[发明专利]还原剂喷射装置的控制装置及控制方法、以及还原剂喷射装置

说明书

本发明效率良好地将喷射阀加热而使尿素的结晶较早地融化，减少电池的电力消耗量并抑制线圈的劣化。在还原剂喷射装置的控制装置中，具备通电控制部，所述还原剂喷射装置的控制装置在内燃机的启动时将还原剂向装置内填充，进行由喷射阀使前述还原剂向前述内燃机的排气通路喷射的控制，所述通电控制部进行下述控制：在前述内燃机的排气温度成为既定的阈值以上后，向前述喷射阀的线圈通电既定时间，由此使前述喷射阀升温，促进在前述喷射阀内析出的前述还原剂的结晶的融化。

技术领域

本发明涉及还原剂喷射装置的控制装置及控制方法、以及还原剂喷射装置，所述还原剂喷射装置的控制装置进行用来向内燃机的排气通路喷射还原剂的还原剂喷射装置的控制。

背景技术

在搭载于车辆上的柴油发动机等内燃机的排气中含有NO_X（氮氧化物）。作为通过将该NO_X还原而分解为氮及水蒸气等来将排气净化的装置，尿素SCR（选择性催化还原）系统已实用化。尿素SCR系统是通过使用尿素水溶液作为还原剂、使排气中的NO_X与氨反应、来将NO_X分解的系统。

该尿素SCR系统具备配置在排气通路中的选择还原催化剂、和用来向比选择还原催化剂靠上游侧的排气通路喷射尿素水溶液的还原剂喷射装置。选择还原催化剂是具有以下功能的催化剂：将尿素水溶液分解而生成的氨吸附，促进流入的排气中的NO_X与氨的还原反应。此外，还原剂喷射装置具备将收容在储存罐内的尿素水溶液压送的泵、将由泵压送的尿素水溶液喷射的喷射阀、和进行泵及喷射阀的控制的控制装置。

在尿素SCR系统中使用的尿素水溶液的凝固点根据浓度而不同。即使是最低的凝固点，其温度也是零下11℃左右。因此，在内燃机的停止时尿素水溶液从系统内被回收到储存罐中，使得不会因在停车中发生尿素水溶液的凝固、体积膨胀而泵或喷射阀、使尿素水溶液流通的配管等损坏。被回收的尿素水溶液在下次内燃机的启动时被再填充到系统内。

如果在尿素SCR系统中，在内燃机的停止时，借助从排气管传递来的热将残留在喷射阀内的尿素水溶液加热，则有水分蒸发而尿素的结晶析出的情况。具体而言，在因水分的蒸发而尿素的结晶析出、或因水分的蒸发而尿素水溶液的浓度上升后，当喷射阀下降到大气温度时，有未充分溶解到水溶液中的尿素的结晶析出的情况。如果这样的尿素的结晶析出，则喷射阀的阀体固粘，成为下次内燃机的启动时喷射阀动作不良的原因。

但是，由于结晶化的尿素容易溶解到水中，所以通过向喷射阀供给尿素水溶液，能将喷射阀的动作不良消除。此外，由于这样的结晶在高温下融化，所以通过排气温度上升，能借助经由排气管传递来的热将喷射阀的动作不良消除。但是，在内燃机的启动时，在尿素的结晶溶解到尿素水溶液中、或者借助排气热而融化之前的期间中也产生排气，所以希望使尿素的结晶迅速地融化。

这里，虽然不是将结晶化的尿素融化的技术，但已知有借助向喷射阀的线圈的通电而使线圈发热、使在喷射阀内冻结的尿素水溶液解冻的技术。例如，在专利文献1中，公开了以下这样的技术：当储存罐中的尿素水溶液的温度比预先设定的下限温度低时，向喷射阀的线圈供给尿素水溶液不喷射的程度的电流，使线圈发热。

专利文献1：日本特开2013－221425号公报。

但是，专利文献1所记载的技术是以将冻结的尿素水溶液解冻为目的的技术，而不是用于析出到喷射阀内的尿素的结晶的融化的技术。进而，在专利文献1所记载的技术中，当储存罐中的尿素水溶液的温度比下限温度低时，向线圈通电。另一方面，即使在尿素水溶液为解冻状态的温度下，也可能存在尿素的结晶，所以专利文献1所记载的技术不意图使尿素的结晶融化。