[发明专利]排气净化系统及排气净化系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及排气净化系统以及排气净化系统的控制方法。特别是涉及可以消除由于尿素水溶液的固化而导致的还原剂喷射阀的堵塞的排气净化系统以及排气净化系统的控制方法。

背景技术

以往，装载于车辆的内燃机的排气气体中含有氮氧化物(以下称为“NO_X”)、微粒状物质(以下称为“PM”)。其中，作为用于将NO_X还原而净化排气气体的装置，存在尿素SCR系统。尿素SCR系统具备：用于将通过压力泵由储藏槽内吸上的作为还原剂的尿素水溶液、从还原剂喷射阀供给到排气管内的还原剂供给装置，和作为可以吸附氨的排气净化催化剂的一种的SCR催化剂来构成。上述尿素SCR系统中，使通过尿素水溶液的分解而生成的氨吸附于SCR催化剂，使排气气体中的NO_X在SCR催化剂中与氨反应，从而将排气气体净化。

另一方面，作为用于捕集PM而净化排气气体的装置，存在柴油颗粒过滤器(以下称为“DPF”)。DPF配设在内燃机的排气管，排气气体通过该DPF时，捕集排气气体中的PM。具备DPF的排气净化系统中，为了防止DPF的堵塞，适时进行将DPF的温度升高至500℃～600℃左右而使堆积在DPF的PM强制性地燃烧的强制再生控制。近年，随着排气气体的净化基准提高，具备DPF和SCR催化剂两者的排气净化系统正在增加。

但是，对于尿素SCR系统而言，通常以停止内燃机时回收残留在还原剂供给路径的尿素水溶液的方式构成(例如参照专利文献1)。由此，可以避免尿素水溶液以存在于还原剂供给路径的状态结冻而在还原剂供给路径发生堵塞。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本特开2009-215891号公报。

发明内容

但是，专利文献1中记载的排气净化系统存在如下问题：停止内燃机后，还原剂喷射阀内的尿素水溶液升温、然后冷却的过程中，尿素水溶液固化，其结果，起动内燃机时，尿素水溶液的供给受到阻碍，排气净化效率降低。

以下进行具体说明，排气净化系统中，停止内燃机时，通常进行将填充到还原剂供给装置的尿素水溶液回收到储藏槽的清洗处理，但是，在连接储藏槽与还原剂喷射阀的还原剂通路等结构上，有时不能将填充到还原剂供给装置内的尿素水溶液完全回收到储藏槽。另一方面，由于停止内燃机的同时停止作为还原剂喷射阀的散热功能的冷却水的循环等，因此还原剂喷射阀的温度升高。若如此，则上述残留在还原剂喷射阀内的尿素水溶液中的水分由于气化而释出，其浓度升高。然后，随着排气管、周围的温度降低，尿素水溶液的温度降低，但由于形成比通常的浓度高的浓度，因此固化的温度也升高，结果残留尿素水溶液有可能固化而在还原剂喷射阀产生堵塞。尿素水溶液的浓度通常调整为约32.5%，此时，尿素水溶液固化的温度约为-11℃。若其浓度升高而超过该百分率，则存在尿素水溶液固化的温度升高的趋势(参照图14)。因此由于高温而水分释出、浓度升高的还原剂喷射阀内的残留尿素水溶液，在温度降低时易固化，重新启动内燃机时，有可能阻碍该还原剂喷射阀的喷射。

因此，本发明的发明人鉴于这种问题，发现判定暂且升温的尿素水溶液在停止内燃机后的冷却过程中是否有可能固化，有可能固化的情况下，通过不停止内燃机，可以解决这种问题，从而完成了本发明。即，本发明的目的在于，提供可以防止由于尿素水溶液的固化而导致的还原剂喷射阀的堵塞于未然，进而可以防止排气净化效率降低的排气净化系统以及排气净化系统的控制方法。

根据本发明，提供一种排气净化系统，可以解决上述问题，其为从排气上游侧依次具备捕集所排出的排气气体中的排气微粒的DPF、向排气气体中喷射作为还原剂的尿素水溶液的还原剂喷射阀、和使用尿素水溶液将排气气体中的NO_X净化的SCR催化剂的排气净化系统，其特征在于，具备：在内燃机的运转中检测到点火开关关闭时、判定尿素水溶液是否有可能固化的条件成立判定部，和在判定尿素水溶液有可能固化的情况下、禁止停止内燃机的禁止停止内燃机部。如此，通过判定还原剂喷射阀内的尿素水溶液是否有可能固化，禁止停止内燃机，从而继续进行冷却水的循环，可以避免尿素水溶液的固化，可以防止由此导致的还原剂喷射阀的堵塞于未然，进而可以防止排气净化效率的降低。