СИСТЕМА ПОДАЧИ ВОССТАНОВИТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК F01N3/20 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к системе подачи восстановителя.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Некоторые двигатели внутреннего сгорания, установленные на транспортных средствах, оснащаются катализатором снижения выхлопа NOx избирательной каталитической нейтрализации (SCR), выполненном в выхлопном канале. Такой двигатель внутреннего сгорания снабжен системой подачи восстановителя, которая подает восстановитель на каком-либо участке выхлопного канала выше по потоку упомянутого катализатора для снижения NOx в выхлопных газах, тем самым удаляя NOx из выхлопных газов.

[0003] Опубликованная японская патентная заявка №2012-127214 (JP 2012-127214 А) описывает систему подачи восстановителя, которая включает в себя клапан впрыска и насос. Клапан впрыска впрыскивает восстановитель на каком-либо участке выхлопного канала выше по потоку катализатора снижения выхлопа NOx. Насос подает восстановитель из бачка в клапан впрыска или всасывает восстановитель обратно в бачок из клапана впрыска. Кроме того, система подачи восстановителя осуществляет контроль продувки в ответ на выдачу команды на остановку двигателя внутреннего сгорания. Во время контроля продувки восстановитель всасывается обратно в бачок из клапана впрыска при работе насоса с открытым клапаном впрыска, чтобы избежать ситуации, когда компоненты восстановителя в клапане впрыска коагулируют за счет тепла двигателя внутреннего сгорания (т.е. теплового излучения выхлопного канала).

[0004] Согласно публикации JP 2012-127214 А, во время запуска двигателя внутреннего сгорания давление в патрубке подачи восстановителя, ведущего к клапану впрыска, повышается, а затем воздух или восстановитель впрыскивается из инжекционного отверстия путем открытия и закрытия клапана впрыска, чтобы удалить отложения, накопленные по кромке инжекционного отверстия клапана впрыска.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Когда выполняется контроль продувки в ответ на выдачу команды на остановку двигателя внутреннего сгорания, отложения, накопленные по кромке инжекционного отверстия клапана впрыска, также втягиваются в инжекционное отверстие, так как восстановитель всасывается обратно в бачок из клапана впрыска. Отложения, забивающие инжекционное отверстие, вызывают его засорение. В течение периода времени от остановки двигателя внутреннего сгорания до следующего запуска двигателя внутреннего сгорания отложения в инжекционном отверстии клапана впрыска успевают затвердеть. В этом случае, даже когда воздух или восстановитель впрыскивается из инжекционного отверстия клапана впрыска, как описано выше, во время запуска двигателя внутреннего сгорания, система впрыска может не полностью удалить отложения в инжекционном отверстии, и тем самым засорение инжекционного отверстия полностью не будет устранено.

[0006] Настоящее изобретение обеспечивает систему подачи восстановителя, выполненную с возможностью предотвращения засорения инжекционного отверстия клапана впрыска из-за затвердевших отложений, забивающих инжекционное отверстие, после выдачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания.

[0007] Система подачи восстановителя, согласно одному объекту настоящего изобретения, включает в себя клапан впрыска и насос. Упомянутый клапан впрыска выполнен таким образом, что инжекционное отверстие открывается и закрывается клапанным элементом в виде иглы для впрыска восстановителя в выхлопной канал двигателя внутреннего сгорания. Насос выполнен с возможностью подачи восстановителя в клапан впрыска и отсасывания восстановителя обратно из клапана впрыска. Система подачи восстановителя выполнена с возможностью выполнения контроля продувки путем отсасывания восстановителя обратно через клапан впрыска при работе насоса в ответ на команды на остановку двигателя внутреннего сгорания. По мере того, как восстановитель отсасывается обратно через клапан впрыска за счет контроля продувки, отложения, накопленные по кромке инжекционного отверстия клапана впрыска, втягиваются в инжекционное отверстие и, таким образом, отложения вызывают закупорку инжекционного отверстия.

[0008] Для предотвращения засорения инжекционного отверстия отложениями система подачи восстановителя включает в себя блок управления, блок вычисления и блок настройки и установки. Блок управления управляет клапанным элементом таким образом, что операция закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска выполняется заданное количество раз после подачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания. Блок вычисления вычисляет количество вещества, выработанного во время работы двигателя внутреннего сгорания. Такое вещество вызывает накопление отложений по кромке инжекционного отверстия клапана впрыска. Блок настройки и установки задает количество раз выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска клапанным элементом под управлением блока управления с таким расчетом, чтобы превысить количество вырабатываемого вещества, рассчитанного в момент подачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания.

[0009] С помощью системы подачи восстановителя, так как вырабатывается значительное количество упомянутого вещества, вызывающее накопление отложений по кромке инжекционного отверстия клапана впрыска во время работы двигателя внутреннего сгорания, то есть, так как значительное количество отложений засасывается в инжекционное отверстие при выполнении контроля продувки, задается большее количество раз закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска клапанным элементом под управлением блока управления после подачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания. Отложения, затянутые в инжекционное отверстие за счет выполнения контроля продувки, рассекаются за счет рабочего хода клапанного элемента до того, как отложения успеют затвердеть в инжекционном отверстии. Таким образом, можно избежать ситуации, когда инжекционное отверстие клапана впрыска засорится из-за затвердения отложений, всасываемых в инжекционное отверстие клапана впрыска после подачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания.

[0010] Система подачи восстановителя может дополнительно включать в себя блок определения, выполненный с возможностью определять, находится ли пользователь в салоне транспортного средства, на котором установлен двигатель внутреннего сгорания. Кроме того, блок управления и блок настройки и установки могут быть выполнены с возможностью следующего: блок управления выполнен с возможностью осуществлять операцию закрытия и открытия инжекционного отверстия клапанным элементом заданное количество раз за счет многократного выполнения операции, при которой инжекционное отверстие открывается клапанным элементом после истечения определенного периода времени, соответствующего интервалу от закрытия до открытия, после того как инжекционное отверстие закрывается клапанным элементом. Блок настройки и установки выполнен с возможностью задавать интервал от закрытия до открытия в дополнение к заданию количества раз выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапанным элементом. Блок настройки и установки выполнен с возможностью задавать увеличенный интервал от закрытия до открытия, когда блок определения определяет, что пользователь не находится в салоне транспортного средства, по сравнению с интервалом, когда блок определения определяет, что пользователь находится в салоне транспортного средства.

[0011] Салон транспортного средства обеспечивает условия, при которых посторонний шум будет услышан с меньшей долей вероятности. Таким образом, когда пользователь находится в салоне транспортного средства, он с меньшей долей вероятности будет чувствовать дискомфорт, даже если шум возникает из-за операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска, выполняемой клапанным элементом под управлением блока управления. С другой стороны, когда пользователь вышел из салона транспортного средства, пользователь может чувствовать дискомфорт из-за шума. Согласно описанной выше конфигурации, задается увеличенный интервал от закрытия до открытия, если пользователь не находится в салоне транспортного средства, по сравнению со случаем, когда пользователь находится в салоне транспортного средства. В результате, когда операция закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска выполняется клапанным элементом под управлением блока управления, период времени от момента закрытия инжекционного отверстия клапанным элементом до момента открытия инжекционного отверстия становится длиннее. Следовательно, можно уменьшить уровень шума, вызванный выполнением операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска клапанным элементом под управлением блока управления. Таким образом, пользователь, который вышел из салона транспортного средства, с меньшей долей вероятности будет чувствовать дискомфорт, вызванный шумом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012] Особенности, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и где

На фиг. 1 представлен общий схематический вид двигателя внутреннего сгорания, снабженного системой подачи восстановителя;

На фиг. 2 представлен вид в разрезе, схематично иллюстрирующий инжекционное отверстие и клапанный элемент клапана впрыска, предусмотренные в системе подачи восстановителя, и их взаимное расположение;

На фиг. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм выполнения и завершения контроля продувки;

На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм выполнения удаления отложений;

На фиг. 5 представлена карта для расчета количества раз операции по закрытию и открытию инжекционного отверстия клапана впрыска в процессе удаления отложений;

На фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм завершения процесса удаления отложений; и

На фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм выполнения процесса удаления отложений.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Первый вариант осуществления изобретения

[0013] Ниже будет приведено описание первого варианта осуществления системы подачи восстановителя со ссылкой на фиг. 1 - 6. Как показано на фиг. 1, впускной канал 3 соединен с камерами сгорания 2 двигателя внутреннего сгорания 1, установленного на транспортном средстве. Во впускном канале 3 крыльчатка компрессора 4а турбокомпрессора 4, промежуточный охладитель 5 и впускной клапан 6 дроссельной заслонки расположены в таком порядке со стороны впуска. Воздух, пройдя через впускной канал 3, поступает в камеры сгорания 2 двигателя внутреннего сгорания 1, а топливо впрыскивается в камеры сгорания 2 через клапаны впрыска топлива 7. Топливо сгорает в камерах сгорания 2, за счет чего двигатель 1 внутреннего сгорания 1 приходит в движение. С другой стороны, выхлопные газы, вырабатываемые в результате сгорания топлива в камерах сгорания 2, поступают в выхлопной канал 8, соединенный с камерами сгорания 2. В выхлопном патрубке 8 турбинное колесо 4b турбокомпрессора 4, первый окислительный катализатор 9, фильтр 10, первый восстановительный катализатор NOx 11, второй восстановительный катализатор NOx 12 и второй окислительный катализатор 13 расположены в таком порядке со стороны впуска.

[0014] Первый окислительный катализатор 9 окисляет окись углерода (СО) и углеводород (НС), тем самым удаляя СО и НС. Фильтр 10 улавливает твердые частицы (РМ) в выхлопных газах. Первый восстановительный катализатор NOx 11 и второй восстановительный катализатор NOx 12 являются катализаторами селективного каталитического восстановления (SCR), которые уменьшают NOx в выхлопных газах с помощью восстановителя, таким образом удаляя NOx из выхлопных газов. В частности, когда восстановитель, такой как водный раствор мочевины, добавляют в выхлопные газы, присутствующие на участке выхлопного патрубка 8 выше по потоку от первого восстановительного катализатора NOx 11 (часть выхлопного патрубка 8 выше по потоку от первого восстановительного катализатора NOx 11), водный раствор мочевины входит в реакцию гидролиза благодаря нагреванию отработавшими газами, с выходом аммиака (NH₃). Высвободившийся аммиак хранится в первом восстановительном катализаторе NOx 11 и втором восстановительном катализаторе NOx 12, так что NOx снижается на первом восстановительном катализаторе NOx 11 и втором восстановительном катализаторе NOx 12. За счет данного уменьшения удаляют NOx из выхлопных газов. Второй окислительный катализатор 13 обрабатывает аммиак, протекающий вниз по потоку от второго восстановительного катализатора NOx 12, и окисляет его.

[0015] Двигатель внутреннего сгорания 1 снабжен системой подачи восстановителя, через которую восстановитель (водный раствор мочевины) подается на участке выхлопного канала 8 выше по потоку от первого восстановительного катализатора NOx 11. Система подачи восстановителя включает в себя клапан впрыска 17, который впрыскивает водный раствор мочевины на участке выхлопного канала 8 выше по потоку от первого восстановительного катализатора NOx 11 и ниже по потоку от фильтра 10. Водный раствор мочевины добавляют в выхлопные газы в выхлопном канале 8 через клапан впрыска 17, распыляя с помощью дисперсионной пластины 18, расположенной ниже по потоку от клапана впрыска 17 и выше по потоку от первого восстановительного катализатора NOx 11. Система подачи восстановителя дополнительно включает в себя насос 16, соединенный с клапаном впрыска 17 через трубку 14 и бачком 15, который в свою очередь соединен с насосом 16 и предназначен для хранения водного раствора мочевины. Насос 16 высасывает водный раствор мочевины из бачка 15, вращаясь в прямом направлении, таким образом подавая водный раствор мочевины в трубку 14 и клапан впрыска 17. С другой стороны, насос 16 всасывает водный раствор мочевины обратно в бачок 15 из клапана впрыска 17 и трубки 14 за счет изменения направления вращения на обратное направление.

[0016] Как показано на фиг. 2, клапан впрыска 17 выполнен таким образом, что инжекционное отверстие 20 открывается и закрывается клапанным элементом 19 в виде иглы так, что водный раствор мочевины впрыскивается из инжекционного отверстия 20, и впрыск прекращается. Клапанный элемент 19 клапана впрыска 17 может выполнять возвратно-поступательное перемещение в осевом направлении (вверх-вниз, как показано на фиг. 2). Клапанный элемент 19 выполняет рабочий ход с закрытием инжекционного отверстия 20 путем перемещения в направлении к инжекционному отверстию 20 либо выполняет рабочий ход с открытием инжекционного отверстия 20 путем перемещения в направлении от инжекционного отверстия 20. Когда инжекционное отверстие 20 открывается за счет открывающего рабочего хода клапанного элемента 19, водный раствор мочевины впрыскивается из инжекционного отверстия 20. С другой стороны, когда инжекционное отверстие 20 закрывается за счет закрывающего рабочего хода клапанного элемента 19, впрыскивание водного раствора мочевины из инжекционного отверстия 20 прекращается.

[0017] Как показано на фиг. 1, система подачи восстановителя включает в себя электронный блок управления 21, который выполняет различные операции по управлению двигателем 1 внутреннего сгорания. Электронный блок управления 21 включает в себя, например, центральный процессор (ЦП), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), порт ввода и порт вывода. ЦП выполняет вычисления, относящиеся к различным элементам управления. В ПЗУ хранятся программы и данные, необходимые для управления. ОЗУ временно хранит, например, результаты вычислений, выполняемые ЦП. Порт ввода принимает сигналы от внешних устройств. Порт вывода выдает сигналы на внешние устройства.

[0018] Различные датчики и т.п., которые будут описаны ниже, подключены к порту ввода электронного блока управления 21. Различные датчики и т.п. включают в себя датчик 22 скорости транспортного средства и датчик 23 открытия двери. Датчик 22 скорости транспортного средства определяет скорость движения (скорость автомобиля) транспортного средства. Датчик 23 открытия двери определяет открытие или закрытие двери транспортного средства.

[0019] Различные датчики и т.п. включают в себя замок зажигания 36 и датчик 24 положения педали акселератора. Замок зажигания 36 активируют, когда водитель (пользователь) запускает двигатель внутреннего сгорания 1 с помощью ручного управления или когда водитель (пользователь) выключает двигатель внутреннего сгорания 1 с помощью ручного управления. Датчик 24 положения педали акселератора определяет степень воздействия (количество операций акселератора) на педаль 30 акселератора водителем (пользователем) транспортного средства.

[0020] Различные датчики и т.п. включают в себя анемометр 25 и датчик 26 давления на впуске. Анемометр 25 определяет количество воздуха, проходящего через впускной канал 3. Датчик 26 давления на впуске определяет давление (давление на впуске) во впускном канале 3 в месте ниже по потоку от впускного клапана 6 дроссельной заслонки.

[0021] Различные датчики и т.п. включают в себя датчик 27 положения коленчатого вала и датчик 28 температуры выхлопных газов. Датчик 27 положения коленчатого вала определяет частоту вращения коленчатого вала 31 двигателя внутреннего сгорания 1. Датчик 28 температуры выхлопных газов определяет температуру выхлопных газов в выхлопном канале 8 в месте ниже по потоку от фильтра 10.

[0022] Различные датчики и т.п. включают в себя датчик 29 NOx, который определяет количество NOx в выхлопных газах, находящийся на участке выхлопного канала 8 выше по потоку от первого восстановительного катализатора NOx 11. Схема возбуждения клапана 7 впрыска топлива, схема возбуждения клапана 6 дроссельной заслонки, схема возбуждения насоса 16, схема возбуждения клапана 17 впрыска и т.п. подключены к порту вывода электронного блока управления 21.

[0023] Электронный блок управления 21 определяет рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания 1 на основании сигналов, принимаемых от различных датчиков. Электронный блок управления 21 затем выдает командные сигналы на различные схемы возбуждения, подключенные к порту вывода, на основании вычисленного рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания 1. Таким образом, управление впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания 1, степень открытия клапана 6 дроссельной заслонки, управление приводом насоса 16, управление приводом клапана впрыска 17 и тому подобное выполняются электронным блоком управления 21.

[0024] В ответ на выдачу команды на остановку двигателя внутреннего сгорания 1 электронный блок управления 21 выполняет процедуру контроля продувки, всасывая водный раствор мочевины из трубки 14 и клапана впрыска 17 обратно в бачок 15. За счет всасывания водного раствора мочевины из клапана впрыска 17 обратно в бачок 15 через контроль продувки можно избежать ситуации, когда компоненты водного раствора мочевины в клапане впрыска 17 коагулируются за счет тепла от двигателя внутреннего сгорания 1 (то есть тепла от выхлопного канала 8) после остановки двигателя внутреннего сгорания 1.

[0025] На фиг. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм выполнения и завершения контроля продувки. Электронный блок управления 21 периодически выполняет процедуру контроля продувки, в соответствии с таймером, например, через заданные интервалы времени.

[0026] В ходе процесса на этапе 101 (S101) электронный блок управления 21 определяет, удовлетворено ли условие для выполнения контроля продувки. Примером условия для выполнения контроля продувки является условие, когда команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1 выдается в ответ на операцию выключения замка зажигания 36. Когда команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1 выдается в ответ на операцию выключения замка зажигания 36, на этапе S101 выдается утвердительное определение и электронный блок управления 21 переходит к этапу S102. С другой стороны, когда на этапе S101 выдается отрицательное определение, электронный блок управления 21 переходит к этапу S103.

[0027] В ходе процесса на этапе S102 электронный блок управления 21 выполняет контроль продувки, всасывая водный раствор мочевины из трубки 14 и клапана впрыска 17 обратно в бачок 15 за счет вращения насоса 16 в обратном направлении, в состоянии, когда инжекционное отверстие 20 клапана впрыска 17 открывается за счет открывающего рабочего хода клапанного элемента 19. Затем электронный блок управления 21 переходит к этапу S103.

[0028] В ходе процесса на этапе S103 электронный блок управления 21 определяет, выполнено ли условие для окончания контроля продувки. Одним из примеров условия для окончания контроля продувки является условие, когда время, требуемое для всасывания водного раствора мочевины из трубки 14 и клапана впрыска 17 обратно в бачок 15, истекло после начала контроля продувки. Когда вышеописанное время истекло, на этапе S103 выдается утвердительное определение и электронный блок управления 21 переходит к этапу S104. С другой стороны, когда на этапе S103 выдается отрицательное определение, электронный блок управления 21 заканчивает процедуру контроля продувки.

[0029] В ходе процесса на этапе S104 электронный блок управления 21 заканчивает контроль продувки, всасывание водного раствора мочевины из трубки 14 и клапана впрыска 17 обратно в бачок 15, закрывая инжекционное отверстие 20 клапана впрыска 17 за счет закрывающего рабочего хода клапанного элемента 19 и останавливает работу насоса 16. Затем электронный блок управления 21 заканчивает процедуру контроля продувки.

[0030] Во время работы двигателя внутреннего сгорания 1 по кромке инжекционного отверстия 20 клапана 17 впрыска накапливаются отложения. Такие накопления отложений происходит за счет таких веществ, как дым (черный дым) в выхлопных газах от двигателя внутреннего сгорания 1 и водного раствора мочевины. Поскольку большее количество описанных выше веществ образуется во время работы двигателя внутреннего сгорания 1, большее количество отложений накапливается по кромке инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17 при выдаче команды на остановку двигателя внутреннего сгорания 1. Отложения, накопленные по кромке инжекционного отверстия 20, попадают в инжекционное отверстие 20, поскольку водный раствор мочевины всасывается обратно через клапан впрыска 17, когда контроль продувки выполняется в ответ на выдачу команды на остановку двигателя внутреннего сгорания 1. В результате, отложения вызывают закупорку инжекционного отверстия 20. Если отложения остаются в инжекционном отверстии 20 клапана впрыска 17 в течение некоторого периода времени после остановки двигателя внутреннего сгорания 1 до момента следующего запуска двигателя внутреннего сгорания 1, происходит затвердевание этих отложений. В результате, становится трудно удалить такие отложения из инжекционного отверстия 20.

[0031] Чтобы избежать такой проблемы, выполняют процесс удаления отложений как можно скорее после выдачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания 1. В процессе удаления отложений, попавших в инжекционное отверстие 20 клапана впрыска 17, их удаляют с помощью операции контроля продувки путем рассекания за счет выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия 20, вызываемого рабочим ходом клапанного элемента 19.

[0032] Процесс удаления отложений осуществляют за счет выполнения клапанным элементом 19 рабочего хода с закрытием и открытием так, чтобы закрытие и открытие инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17 выполнялось заданное количество раз (количество раз Tsq закрытия и открытия) (далее именуемого, как «заданное количество раз Tsq», где уместно) под управлением электронного блока управления 21. В этом случае электронный блок управления 21 служит в качестве блока управления, который управляет работой клапанного элемента 19 клапана впрыска 17 таким образом, чтобы закрытие и открытие инжекционного отверстия 20 выполнялось заданное количество раз Tsq. Закрытие и открытие инжекционного отверстия 20 выполняется заданное количество раз Tsq путем многократного выполнения операции, при которой клапанный элемент 19 закрывает инжекционное отверстие и клапанный элемент 19 открывает инжекционное отверстие 20, после истечения заданного периода времени, соответствующего интервалу от закрытия до открытия Тα, с момента закрытия инжекционного отверстия 20.

[0033] На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм выполнения операции по удалению отложений. Электронный блок управления 21 периодически выполняет упомянутый алгоритм удаления в соответствии с таймером, например, через заданные интервалы времени.

[0034] В ходе процесса на этапе S201 по выполнению операции удаления, электронный блок управления 21 определяет, выполнено ли условие для выполнения операции по удалению отложений. Примером условия для выполнения операции по удалению отложений может служить условие, когда выдается команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1 в ответ на операцию выключения замка зажигания 36, и выполняется контроль продувки. Когда команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1 выдается в ответ на операцию выключения замка зажигания 36 и выполняется контроль продувки, на этапе S201 выдается утвердительное определение и электронный блок управления 21 переходит к этапу S202. С другой стороны, когда на этапе S201 выдается отрицательное определение, электронный блок управления 21 заканчивает операцию удаления.

[0035] В ходе процесса, выполняемого на этапе S202, электронный блок управления 21 получает информацию об интервале от закрытия до открытия Тα, сохраненную в энергонезависимом ОЗУ электронного блока управления 21, и электронный блок управления 21 также получает суммарную величину дыма SC и суммарную величину водного раствора мочевины QC, которые вычисляются с помощью других процедур. В настоящем варианте осуществления изобретения в качестве интервала от закрытия до открытия Тα оптимальное фиксированное значение устанавливается экспериментально, заранее.

[0036] Суммарная величина дыма SC представляет собой общее количество дыма, выделяемого за время текущей работы двигателя внутреннего сгорания 1. Суммарную величину дыма SC получают следующим образом: каждый раз, когда проходит установленный период времени, количество дыма, выделенное в течение упомянутого установленного периода времени, вычисляют с помощью другой операции, выполняемой электронным блоком управления 21. Суммарную величину дыма SC получают путем суммирования величин дыма, рассчитанных, как описано выше. Количество дыма, выделенного в течение упомянутого установленного периода времени, рассчитывается на основании частоты вращения двигателя и нагрузки на двигатель со ссылкой на карту, которая устанавливается заранее с помощью, например, эксперимента. Частота вращения двигателя, используемая в этом случае, может быть определена с помощью датчика 27 положения коленчатого вала, а нагрузка на двигатель может быть получена на основании количества топлива, впрыскиваемого из клапана 7 впрыска топлива за один рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания 1.

[0037] Суммарная величина водного раствора мочевины QC представляет собой общее количество водного раствора мочевины, добавляемого в выхлопные газы из клапана впрыска 17 за время текущей работы двигателя внутреннего сгорания 1. Суммарную величину водного раствора мочевины QC получают следующим образом: каждый раз, когда проходит установленный период времени, количество (соответствующее требуемому добавляемому количеству) водного раствора мочевины, добавляемого в выхлопные газы из клапана впрыска 17 в течение упомянутого установленного периода времени, вычисляют с помощью другой операции, выполняемой электронным блоком управления 21. Суммарную величину водного раствора мочевины QC получают путем суммирования величин водного раствора мочевины, рассчитанных, как описано выше. Необходимое добавленное количество представляет собой величину, используемую при управлении приводом клапана впрыска 17, исполняемым электронным блоком управления 21. Необходимое добавленное количество получают, как требуемое значение количества водного раствора мочевины, впрыснутого из клапана впрыска 17, на основании рабочих состояний двигателя внутреннего сгорания 1, таких как частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель. В то время когда работает двигатель внутреннего сгорания 1, управление приводом клапана впрыска 17 выполняется электронным блоком управления 21 таким образом, что восстановитель в необходимом количестве впрыскивается через клапан впрыска 17.

[0038] Как было описано выше, при расчете суммарной величины дыма SC и суммарной величины водного раствора мочевины QC электронный блок управления 21 выполняет роль вычислительного блока, который вычисляет количество веществ (дым, водный раствор мочевины и т.п.), которые вызывают отложения по кромке инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17 и которые образуются во время работы двигателя внутреннего сгорания 1.

[0039] В ходе процесса на этапе S203 выполняют операцию удаления с заданием количества раз закрытия и открытия инжекционного отверстия 20, выполняемых за счет закрывающего и открывающего рабочего хода клапанного элемента 19 в процесс удаления отложений. В ходе процесса на этапе S203 электронный блок управления 21 вычисляет количество раз Tsq закрытия и открытия на основании суммарной величины дыма SC и суммарной величины водного раствора мочевины QC со ссылкой на двухмерную карту, приведенную на фиг. 5. Как видно из фиг. 5, количество раз Tsq закрытия и открытия, рассчитанное, как описано выше, становится больше при увеличении суммарной величины дыма SC, и количество раз Tsq закрытия и открытия, рассчитанное как описано выше, будет тем больше, чем больше становится суммарная величина водного раствора мочевины QC. Электронный блок управления 21 задает вычисленное количество раз Tsq закрытия и открытия в качестве количества раз закрытия и открытия инжекционного отверстия, выполняемого в процессе удаления отложений. В этом случае электронный блок управления 21 служит в качестве блока настройки и установки, который задает количество раз закрытия и открытия.

[0040] Затем, в ходе процесса на этапе S204, электронный блок управления 21 выполняет процесс удаления отложений, основанный на интервале от закрытия до открытия Тα и количестве раз Tsq закрытия и открытия. Другими словами, за счет использования клапанного элемента 19 клапана впрыска 17 закрытие и открытие инжекционного отверстия 20 выполняется заданное количество раз Tsq закрытия и открытия в течение интервала от закрытия до открытия Тα. После того как процесс на этапе S204 выполнен, электронный блок управления 21 заканчивает процесс выполнения процедуры удаления.

[0041] На фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая алгоритм завершения процедуры удаления по окончании процесса удаления отложений. Электронный блок управления 21 периодически выполняет процесс завершения операции удаления в соответствии с таймером прерывания, например, через заданные интервалы времени.

[0042] В ходе процесса, выполняемого на этапе S301, по завершению процедуры удаления, электронный блок управления 21 определяет, выполняется ли процесс удаления отложений. Когда на этапе S301 выдается отрицательное определение, электронный блок управления 21 заканчивает процесс по завершению процедуры удаления. С другой стороны, когда процесс удаления отложений выполняется, электронный блок управления 21 переходит к этапу S302. Процесс на этапе S302 выполняется для того, чтобы определить, удовлетворятся ли условие завершения процесса удаления отложений.

[0043] В ходе процесса, выполняемого на этапе S302, электронный блок управления 21 определяет, выполняется ли закрытие и открытие инжекционного отверстия 20 за счет использования клапанного элемента 19 клапана впрыска 17 заданное количество раз Tsq в процессе удаления отложений. Когда на этапе S302 выдается отрицательное определение, электронный блок управления 21 заканчивает процесс завершения операции удаления. С другой стороны, когда на этапе S302 выдается положительное определение, электронный блок управления 21 переходит к этапу S303. В ходе процесса на этапе S303 электронный блок управления 21 завершает процесс удаления отложений. Затем электронный блок управления 21 заканчивает процесс завершения операции удаления.

[0044] Как видно из процесса завершения операции удаления, период времени от начала процесса удаления отложений до окончания процесса удаления отложений определяется на основании интервала от закрытия до открытия Тα и количества раз Tsq закрытия и открытия. Интервал от закрытия до открытия Тα и количество раз Tsq закрытия и открытия задаются путем выполнения процессов на этапах S202 и S203 (фиг. 3) процесса выполнения операции удаления, таким образом период времени от начала процесса удаления отложений до окончания процесса удаления отложений короче, чем период времени для выполнения контроля продувки.

[0045] Далее будет приведено описание работы системы подачи восстановителя. В то время как контроль продувки выполняется в ответ на выдачу команды на остановку двигателя внутреннего сгорания 1, водный раствор мочевины, всасываемый из клапана впрыска 17 обратно в бачок 15, и отложения, накопленные по кромке инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17, также попадают в инжекционное отверстие 20. Отложения, попавшие в инжекционное отверстие 20, вызывают засорение инжекционного отверстия 20.

[0046] Примеры веществ, которые вызывают накопление отложений по кромке инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17 во время работы двигателя внутреннего сгорания 1, включают в себя дым в выхлопных газах и водный раствор мочевины, добавленный в выхлопные газы через клапан впрыска 17. Дым и водный раствор мочевины в выхлопных газах смешиваются друг с другом с образованием отложений, и такие отложения накапливаются по кромке инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17. Следовательно, по мере увеличения суммарной величины дыма SC, которая указывает на общее количество дыма, образующегося за время работы двигателя внутреннего сгорания 1, а также по мере увеличения суммарной величины водного раствора мочевины QC, которая указывает на общее количество водного раствора мочевины, добавленного в выхлопные газы через клапан впрыска 17 за время работы двигателя внутреннего сгорания 1, по кромке инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17 накапливается большее количество отложений и, таким образом, большее количество отложений попадает в инжекционное отверстие 20 во время выполнения контроля продувки.

[0047] Чтобы предотвратить засорение инжекционного отверстия 20 отложениями, втянутыми во время выполнения контроля продувки, выполняется процесс удаления отложений через закрытие и открытие инжекционного отверстия 20 клапанным элементом 19, что обеспечивает рассекание отложений, тем самым удаляя их. Процесс удаления отложений выполняется после того, как выдается команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1 и запускается контроль продувки. В процессе удаления отложений количество раз закрытия и открытия инжекционного отверстия 20, которое выполняется с помощью клапанного элемента 19 клапана впрыска 17 (количество раз Tsq закрытия и открытия), увеличивается по мере выработки большего количества упомянутых веществ, приводящего к накоплению отложений по кромке инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17 во время работы двигателя внутреннего сгорания 1 до выдачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания 1. Более конкретно, как только суммарная величина дыма SC и суммарная величина водного раствора мочевины QC становятся больше, то есть, чем большее количество отложений попадает в инжекционное отверстие 20, то выполняется контроль продувки, тем количество раз Tsq закрытия и открытия задается на большее значение.

[0048] За счет закрывающего и открывающего рабочего хода клапанного элемента 19, связанного с выполнением закрытия и открытия инжекционного отверстия 20 заданное количество раз Tsq в процессе удаления отложений, отложения попадают в инжекционное отверстие 20 из-за выполнения контроля продувки, при этом упомянутые отложения рассекаются до того, как они успеют затвердеть. Таким образом, можно избежать ситуации, когда инжекционное отверстие 20 клапана впрыска 17 засорится из-за затвердевания отложений, попавших в инжекционное отверстие 20 клапана впрыска 17 после того, как поступит команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1.

[0049] Описанный настоящий вариант осуществления изобретения дает следующие преимущества (1) и (2). (1) Даже когда отложения попадают в инжекционное отверстие 20 клапана впрыска 17 во время выполнения операции контроля продувки в ответ на выдачу команды на остановку двигателя внутреннего сгорания 1, упомянутые отложения рассекаются за счет закрывающего и открывающего рабочего хода клапанного элемента 19 в процессе удаления отложений. Таким образом, предотвращается затвердение отложений, попадающих в инжекционное отверстие 20. Следовательно, ситуация, когда инжекционное отверстие 20 будет засорено затвердевшими отложениями, возникнет с меньшей долей вероятности.

[0050] (2) Операция закрытия и открытия инжекционного отверстия 20 выполняется с помощью клапанного элемента 19 для того, чтобы рассечь отложения, попавшие в инжекционное отверстие 20. Операция закрытия и открытия инжекционного отверстия 20 выполняется после того, как выдана команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1 и запускается контроль продувки. Другими словами, во время выполнения контроля продувки операция закрытия и открытия инжекционного отверстия 20 выполняется с помощью клапанного элемента 19 в процессе удаления отложения. Таким образом, можно избежать ситуации, когда водный раствор мочевины, остающийся в клапане впрыска 17, поступает в выхлопной канал 8 из инжекционного отверстия 20, во время выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия 20 клапанным элементом 19. Следовательно, ситуация, когда отложения накапливаются по кромке инжекционного отверстия 20 в результате утечки водного раствора мочевины, возникнет с меньшей долей вероятности.

Второй вариант осуществления изобретения

[0051] Далее будет приведено описание второго варианта осуществления системы подачи восстановителя, со ссылкой на фиг. 7. В настоящем варианте осуществления изобретения интервал от закрытия до открытия Тα переменно задается в зависимости от того, находится ли пользователь в салоне транспортного средства, вместо того чтобы использовать фиксированное значение в качестве интервала от закрытия до открытия Тα для управления выполнением процесса удаления, как было описано в первом варианте осуществления. В частности, интервал от закрытия до открытия Тα задается более продолжительным, когда определено, что пользователь не находится в салоне транспортного средства, чем когда определено, что пользователь находится в салоне транспортного средства.

[0052] На фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс выполнения операции удаления в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения. Электронный блок управления 21 периодически выполняет операцию удаления в соответствии с таймером прерывания, например, через заданные интервалы времени. Процесс выполнения операции удаления в настоящем варианте осуществления отличается от приведенного в первом варианте осуществления изобретения процесса на этапе S405, соответствующего процессу на этапе S202 выполнения операции удаления в первом варианте осуществления (фиг. 4). Кроме того, процесс выполнения операции удаления в настоящем варианте осуществления включает в себя процессы на этапах с S402 по S404, которые не включены в состав процесса выполнения операции удаления в первом варианте осуществления.

[0053] В ходе процесса, выполняемого на этапе S401, выполнения операции удаления, как показано на фиг. 7, электронный блок управления 21 определяет, удовлетворяется ли условие для выполнения процесса удаления отложений. Когда на этапе S401 выдается отрицательное определение, то электронный блок управления 21 заканчивает процесс выполнения операции удаления. С другой стороны, когда на этапе S401 выдается положительное определение, электронный блок управления 21 переходит к этапу S402.

[0054] В ходе процесса на этапе S402 электронный блок управления 21 определяет, удовлетворено ли условие, что пользователь не находится в салоне транспортного средства. Такое определение, например, может быть осуществлено на основании того, будет открыта дверь транспортного средства после того, как выдана команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1. Более конкретно, когда датчик 23 двери обнаруживает открытой дверь транспортного средства после того, как выдана команда на остановку работы двигателя внутреннего сгорания 1, электронный блок управления 21 определяет, что пользователь не находится в салоне транспортного средства (пользователь вышел из салона транспортного средства). С другой стороны, когда датчик 23 двери не обнаружил открытой дверь транспортного средства после того, как выдана команда на остановку работы двигателя внутреннего сгорания 1, электронный блок управления 21 определяет, что пользователь находится в салоне транспортного средства (пользователь не вышел из салона транспортного средства).

[0055] Когда на этапе S402 выдано отрицательное определение (то есть, когда пользователь находится в салоне транспортного средства), электронный блок управления 21 переходит к этапу S403. В ходе процесса на этапе S403 электронный блок управления 21 задает интервал от закрытия до открытия Тα на заданное значение А2 (например, значение, равное интервалу от закрытия до открытия Тα в первом варианте осуществления). С другой стороны, когда на этапе S402 выдано положительное определение (то есть, когда пользователь не находится в салоне транспортного средства), электронный блок управления 21 переходит к этапу S404. В ходе процесса на этапе S404 электронный блок управления 21 задает интервал от закрытия до открытия Тα на заданное значение А1, которое больше, чем заданное значение А2. Оптимальное значение задается заранее, например, экспериментальным путем, которое может быть использовано в качестве заданного значения А1. После того как процесс на этапе S403 или процесс на этапе S404 выполнен, электронный блок управления 21 переходит к этапу S405.

[0056] В ходе процесса на этапе S405 электронный блок управления 21 получает информацию о суммарной величине дыма SC и суммарной величине водного раствора мочевины QC. Затем электронный блок управления 21 переходит к этапам S406 и S407 (соответствующим, соответственно, этапу S203 и этапу S204 в первом варианте осуществления). В ходе процесса, выполняемого на этапе S406, электронный блок управления 21 вычисляет количество раз Tsq закрытия и открытия на основании суммарной величины дыма SC и суммарной величины водного раствора мочевины QC. Затем, в ходе процесса, выполняемого на этапе S407, электронный блок управления 21 выполняет процесс удаления отложений, основанный на интервале от закрытия до открытия Тα (заданное значение А1 или заданное значение А2) и количестве раз Tsq закрытия и открытия.

[0057] Настоящий вариант осуществления изобретения дает следующий полезный эффект (3) в дополнение к преимуществам (1) и (2) в первом варианте осуществления. (3) В салоне транспортного средства с меньшей долей вероятности будет услышан внешний шум. Таким образом, когда пользователь находится в салоне транспортного средства, он с меньшей долей вероятности чувствуют дискомфорт, даже если шум возникает из-за операции закрытия и открытия инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17, выполняемой клапанным элементом 19 в процессе удаления отложений. С другой стороны, когда пользователь вышел из салона транспортного средства, пользователь может чувствовать дискомфорт из-за шума. С учетом этого интервал от закрытия до открытия Тα задается более продолжительным, если пользователь не находится в салоне транспортного средства, чем когда пользователь находится в салоне транспортного средства. В результате, когда закрытие и открытие инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17 осуществляется клапанным элементом 19 за счет осуществления процесса удаления отложений, период времени от момента закрытия инжекционного отверстия 20 клапанным элементом 19 до момента открытия инжекционного отверстия 20 становится больше. Следовательно, можно уменьшить шум, обусловленный закрыванием и открыванием инжекционного отверстия 20 клапана впрыска 17, выполненного клапанным элементом 19 посредством выполнения процесса удаления отложений. Таким образом, пользователь, который вышел из салона транспортного средства, с меньшей долей вероятности будет чувствовать себя некомфортно из-за шума.

Другие варианты осуществления изобретения

[0058] Каждый из вышеописанных вариантов осуществления может быть модифицирован, например, следующим образом: в качестве примера состояния, при котором выдается команда на остановку двигателя внутреннего сгорания 1, может служить состояние, при котором выполняется операция выключения замка зажигания 36, как описано в предшествующем варианте осуществления изобретения. Тем не менее, когда транспортное средство оснащено двигателем внутреннего сгорания, выполненным с возможностью автоматической остановки и перезапуска при некоторых состояниях передвижения, состояние, при котором выдается команда на остановку двигателя внутреннего сгорания, может быть состоянием, для которого выполняется условие автоматической остановки двигателя внутреннего сгорания.

[0059] В транспортном средстве, для которого выдается команда на остановку двигателя внутреннего сгорания, когда выполняется операция выключения замка 36 зажигания, и команда на остановку двигателя внутреннего сгорания выдается при выполнении условия автоматической остановки двигателя внутреннего сгорания, интервал от закрытия до открытия Тα может быть переменно задан на основании определения того, находится ли пользователь в салоне транспортного средства, который производится следующим образом: в случае, когда команда на остановку двигателя внутреннего сгорания выдается в ответ на операцию выключения замка зажигания 36, электронный блок управления 21 определяет, что пользователь не находится в салоне транспортного средства, когда истекает упомянутый установленный период времени после выдачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания, и затем задает интервал от закрытия до открытия Тα на заданное значение А1. С другой стороны, в случае, когда команда на остановку двигателя внутреннего сгорания выдается после выполнения условия для автоматической остановки двигателя внутреннего сгорания, электронный блок управления 21 определяет, что пользователь находится в салоне транспортного средства и затем задает интервал от закрытия до открытия Тα на заданное значение А2.

[0060] Количество раз Tsq закрытия и открытия может быть вычислено с помощью заданного выражения и установлено заранее, например экспериментально, то есть выражение Tsq=F (SC, QC), где суммарная величина дыма SC и суммарная величина водного раствора мочевины QC являются переменными, вместо того, чтобы вычислять на основании суммарной величины дыма SC и суммарной величины водного раствора мочевины QC со ссылкой на двухмерную карту, приведенную на фиг. 5.

[0061] В вышеописанных вариантах осуществления водный раствор мочевины используется в качестве примера восстановителя. Тем не менее, могут быть использованы иные восстановители, отличные от водного раствора мочевины.

Изобретение относится к области очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания. Предложена система подачи восстановителя, содержащая клапан впрыска, насос, выполненный с возможностью подавать восстановитель в клапан впрыска и отсасывать восстановитель обратно., и электронный блок управления. Электронный блок управления приводит в действие клапанный элемент для выполнения рабочего хода с закрытием и открытием таким образом, чтобы операция закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска выполнялась заданное количество раз после выдачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания. Во время работы двигателя внутреннего сгорания электронный блок управления вычисляет количество веществ, вырабатываемых во время работы двигателя внутреннего сгорания. Такие вещества вызывают накопление отложений по кромке инжекционного отверстия клапана впрыска. Электронный блок управления задает увеличенное количество раз выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска при увеличении вычисленного количества выработанных веществ, когда выдана команда на остановку двигателя внутреннего сгорания. Использование изобретения позволит предотвратить засорение инжекционного отверстия клапана впрыска из-за затвердевания отложений, всасываемых в инжекционное отверстие после подачи команды на остановку двигателя внутреннего сгорания. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система подачи восстановителя,

при этом система подачи восстановителя включает в себя

клапан впрыска, выполненный таким образом, что инжекционное отверстие открывается и закрывается клапанным элементом в виде иглы, чтобы впрыскивать восстановитель в выхлопной канал двигателя внутреннего сгорания, и

насос, выполненный с возможностью подавать восстановитель в клапан впрыска и всасывать восстановитель обратно из клапана впрыска,

упомянутая система подачи восстановителя выполнена с возможностью выполнения контроля продувки за счет всасывания восстановителя обратно из клапана впрыска путем включения насоса в ответ на выдачу команды на остановку двигателя внутреннего сгорания,

упомянутая система подачи восстановителя, отличающаяся тем, что содержит электронный блок управления, выполненный с возможностью:

i) управления работой клапанного элемента таким образом, что закрытие и открытие инжекционного отверстия клапана впрыска выполняется заданное количество раз после того, как выдана команда на остановку двигателя внутреннего сгорания;

ii) вычисления количества вещества, вырабатываемого при работе двигателя внутреннего сгорания, при этом упомянутое вещество вызывает накопление отложений по кромке инжекционного отверстия клапана впрыска; и

iii) задания большего количества раз выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапана впрыска клапанным элементом в связи с тем, что вычисленное количество выработанного вещества, когда выдана команда на остановку двигателя внутреннего сгорания, больше.

2. Система подачи восстановителя по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью:

iv) определения, находится ли пользователь в салоне транспортного средства, на котором установлен двигатель внутреннего сгорания;

v) выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапанным элементом заданное количество раз, путем многократного выполнения операции, в ходе которой инжекционное отверстие открывается клапанным элементом после истечения периода времени, соответствующего интервалу от закрытия до открытия, после того как инжекционное отверстие закрывается клапанным элементом;

vi) задания интервала от закрытия до открытия в дополнение к заданию количества раз выполнения операции закрытия и открытия инжекционного отверстия клапанным элементом; а также

vii) задания увеличенного интервала от закрытия до открытия, когда электронный блок управления определяет, что пользователь не находится в салоне транспортного средства, чем когда электронный блок управления определяет, что пользователь находится в салоне транспортного средства.