个传感器的信息,判定当前的所述排气净化装置的状态是否是无法使所述SCR催化剂吸附氨的预定的状态;及加热避免处理,在当前的所述排气净化装置的状态是所述预定的状态的情况下,与所述内燃机的运转状态无关地限制所述加热装置对所述SCR催化剂的加热。/n

【技术特征摘要】
20190425 JP 2019-0847031.一种内燃机的排气净化装置,其特征在于,具备:
SCR催化剂,配置于内燃机的排气通路;
加热装置,直接地或间接地加热所述SCR催化剂;
尿素水供给装置,向所述排气通路的比所述SCR催化剂靠上游处供给尿素水;
控制装置,操作所述加热装置和所述尿素水供给装置;及
至少一个传感器,取得与排气净化装置的状态相关的信息,
其中,所述控制装置执行:状态判定处理,基于来自所述至少一个传感器的信息,判定当前的所述排气净化装置的状态是否是无法使所述SCR催化剂吸附氨的预定的状态;及加热避免处理,在当前的所述排气净化装置的状态是所述预定的状态的情况下,与所述内燃机的运转状态无关地限制所述加热装置对所述SCR催化剂的加热。


2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,还具备:
在所述尿素水供给装置中尿素水发生了冻结的情况下将冻结的尿素水解冻的解冻装置,
其中,所述控制装置在因所述尿素水供给装置中的尿素水的冻结而产生了所述预定的状态的情况下,执行开始所述解冻装置对尿素水的解冻的解冻开始处理,在所述解冻开始处理的执行后,结束所述加热避免处理,执行开始所述加热装置对所述SCR催化剂的加热的加热开始处理。


3.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述控制装置在所述解冻开始处理的执行后,执行判定所述解冻装置对尿素水的解冻的完成的解冻完成判定处理,在所述加热开始处理的执行后且在尿素水的解冻的完成后,执行开始所述尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理。


4.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述控制装置在尿素水的解冻的完成后执行所述加热开始处理。


5.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述控制装置在尿素水的解冻的完成前执行所述加热开始处理。


6.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,
所述控制装置在所述解冻开始处理的执...

【专利技术属性】
技术研发人员:佐藤正明
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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