JP2019019793A - SCR system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はSCRシステムに関する。 The present invention relates to an SCR system.
従来、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒を有するSCRシステムが知られている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。このようなSCRシステムは、SCR触媒が昇温してSCR触媒の温度が高温になった場合には、尿素水の加水分解によって生成されたアンモニアを利用してエンジンから排出された排気中のNOxを還元させることで、NOxの浄化を図ることができる。また、エンジンの始動直後のように、SCR触媒の温度が低温の場合には、尿素水の加水分解によって生成されたアンモニアと排気中のNOxとが反応して生成される硝酸アンモニウム(NH4NO3)をSCR触媒に吸着させることで、NOxの大気中への放出の抑制を図ることができる。 Conventionally, an SCR system having an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In such an SCR system, when the temperature of the SCR catalyst rises and the temperature of the SCR catalyst becomes high, NOx in exhaust discharged from the engine using ammonia generated by hydrolysis of urea water. NOx can be purified by reducing. Further, when the temperature of the SCR catalyst is low, such as immediately after starting the engine, ammonium nitrate (NH 4 NO 3) produced by the reaction of ammonia produced by hydrolysis of urea water and NOx in the exhaust gas. ) Is adsorbed by the SCR catalyst, and the release of NOx into the atmosphere can be suppressed.
しかしながら、従来のSCRシステムでは、SCR触媒温度上昇後におけるNOx浄化性能は十分に高いとはいえなかった。 However, in the conventional SCR system, the NOx purification performance after the SCR catalyst temperature rises cannot be said to be sufficiently high.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、SCR触媒温度上昇後におけるNOx浄化性能を向上させることができるSCRシステムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an SCR system capable of improving the NOx purification performance after the SCR catalyst temperature rises.
上記目的を達成するため、本発明に係るSCRシステムは、エンジンの排気通路に配置された上流側SCR触媒、及び前記上流側SCR触媒よりも下流側の前記排気通路に配置された下流側SCR触媒と、前記上流側SCR触媒よりも上流側の前記排気通路に尿素水を供給する上流側尿素水供給部、及び、前記上流側SCR触媒よりも下流側且つ前記下流側SCR触媒よりも上流側の前記排気通路に尿素水を供給する下流側尿素水供給部を有する尿素水供給システムと、前記尿素水供給システムを制御する制御部を有する制御装置と、を備え、前記制御部は、前記エンジンの始動時において前記上流側SCR触媒及び前記下流側SCR触媒の温度が予め設定された所定温度よりも高くなった場合に、前記上流側尿素水供給部及び前記下流側尿素水供給部からの尿素水供給を開始させるとともに、前記下流側尿素水供給部の尿素水供給量を前記上流側尿素水供給部の尿素水供給量よりも多くするエンジン始動時制御処理を実行する。 To achieve the above object, an SCR system according to the present invention includes an upstream SCR catalyst disposed in an exhaust passage of an engine, and a downstream SCR catalyst disposed in the exhaust passage downstream of the upstream SCR catalyst. An upstream urea water supply unit that supplies urea water to the exhaust passage upstream of the upstream SCR catalyst, and a downstream side of the upstream SCR catalyst and an upstream side of the downstream SCR catalyst. A urea water supply system having a downstream urea water supply unit for supplying urea water to the exhaust passage, and a control device having a control unit for controlling the urea water supply system, the control unit comprising: When the temperature of the upstream SCR catalyst and the downstream SCR catalyst becomes higher than a predetermined temperature set in advance, the upstream urea water supply unit and the downstream urine are A start-up control process for starting the urea water supply from the water supply unit and increasing the urea water supply amount of the downstream urea water supply unit more than the urea water supply amount of the upstream urea water supply unit is executed. .
排気中のNOxは、上流側SCR触媒及び下流側SCR触媒のうち、最初に上流側SCR触媒に流入して、その少なくとも一部は上流側SCR触媒に残存したアンモニアと反応して硝酸アンモニウムになるため、下流側SCR触媒に流入するNOx量は上流側SCR触媒に流入するNOx量よりも少なくなる。このため、下流側SCR触媒の方が上流側SCR触媒よりも硝酸アンモニウムの生成量が少なく、硝酸アンモニウムの吸着量も少ない
。したがって、エンジンの始動後において上流側SCR触媒及び下流側SCR触媒の温度が所定温度よりも高くなった時点のNOx浄化性能は、下流側SCR触媒の方が高い。これに関して、本発明によれば、エンジンの始動時において上流側SCR触媒及び下流側SCR触媒の温度が所定温度よりも高くなった場合に、エンジン始動時制御処理を実行して、下流側尿素水供給部の尿素水供給量を上流側尿素水供給部の尿素水供給量よりも多くしている。これにより、NOx浄化性能の高い下流側SCR触媒に対して多くの尿素水を供給することができるので、SCR触媒温度上昇後におけるNOx浄化性能を向上させることができる。
NOx in the exhaust gas first flows into the upstream SCR catalyst out of the upstream SCR catalyst and the downstream SCR catalyst, and at least a part thereof reacts with the ammonia remaining in the upstream SCR catalyst to become ammonium nitrate. The amount of NOx flowing into the downstream SCR catalyst is smaller than the amount of NOx flowing into the upstream SCR catalyst. For this reason, the downstream SCR catalyst produces less ammonium nitrate and the ammonium nitrate adsorbs less than the upstream SCR catalyst. Therefore, the downstream SCR catalyst has higher NOx purification performance when the temperature of the upstream SCR catalyst and the downstream SCR catalyst becomes higher than the predetermined temperature after the engine is started. In this regard, according to the present invention, when the temperature of the upstream side SCR catalyst and the downstream side SCR catalyst becomes higher than a predetermined temperature at the time of starting the engine, the engine start time control process is executed, and the downstream urea water The urea water supply amount of the supply unit is set larger than the urea water supply amount of the upstream urea water supply unit. As a result, a large amount of urea water can be supplied to the downstream SCR catalyst having a high NOx purification performance, so that the NOx purification performance after the SCR catalyst temperature rises can be improved.
図1は本実施形態に係るエンジンシステム1の全体構成を模式的に示す概略図である。このエンジンシステム1は車両に搭載されている。車両の具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例として、バスやトラック等の商用車両を用いている。エンジンシステム1は、エンジン2、エンジン2に吸入される吸気が通過する吸気通路3、及びエンジン2から排出された排気が通過する排気通路4を備えている。エンジン2の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例としてディーゼルエンジンを用いている。
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an overall configuration of an engine system 1 according to the present embodiment. The engine system 1 is mounted on a vehicle. Although the specific kind of vehicle is not specifically limited, In this embodiment, commercial vehicles, such as a bus and a truck, are used as an example. The engine system 1 includes an
また、エンジンシステム1は、制御装置10、EGRシステム(EGR通路20、EGRバルブ21及びEGRクーラ22)、酸化触媒30、フィルター40、及びSCRシステム50を備えている。なお、本実施形態に係る制御装置10は、エンジンシステム1を統合的に制御する制御装置であるとともに、SCRシステム50の制御装置(すなわち、SCRシステム50の構成要素の一部)でもある。
The engine system 1 also includes a
制御装置10は、各種の制御処理等を実行するCPU11と、このCPU11の動作に用いられる各種情報やプログラム等を記憶する記憶部12とを有するマイクロコンピュータを備えている。なお、記憶部12としては、例えばROM、RAM等を用いることができる。制御装置10は、後述するSCRシステム50の尿素水供給システム54を制御するとともに、エンジン2の燃料噴射時期、燃料噴射量や、EGRバルブ21の動作等を制御することでエンジンシステム1を統合的に制御する。
The
EGR通路20は、排気通路4の排気の一部を吸気通路3に導入するための通路であり、本実施形態においては、排気通路4の排気マニホールドの部分から分岐して吸気通路3の吸気マニホールドの部分に合流している。このEGR通路20を通過する排気をEGRガスと称する。EGRバルブ21及びEGRクーラ22はEGR通路20の途中に配置されている。EGRバルブ21は制御装置10の指示を受けて開閉することで、EGRガスの流量を調整する。EGRクーラ22は、冷媒との熱交換によってEGRガスを冷却する熱交換器である。
The EGR
酸化触媒30は、排気通路4の排気マニホールドよりも下流側の所定箇所に配置されている。フィルター40は、酸化触媒30よりも下流側の排気通路4に配置されており、排気中のPMを捕集する。酸化触媒30は、排気が通過可能なフィルターに、白金(Pt)、パラジウム(Pd)等の貴金属触媒が担持された構成を有している。酸化触媒30は、その貴金属触媒の酸化触媒作用によって、排気中の一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に変化させる酸化反応を促進させる。排気温度が所定温度以上になった場合、この酸化触媒30において生成された二酸化窒素によって、フィルター40に捕集されたPMを燃焼させて、二酸化炭素(CO2)として排出させることができる。
The
SCRシステム50は、上流側SCR触媒51、下流側SCR触媒52、アンモニアスリップ触媒53、及び尿素水供給システム54を備えている。上流側SCR触媒51は、フィルター40よりも下流側の排気通路4に配置されている。下流側SCR触媒52は、上流側SCR触媒51よりも下流側の排気通路4に配置されている。上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52は、尿素水の加水分解によって生成されたアンモニア(NH3)を用いて排気中のNOxを選択的に還元させる触媒である。この触媒の具体的な種類は特に限定されるものではなく、例えば、バナジウム、モリブデン、タングステン、ゼオライト等のような、公知のSCR触媒を用いることができる。
The
アンモニアスリップ触媒53は、下流側SCR触媒52よりも下流側の排気通路4に配置されている。アンモニアスリップ触媒53は、下流側SCR触媒52を通過したアンモニアを酸化させる酸化触媒である。
The
尿素水供給システム54は、排気通路4に尿素水を供給するシステムである。具体的には尿素水供給システム54は、上流側SCR触媒51よりも上流側且つフィルター40よりも下流側の排気通路4の排気に尿素水を供給する上流側尿素水供給部55と、上流側SCR触媒51よりも下流側且つ下流側SCR触媒52よりも上流側の排気通路4の排気に尿素水を供給する下流側尿素水供給部56と、を含んで構成されている。上流側尿素水供給部55及び下流側尿素水供給部56の一例として、本実施形態では、制御装置10の指示を受けて尿素水を噴射する尿素水噴射弁を用いている。
The urea
なお、これ以降の説明において、上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52を総称して「SCR触媒」と称し、上流側尿素水供給部55及び下流側尿素水供給部56を総称して「尿素水供給部」と称する。
In the following description, the
SCR触媒が触媒活性温度以上になった後において尿素水供給部から尿素水が噴射された場合、この噴射された尿素水中の尿素は加水分解され、この結果、アンモニアが生成される。このアンモニアは、SCR触媒の触媒作用の下で、NOxを還元させる。この結果、窒素及び水が生成される。このようにして、SCRシステム50は、排気中のNOxの低減(すなわち、NOxの浄化)を図っている。また本実施形態によれば、アンモニアスリップ触媒53を備えているので、アンモニアがエンジンシステム1の外部に排出されることが効果的に抑制されている。
When urea water is injected from the urea water supply unit after the SCR catalyst reaches the catalyst activation temperature or higher, urea in the injected urea water is hydrolyzed, and as a result, ammonia is generated. This ammonia reduces NOx under the catalytic action of the SCR catalyst. As a result, nitrogen and water are generated. In this way, the
なお、SCRシステム50は、上流側SCR触媒51及びフィルター40に代えて、この上流側SCR触媒51とフィルター40とが一体化した部材(すなわち、SCR触媒付フィルター)を備えていてもよい。この場合、上流側尿素水供給部55は、このSCR触媒付フィルターよりも上流側の排気通路4、より具体的には、SCR触媒付フィルターよりも上流側且つ酸化触媒30よりも下流側の排気通路4に、尿素水を噴射すればよい。
The
また、エンジンシステム1は、各種の情報を検出するセンサ類として、排気中のNOxの濃度を検出するNOxセンサ60と、上流側SCR触媒51の温度を検出する温度センサ61aと、下流側SCR触媒52の温度を検出する温度センサ61bとを備えている。これらのセンサの検出結果は制御装置10に伝えられる。
Further, the engine system 1 includes, as sensors for detecting various types of information, a
続いて制御装置10の制御の詳細について説明する。まず、制御装置10は、エンジン2の始動時において、上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52の温度が予め設定された所定温度よりも高くなった場合に、上流側尿素水供給部55及び下流側尿素水供給
部56からの尿素水供給を開始させるとともに、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量(mm3/min)を上流側尿素水供給部55の尿素水供給量(mm3/min)よりも多くする制御処理を実行する。この制御処理を「エンジン始動時制御処理」と称する。
Next, details of the control of the
また制御装置10は、エンジンの始動時制御処理の実行終了後においては(すなわち、エンジンの通常運転時においては)、上流側尿素水供給部55の尿素水供給量を下流側尿素水供給部56の尿素水供給量よりも多くする制御処理を実行する。この制御処理を「通常時制御処理」と称する。
Further, the
図2はエンジン2の始動時におけるSCRシステム50の制御の一例を示すフローチャートであり、具体的には、エンジン始動時制御処理を含む一連の制御処理の一例を示している。なお、図2の各ステップは、制御装置10の具体的にはCPU11が実行する。また、制御装置10は、エンジン2の始動開始と同時に、図2のフローチャートの実行をスタートさせる。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the control of the
ステップS10において、制御装置10は、エンジン2の始動時(本実施形態では、この一例としてエンジン2のスタートスイッチがONにされた時を用いている)において、SCR触媒に吸着しているアンモニアの吸着量(アンモニア吸着量(A1))を取得する。
In step S10, the
このステップS10の一例として、本実施形態に係る制御装置10は、前回のエンジン2の停止時のSCRシステム50の状態に基づいて上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52にそれぞれ吸着しているアンモニア吸着量を推定し、この推定されたアンモニア吸着量をステップS10のアンモニア吸着量(A1)として取得する。なお、このステップS10に係るアンモニア吸着量の取得手法自体は、公知の技術(例えば、特許文献1に記載されているアンモニア吸着量の算出手法等)を適用できるので、これ以上詳細な説明は省略する。
As an example of this step S10, the
次いで、制御装置10は、SCR触媒の温度(SCR触媒温度:TSCR)が予め設定された所定温度(T1)よりも高いか否かを判定する(ステップS20)。本実施形態においては、この所定温度(T1)の一例として、SCR触媒の触媒活性温度を用いている。この所定温度(T1)は予め記憶部12に記憶させておく(すなわち、制御装置10に設定しておく)。
Next, the
また、本実施形態に係る制御装置10は、ステップS20でSCR触媒温度を取得するにあたり、具体的には、温度センサ61aの検出した上流側SCR触媒51の温度及び温度センサ61bの検出した下流側SCR触媒52の温度を取得する。そして、制御装置10は、このようにして取得された上流側SCR触媒51の温度及び下流側SCR触媒52の温度が共に所定温度(T1)よりも高いか否かを判定する。
In addition, when acquiring the SCR catalyst temperature in step S20, the
ステップS20はYESと判定されるまで繰り返し実行される。ステップS20でYESと判定された場合、制御装置10は、エンジン2の始動開始後においてSCR触媒で生成された硝酸アンモニウムの生成量(硝酸アンモニウム生成量(A2))を取得する(ステップS30)。
Step S20 is repeatedly executed until it is determined as YES. When it determines with YES by step S20, the
このステップS30の一例として、本実施形態に係る制御装置10は、エンジン2の始動開始後におけるエンジン運転状態に基づいて上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52でそれぞれ生成された硝酸アンモニウム生成量を推定し、この推定された硝酸アンモニウム生成量をステップS30の硝酸アンモニウム生成量(A2)として取得する。なお、このステップS30に係る硝酸アンモニウム生成量の推定手法は、公知の技術(例え
ば、特許文献1に記載されている硝酸アンモニウム生成量の推定手法等)を適用することができるので、これ以上詳細な説明は省略する。
As an example of this step S30, the
ここで、硝酸アンモニウムはSCR触媒温度がSCR触媒の触媒活性温度以下の場合に生成される性質がある。このため、本実施形態のようにステップS20でYESと判定された場合にステップS30を実行することによって、エンジン2の始動開始後に生成された硝酸アンモニウムの量(具体的には、エンジン2の始動開始後からSCR触媒温度が触媒活性温度よりも高くなるまでに生成された硝酸アンモニウムの量)を精度良く取得することができる。 Here, ammonium nitrate has a property of being generated when the SCR catalyst temperature is equal to or lower than the catalyst activation temperature of the SCR catalyst. For this reason, the amount of ammonium nitrate generated after the start of the engine 2 (specifically, the start of the start of the engine 2) is executed by executing step S30 when it is determined YES in step S20 as in the present embodiment. Thereafter, the amount of ammonium nitrate produced until the SCR catalyst temperature becomes higher than the catalyst activation temperature can be obtained with high accuracy.
ステップS30の後に制御装置10は、ステップS10で取得されたアンモニア吸着量(A1)からステップS30で取得された硝酸アンモニウム生成量(A2)を減算することで、現時点において上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52にそれぞれ吸着しているアンモニアの量(現状吸着アンモニア量(A3))を取得する(ステップS40)。
After step S30, the
次いで制御装置10は、エンジン始動時制御処理の実行を開始する(ステップS50)。このエンジン始動時制御処理において、制御装置10は、上流側尿素水供給部55及び下流側尿素水供給部56からの尿素水の供給を開始させる。また、制御装置10は、上流側尿素水供給部55及び下流側尿素水供給部56から尿素水を供給させる場合に、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量(mm3/min)を上流側尿素水供給部55の尿素水供給量(mm3/min)よりも多く制御する。
Next, the
すなわち、制御装置10は、エンジン2の始動時において、SCR触媒の温度が予め設定された所定温度よりも高くなった場合(ステップS20でYESの場合)に、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量(尿素水の噴射量)が上流側尿素水供給部55の尿素水供給量(尿素水の噴射量)よりも多くなるような尿素水供給態様で、上流側尿素水供給部55及び下流側尿素水供給部56からの尿素水供給を開始させている。
That is, when the temperature of the SCR catalyst becomes higher than a predetermined temperature set in advance at the time of starting the engine 2 (when YES in step S20), the
なお、制御装置10は、例えば、下流側尿素水供給部56の単位時間当たりの開弁時間を上流側尿素水供給部55の単位時間当たりの開弁時間よりも長くする等の手法によって、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量を上流側尿素水供給部55の尿素水供給量よりも多くしている。
Note that the
このように下流側尿素水供給部56の尿素水供給量が上流側尿素水供給部55の尿素水供給量よりも多くなることで、下流側SCR触媒52に実際に供給されるアンモニア量は上流側SCR触媒51に実際に供給されるアンモニア量よりも多くなる。
As described above, the urea water supply amount of the downstream urea
また、ステップS50において本実施形態に係る制御装置10は、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量と上流側尿素水供給部55の尿素水供給量との比率を、ステップS40で取得された現状吸着アンモニア量(A3)に基づいて決定する。
In step S50, the
具体的には、制御装置10は、現状吸着アンモニア量(A3)が多いほど(すなわち、SCR触媒によるNOx浄化性能が高いほど)、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量(X1)を相対的に少なくし、上流側尿素水供給部55の尿素水供給量(X2)を相対的に多くする。この結果、上流側SCR触媒51の現状吸着アンモニア量と下流側SCR触媒52の現状吸着アンモニア量の合計値が多いほど、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量(X1)に対する上流側尿素水供給部55の尿素水供給量(X2)の比率(X2/X1)は大きくなる(但し、この場合でも、下流側の供給量の方が上流側の供給量よりも多いことに変わりはない)。
Specifically, the
ステップS50の後に制御装置10は、SCR触媒で生成された硝酸アンモニウムが熱によって分解されたか否かを判定する(ステップS60)。具体的には制御装置10は、ステップS30で取得された硝酸アンモニウム生成量(A2)の硝酸アンモニウムが熱によって分解されたか否かを判定する。
After step S50, the
より具体的には、本実施形態に係る制御装置10は、ステップS50の実行開始からの経過時間(Tp)が基準時間(Td)よりも長くなった場合に、硝酸アンモニウムが分解された(YES)と判定する。なお、この基準時間(Td)は、予め適当な定数を設定しておいてもよく、あるいは、算出してもよい(この場合Tdは変数になる)。この基準時間(Td)の算出手法の一例は次のとおりである。
More specifically, in the
まず、制御装置10は、SCR触媒の温度とSCR触媒に流入する排気流量とを取得し、これらの値から所定の演算式を用いて硝酸アンモニウムの分解速度を算出する。そして、制御装置10は、硝酸アンモニウム生成量(A2)をこの硝酸アンモニウムの分解速度で割り算することで、硝酸アンモニウムの分解時間を算出する。制御装置10は、このように算出された分解時間を基準時間(Td)として用いればよい。
First, the
なお、制御装置10は、上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52のそれぞれについて、硝酸アンモニウムが分解されたか否かを判定することが好ましく、実際、本実施形態に係る制御装置10はこのようにしている。ステップS60はYESと判定されるまで繰り返し実行される。
The
ステップS60でYESと判定された場合、制御装置10は、エンジン始動時制御処理の実行を終了して、前述した通常時制御処理を実行する(ステップS70)。すなわち、本実施形態に係る制御装置10は、上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52で生成された硝酸アンモニウムが分解するまで、エンジン始動時制御処理を継続して実行している。なお、この通常時制御処理において制御装置10は、上流側尿素水供給部55の尿素水供給量を下流側尿素水供給部56の尿素水供給量よりも多くする。次いで制御装置10は、フローチャートの実行を終了する。
When it determines with YES by step S60, the
なお、本実施形態において、エンジン始動時制御処理及び通常時制御処理を実行する制御装置10のCPU11は、本発明に係る「制御部」としての機能を有する部材に相当する。ステップS10を実行する制御装置10のCPU11は、本発明に係る「アンモニア吸着量取得部」としての機能を有する部材に相当する。ステップS30を実行する制御装置10のCPU11は、本発明に係る「硝酸アンモニウム生成量取得部」としての機能を有する部材に相当する。ステップS40を実行する制御装置10のCPU11は、本発明に係る「現状吸着アンモニア量取得部」としての機能を有する部材に相当する。
In the present embodiment, the
続いて、本実施形態に係るSCRシステム50の作用効果について説明する。まず、排気中のNOxは、上流側SCR触媒51及び下流側SCR触媒52のうち、最初に上流側SCR触媒51に流入して、その少なくとも一部は上流側SCR触媒51に残存したアンモニアと反応して硝酸アンモニウムになるため、下流側SCR触媒52に流入するNOx量は上流側SCR触媒51に流入するNOx量よりも少なくなる。このため、下流側SCR触媒52の方が上流側SCR触媒51よりも硝酸アンモニウムの生成量が少なく、硝酸アンモニウムの吸着量も少ない。
Then, the effect of the
ここで、硝酸アンモニウムがSCR触媒表面に吸着すると、SCR触媒はその触媒作用を十分に発揮できなくなり、この結果、その触媒作用によるNOx浄化性能は低下する。したがって、硝酸アンモニウムの吸着量の少ない下流側SCR触媒52の方が上流側SC
R触媒51よりも、SCR触媒の温度が所定温度(T1)よりも高くなった時点におけるNOx浄化性能は高い。
Here, when ammonium nitrate is adsorbed on the surface of the SCR catalyst, the SCR catalyst cannot sufficiently exhibit its catalytic action, and as a result, the NOx purification performance due to the catalytic action decreases. Therefore, the
The NOx purification performance at the time when the temperature of the SCR catalyst becomes higher than the predetermined temperature (T1) is higher than that of the
これに関して、本実施形態によれば、エンジンの始動時においてSCR触媒の温度が所定温度(T1)よりも高くなった場合(ステップS20でYESの場合)において、ステップS50に係るエンジン始動時制御処理を実行して、下流側尿素水供給部56の尿素水供給量を上流側尿素水供給部55の尿素水供給量よりも多くしているので、NOx浄化性能の高い下流側SCR触媒52に対して多くの尿素水を供給することができる。これにより、SCR触媒温度上昇後におけるNOx浄化性能を向上させることができる。
In this regard, according to the present embodiment, when the temperature of the SCR catalyst becomes higher than the predetermined temperature (T1) at the time of engine start (in the case of YES at step S20), the engine start-time control process according to step S50. And the urea water supply amount of the downstream urea
また、本実施形態によれば、エンジン始動時制御処理において下流側尿素水供給部56の尿素水供給量と上流側尿素水供給部55の尿素水供給量との比率を現状吸着アンモニア量に基づいて決定しているので、SCR触媒温度上昇後におけるNOx浄化性能をより効果的に向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the ratio of the urea water supply amount of the downstream urea
また、本実施形態によれば、エンジン始動時制御処理の実行終了後において、通常時制御処理を実行しており、この通常時制御処理において、上流側尿素水供給部55の尿素水供給量を下流側尿素水供給部56の尿素水供給量よりも多くしている。この構成によれば、エンジン始動時制御処理の実行によって硝酸アンモニウムが分解されてNOx浄化性能が回復したSCR触媒を用いて、NOxを浄化することができる。また、NOxの流入量の多い上流側SCR触媒51に対して多くの尿素水を供給しているので、SCR触媒温度上昇後におけるNOx浄化性能を効果的に向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the normal time control process is executed after the completion of the engine start time control process, and in this normal time control process, the urea water supply amount of the upstream urea
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.
1 エンジンシステム
2 エンジン
3 吸気通路
4 排気通路
10 制御装置
11 CPU
12 記憶部
50 SCRシステム
51 上流側SCR触媒
52 下流側SCR触媒
54 尿素水供給システム
55 上流側尿素水供給部
56 下流側尿素水供給部
60 NOxセンサ
61a,61b 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
12
Claims (4)
前記上流側SCR触媒よりも上流側の前記排気通路に尿素水を供給する上流側尿素水供給部、及び、前記上流側SCR触媒よりも下流側且つ前記下流側SCR触媒よりも上流側の前記排気通路に尿素水を供給する下流側尿素水供給部を有する尿素水供給システムと、
前記尿素水供給システムを制御する制御部を有する制御装置と、を備え、
前記制御部は、前記エンジンの始動時において前記上流側SCR触媒及び前記下流側SCR触媒の温度が予め設定された所定温度よりも高くなった場合に、前記上流側尿素水供給部及び前記下流側尿素水供給部からの尿素水供給を開始させるとともに、前記下流側尿素水供給部の尿素水供給量を前記上流側尿素水供給部の尿素水供給量よりも多くするエンジン始動時制御処理を実行する、SCRシステム。 An upstream SCR catalyst disposed in the exhaust passage of the engine, and a downstream SCR catalyst disposed in the exhaust passage downstream of the upstream SCR catalyst;
An upstream urea water supply unit for supplying urea water to the exhaust passage upstream of the upstream SCR catalyst, and the exhaust gas downstream of the upstream SCR catalyst and upstream of the downstream SCR catalyst A urea water supply system having a downstream urea water supply unit for supplying urea water to the passage;
A control device having a control unit for controlling the urea water supply system,
When the temperature of the upstream SCR catalyst and the downstream SCR catalyst becomes higher than a preset predetermined temperature at the time of starting the engine, the controller is configured to supply the upstream urea water supply unit and the downstream side. The engine start-time control process is executed to start the urea water supply from the urea water supply unit, and to make the urea water supply amount of the downstream urea water supply unit larger than the urea water supply amount of the upstream urea water supply unit SCR system.
前記エンジンの始動時に、前記上流側SCR触媒及び前記下流側SCR触媒に吸着しているアンモニアの吸着量を取得するアンモニア吸着量取得部と、
前記エンジンの始動開始後において前記上流側SCR触媒及び前記下流側SCR触媒で生成された硝酸アンモニウムの生成量を取得する硝酸アンモニウム生成量取得部と、
前記アンモニア吸着量取得部によって取得された前記アンモニアの吸着量から前記硝酸アンモニウム生成量取得部によって取得された前記硝酸アンモニウムの生成量を減算することで、現時点において前記上流側SCR触媒及び前記下流側SCR触媒に吸着しているアンモニアの量である現状吸着アンモニア量を取得する現状吸着アンモニア量取得部と、を有する請求項1記載のSCRシステム。 The control device includes:
An ammonia adsorption amount acquisition unit that acquires an adsorption amount of ammonia adsorbed on the upstream SCR catalyst and the downstream SCR catalyst when the engine is started;
An ammonium nitrate production amount obtaining unit for obtaining the production amount of ammonium nitrate produced by the upstream SCR catalyst and the downstream SCR catalyst after the start of the engine;
By subtracting the ammonium nitrate production amount acquired by the ammonium nitrate production amount acquisition unit from the ammonia adsorption amount acquired by the ammonia adsorption amount acquisition unit, the upstream SCR catalyst and the downstream SCR catalyst at the present time The SCR system according to claim 1, further comprising: a presently-adsorbed ammonia amount obtaining unit that obtains a presently-adsorbed ammonia amount that is an amount of ammonia adsorbed on the substrate.
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