具有废气净化装置的车辆

文档序号:197287 发布日期:2021-11-02 浏览:50次 >En<

阅读说明:本技术 具有废气净化装置的车辆 (Vehicle with exhaust gas purification device ) 是由 岸本义久 西方彰朗 村泽直人 于 2020-03-16 设计创作,主要内容包括:本发明的车辆(1)具有:发动机(10);NOx吸留还原型催化剂(101);以及控制部(主ECU130),在为了使NOx吸留还原型催化剂(101)再生而对发动机(10)进行浓燃控制时,在被输入了表示使行驶驱动系统(140)的扭矩下降的操作信号(油门信号S1)的情况下,维持发动机(10)的燃料喷射量不变,并将发动机(10)的过剩产生的扭矩分配给行驶驱动系统(140)以外的负载(150)。(A vehicle (1) of the present invention includes: an engine (10); an NOx occlusion reduction catalyst (101); and a control unit (main ECU130) that distributes the torque excessively generated by the engine (10) to loads (150) other than the travel drive system (140) while maintaining the fuel injection amount of the engine (10) unchanged when an operation signal (accelerator signal S1) indicating that the torque of the travel drive system (140) is to be decreased is input when the engine (10) is subjected to rich control for regenerating the NOx occlusion reduction catalyst (101).)

具有废气净化装置的车辆

技术领域

本发明涉及光束控制部件、具有该光束控制部件的发光装置及具有该发光装置的照明装置。

背景技术

以往,作为对从内燃机排出的废气中的氮化合物(NOx)进行还原净化的催化剂,已知有NOx吸留还原型催化剂(Lean NOx Trap:以下称为“LNT”)。LNT在废气为稀燃气氛时吸留废气中含有的NOx,并且在废气为浓燃气氛时通过废气中含有的碳氢化合物将所吸留的NOx还原净化,使其无害化后进行释放。因此,在催化剂的NOx吸留量达到规定量等规定条件成立的情况下,为了恢复NOx吸留能力,需要定期地进行使废气成为浓燃状态的所谓LNT再生(也称为“NOx净化”、“燃料过量供给”)(例如,参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-202425号公报

专利文献2:日本特开2007-16713号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而,上述的LNT再生过程中,发动机被浓燃控制,废气保持浓燃状态。但是,在LNT再生过程中,若驾驶员进行了松开油门等操作,则燃料喷射量减少,浓燃状态向稀燃方向转移。由此,LNT再生被中断,或即使没有被中断,LNT再生效率也有可能会降低。由此,需要在另外的时刻重新进行LNT再生。其结果为,产生LNT再生的频率增加之类的不理想情况。

另外,若在LNT再生过程中通过驾驶员的操作使得燃料喷射量减少了,则会引起以下问题:利用氧传感器进行稳定的λ检测变得困难,LNT净化率的诊断精度也会降低。

本发明的目的在于提供具有如下废气净化装置的车辆,即,即使在为了使LNT再生而对发动机进行浓燃控制时,被要求使发动机的扭矩下降的情况下,该废气净化装置也能够防止LNT再生的中断或效率降低以及LNT净化率的诊断精度的降低。

解决问题的方案

本公开的一个方式是具有废气净化装置的车辆,具备:

发动机;

NOx吸留还原型催化剂,设置于所述废气净化装置;以及

控制部,在为了使所述NOx吸留还原型催化剂再生而对所述发动机进行浓燃控制时,在被输入了表示使第一负载的扭矩下降的操作信号的情况下,维持所述发动机的燃料喷射量不变,并将所述发动机的过剩产生的扭矩分配给所述第一负载以外的负载。

发明效果

根据本发明,即使是在如下情况下也能够防止LNT再生的中断或效率降低以及LNT净化率的诊断精度的降低,该情况为,在为了使LNT再生而对发动机进行浓燃控制时,被要求使发动机的扭矩下降的情况。

附图说明

图1是实施方式的车辆的主要部分结构图。

图2是表示LNT再生时的氧传感器的检测结果的波形图。

图3是用于说明实施方式的动作的波形图,图3A是表示LNT再生模式信号的图,图3B是表示发动机的燃料喷射量的图,图3C是表示油门的踩踏量的图,图3D是表示导入到LNT中的废气的空燃比的图,图3E是表示所分配的过剩产生的扭矩的图,图3F是表示行驶驱动系统的扭矩的图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是本实施方式的车辆的主要部分结构图。

本实施方式的车辆1例如是卡车等,搭载有柴油发动机10。但是,本发明不限于搭载有柴油发动机的车辆,也可以应用于搭载有汽油发动机的车辆。

车辆1具有废气净化装置100。废气净化装置100通过吸留发动机10的废气中的NOx,来对废气进行净化。

发动机10例如具有燃烧室、在燃烧室内喷射燃料的燃料喷射装置。发动机10中的燃料喷射由发动机ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)11进行控制。发动机10通过在燃烧室内使燃料与空气的混合气燃烧和膨胀,来产生扭矩TQ0。发动机10连接有:向燃烧室内导入空气的进气管20和将从燃烧室排出的燃烧后的废气向车辆的外部排出的排气管30。

废气净化装置100具有LNT(Lean NOx Trap,稀燃NOx捕集器)101、DPF(DieselParticulate Filter,柴油机微粒过滤器)102、SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原催化剂)103及净化装置ECU110。另外,实际上,废气净化装置100也具有尿素水喷射装置等其他结构,但是,图1中省略了这些结构。

LNT101在废气的空燃比为稀空燃比的状态下吸留废气中的NOx。而且,LNT101在废气的空燃比为浓空燃比的状态下使该吸留的NOx与废气中的CO或HC等反应,而还原为氮等无害的气体进行释放。

LNT101若接近饱和状态则能够吸留NOx的效率降低。因此,由净化装置ECU110监视LNT101的NOx的吸留状态,定期地执行LNT101的再生(也称为“NOx净化”、“燃料过量供给”)。伴随由发动机ECU11使发动机10的燃料喷射量增多,废气成为浓燃状态,从而吸留状态的NOx被还原,由此进行该再生。

DPF102捕集废气中包含的颗粒物。

SCR103吸附从尿素水喷射装置(未图示)供给的尿素水进行水解得到的氨,并且利用该吸附的氨从废气中选择性地将NOx还原净化。

净化装置ECU110对废气净化装置100的动作进行控制。另外,ECU110从设置于LNT101上游侧的氧传感器121、设置于LNT101下游侧的氧传感器122、或未图示的其他传感器获取传感器信息,并基于该传感器信息,检测在排气管30中流通的废气的状态、LNT101的状态、DPF102的状态以及SCR103的状态等。

另外,净化装置ECU110基于LNT101的NOx的吸留状态的信息决定LNT再生的时刻,并将LNT再生模式信号向发动机ECU11发送。发动机ECU11若输入LNT再生模式信号,则为了实现LNT再生而进行使燃料喷射量增多的浓燃控制。

而且,车辆1具有对车辆整体进行控制的主ECU130。主ECU130通过与发动机ECU11及净化装置ECU110通信来对发动机ECU11及净化装置ECU110进行控制并且从发动机ECU11及净化装置ECU110获取信息。另外,向主ECU130输入油门信号S1。主ECU130及发动机ECU11根据由油门信号S1表示的驾驶员的油门踩踏量对发动机10的燃料喷射量进行控制。

另外,主ECU130进行将由发动机10产生的扭矩TQ0向车辆1的行驶驱动系统140或行驶驱动系统140以外的负载150分配的控制。作为行驶驱动系统140以外的负载150,包括交流发电机151和排气制动器152等。主ECU130根据所决定的分配给交流发电机151的分配扭矩TQ2,来控制交流发电机151的发电量。主ECU130根据所决定的分配给排气制动器152的分配扭矩TQ3,来控制排气制动器152的节流阀的开闭。在车辆1是混合动力汽车的情况下,也可以是,行驶驱动系统140以外的负载150包含电动发电机,并向电动发电机分配扭矩。

应予说明,发动机ECU11、净化装置ECU110及主ECU130例如构成为,包含:CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器))、输入端口及输出端口等。例如,使CPU参照ROM、RAM等中存储的控制程序、各种数据,由此来实现ECU11、110、130的各功能。但是,当然,该功能不限于通过基于软件的处理来实现,也可以通过专用的硬件电路来实现。

图2是表示LNT再生时的氧传感器121、122的检测结果(空燃比λ1、λ2)的波形图。一般而言,若在为了进行LNT再生而对发动机10进行浓燃控制时,输入了表示已迅速松开油门踏板的油门信号S1,则进行减少发动机10的燃料喷射量的控制。其结果为,由氧传感器121的检测结果λ1可知,尽管是浓燃控制区间(LNT101的再生过程中),导入到LNT101的氧浓度也急剧地上升。其结果会导致LNT再生被中断或LNT再生效率降低等问题。

因此,在本实施方式中,即使在被输入了表示已迅速松开油门踏的油门信号S1的情况下,也维持发动机10的燃料喷射量不变。通过主ECU130与发动机ECU11协作进行该控制。

但是,若这样构成,尽管松开油门踏板,发动机10中也会产生过剩的扭矩。因此,在本实施方式中,将该过剩产生的扭矩分配给行驶驱动系统140以外的负载150。由主ECU130进行该控制。

具体而言,主ECU130计算由于维持燃料喷射量不变而引起的过剩产生的扭矩,使负载150工作以消耗该过剩产生的扭矩。

由此,能够在维持基于驾驶员进行的油门踏板的操作的行驶的同时,如图2的虚线所示那样,在浓燃控制区间(LNT101的再生过程中)抑制导入到LNT101的氧浓度的上升,并能够防止LNT再生的中断或LNT再生效率的降低。

图3是用于说明本实施方式的动作的波形图。

若如图3A所示,在时间点t1,若从净化装置ECU110向发动机ECU11发送了LNT再生模式信号,则如图3B所示,发动机10的燃料喷射量急剧地增加。其结果如图3D所示,导入到LNT101的废气的空燃比λ1急剧地减少,并进行LNT再生。

其中,在时间点t2,若油门的踩踏量急剧地变小(图3C),如果是以往,则图3B的燃料喷射量也如图3B的单点划线所示那样减少,与此相应地,如图3D的单点划线所示那样,导入到LNT101的废气的空燃比λ1也急剧地增加。

相对于此,在本实施方式中,即使油门的踩踏量较大程度松开(图3C),图3B的燃料喷射量也如实线所示那样被维持不变,由此,如图3D的实线所示那样,导入到LNT101的废气的空燃比λ1也被维持为较低的值。其结果为,LNT再生被维持在良好的状态。

其中,尽管油门松开,由于维持燃料喷射量不变而产生的过剩扭矩,如图3E所示那样,在油门松开的期间(即t2-t3的期间),作为行驶驱动系统140以外的负载150的交流发电机151及排气制动器152的操作扭矩TQ2、TQ3而被分配并消耗。其结果为,在油门松开的期间(即t2-t3的期间)供给到行驶驱动系统140的扭矩TQ1成为反映了油门操作的扭矩。也就是,发动机中产生的扭矩TQ0=TQ1+TQ2+TQ3。

如以上说明的那样,根据本实施方式,在为了使LNT101再生而对发动机10进行浓燃控制时,在被输入了表示使行驶驱动系统140的扭矩下降的操作信号(油门信号S1)的情况下,维持发动机10的燃料喷射量不变,而将发动机10的过剩产生的扭矩分配给行驶驱动系统140的负载150,通过如此构成,即使在为了使LNT101再生而对发动机10进行浓燃控制时,被要求使发动机10的扭矩下降的情况下,也能够防止LNT再生的中断或效率降低以及LNT净化率的诊断精度的降低。

另外,通过将由于维持燃料喷射量不变而产生的过剩扭矩分配给交流发电机151等车辆的发电系统,从而与例如使脚制动器工作来消耗过剩扭矩部分的情况等相比,能够有效利用过剩扭矩。同样地,通过将过剩扭矩分配给排气制动器152,从而与例如使脚制动器工作来消耗过剩扭矩部分的情况等相比,能够有效利用过剩扭矩。

上述的实施方式都仅表示实施本发明的具体化的一例,本发明的技术范围不应受这些实施方式的限制。即,能够不脱离其要点或其主要特征地以各种形式实施本发明。

在上述的实施方式中,对操作信号是油门信号S1,要求降低扭矩的第一负载是行驶驱动系统140的情况进行了叙述,但是,本发明不限于此,操作信号和第一负载只要是在用于进行LNT再生的浓燃控制过程中需要减少燃料喷射量的操作信号、和被供给与该操作信号相应的扭矩的负载即可。

本申请主张基于在2019年3月18日提出的日本专利申请特愿2019-049595号的优先权。该申请的说明书及附图中记载的内容全部引用于本申请说明书。

工业实用性

本发明对搭载有LNT再生功能的车辆是适宜的。

附图标记说明

1 车辆

10 发动机

11 发动机ECU(Electronic Control Unit)

20 进气管

30 排气管

100 废气净化装置

101 LNT(Lean NOx Trap)

102 DPF(Diesel Particulate Filter)

103 SCR(Selective Catalytic Reduction)

110 净化装置ECU

121、122 氧传感器

130 主ECU

140 行驶驱动系统

150 负载

151 交流发电机

152 排气制动器

S1 油门信号

TQ0~TQ3 扭矩

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