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公開番号2024103292
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2023007555
出願日2023-01-20
発明の名称還元剤噴射制御方法及び還元剤噴射装置
出願人ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング,ROBERT BOSCH GMBH
代理人個人,個人,個人
主分類F01N 3/08 20060101AFI20240725BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】車両起動時における迅速性を損なうことなく、従来に比して、さらなる信頼性、安全性を備えた還元剤噴射装置を提供する。
【解決手段】還元剤噴射弁12の固着検出を可能とする噴射弁プレテストと、還元剤噴射弁12の電磁コイルへの通電による電磁コイル加熱が制御装置100により実行可能に構成されてなる還元剤噴射装置50において、制御装置100は、内燃機関1の始動後の噴射弁プレテストの結果に基づく電磁コイル加熱により還元剤噴射弁12の固着解消が検出され、さらに、内燃機関1がコールドスタートであると判定された場合、2回目以降の噴射弁プレテストを実行し、還元剤噴射弁12の固着が検出された場合、電磁コイル加熱を実行し、その後、還元剤噴射弁12の固着解消が検出された場合に、還元剤の噴射の実行を可能とするよう構成されてなることで、さらなる信頼性、安全性の確保が図られる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
選択還元触媒（３）の上流側に設けられた還元剤噴射弁（１２）を介して還元剤の噴射を可能に構成されると共に、内燃機関（１）の始動後に、少なくとも前記還元剤噴射弁（１２）の電磁コイルへの通電による通電電流の変化を基にした前記還元剤噴射弁（１２）の固着の有無判定の実行を含む噴射弁プレテストを実行すると共に、前記噴射弁プレテストにより前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記還元剤噴射（１２）の電磁コイルに通電することで前記還元剤噴射弁（１２）への加熱を可能とする電磁コイル加熱が実行されるように構成されてなる還元剤噴射装置（５０）における還元剤噴射制御方法であって、
前記内燃機関（１）の始動後に実行された噴射弁プレテストの結果に基づいて行われた前記電磁コイル加熱により前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合、前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かを判定し、コールドスタートであると判定された場合、２回目以降の前記噴射弁プレテストを実行し、前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記電磁コイル加熱を実行し、しかる後、前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合に、前記還元剤の噴射の実行を可能とすることを特徴とする還元剤噴射制御方法。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記内燃機関（１）の始動後に実行された噴射弁プレテストにより前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出されなかった場合にも、前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の還元剤噴射制御方法。
【請求項３】
前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かの判定により、コールドスタートではないと判定された場合、又は、前記２回目以降の前記噴射弁プレテストの実行により、前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出されなかった場合、前記還元剤の噴射の実行を可能とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の還元剤噴射制御方法。
【請求項４】
前記コールドスタートか否かの判定は、前記内燃機関（１）からの排気ガスの温度が、前記還元剤噴射弁（１２）への前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回るか否かの判定により行われ、前記排気ガスの温度が、前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回る場合に、コールドスタートであると判定すること特徴とする請求項１又は請求項２記載の還元剤噴射制御方法。
【請求項５】
前記コールドスタートか否かの判定は、前記内燃機関（１）からの排気ガスの温度が、前記還元剤噴射弁（１２）への前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回るか否かの判定により行われ、前記排気ガスの温度が、前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回る場合に、コールドスタートであると判定すること特徴とする請求項３記載の還元剤噴射制御方法。
【請求項６】
選択還元触媒（３）の上流側に還元剤噴射弁（１２）が設けられる一方、前記還元剤噴射弁（１２）の動作制御を実行する制御装置（１００）を有し、当該制御装置（１００）の動作制御により前記還元剤噴射弁（１２）を介しての還元剤の噴射を可能とすると共に、前記制御装置（１００）は、内燃機関（１）の始動後に、少なくとも前記還元剤噴射弁（１２）の電磁コイルへの通電による通電電流の変化を基にした前記還元剤噴射弁（１２）の固着の有無判定の実行を含む噴射弁プレテストを実行すると共に、前記噴射弁プレテストにより前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記還元剤噴射（１２）の電磁コイルに通電することで前記還元剤噴射弁（１２）への加熱を可能とする電磁コイル加熱が実行されるように構成されてなる還元剤噴射装置（５０）であって、
前記制御装置（１００）は、
前記内燃機関（１）の始動後に実行された噴射弁プレテストの結果に基づいて行われた前記電磁コイル加熱により前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合、前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かを判定し、コールドスタートであると判定された場合、２回目以降の前記噴射弁プレテストを実行し、前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記電磁コイル加熱を実行し、しかる後、前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合に、前記還元剤の噴射の実行を可能とするよう構成されてなることを特徴とする還元剤噴射装置。
【請求項７】
前記制御装置（１００）は、
前記内燃機関（１）の始動後に実行された噴射弁プレテストにより前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出されなかった場合にも、前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かを判定するよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載の還元剤噴射装置。
【請求項８】
前記制御装置（１００）は、
前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かの判定により、コールドスタートではないと判定された場合、又は、前記２回目以降の前記噴射弁プレテストの実行により、前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出されなかった場合、前記還元剤の噴射の実行を可能とするよう構成されてなることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の還元剤噴射装置。
【請求項９】
前記制御装置（１００）は、
前記コールドスタートか否かの判定を、前記内燃機関（１）からの排気ガスの温度が、前記還元剤噴射弁（１２）への前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回るか否かを判定することで実行し、前記排気ガスの温度が、前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回る場合に、コールドスタートであると判定するよう構成されてなること特徴とする請求項６又は請求項７記載の還元剤噴射装置。
【請求項１０】
前記制御装置（１００）は、
前記コールドスタートか否かの判定を、前記内燃機関（１）からの排気ガスの温度が、前記還元剤噴射弁（１２）への前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回るか否かを判定することで実行し、前記排気ガスの温度が、前記還元剤の圧送開始温度を所定温度幅下回る場合に、コールドスタートであると判定するよう構成されてなること特徴とする請求項８記載の還元剤噴射装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に還元剤を噴射する還元剤噴射装置に係り、特に、還元剤の結晶化に起因する還元剤噴射弁の固着解消を、従来に比して、より確実にして、信頼性、安定性の向上等を図ったものに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
車両の排気ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を除去し、排気ガスの浄化を図る手段の一つとして、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが用いられていることは、良く知られている通りである（例えば、特許文献１等参照）。
かかる尿素ＳＣＲシステムにおいては、車両の運転停止後に還元剤噴射弁に対する冷却機能が停止した際に、還元剤噴射弁の尿素水溶液が加熱されて結晶化し、その結果、還元剤噴射弁の弁体が動作できなくなる固着状態となることがある。
【０００３】
そのため、車両の起動前に上述のような固着の有無を検出する方法や、さらには、固着回避のための方策等が、種々提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１２７９６０号公報
特開２０２２－１１０６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、還元剤噴射弁の固着検出や固着解消の実行は、単に信頼性、確実性が高いだけでなく、車両起動時の迅速性を極力損なうことがないものであることが望ましい。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、車両起動時における迅速性を損なうことなく、従来に比して、より信頼性、安全性の高い還元剤噴射装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る還元剤噴射制御方法は、
選択還元触媒（３）の上流側に設けられた還元剤噴射弁（１２）を介して還元剤の噴射を可能に構成されると共に、内燃機関（１）の始動後に、少なくとも前記還元剤噴射弁（１２）の電磁コイルへの通電による通電電流の変化を基にした前記還元剤噴射弁（１２）の固着の有無判定の実行を含む噴射弁プレテストを実行すると共に、前記噴射弁プレテストにより前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記還元剤噴射（１２）の電磁コイルに通電することで前記還元剤噴射弁（１２）への加熱を可能とする電磁コイル加熱が実行されるように構成されてなる還元剤噴射装置（５０）における還元剤噴射制御方法であって、
前記内燃機関（１）の始動後に実行された噴射弁プレテストの結果に基づいて行われた前記電磁コイル加熱により前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合、前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かを判定し、コールドスタートであると判定された場合、２回目以降の前記噴射弁プレテストを実行し、前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記電磁コイル加熱を実行し、しかる後、前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合に、前記還元剤の噴射の実行を可能に構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る還元剤噴射装置は、
選択還元触媒（３）の上流側に還元剤噴射弁（１２）が設けられる一方、前記還元剤噴射弁（１２）の動作制御を実行する制御装置（１００）を有し、当該制御装置（１００）の動作制御により前記還元剤噴射弁（１２）を介しての還元剤の噴射を可能とすると共に、前記制御装置（１００）は、内燃機関（１）の始動後に、少なくとも前記還元剤噴射弁（１２）の電磁コイルへの通電による通電電流の変化を基にした前記還元剤噴射弁（１２）の固着の有無判定の実行を含む噴射弁プレテストを実行すると共に、前記噴射弁プレテストにより前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記還元剤噴射（１２）の電磁コイルに通電することで前記還元剤噴射弁（１２）への加熱を可能とする電磁コイル加熱が実行されるように構成されてなる還元剤噴射装置（５０）であって、
前記制御装置（１００）は、
前記内燃機関（１）の始動後に実行された噴射弁プレテストの結果に基づいて行われた前記電磁コイル加熱により前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合、前記内燃機関（１）がコールドスタートか否かを判定し、コールドスタートであると判定された場合、２回目以降の前記噴射弁プレテストを実行し、前記還元剤噴射弁（１２）の固着が検出された場合、前記電磁コイル加熱を実行し、しかる後、前記還元剤噴射弁（１２）の固着の解消が検出された場合に、前記還元剤の噴射の実行を可能とするよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電磁コイル加熱により固着が一旦解消された後にも、環境条件等により再び還元剤噴射弁の固着が生じた場合を確実に検出し、解消可能とするため、一度の固着解消の検出のみの従来に比して、車両起動時の迅速性を極力損なうことなく、固着の検出と解消を確実、安定に実現し、より信頼性、安定性の高い還元剤噴射装置を提供することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施の形態における還元剤噴射装置の構成例を示す構成図である。
本発明の実施の形態における還元剤噴射装置において実行される還元剤噴射制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
還元剤噴射弁の固着発生時における従来装置の概略動作と、本発明の実施の形態における還元剤噴射装置の概略動作を模式的に示した模式図で、図３（Ａ）は排気ガスの温度変化を模式的に示した模式図、図３（Ｂ）は従来装置の概略動作を模式的に示した模式図、図３（Ｃ）は本発明の実施の形態における還元剤噴射装置の概略動作を模式的に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における還元剤噴射装置が設けられた尿素ＳＣＲシステムＳの概略構成について、図１を参照しつつ説明する。
尿素ＳＣＲシステムＳは、例えば、ディーゼルエンジン等を用いた内燃機関１に接続された排気管２の途中に配設された選択還元触媒３と、選択還元触媒３の上流側で排気管２内に還元剤を噴射する還元剤噴射装置５０とを具備してなるものである。かかる尿素ＳＣＲシステムＳの構成自体は、従来装置と基本的に同様のものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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