(57)【要約】【課題】高温に対する耐性が低いＳＣＲに対するダメージを防止すること。【解決手段】コントローラ５は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路１と、排気通路に設けられたＳＣＲ触媒２とを備えた排ガス浄化システムを制御する装置である。コントローラ５は、ＳＣＲ触媒２の上流側温度が第１基準温度以上であるか否かを判定する温度判定部１２０と、上流側温度が第１基準温度以上である場合、排気通路に連結された外気導入通路７から取り込まれた外気を排気通路１へ導入する外気導入制御を行い、外気導入制御の後、ＳＣＲ触媒２の上流側の温度が第１基準温度より低い第２基準温度となった場合、外気導入制御を終了する開閉制御部１３０と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御装置であって、
前記ＳＣＲ触媒の上流側温度が第１基準温度以上であるか否かを判定する判定部と、
前記上流側温度が前記第１基準温度以上である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行い、前記外気導入制御の後で、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が前記第１基準温度より低い第２基準温度となった場合、前記外気導入制御を終了する制御部と、を有する、
排ガス浄化システムの制御装置。
【請求項２】
内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御装置であって、
大気圧が、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が所定温度以上となりうる第１基準気圧以下であるか否かを判定する判定部と、
前記大気圧が前記第１基準気圧以下である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行い、前記外気導入制御の後で、前記大気圧が前記第１基準気圧より高い第２基準気圧となった場合、前記外気導入制御を終了する制御部と、を有する、
排ガス浄化システムの制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記外気導入制御を行う場合、前記排気通路と前記外気導入通路との接続部分に設けられた開閉弁を開状態に制御し、
前記外気導入制御を終了する場合、前記開閉弁を閉状態に制御する、
請求項１または２に記載の排ガス浄化システムの制御装置。
【請求項４】
前記ＳＣＲ触媒は、バナジウムで構成されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の排ガス浄化システムの制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンである、
請求項１から４のいずれか１項に記載の排ガス浄化システムの制御装置。
【請求項６】
内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御方法であって、
前記ＳＣＲ触媒の上流側温度が第１基準温度以上であるか否かを判定するステップと、
前記上流側温度が前記第１基準温度以上である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行うステップと、
前記外気導入制御の後で、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が前記第１基準温度より低い第２基準温度となった場合、前記外気導入制御を終了するステップと、を有する、
排ガス浄化システムの制御方法。
【請求項７】
内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御方法であって、
大気圧が、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が所定温度以上となりうる第１基準気圧以下であるか否かを判定するステップと、
前記大気圧が前記第１基準気圧以下である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行うステップと、
前記外気導入制御の後で、前記大気圧が前記第１基準気圧より高い第２基準気圧となった場合、前記外気導入制御を終了するステップと、を有する、
排ガス浄化システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中のＮＯｘを低減する触媒を備える排ガス浄化システムの制御装置および排ガス浄化システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中のＮＯｘを低減する触媒として、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＳＣＲ触媒は、排気通路において、尿素水噴射弁の下流側に配置される。尿素水噴射弁から排気通路に噴射された尿素水は、加水分解によりアンモニアを発生する。このアンモニアはＳＣＲ触媒に供給され、排ガス中のＮＯｘは、ＳＣＲ触媒において窒素に還元される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６６１４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＳＣＲ触媒には、高温に対する耐性が低い材料（例えば、バナジウム）で構成されるものがある。このようなＳＣＲ触媒は、排ガスが高温となった場合にダメージを受け、ＮＯｘを低減できなくなる、という問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、高温に対する耐性が低いＳＣＲ触媒に対するダメージを防止できる排ガス浄化システムの制御装置および排ガス浄化システムの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の排ガス浄化システムの制御装置は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御装置であって、前記ＳＣＲ触媒の上流側温度が第１基準温度以上であるか否かを判定する判定部と、前記上流側温度が第１基準温度以上である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行い、前記外気導入制御の後で、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が前記第１基準温度より低い第２基準温度となった場合、前記外気導入制御を終了する制御部と、を有する。
【０００８】
本発明の排ガス浄化システムの制御装置は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御装置であって、大気圧が、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が所定温度以上となりうる第１基準気圧以下であるか否かを判定する判定部と、前記大気圧が前記第１基準気圧以下である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行い、前記外気導入制御の後で、前記大気圧が前記第１基準気圧より高い第２基準気圧となった場合、前記外気導入制御を終了する制御部と、を有する。
【０００９】
本発明の排ガス浄化システムの制御方法は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御方法であって、前記ＳＣＲ触媒の上流側温度が第１基準温度以上であるか否かを判定するステップと、前記上流側温度が前記第１基準温度以上である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行うステップと、前記外気導入制御の後で、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が前記第１基準温度より低い第２基準温度となった場合、前記外気導入制御を終了するステップと、を有する。
【００１０】
本発明の排ガス浄化システムの制御方法は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御方法であって、大気圧が、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が所定温度以上となりうる第１基準気圧以下であるか否かを判定するステップと、前記大気圧が前記第１基準気圧以下である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行うステップと、前記外気導入制御の後で、前記大気圧が前記第１基準気圧より高い第２基準気圧となった場合、前記外気導入制御を終了するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高温に対する耐性が低いＳＣＲ触媒に対するダメージを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る後処理装置とその周辺構成の一例を示す概念図
【図２】本発明の実施の形態に係る開閉弁が開状態の一例を示す概念図
【図３】本発明の実施の形態に係るコントローラの構成例を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態に係るコントローラの動作例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
まず、本発明の実施の形態に係る後処理装置とその周辺構成について、図１を用いて説明する。図１に示す構成は、排ガス浄化システムの一例に相当する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る後処理装置とその周辺構成の一例を示す概念図である。図１において、実線の矢印は気体（排ガスまたは外気）の流れを示し、破線の矢印は信号の流れを示している。
【００１６】
図１に示す各構成要素は、例えば、車両に搭載される。
【００１７】
排気通路（排気管ともいう）１は、ディーゼルエンジン（内燃機関の一例。図示略）の下流側に接続されている。
【００１８】
排気通路１には、後処理装置として、ＳＣＲ触媒２およびアンモニアスリップ触媒３が設けられている。ＳＣＲ触媒２は、アンモニアスリップ触媒３の上流側に設けられている。
【００１９】
ＳＣＲ触媒２は、高温に対する耐性が低い材料（例えば、バナジウム）で構成されている。ＳＣＲ触媒２には、後述の尿素水噴射弁６による尿素水（還元剤の一例）の噴射により発生したアンモニアが供給される。これにより、ＳＣＲ触媒２において、排ガス中のＮＯｘは窒素に還元される。
【００２０】
アンモニアスリップ触媒３は、ＳＣＲ触媒２で消費しきれなかったアンモニアを酸化、分解する。これにより、アンモニアが大気中に排出されることを防止できる。
【００２１】
ディーゼルエンジンから排出された排ガスは、排気通路１において、ＳＣＲ触媒２、アンモニアスリップ触媒３の順に流れ、車両の外部へ排出される。
【００２２】
ＳＣＲ触媒２の上流側（例えば、ＳＣＲ触媒２の入口）には、排ガスの温度を検出する温度センサ４が設けられている。温度センサ４は、検出した温度（以下、検出温度という）を示す信号を、適宜、コントローラ５へ出力する。
【００２３】
また、排気通路１において、ＳＣＲ触媒２の上流側には、尿素水噴射弁６（還元剤供給装置の一例）が設けられている。尿素水噴射弁６は、排気通路１内に、尿素水を噴射する。噴射のタイミングおよび噴射量は、コントローラ５により制御される。
【００２４】
また、排気通路１は、尿素水噴射弁６の上流側において、車両の外部から取り込まれた空気が流れる外気導入通路７と連通している。
【００２５】
なお、本実施の形態では、尿素水噴射弁６の上流側において、排気通路１と外気導入通路７とが連通する構成としたが、尿素水噴射弁６の下流側において、排気通路１と外気導入通路７とが連通してもよい。
【００２６】
外気導入通路７と排気通路１との接続部分には、開閉弁８が設けられている。開閉弁８の開閉は、コントローラ５により制御される。
【００２７】
図１は、開閉弁８が閉状態である場合を示している。この場合、外気導入通路７を流れる外気は、排気通路１へ流入しない。
【００２８】
一方、図２は、図１に示した排ガス浄化システムにおいて、開閉弁８が開状態である場合を示している。この場合、外気導入通路７を流れる外気は、排気通路１へ流入し、その後、排ガスと混合し、排気通路１の下流側（ＳＣＲ触媒２の方向）へ流れる。
【００２９】
なお、図２に示すように、開閉弁８は、開状態のとき、外気が排気通路１の下流側へ流れ易くなるように傾斜してもよい。
【００３０】
以上、本実施の形態に係る後処理装置とその周辺構成について説明した。
【００３１】
次に、本実施の形態に係るコントローラ５（排ガス浄化システムの制御装置の一例）の構成について、図３を用いて説明する。
【００３２】
コントローラ５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、および通信回路を有する。以下に説明する図３の各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。
【００３３】
図３に示すように、コントローラ５は、噴射制御部１１０、温度判定部１２０（判定部の一例）、および開閉制御部１３０（制御部の一例）を有する。
【００３４】
噴射制御部１１０は、所定のタイミングで所定量の尿素水を噴射するように尿素水噴射弁６を制御する。
【００３５】
温度判定部１２０は、開閉弁８が閉状態である場合に、検出温度が予め定められた第１基準温度以上であるか否かを判定する。
【００３６】
第１基準温度は、例えば、ＳＣＲ触媒２がダメージを受けるおそれがある温度である。例えば、ＳＣＲ触媒２がバナジウムで構成される場合、第１基準温度は、５５０度に設定される。
【００３７】
また、温度判定部１２０は、開閉弁８が開状態である場合に、検出温度が予め定められた第２基準温度未満であるか否かを判定する。
【００３８】
第２基準温度は、第１基準温度より低く、かつ、ＳＣＲ触媒２がダメージを受けない温度である。例えば、上述したように第１基準温度が５５０度に設定される場合、第２基準温度は５００度に設定される。
【００３９】
開閉制御部１３０は、温度判定部１２０により検出温度が第１基準温度以上であると判定された場合、開閉弁８を閉状態から開状態に制御する。これにより、開閉弁８は、図２に示すように開状態となる。
【００４０】
開閉制御部１３０は、温度判定部１２０により検出温度が第２基準温度未満であると判定された場合、開閉弁８を開状態から閉状態に制御する。これにより、開閉弁８は、図１に示すように閉状態となる。
【００４１】
以上、本実施の形態に係るコントローラ５の構成について説明した。
【００４２】
次に、本実施の形態に係るコントローラ５の動作（排ガス浄化システムの制御方法の一例）について、図４を用いて説明する。図４のフローは、車両の走行中、繰り返し行われる。また、図４のフローのスタート時は、開閉弁８が閉状態であるとする。
【００４３】
まず、温度判定部１２０は、検出温度が第１基準温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【００４４】
検出温度が第１基準温度以上ではない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４５】
一方、検出温度が第１基準温度以上である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、開閉制御部１３０は、閉状態である開閉弁８を開状態に制御する（ステップＳ１０２）。これにより、外気導入通路７から排気通路１へ外気が流入する。よって、排気通路１において、排ガスの温度を低下させることができる。
【００４６】
次に、温度判定部１２０は、検出温度が第２基準温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００４７】
検出温度が第２基準温度未満ではない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１０２へ戻る。すなわち、開閉制御部１３０は、開閉弁８を開状態にする制御を継続する。
【００４８】
一方、検出温度が第２基準温度未満である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、開閉制御部１３０は、開状態である開閉弁８を閉状態に制御する（ステップＳ１０４）。これにより、外気導入通路７から排気通路１への外気の流入が停止される。
【００４９】
以上、本実施の形態に係るコントローラ５の動作について説明した。
【００５０】
詳述してきたように、本実施の形態によれば、検出温度が第１基準温度以上である場合、開閉弁８を開状態にすることにより、外気導入通路７から排気通路１へ外気を導入し、その後、検出温度が第２基準温度未満となった場合、開閉弁８を閉状態にすることを特徴とする。
【００５１】
これにより、排気通路１において、外気を導入する時間を充分に確保でき、排ガスの温度を確実に低下させることができる。よって、高温に対する耐性が低いＳＣＲ触媒２に対してダメージが加わることを防止することができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。以下、各変形例について説明する。
【００５３】
［変形例１］
上記実施の形態では、開閉弁８の開閉を制御するための判定に検出温度を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
【００５４】
例えば、車両が大気圧の低い場所（例えば、山の上などの高所）を走行する場合、内燃機関へ供給される空気の量に対して、内燃機関へ供給される燃料の量が多い状態（リッチ）となり、排ガスが、ＳＣＲ触媒２にダメージを与えるほどの高温となる。よって、開閉弁８の開閉を制御するための判定に大気圧を用いてもよい。この具体例について以下に説明する。
【００５５】
車両には、大気圧を検出する大気圧センサ（図示略）が設けられる。この大気圧センサは、検出した大気圧（以下、検出気圧という）を示す信号を、適宜、コントローラ５へ出力する。
【００５６】
コントローラ５は、気圧判定部（図示略。判定部の一例）を有する。
【００５７】
気圧判定部は、開閉弁８が閉状態である場合に、検出気圧が予め定められた第１基準気圧以下であるか否かを判定する。
【００５８】
第１基準気圧は、例えば、排ガスの温度がＳＣＲ触媒２にダメージを与える温度（例えば、５５０度）になりうる気圧である。
【００５９】
開閉制御部１３０は、気圧判定部により検出気圧が第１基準気圧以下であると判定された場合、開閉弁８を閉状態から開状態に制御する。
【００６０】
また、気圧判定部は、開閉弁８が開状態である場合に、検出気圧が予め定められた第２基準気圧より大きいか否かを判定する。
【００６１】
第２基準気圧は、第１基準気圧より高い気圧である。
【００６２】
開閉制御部１３０は、気圧判定部により検出気圧が第２基準気圧より大きいと判定された場合、開閉弁８を開状態から閉状態に制御する。
【００６３】
このような制御により、実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
なお、上記説明では、検出温度の代わりに検出気圧を用いる場合を例に挙げたが、検出温度と検出気圧の両方が用いられてもよい。
【００６５】
その場合、例えば、開閉制御部１３０は、検出温度が第１基準温度以上である場合、または、検出気圧が第１基準気圧以下である場合に、閉状態である開閉弁８を開状態に制御する。
【００６６】
また、例えば、開閉制御部１３０は、検出温度が第２基準温度未満である場合、または、検出気圧が第２基準気圧より大きい場合に、開状態である開閉弁８を閉状態に制御する。
【００６７】
［変形例２］
上記実施の形態または変形例１において、開閉制御部１３０が開閉弁８を閉状態から開状態に制御するときに、噴射制御部１１０は、尿素水の噴射を実行するように尿素水噴射弁６を制御してもよい。
【００６８】
＜本開示のまとめ＞
本発明の排ガス浄化システムの制御装置は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御装置であって、前記ＳＣＲ触媒の上流側温度が第１基準温度以上であるか否かを判定する判定部と、前記上流側温度が前記第１基準温度以上である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行い、前記外気導入制御の後で、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が前記第１基準温度より低い第２基準温度となった場合、前記外気導入制御を終了する制御部と、を有する。
【００６９】
本発明の排ガス浄化システムの制御装置は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御装置であって、大気圧が、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が所定温度以上となりうる第１基準気圧以下であるか否かを判定する判定部と、前記大気圧が前記第１基準気圧以下である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行い、前記外気導入制御の後で、前記大気圧が前記第１基準気圧より高い第２基準気圧となった場合、前記外気導入制御を終了する制御部と、を有する。
【００７０】
なお、上記排ガス浄化システムの制御装置において、前記制御部は、前記外気導入制御を行う場合、前記排気通路と前記外気導入通路との接続部分に設けられた開閉弁を開状態に制御し、前記外気導入制御を終了する場合、前記開閉弁を閉状態に制御してもよい。
【００７１】
また、上記排ガス浄化システムの制御装置において、前記ＳＣＲ触媒は、バナジウムで構成されてもよい。
【００７２】
また、上記排ガス浄化システムの制御装置において、前記内燃機関は、ディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンであってもよい。
【００７３】
本発明の排ガス浄化システムの制御方法は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御方法であって、前記ＳＣＲ触媒の上流側温度が第１基準温度以上であるか否かを判定するステップと、前記上流側温度が前記第１基準温度以上である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行うステップと、前記外気導入制御の後で、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が前記第１基準温度より低い第２基準温度となった場合、前記外気導入制御を終了するステップと、を有する。
【００７４】
本発明の排ガス浄化システムの制御方法は、内燃機関から排出された排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられたＳＣＲ触媒とを備えた排ガス浄化システムの制御方法であって、大気圧が、前記ＳＣＲ触媒の上流側の温度が所定温度以上となりうる第１基準気圧以下であるか否かを判定するステップと、前記大気圧が前記第１基準気圧以下である場合、前記排気通路に連結された外気導入通路から取り込まれた外気を前記排気通路へ導入する外気導入制御を行うステップと、前記外気導入制御の後で、前記大気圧が前記第１基準気圧より高い第２基準気圧となった場合、前記外気導入制御を終了するステップと、を有する。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、排ガス中のＮＯｘを低減する触媒を備える排ガス浄化システムの制御装置および制御方法に適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１  排気通路
２  ＳＣＲ触媒
３  アンモニアスリップ触媒
４  温度センサ
５  コントローラ（排ガス浄化システムの制御装置の一例）
６  尿素水噴射弁（還元剤供給装置の一例）
７  外気導入通路
８  開閉弁
１１０  噴射制御部
１２０  温度判定部
１３０  開閉制御部
【図１】
2018189016.tif 000003
【図２】
2018189016.tif 000004
【図３】
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【図４】
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