還原劑供給系統的控制裝置及控制方法

2023-06-04 07:05:06 2

專利名稱：還原劑供給系統的控制裝置及控制方法
技術領域：
本發明涉及在排氣淨化裝置中使用的還原劑供給系統的控制裝置及控制方法。特 別涉及將在具備怠速停止(idling stop)裝置的車輛中使用的還原劑供給系統的控制裝置 及控制方法。
背景技術：
以往，在從柴油機等內燃機排出的排氣氣體之中，包含有可能對環境帶來影響的 氮氧化物(以下稱作「N0X」)。作為為了將該NOx淨化而使用的排氣淨化裝置，已知有在配設 於排氣通路中的還原催化劑的上遊側將尿素水溶液等液體還原劑噴射供給到排氣氣體中、 在還原催化劑中將NOx有選擇地還原淨化的排氣淨化裝置(SCR系統)。
這裡，液體還原劑在低溫時有可能凍結，有可能變得不能噴射供給還原劑。因此， 有在液體還原劑的儲存箱或供給系統上設置加熱機構來防止液體還原劑的凍結的排氣淨
直 ο更具體地講，公開了遍及液體還原劑的儲存箱及供給管系統的整體或主要部分配 置電熱絲、在其上設置隔熱材料包圍層、還根據需要在儲存箱內也設置電熱絲加熱機構、根 據外界氣體溫度及/或還原劑溫度對這些電熱絲從外部通電及將該通電切斷而防止液體 還原劑的凍結的、能夠維持適當的溫度範圍的排氣淨化裝置(參照專利文獻1)。近年來，以環境保護或噪音防止為目的，為了減少從內燃機的排氣，使用在內燃機 的臨時停止中使內燃機自動停止的怠速停止裝置。該怠速停止裝置是在鑰匙開關為開啟的 狀態下使內燃機停止的裝置，由於有可能儘管不存在排氣流但還是噴射液體還原劑，所以 提出了實現與還原劑供給系統的聯合的怠速停止裝置。更具體地講，公開了在即使使發動機自動停止也沒有妨礙的運轉區域中、當車輛 處於臨時停止中、並且液體還原劑的噴射供給連續規定時間停止時使發動機停止、使液體 還原劑的溶質不析出到發動機排氣系統中的怠速停止裝置(參照專利文獻2)。專利文獻1特開2000-27627號公報(全文，圖1)專利文獻2特開2006-118413號公報(全文，圖1)

發明內容
但是，專利文獻2中記載的怠速停止裝置雖然在將發動機自動停止後不再對發動 機排氣系統供給液體還原劑，但對於然後的還原劑供給系統的處置並沒有特別考慮。此外，在怠速停止狀態下，發動機成為停止狀態，另一方面，鑰匙開關為開啟的狀 態。因此，在專利文獻1的具備電熱絲加熱機構的排氣淨化裝置的情況下，發動機是停止 中，有可能儘管是不進行還原劑的噴射控制的狀態、如果判斷為外界氣體溫度或還原劑溫 度下降則電熱絲加熱機構也動作。結果，使電熱絲加熱機構動作的能量被白白地消耗。所以，本發明的發明者們進行了專心努力，發現在用於裝備有怠速停止裝置的內 燃機的排氣淨化裝置中的還原劑供給系統中、通過在通過怠速停止控制使內燃機處於自動停止狀態的情況下使加熱機構的動作停止、能夠解決這樣的問題，完成了本發明。即，本發 明的目的是提供在通過怠速停止控制使內燃機自動停止的情況下將加熱機構停止、實現能 量消耗的減少的還原劑供給系統的控制裝置及控制方法。根據本發明，提供一種還原劑供給系統的控制裝置，是進行還原劑供給系統的控 制的控制裝置，所述還原劑供給系統在將液體還原劑噴射供給到配設在內燃機的排氣通路 中的還原催化劑的排氣上遊側、在還原催化劑中將排氣中的氮氧化物還原淨化的排氣淨化 裝置中使用，包括儲存液體還原劑的儲存箱、用來壓送儲存箱內的液體還原劑的泵、控制由 泵壓送的液體還原劑的供給量的還原劑噴射閥、和使液體還原劑通過的還原劑供給通路， 該還原劑供給系統的控制裝置的特徵在於，具備怠速停止判斷部，判斷是否是通過使內燃 機自動停止的怠速停止控制使內燃機停止的狀態；加熱機構動作判斷部，判斷裝備在對還 原劑噴射閥供給液體還原劑的還原劑供給系統中的加熱機構是否是動作中；加熱機構控 制部，在內燃機處於自動停止狀態、並且加熱機構是動作中的情況下，使加熱機構的動作停 止；能夠解決上述問題。此外，在構成本發明的還原劑供給系統的控制裝置時，優選的是，加熱機構控制部 在判斷內燃機處於自動停止狀態之後，在經過規定時間後使加熱機構的動作停止。
此外，在構成本發明的還原劑供給系統的控制裝置時，優選的是，具備檢測外界氣 體溫度信息的外界氣體溫度檢測部，加熱機構控制部根據外界氣體溫度變更從判斷內燃機 處於自動停止狀態到使加熱機構停止為止的時間。此外，在構成本發明的還原劑供給系統的控制裝置時，優選的是，具備檢測從加熱 機構的動力源供給的能量的大小的能量檢測部，加熱機構控制部根據能量的大小變更從判 斷內燃機處於自動停止狀態到使加熱機構停止為止的時間。此外，在構成本發明的還原劑供給系統的控制裝置時，優選的是，還具備在內燃機 處於自動停止狀態的情況下、將還原劑供給系統的液體還原劑回收到儲存箱內的還原劑返 回控制部。此外，在構成本發明的還原劑供給系統的控制裝置時，優選的是，還原劑返回控制 部在判斷內燃機處於自動停止狀態之後，在經過規定時間後回收液體還原劑。此外，在構成本發明的還原劑供給系統的控制裝置時，優選的是，怠速停止判斷部 至少在內燃機的鑰匙開關是開啟、並且內燃機的轉速是規定值以下的狀態持續了規定時間 的情況下判斷內燃機處於自動停止狀態。此外，在構成本發明的還原劑供給系統的控制裝置時，優選的是，怠速停止判斷部 基於來自進行內燃機的運轉控制的發動機控制裝置的信號，判斷內燃機是否處於自動停止 狀態。此外，本發明的另一技術方案是一種還原劑供給系統的控制方法，所述還原劑供 給系統在將液體還原劑噴射供給到配設在內燃機的排氣通路中的還原催化劑的排氣上遊 側、在還原催化劑中將排氣中的氮氧化物還原淨化的排氣淨化裝置中使用，包括儲存液體 還原劑的儲存箱、用來壓送儲存箱內的液體還原劑的泵、控制由泵壓送的液體還原劑的供 給的還原劑噴射閥、和使液體還原劑流過的還原劑供給通路，該還原劑供給系統的控制方 法的特徵在於，在通過使內燃機自動停止的怠速停止控制使內燃機停止的狀態下，判斷裝 備在還原劑供給系統中的加熱機構是否是動作中，在加熱機構是動作中的情況下使加熱機構的動作停止。根據本發明的還原劑供給系統的控制裝置，由於具備在通過怠速停止控制使內燃 機自動停止時使加熱機構的動作停止的加熱機構動作控制部，所以將儘管鑰匙開關是開啟 但不進行還原劑的噴射控制的狀態下的加熱機構的動作中止，能夠抑制能量的白白的消耗此外，在本發明的還原劑供給系統的控制裝置中，由於在通過怠速停止控制使內 燃機自動停止後，在經過規定時間後使加熱機構的動作停止，所以在短時間內怠速停止模 式被解除而內燃機再啟動的情況下，還原劑供給系統的溫度在內燃機自動停止的期間中不 會下降，能夠防止液體還原劑的凍結。此外，在本發明的還原劑供給系統的控制裝置中，在通過怠速停止控制使內燃機 自動停止後，通過根據外界氣體溫度變更到使加熱機構的動作停止為止的時間，在液體還 原劑更容易凍結那樣的狀態下加熱機構較長地動作，另一方面，在較不易凍結那樣的狀態 下迅速地停止加熱機構的動作，能夠抑制能量的白白的消耗。此外，在本發明的還原劑供給系統的控制裝置中，在通過怠速停止控制使內燃機 自動停止後，通過根據從加熱機構的動力源供給的能量的狀態變更到使加熱機構的動作停 止為止的時間，在能量的剩餘量下降的情況下較早地使加熱機構停止，另一方面在能量的 剩餘量足夠的情況下考慮液體還原劑的回收狀態來計量加熱機構的停止的定時。此外，在本發明的還原劑供給系統的控制裝置中，在通過怠速停止控制使內燃機 自動停止後，通過將還原劑供給系統的液體還原劑回收到儲存箱內，能夠防止在儘管鑰匙 開關是開啟但不進行還原劑的噴射控制的狀態下、液體還原劑在還原劑供給系統內凍結。此外，在本發明的還原劑供給系統的控制裝置中，在通過怠速停止控制使內燃機 自動停止後，通過在經過規定時間後將液體還原劑回收，在短時間內怠速停止模式被解除 而內燃機再啟動的情況下，迅速地再開始液體還原劑的噴射供給。此外，在本發明的還原劑供給系統的控制裝置中，通過在規定條件成立的情況下 判斷內燃機是否在怠速停止控制下處於自動停止狀態，與通過怠速停止裝置使內燃機自動 停止的定時相關聯而進行加熱機構控制部的控制。此外，在本發明的還原劑供給系統的控制裝置中，通過基於來自發動機控制裝置 的信號判斷內燃機是否在怠速停止控制下處於自動停止狀態，使控制裝置的結構簡單化， 並且與通過怠速停止裝置使內燃機自動停止的定時可靠地關聯而進行加熱機構控制部的 控制。此外，根據本發明的還原劑供給系統的控制方法，由於在通過怠速停止控制使內 燃機自動停止時停止加熱機構的動作，所以能夠抑制因在儘管鑰匙開關開啟但不進行還原 劑的噴射控制的狀態下加熱機構動作帶來的、能量的白白的消耗。


圖1是表示排氣淨化裝置的結構例的圖。圖2是表示裝備在排氣淨化裝置中的發動機控制裝置(ECU)的怠速停止控制部分 的結構例的框圖。圖3是表示裝備在排氣淨化裝置中的還原劑供給系統控制裝置(DCU)的結構例的框圖。圖4是表示使加熱機構的動作停止的方法的一例的流程圖。圖5是表示將液體還原劑回收到儲存箱中的方法的一例的流程圖。圖6是表示怠速停止控制的一例的流程圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對有關本發明的還原劑供給系統的控制裝置及控制方法的實施 方式具體地說明。但是，該實施方式表示本發明的一種形態，並不限定本發明，在本發明的 範圍內能夠任意地變更。另外，在各個圖中，關於賦予相同附圖標記的部分表示相同的部件而適當省略說 明。1、排氣淨化裝置首先，參照圖1對裝備有本實施方式的還原劑供給系統的控制裝置的排氣淨化裝 置的結構的一例進行說明。圖1所示的排氣淨化裝置10是將作為液體還原劑的尿素水溶液噴射供給到配設 在排氣通路中的還原催化劑13的上遊側、在還原催化劑13中將包含在排氣氣體之中的N0X 有選擇地還原淨化的排氣淨化裝置10。該排氣淨化裝置10以配設在連接到內燃機5的排 氣管11的中途、用來將包含在排氣氣體中的N0X有選擇地還原的還原催化劑13、和包括用 來在還原催化劑13的上遊側將還原劑噴射供給到排氣管11內的還原劑噴射閥31的還原 劑供給系統20為主要的要素而構成。2、還原劑供給系統本實施方式的裝備在排氣淨化裝置10中的還原劑供給系統20具備在還原催化劑 13的上遊側固定到排氣管11上的還原劑噴射閥31、儲存有液體還原劑的儲存箱50、包括將 儲存箱50內的還原劑對還原劑噴射閥31壓送的泵41的泵模塊40、和為了控制向排氣管 11內噴射供給的還原劑的噴射量而進行還原劑噴射閥31及泵41的控制的控制裝置(以下 稱作「DCU :Dosing Control Unit，，) 60。此外，泵模塊40與還原劑噴射閥31通過第1供給 通路58連接，儲存箱50和泵模塊40通過第2供給通路57連接，進而，泵模塊40和儲存箱 50通過循環通路59連接。此外，在圖1所示的排氣淨化裝置10的例子中，在D⑶60上連接著用來控制內燃 機5的運轉狀態的控制裝置(以下稱作「EClEngineControl Unit」)70，輸出以內燃機5 的燃料噴射量及噴射定時、轉速等為首的有關內燃機的運轉狀態的信息。另外，在本實施方式中，E⑶70和D⑶60構成為不同的控制裝置，但也可以將這些 E⑶70和D⑶60構成為一個控制裝置。此外，也可以構成為，經由CAN交換對D⑶60輸入輸 出的各信號。在儲存箱50中，具備用來檢測儲存在內部中的液體還原劑的溫度的溫度傳感器 51，並且具備用來將液體還原劑加熱的加熱器91。將由溫度傳感器51檢測到的值作為信號 對D⑶60輸出，在液體還原劑的溫度為規定值以下的情況下，對加熱器91通電。加熱器91 例如使用電熱絲，但並不限於此，可以適當使用公知的結構。此外，在泵模塊40中具備泵41，經由第2供給通路57將儲存箱50內的液體還原劑汲上，並且經由第1供給通路58向還原劑噴射閥31壓送液體還原劑。該泵41例如由電 動齒輪泵構成，能夠通過從DCU60傳送來的信號進行DUTY控制。此外，在第1供給通路58 中具備壓力傳感器43，將由壓力傳感器43檢測到的值作為信號輸出給DCU60，控制泵41的 驅動DUTY，以將第1供給通路58內的壓力值維持為規定值。即，在第1供給通路58內的壓 力比規定值降低那樣的狀態下，進行控制以使泵41的驅動DUTY變大，在第1供給通路58 內的壓力比規定值上升那樣的狀態下，進行控制以使泵41的驅動DUTY變小。另外，所謂「泵的驅動DUTY」，是指在PWM(pulse widthmodulation)控制中、每1 周期中泵的驅動時間所佔的比例。此外，在第1供給通路58中具備主過濾器47，捕集對還原劑噴射閥31壓送的液體 還原劑中的異物。此外，從泵41與主過濾器47之間的第1供給通路58分支設置有循環通 路59，連接在儲存箱50上。在該循環通路59的中途具備節流孔45，並且在比節流孔45靠 儲存箱50側具備壓力控制閥49。通過具備這樣的循環通路59，在通過被基於壓力傳感器 43的檢測值反饋控制的泵41壓送液體還原劑的狀態下，在第1供給通路58內的壓力值超 過了規定值的情況下，壓力控制閥49開閥，使液體還原劑的一部分回流到儲存箱50內。壓 力控制閥49例如使用公知的止回閥等。此外，在泵模塊40中具備換向閥(reverting valve) 71，在還原劑供給系統20不 進行液體還原劑的噴射控制等的情況下，將包括泵模塊40及還原劑噴射閥31、第1供給通 路58、第2供給通路57等的還原劑供給系統的液體還原劑回收到儲存箱50中。因而，在寒 冷時等液體還原劑容易凍結的溫度條件下，在使內燃機5停止、不進行還原劑供給系統20 的控制那樣的情況下，防止還原劑供給系統內的液體還原劑的凍結，在然後再開始內燃機 的運轉時，迅速地進行液體還原劑的噴射控制。該換向閥71例如使用通過來自D⑶60的控制信號開啟關閉控制的0N-0FF閥，在 開閥時將液體還原劑回收到儲存箱50內。此外，還原劑噴射閥31例如使用由通過DUTY控制來控制開閥的0N-0FF的0N-0FF 閥構成的閥。此外，從泵模塊40向還原劑噴射閥31壓送的液體還原劑被以規定的壓力維 持，在通過從D⑶60傳送來的控制信號將還原劑噴射閥31打開時，還原劑被噴射到排氣通 路中。此外，在還原劑供給系統20的還原劑供給系統的各部位分別具備加熱器92 97。 這些加熱器92 97是為了在寒冷時等液體還原劑存在於還原劑供給系統內的情況下、防 止液體還原劑凍結而部分或完全地將還原劑供給系統堵塞、不能正確地進行藉助還原劑噴 射閥31的還原劑的噴射控制而裝備的。此外，這些加熱器92 97受D⑶60控制通電。例 如，在基於液體還原劑的溫度或外界氣體溫度等而判斷為處於在還原劑供給系統中液體還 原劑發生凍結那樣的溫度條件下時，從電池供給電壓而加熱。關於這些加熱器92 97也沒有特別限制，例如使用電熱絲等。3、內燃機的控制裝置(EOT)在裝備了採用本發明的還原劑供給系統20的內燃機5中，具備用來使內燃機5自 動停止的怠速停止功能。該怠速停止功能是在內燃機的鑰匙開關為開啟的狀態下、在內燃 機的轉速成為規定值以下的情況等、規定的怠速停止條件成立的情況下使內燃機5自動停 止、用來防止排氣氣體帶來的大氣汙染及發動機聲音帶來的噪音的功能。
圖2表示具備進行怠速停止控制的功能的E⑶70的結構的一例。該E⑶70以由公 知的結構構成的微型計算機為中心構成，對於有關怠速停止控制的部分，表示功能性的塊 所表示的結構例。本實施方式的E⑶70以開關狀態檢測部(標記為「Swt檢測」)、轉速檢測部(標記 為「Ne檢測」)、車速檢測部(標記為「車速檢測」)、和接受來自這些各部的檢測結果而使內 燃機自動停止的怠速停止控制部(標記為「Idle-Stop控制」)等為主要的要素而構成。這 些各部具體而言通過利用微型計算機(未圖示)的程序執行來實現。其中，開關狀態檢測部檢測鑰匙開關處於開啟關閉哪個位置，對怠速停止控制部 輸出信號。此外，轉速檢測部檢測內燃機的轉速，對怠速停止控制部輸出信號。進而，車速 檢測部基於搭載內燃機的車輛的車輪的轉速等推測車輛的速度，對怠速停止控制部輸出信 號。但是，關於轉速檢測部及車速檢測部的檢測方法並沒有特別限制，也可以通過上 述方法以外的方法檢測。此外，怠速停止控制部基於從上述各部傳送來的信號，判斷使內燃機自動停止的 怠速停止條件是否成立，在條件成立的情況下進行控制以使內燃機停止。這裡，所謂怠速停 止條件，例如可以設為鑰匙開關處於開啟的狀態、內燃機的轉速是規定的閾值以下、並且車 速為規定的閾值以下的狀態持續規定時間以上那樣的情況。在本實施方式的ECU70中，構成為，在儘管鑰匙開關為開啟但檢測到車輛停止的 狀態時開始計時，在同樣的狀態下經過了規定時間的情況下判斷為怠速停止條件成立，使 內燃機自動停止。另一方面，在開始計時後，經過規定時間之前車輛發動或鑰匙開關被置於 關閉等的情況下，將定時器復位，中止怠速停止控制。此外，雖然沒有圖示，但本實施方式的E⑶70具備一旦怠速停止條件成立、使內燃 機自動停止後、當加速器杆被踏下或規定的開關被置於開啟等時、用來再次使內燃機恢復 到運轉狀態的恢復控制部。並且，E⑶70在怠速停止條件成立、內燃機是自動停止中的情況下，對D⑶60輸出 通過怠速停止功能使內燃機處於停止中的情況。但是，關於怠速停止條件，可以除此以外還附加各種要素而進行判斷，並不限於上 述結構。例如，也可以將變速箱的齒輪處於空擋、或在是手動變速箱車的情況下將離合器被 踏下等附加到條件中，來判斷是否使內燃機自動停止。4、還原劑供給系統的控制裝置(D⑶)圖3表示用來控制本實施方式的還原劑供給系統的DCU60的結構。該DCU60與 ECU70同樣，以由公知的結構構成的微型計算機為中心構成，對於有關圖1的還原劑噴射閥 31、泵41、換向閥71及加熱器92 97的動作控制的部分，表示功能性的塊所表示的結構 例。本實施方式的D⑶60以怠速停止判斷部(標記為「Idle-Stop判斷」)、加熱機構動 作判斷部(標記為「Heater動作判斷」)、能量檢測部(標記為「Heater動力檢測」)、外界 氣體溫度檢測部(標記為「Temp檢測」)、加熱機構控制部(標記為「Heater控制」)、還原 劑噴射控制部(標記為「Uds控制」)、和換向閥控制部(標記為「Rtv控制」)等為主要的要 素而構成。這些各部具體而言通過利用微型計算機(未圖示)的程序執行來實現。
怠速停止判斷部基於從E⑶70傳送來的信號判斷是否是通過怠速停止控制使內 燃機自動停止的狀態。此外，在判斷為內燃機處於自動停止狀態的情況下，對後述的加熱機 構控制部、還原劑噴射控制部及換向閥控制部輸出信號。此外，加熱機構動作判斷部判斷是否還原劑供給系統中具備的加熱器的至少一個 是動作中。此外，能量檢測部檢測從用來使裝備在還原劑供給系統中的加熱器動作的動力 源供給的能量的大小。所謂動力源，例如是電池，能量檢測部檢測電池的供給電壓。此外， 外界氣體溫度檢測部例如基於來自搭載在車輛上的檢測外界氣體溫度的溫度傳感器的輸 出信息檢測外界氣體溫度。利用這些各部的判斷結果及檢測結果分別被傳送給加熱機構控制部。加熱機構控制部基於從怠速停止判斷部、加熱機構動作判斷部、能量檢測部、以及 外界氣體溫度檢測部傳送來的各信號，在規定條件成立的情況下使加熱機構的動作停止。 具體而言，在從怠速停止判斷部傳送來表示內燃機處於自動停止狀態的信號的情況下、基 於從加熱機構動作判斷部傳送來的信號判斷加熱器是否為動作中、在加熱器是動作中的情 況下使加熱器的動作停止為基本的控制。在本實施方式的DCU60中，還在加熱機構控制部中具備計時器(在圖3中標記為 「定時器1」)，基於從能量檢測部傳送來的電池的供給電壓的信息、以及從外界氣體溫度檢 測部傳送來的外界氣體溫度的信息，變更到使加熱器停止為止的時間。具體而言構成為，存 儲有對應於電池的供給電壓及外界氣體溫度而預先規定了到使加熱器停止為止的時間的 映射表(map)，在電池的供給電壓較大的情況或外界氣體溫度較低的情況下，容許延長到使 加熱器停止為止的時間，另一方面，在供給電壓較小的情況或外界氣體溫度較高的情況下， 使加熱器迅速地停止。例如，在液體還原劑容易凍結的溫度條件下，根據電池的供給電壓使到加熱器停 止為止的時間可變，當供給電壓較高時使其較長，當供給電壓較低時使其較短。這樣，能夠 不使電池的供給電壓顯著下降、而在內燃機的自動停止中防止還原劑供給系統的液體還原 劑凍結。另一方面，在液體還原劑不易凍結的溫度條件下，使加熱器動作的需要性較低，所 以迅速地使加熱器停止。這樣，能夠減少電池的白白的消耗，並且也不會有液體還原劑的凍 結的可能性。但是，基於電池的供給電壓或外界氣體溫度等使到使加熱器的動作停止為止的時 間可變並不是必須的，也可以將這些都省略，也可以考慮任意其一而進行控制。此外，還原劑噴射控制部在通常的運轉狀態下，基於有關儲存箱內的還原劑的信 息或有關排氣氣體溫度、還原催化劑溫度、還原催化劑下遊側的N0X溫度的信息、還有有關 內燃機的運轉狀態的信息等控制還原劑的噴射量。另一方面，在從怠速停止判斷部傳送來 了表示內燃機處於自動停止狀態的信號時，由於是沒有排氣氣體流的狀態，所以將還原劑 噴射閥31關閉，並且使泵41的驅動停止。此外，換向閥控制部在從怠速停止判斷部傳送來了表示內燃機處於自動停止狀態 的信號時，為了將還原劑供給系統的液體還原劑回收到儲存箱內而將換向閥開閥。在本實施方式的DCU60中，在換向閥控制部中具備計時器(在圖3中標記為「定時 器2」)，構成為，在使內燃機自動停止後，在經過規定時間後將換向閥開閥。由此，在通過怠速停止控制使內燃機自動停止後、在短時間內再次恢復到運轉模式的情況下，在還原劑供 給系統中殘留有液體還原劑的原狀下維持，迅速開始液體還原劑的噴射控制。5、還原劑噴射控制接著，對通過裝備在圖1的排氣淨化裝置10中的還原劑供給系統20進行的還原 劑噴射控制進行說明。
在內燃機的運轉時，儲存箱50內的液體還原劑被泵41汲上，向還原劑噴射閥31 壓送。此時，反饋裝備在泵41的下遊側的第1供給通路58中的壓力傳感器43的檢測值，進 行控制以使其表示規定的壓力值。例如，在檢測值不到規定值的情況下提高泵41的輸出， 另一方面，在壓力值超過規定值的情況下使泵41的輸出降低並經由壓力控制閥49使液體 還原劑回流到儲存箱50中而減壓。由此，將被壓送到還原劑噴射閥31側的還原劑的壓力 維持為大致一定的值。此外，被從泵模塊40對還原劑噴射閥31壓送的還原劑被維持為大致一定的壓力 值，當還原劑噴射閥31打開時被噴射到排氣通路內。DCU60基於內燃機的運轉狀態及排氣 溫度、還原催化劑13的溫度、還有在還原催化劑13的下遊側測量的、沒有被還原而通過了 還原催化劑13的N0X量等信息決定應噴射的還原劑的噴射供給量，生成對應於它的控制信 號，對還原劑噴射閥31輸出。還原劑噴射閥31通過該控制信號進行DUTY控制，將適當量 的還原劑噴射供給到排氣通路中。被噴射到排氣通路中的還原劑流入到還原催化劑13中， 被用於包含在排氣氣體中的N0X的還原反應。6、內燃機的自動停止狀態下的控制接著，參照圖4 圖6所示的控制流程，對在圖3所示的本實施方式的還原劑供給 系統的控制裝置(DCU)60中、當怠速停止條件成立、自動停止時進行的還原劑供給系統20 的控制方法的程序的一例進行說明。首先，如圖4所示，在開始後的步驟S11中，判斷內燃機是否通過怠速停止控制而 自動停止、即是否處於怠速停止模式。本實施方式的DCU60在怠速停止條件成立、內燃機自 動停止的情況下，從E⑶70傳送來信號，所以在步驟S11中基於該信號進行判斷。這裡，在圖6中表示由E⑶70進行的、因怠速停止條件成立而進行的內燃機的自動 停止控制的流程的一例。在該例中，首先，在步驟S1中，判斷內燃機的鑰匙開關是否為開啟，在鑰匙為開啟 的情況下前進到步驟S2。在步驟S2中，檢測內燃機的轉速Ne，判斷轉速Ne是否是規定的基準值NeO以下。 並且，在轉速Ne是基準值Ne以下的情況下前進到步驟S3。該基準值NeO被設定為能夠判 斷是怠速狀態的值。接著，在步驟S3中，檢測車輛的速度，判斷車速是否為規定的基準值SO以下。並 且，在車速是基準值so以下的情況下前進到步驟S4。該基準值SO —般設定為Okm/hr，能 夠判斷車輛為停止中。在到此為止的步驟S1 步驟S3的任一個條件不滿足的情況下，結束怠速停止控 制，另一方面，在滿足了步驟S1 步驟S3的所有條件而前進到的步驟S4中，使定時器動作。接著，在步驟S5 步驟S6中，在從定時器動作到經過基準時間T0為止的期間中，判斷是否鑰匙開關為開啟、並且內燃機的轉速Ne為基準值NeO以下。在到經過基準時間TO 為止的期間中鑰匙開關被置於關閉、或者內燃機的轉速Ne超過了基準值NeO的情況下，結 束怠速停止控制。另一方面，在鑰匙開關為開啟、並且在內燃機的轉速Ne為基準值以下的狀態下經 過了基準時間TO的情況下，前進到步驟S7，通過使內燃機停止，怠速停止控制結束。然後，雖然沒有圖示，但對D⑶輸出表示內燃機通過怠速停止控制而為自動停止 中的信號。另外，在構成為通過D⑶直接判斷怠速停止條件是否成立的情況下，可以將圖4的 控制流程的步驟Sll與圖6的控制流程的步驟Sl 步驟S7替換。回到圖4，在步驟Sll中，在判斷為內燃機處於自動停止狀態的情況下，前進到步 驟S12，判斷是否裝備在還原劑供給系統中的加熱器92 97的某個是動作中。在所有的加 熱器92 97都沒有動作的情況下，前進到圖5的步驟S20，另一方面，在某個加熱器是動作 中的情況下前進到步驟S 13。接著，在步驟S13中，在檢測出對加熱器供給電壓的電池的供電電壓的值、以及外 界氣體溫度之後，在步驟S14中，基於電池的供給電壓及外界氣體溫度，運算到使加熱器的 動作停止為止的時間即定時器1值TaO。例如，可以事先存儲對應於電池的供給電壓及外界氣體溫度而預先規定了到使加 熱器停止為止的時間的映射表而讀取。在液體還原劑容易凍結的溫度條件下，根據電池的 供給電壓，當供給電壓較高時使其較長，當供給電壓較低時使其較短。另一方面，在液體還 原劑不易凍結的溫度條件下，使加熱器動作的需要性較低，所以迅速地使加熱器停止。如果在步驟S14中決定了定時器1值TaO，則在步驟S15中使定時器1動作而開始 計時。接著，在步驟S16 步驟S 17中，在從定時器1動作到經過定時器1值TaO為止的 期間中，判斷內燃機的轉速Ne是否為基準值NeO以下。在到經過定時器1值TaO為止的期 間中內燃機的轉速Ne超過了基準值NeO的情況下，內燃機再次恢復到運轉狀態，再開始液 體還原劑的噴射控制，所以前進到步驟S19，為了使加熱器的動作繼續而將定時器1復位並 結束。另一方面，在內燃機的轉速Ne為基準值NeO以下的狀態下經過了定時器1值TaO 的情況下，前進到步驟S18，將向加熱器的通電切斷，使加熱器的動作停止之後，前進到步驟 S20。在通過怠速停止控制使內燃機停止的狀態下，不存在排氣氣體流，不進行液體還原劑 的噴射控制，所以通過在怠速停止狀態下經過了規定時間的情況下使加熱器的動作停止， 能夠防止加熱器繼續動作帶來的電池的浪費。另外，在步驟S16中，基於內燃機的轉速Ne進行內燃機是否再次恢復到運轉狀態 的判斷，但也可以基於加速器是否被踏下等其他條件來判斷。在將加熱器的動作停止後，在步驟S20以後，進行殘留在還原劑供給系統中的液 體還原劑的回收控制。首先，在步驟S20中使定時器2動作。接著，在步驟S21 步驟S22中，在從定時 器2動作到經過定時器2值TbO為止的期間中，判斷內燃機的轉速Ne是否為基準值NeO以 下。在到經過定時器2值TbO為止的期間中內燃機的轉速Ne超過了基準值NeO的情況下， 內燃機再次恢復到運轉狀態，再開始液體還原劑的噴射控制，所以前進到步驟S24，不進行還原劑供給系統的液體還原劑的回收，將定時器2復位並結束。另一方面，在內燃機的轉速Ne為基準值NeO以下的狀態下經過了定時器2值TbO 的情況下，前進到步驟S23，使泵41的驅動停止，另一方面通過驅動換向閥71，將殘留在還 原劑供給系統中的液體還原劑回收到儲存箱50內。由此，在通過怠速停止控制使內燃機停 止的情況下，停止加熱器的動作並回收液體還原劑，能夠防止電池的浪費、並且能夠防止在 還原劑供給系統中液體還原劑凍結或結晶化等。另外，在前面的步驟S18中將加熱器的動作停止，但由於從加熱器的動作停止到 液體還原劑的回收為止的時間是短時間，所以在此期間中不會有液體還原劑凍結的可能 性。
7、其他結構例到目前為止說明的控制流程是實施方式的一例，可以省略一部分步驟、或者更換 順序而實施等。例如，在進行液體還原劑的回收控制時，在將加熱器的動作停止的情況下一定進 行液體還原劑的回收的情況下，也可以將上述步驟S20 步驟S22省略。此外，在更換步驟S20 步驟S24的還原劑的回收控制、和步驟S12 步驟S19 的加熱器的停止控制的順序而實施的情況下，在將液體還原劑回收之後將加熱器的動作停 止，所以能夠可靠地防止液體還原劑的凍結。此外，在本實施方式中，採用將由泵壓送的液體還原劑用還原劑噴射閥直接噴射 到排氣管中的形態的還原劑供給系統為例進行了說明，但本發明除此以外也能夠應用到經 由調節由泵壓送的還原劑的流量的閥供給到混合室中、一邊通過高壓空氣霧化一邊供給到 排氣管中的空氣輔助式的還原劑供給系統中。
權利要求
一種還原劑供給系統的控制裝置，是進行還原劑供給系統的控制的控制裝置，所述還原劑供給系統在將液體還原劑噴射供給到配設在內燃機的排氣通路中的還原催化劑的排氣上遊側、在上述還原催化劑中將排氣中的氮氧化物還原淨化的排氣淨化裝置中使用，包括儲存上述液體還原劑的儲存箱、用來壓送上述儲存箱內的上述液體還原劑的泵、控制由上述泵壓送的上述液體還原劑的供給量的還原劑噴射閥、和使上述液體還原劑通過的還原劑供給通路，該還原劑供給系統的控制裝置的特徵在於，具備怠速停止判斷部，判斷是否是通過使上述內燃機自動停止的怠速停止控制使上述內燃機停止的狀態；加熱機構動作判斷部，判斷裝備在對上述還原劑噴射閥供給上述液體還原劑的還原劑供給系統中的加熱機構是否是動作中；加熱機構控制部，在上述內燃機處於自動停止狀態、並且上述加熱機構是動作中的情況下，使上述加熱機構的動作停止。
2.如權利要求1所述的還原劑供給系統的控制裝置，其特徵在於，上述加熱機構控制 部在判斷上述內燃機處於自動停止狀態之後，在經過規定時間後使上述加熱機構的動作停 止。
3.如權利要求1或2所述的還原劑供給系統的控制裝置，其特徵在於，具備檢測外界氣 體溫度信息的外界氣體溫度檢測部，上述加熱機構控制部根據上述外界氣體溫度變更從判 斷上述內燃機處於自動停止狀態到使上述加熱機構停止為止的時間。
4.如權利要求1 3中任一項所述的還原劑供給系統的控制裝置，其特徵在於，具備檢 測從上述加熱機構的動力源供給的能量的大小的能量檢測部，上述加熱機構控制部根據上 述能量的大小變更從判斷上述內燃機處於自動停止狀態到使上述加熱機構停止為止的時 間。
5.如權利要求1 4中任一項所述的還原劑供給系統的控制裝置，其特徵在於，還具備 在上述內燃機處於自動停止狀態的情況下、將上述還原劑供給系統的上述液體還原劑回收 到上述儲存箱內的還原劑返回控制部。
6.如權利要求5所述的還原劑供給系統的控制裝置，其特徵在於，上述還原劑返回控 制部在判斷上述內燃機處於自動停止狀態之後，在經過規定時間後回收上述液體還原劑。
7.如權利要求1 6中任一項所述的還原劑供給系統的控制裝置，其特徵在於，上述怠 速停止判斷部至少在上述內燃機的鑰匙開關是開啟、並且上述內燃機的轉速是規定值以下 的狀態持續了規定時間的情況下判斷上述內燃機處於自動停止狀態。
8.如權利要求1 6中任一項所述的還原劑供給系統的控制裝置，其特徵在於，上述怠 速停止判斷部基於來自進行上述內燃機的運轉控制的發動機控制裝置的信號，判斷上述內 燃機是否處於自動停止狀態。
9.一種還原劑供給系統的控制方法，所述還原劑供給系統在將液體還原劑噴射供給到 配設在內燃機的排氣通路中的還原催化劑的排氣上遊側、在上述還原催化劑中將上述排氣 中的氮氧化物還原淨化的排氣淨化裝置中使用，包括儲存上述液體還原劑的儲存箱、用來 壓送上述儲存箱內的上述液體還原劑的泵、控制由上述泵壓送的上述液體還原劑的供給的 還原劑噴射閥、和使上述液體還原劑流過的還原劑供給通路，該還原劑供給系統的控制方 法的特徵在於，在通過使上述內燃機自動停止的怠速停止控制使上述內燃機停止的狀態下，判斷裝備 在上述還原劑供給系統中的加熱機構是否是動作中，在上述加熱機構是動作中的情況下使 上述加 熱機構的動作停止。
全文摘要
提供在進入到怠速停止模式中的情況下將加熱機構迅速地停止、能夠實現能量消耗的減少的還原劑供給系統的控制裝置及控制方法。在進行還原劑供給系統的控制的控制裝置中，具備判斷是否是通過使內燃機自動停止的怠速停止控制使內燃機停止的狀態的怠速停止判斷部、判斷裝備在對還原劑噴射閥供給液體還原劑的還原劑供給系統中的加熱機構是否是動作中的加熱機構動作判斷部、和在內燃機處於自動停止狀態、並且加熱機構是動作中的情況下使加熱機構的動作停止的加熱機構控制部。
文檔編號F02D29/02GK101821485SQ200880111130
公開日2010年9月1日 申請日期2008年9月1日 優先權日2007年10月12日
發明者大野成弘 申請人:博世株式會社