废气净化机构和系统技术方案

一种用于内燃机的废气净化机构，其具有用于净化废气中包含的ＮＯｘ的净化装置（５２）（选择性还原型催化器）、用于将还原剂（例如尿素水）添加到废气中的添加装置（６２）和用于控制所述添加装置（６２）的运行的电子控制单元（８０）。当排气管（４０）的内壁温度低时，为了抑制由所述还原剂引起的内壁上的附着物，用于添加所述还原剂的所述添加装置（６２）的开关操作频率被增大，或者用于所述还原剂的注入压力被降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于车辆/交通工具的废气净化机构和具有这种废气净化 机构的废气净化系统。本专利技术适用于具有净化装置(例如催化器)和添加 装置的废气净化机构，其中所述净化装置设置在内燃机的排气管中以净化 废气中包含的氮氧化物，所述添加装置用于在所述净化装置的上游侧将还 原剂添加到废气中。所述废气净化机构(和净化系统)通过操作添加装置 控制还原剂的添加量，以便通过所述净化装置控制氮氧化物的净化。
技术介绍
近来，正在进行用于废气净化系统(即，尿素SCR系统，SCI^选择 性催化还原)的发展，并且一些这样的系统被投入到实际应用中。根据这 种尿素SCR系统，选择性还原型催化器被用在具有内燃机(特别是柴油机 发动机)的车辆中，以用于通过使用尿素水做还原剂而选择性地净化包含 在废气中的氮氧化物(NOx)。根据尿素SCR系统，选择性还原型NOx催化器设置在与内燃机相连 接的排气管中，并且尿素水添加阀设置在NOx催化器的上游侧，以用于将 尿素水溶液(作为NOx还原剂)添加到排气管中。根据以上尿素SCR系统，尿素水通过尿素水添加阀添加到排气管中， 以使得包含在废气中的NOx通过NOx催化器被选择性地脱氧及去除。也 就是说，尿素水通过废气的热量水解，从而产生氨(NH3)，所述氨被NOx 催化器吸收。脱氧反应(还原反应)通过NOx催化器上的氨进行。如上所 述，NOx被脱氧和净化。在来自发动机的废气温度低的情况下，从尿素水到氨的水解效率降低。 因此，在排气管中可能分离出尿素水的热分解产物，例如三聚氰酸。例如，如在日本专利公报No. 2007-327377中所公开的那样，为了克服 以上缺点，设置了旁路通道，以使得仅有少量的废气流经排气管。在旁路通道中设置用于尿素水的水解催化器，以及加热装置。根据这种传统系统， 为了抑制或避免排气管中的尿素水的热分解产物的分离，氨在废气温度低 时从流经旁路通道的尿素水中被提取，并且所述被提取的氨被供给至NOx 催化器。以上传统系统设有硬件，例如旁路通道、水解催化器、加热装置等。 因此，不可避免地降低了性价比。另外，因为加热装置，所以增加了能耗。
技术实现思路
因此，本专利技术针对前述问题而完成，并且具有提供用于内燃机的废气 净化机构和具有所述机构的废气净化系统的目的。所述废气净化机构和/或 系统具有电子控制添加阀，所述电子控制添加阀用于在净化装置上游侧将 还原剂添加到废气中，以使得包含在废气中的氮氧化物被所述净化装置净 化。根据本专利技术，抑制了部件数量的增加，并适当抑制了粘附于排气管上 的附着物。为了解决以上问题，本专利技术具有下面特征和优点。根据本专利技术的一个特征，用于内燃机10的废气净化机构具有设置在内燃机10的排气管40中的用于净化废气中包含的氮氧化物的净化装置52、 设置在排气管40中所述净化装置52上游侧的用于将还原剂添加到废气中 的添加装置62、用于控制所述添加装置62的运行以使还原剂的添加量被调 节的电子控制单元80、以及用于检测与内燃机10的排气系统40的温度 (TEX)相关联的参数值(TIW)的检测装置58。电子控制单元80具有改变部分S28、 S30、 S32、 S28a、 S30a、 S32a， 用于在排气管40的内壁的温度(TIW)低时基于参数值(TIW)改变添加 装置62的运行状态，以便降低到达所述内壁的表面的还原剂的量。根据以上特征，在由还原剂引起的排气管内壁的附着物可能出现的运 行状态下，到达排气管40的内壁的表面的还原剂的量被减少。因此，抑制 了部件数量的增加，并且适当抑制了排气管的附着物。根据本专利技术的另一个特征，用于内燃机10的废气净化机构具有设置在 内燃机10的排气管40中的用于净化废气中包含的氮氧化物的净化装置52、设置在排气管40中所述净化装置52上游侧的 于将还原剂添加到废气中的添加装置62、用于控制所述添加装置62的运行以使还原剂的添加量被调 节的电子控制单元80、以及用于检测与内燃机10的排气系统40的温度 (TEX)相关联的参数值(TIW)的检测装置58。所述电子控制单元80具有用于基于参数值(TIW)改变添加装置62 的运行状态的改变部分S28、 S30、 S32，并且所述改变部分S28、 S30、 S32 在排气管40的内壁的温度(TIW)低时縮短添加装置62的一个运行周期 的阀打开时长。本申请的专利技术人已经发现，随着添加装置的一个运行周期的阀打开时 长设定得更短，从所述添加装置注入/喷射(添加)的还原剂变得更加不太 可能附着于排气管的内壁上。因此，根据以上特征，在由还原剂引起的排 气管内壁的附着物可能因为排气管内壁的温度低而出现的这种运行状态 下，添加装置的一个运行周期的阀打开时长设定得更短。因此，同样抑制 了部件数量的增加，并且适当抑制了排气管的附着物。根据本专利技术的另一个特征，当一个运行周期的阀打开时长縮短时，所 述改变部分S28、 S30、 S32增大添加装置62的开关操作的频率，其中，所 述频率被定义为还原剂的添加时间间隔的倒数。根据以上特征，即使当阀打开时长改变时， 一定添加时长的还原剂总 添加量也被控制在所需的量(即，基于发动机的运行状态计算的还原剂的 要求的量)。优选基于废气的NOx浓度计算还原剂的要求的量。根据本专利技术的另一个特征，用于内燃机10的废气净化机构具有设置在 内燃机10的排气管40中的用于净化废气中包含的氮氧化物的净化装置52、设置在排气管40中所述净化装置52上游侧的用于将还原剂添加到废气中 的添加装置62、用于控制所述添加装置62的运行以使还原剂的添加量被调 节的电子控制单元80、以及用于检测与内燃机10的排气系统40的温度 (TEX)相关联的参数值(TIW)的检测装置58。所述电子控制单元80具有用于基于参数值(TIW)改变添加装置62 的运行状态的改变部分S28a、 S30a、 S32a，并且所述改变部分S28a、 S30a、 S32a在排气管40的内壁的温度(TIW)低时降低用于添加装置62注入还 原剂的注入压力。随着用于添加装置的还原剂的注入压力变得更低，因为从添加装置注入的还原剂移动的能量变得更低，所以到达排气管内壁的还原剂的量减少。 根据以上特征，在由还原剂引起的排气管内壁的附着物可能因为排气 管内壁的温度低而出现的这种运行状态下，用于添加装置注入的还原剂的 注入压力被降低。因此，同样抑制了部件数量的增加，适当抑制了排气管 的附着物。根据本专利技术的另一个特征，电子控制单元80、 S24基于对应参数值和 环境温度的废气温度(TEX)计算排气管40的内壁的温度(TIW)，并且 所述改变部分S28、 S30、 S32、 S28a、 S30a、 S32a改变添加装置62的运行 状态。因为排气管的内壁通过废气加热，所以排气管的内壁的温度与废气温 度相关联。此外，因为从排气管内壁到外部的热辐射量取决于排气管与外 部之间的温度梯度，所以排气管的内壁的温度与环境温度相关联。因此， 根据以上特征，排气管内壁的温度可以基于参数值(废气温度)和环境温 度适当地被计算。根据本专利技术的另一个特征，内燃机10是车载内燃机，并且车速与改变 操作结合，所述改变操作通过改变部分S28、 S30、 S32、 S28a、 S30a、 S32a 执行以改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机（１０）的废气净化机构，包括：　设置在所述内燃机（１０）的排气管（４０）中用于净化废气中包含的氮氧化物的净化装置（５２）；　设置在所述排气管（４０）中所述净化装置（５２）的上游侧用于将还原剂添加到废气中的添加装置（ ６２）；　用于控制所述添加装置（６２）的运行以使所述还原剂的添加量被调节的电子控制单元（８０）；以及　用于检测与所述内燃机（１０）的排气系统（４０）的温度（ＴＥＸ）相关联的参数值（ＴＩＷ）的检测装置（５８），　其中所述电子 控制单元（８０）具有改变部分（Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ２８ａ、Ｓ３０ａ、Ｓ３２ａ），用于在所述排气管（４０）的内壁的温度（ＴＩＷ）低时基于所述参数值（ＴＩＷ）改变所述添加装置（６２）的运行状态，以便降低到达所述排气管（４０）的内壁的表面的所述还原剂的量。

【技术特征摘要】
JP 2008-9-22 242318/20081.一种用于内燃机(10)的废气净化机构，包括设置在所述内燃机(10)的排气管(40)中用于净化废气中包含的氮氧化物的净化装置(52)；设置在所述排气管(40)中所述净化装置(52)的上游侧用于将还原剂添加到废气中的添加装置(62)；用于控制所述添加装置(62)的运行以使所述还原剂的添加量被调节的电子控制单元(80)；以及用于检测与所述内燃机(10)的排气系统(40)的温度(TEX)相关联的参数值(TIW)的检测装置(58)，其中所述电子控制单元(80)具有改变部分(S28、S30、S32、S28a、S30a、S32a)，用于在所述排气管(40)的内壁的温度(TIW)低时基于所述参数值(TIW)改变所述添加装置(62)的运行状态，以便降低到达所述排气管(40)的内壁的表面的所述还原剂的量。2. —种用于内燃机(10)的废气净化机构，包括 设置在所述内燃机(10)的排气管(40)中用于净化废气中包含的氮 氧化物的净化装置(52);设置在所述排气管(40)中所述净化装置(52)的上游侧用于将还原 剂添加到废气中的添加装置(62);用于控制所述添加装置(62)的运行以使所述还原剂的添加量被调节 的电子控制单元(80);以及用于检测与所述内燃机(10)的排气系统(40)的温度(TEX)相关 联的参数值(TIW)的检测装置(58)，其中所述电子控制单元(80)具有用于基于所述参数值(TIW)改变 所述添加装置(62)的运行状态的改变部分(S28、 S30、 S32)，以及所述改变部分(S28、S30、S32)在所述排气管(40)的内壁的温度(TIW) 低时縮短所述添加装置(62)的一次循环运行的阀打开时长。3. 根据权利要求2的废气净化机构，其特征在于， 所述改变部分(S28、 S30、 S32)在一个运行周期的阀打开时长縮短时增大所述添加装置(62)的开关操作频率，其中所述频率被定义为所述还原剂的添加时间间隔的倒数。4. 一种用于内燃机(10)的废气净化机构，包括设置在所述内燃机(10)的排气管(40)中用于净化废气中包含的氮氧化物的净化装置(52);设置在所述排气管(40)中所述净化装置(52)的上游侧用于将还原 剂添加到废气中的添加装置(62);用于控制所述添加装置(62)的运行以使所述还原剂的添加量被调节 的电子控制单元(80);以及用于检测与所述内燃机(10)的排气系统(40)的温度(TEX)相关 联的参数值(TIW)的检测装置(58)，其中所述电子控制单元(80)具有用于基于所述参数值(TIW)改变 所述添加装置(62)的运行状态的改变部分(S28a、 S30a、 S32a)，以及所述改变部分(S28a、 S30a、 S32a)在所述排气管(40)的内壁的温 度(TIW)低时降低用于所述添加装置(62)注入的所述还原剂的注入压 力。5. 根据权利要求1至4中任一项的废气净化机构，其特征在于， 所述电子控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田达也，丸山昌利，
申请(专利权)人：株式会社日本自动车部品综合研究所，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]