尿素scr用尿素水配管閉塞檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用尿素水對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的NOx進(jìn)行選擇還原的尿素SCR系統(tǒng)，尤其涉及能夠檢測(cè)在到噴射尿素水的定量閥為止的配管中尿素水是否閉塞的尿素SCR用尿素水配管閉塞檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為用于對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的NOx進(jìn)行凈化的廢氣凈化系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)有使用了選擇還原催化劑的選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduct1n)系統(tǒng)(SCR系統(tǒng))。
[0003]該SCR系統(tǒng)為，將尿素水箱中所存積的尿素水向SCR裝置的廢氣上游供給，通過(guò)廢氣的熱使尿素水水解而生成氨，通過(guò)該氨并利用SCR裝置內(nèi)的催化劑對(duì)NOx進(jìn)行還原而將其凈化。從設(shè)置于SCR裝置的上游側(cè)的定量閥噴射尿素水，由此向SCR的廢氣上游供給尿素水。
[0004]通過(guò)具備供給模塊栗(SM栗)、尿素水壓力傳感器等的供給模塊，進(jìn)行尿素水向定量閥的供給。供給模塊經(jīng)由吸入管路與尿素水箱連接，將通過(guò)吸入管路從尿素水箱汲取的尿素水，通過(guò)將供給模塊與定量閥進(jìn)行連接的壓送管路供給至定量閥。定量閥由DCU(定量控制單元)控制，根據(jù)設(shè)置于SCR裝置的下游的NOx傳感器的檢測(cè)值對(duì)定量閥進(jìn)行開(kāi)閉控制，而調(diào)整尿素噴射量。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-247137號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2012-2061號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]然而，在將尿素水向NOx催化劑內(nèi)噴射的定量閥內(nèi)、以及到達(dá)該定量閥的壓送管路內(nèi)由于雜質(zhì)而發(fā)生堵塞的情況下，無(wú)法進(jìn)行尿素水噴射，因此通過(guò)設(shè)置于SCR裝置的下游的NOx傳感器來(lái)檢測(cè)SCR凈化率是否異常，由此能夠進(jìn)行堵塞的檢測(cè)。
[0011]但是，根據(jù)凈化率的異常判定，無(wú)法區(qū)分是SCR裝置內(nèi)的催化劑的異常還是尿素水噴射系統(tǒng)的異常。此外，在由于尿素水的低溫凍結(jié)時(shí)而在配管部發(fā)生堵塞的情況下，無(wú)法立即判定為異常，而需要等待解凍才能夠進(jìn)行定量，在這種現(xiàn)狀下，存在無(wú)法判斷是由雜質(zhì)引起的堵塞還是由凍結(jié)引起的堵塞的問(wèn)題。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供一種尿素SCR用尿素水配管閉塞檢測(cè)裝置，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)在到噴射尿素水的定量閥為止的配管上尿素水是否閉塞。
[0013]用于解決課題的手段
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明為一種尿素SCR用尿素水配管閉塞檢測(cè)裝置，用于在通過(guò)供給栗吸入尿素水箱內(nèi)的尿素水，并將該尿素水從壓送管路和設(shè)置于SCR裝置的上游側(cè)的定量閥噴射時(shí)，檢測(cè)從供給栗到定量閥的配管部的閉塞，其特征在于，具備:尿素水傳感器，檢測(cè)尿素水箱內(nèi)的尿素水溫度；壓力傳感器，檢測(cè)壓送管路的壓力；排氣溫度傳感器，設(shè)置于SCR裝置的上游側(cè)的排氣管；以及閉塞判定單元，在鍵開(kāi)關(guān)被開(kāi)啟時(shí)，在實(shí)施了驅(qū)動(dòng)上述供給栗而使上述配管部升壓的起動(dòng)控制之后，在排氣溫度傳感器的檢測(cè)值為設(shè)定溫度以下、尿素水傳感器的檢測(cè)值為凍結(jié)溫度以上時(shí)，實(shí)施使配管部?jī)?nèi)的尿素水返回到尿素水箱的排空控制，并根據(jù)該排空控制時(shí)的上述壓力傳感器的檢測(cè)值來(lái)檢測(cè)配管部的堵塞。
[0015]優(yōu)選為，上述閉塞判定單元為，在由尿素水傳感器檢測(cè)到的尿素水溫度為凍結(jié)溫度以下時(shí)，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水向尿素水箱和定量閥流動(dòng)來(lái)進(jìn)行解凍，而驅(qū)動(dòng)解凍單元。
[0016]優(yōu)選為，上述閉塞判定單元為，在根據(jù)壓力傳感器的檢測(cè)值而穩(wěn)定地進(jìn)行起動(dòng)控制，且未實(shí)施配管部的閉塞判定時(shí)，實(shí)施排空控制。
[0017]優(yōu)選為，如果在上述排空控制時(shí)由上述壓力傳感器檢測(cè)到的壓力為正常范圍，則上述閉塞判定單元判定為無(wú)堵塞，而結(jié)束配管部的閉塞判定。
[0018]優(yōu)選為，在上述排空控制時(shí)由上述壓力傳感器檢測(cè)到的壓力為正常范圍外的負(fù)壓、且該負(fù)壓持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，上述閉塞判定單元對(duì)閉塞判定的計(jì)數(shù)進(jìn)行累加，之后，在經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后再次反復(fù)進(jìn)行起動(dòng)控制和排空控制，在該閉塞判定的計(jì)數(shù)成為規(guī)定次數(shù)時(shí)，判定為由雜質(zhì)引起的堵塞。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]本發(fā)明能夠發(fā)揮的優(yōu)異效果為:在鍵開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)，在規(guī)定的許可條件下，強(qiáng)制地進(jìn)行以往在車輛停止時(shí)進(jìn)行的排空控制，并根據(jù)此時(shí)的供給栗的吸入壓力來(lái)檢測(cè)配管部的堵塞，由此能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)除了凍結(jié)以外的由雜質(zhì)引起的堵塞。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ] 圖1是本發(fā)明的SCR系統(tǒng)的概要圖。
[0022]圖2是表示本發(fā)明的尿素SCR用尿素水配管閉塞檢測(cè)裝置的流程圖的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]圖1表示SCR系統(tǒng)的概要，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的排氣管10上連接有SCR裝置11，在該SCR裝置11的上游側(cè)設(shè)置有噴射尿素水的定量閥12，在SCR裝置11的下游側(cè)設(shè)置有NOx傳感器13。
[0025]NOx傳感器13的檢測(cè)值被輸入至D⑶(定量控制單元)14，通過(guò)D⑶14對(duì)定量閥12進(jìn)行開(kāi)閉控制。
[0026]從定量閥12噴射的尿素水U，存積于尿素水箱15，從吸引管路16吸引到供給模塊17的供給栗18，從供給栗18通過(guò)過(guò)濾器19而被除去雜質(zhì)，并通過(guò)壓送管路20向定量閥12壓送。此外，剩余的尿素水U從過(guò)濾器19的排出側(cè)的壓送管路20通過(guò)返回管路21而返回到尿素水箱15內(nèi)。
[0027]在供給栗18上連接有切換吸入側(cè)和排出側(cè)的四通閥，但對(duì)此未圖示，并且，在壓送管路20上設(shè)置有檢測(cè)尿素水的壓力的壓力傳感器27，其檢測(cè)值被輸入至DCU14。
[0028]在尿素水箱15內(nèi)設(shè)置有檢測(cè)尿素水液面、尿素水溫度、基于尿素水濃度的品質(zhì)等的尿素水傳感器22，尿素水傳感器22對(duì)尿素水箱15內(nèi)的尿素水溫度等進(jìn)行計(jì)測(cè)，并將其向DCU14發(fā)送。
[0029]D⑶14計(jì)算向SCR裝置11噴射尿素水的量、定時(shí)，驅(qū)動(dòng)供給栗18而將尿素水提高至規(guī)定壓力，對(duì)定量閥12的開(kāi)閉進(jìn)行控制，在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)噴射適當(dāng)?shù)牧俊?br>[0030]NOx傳感器13為，為了監(jiān)視通過(guò)從定量閥12適當(dāng)?shù)貒娚淠蛩厮鳶CR裝置11下游的廢氣中的NOx值成為恒定的情況，而向DCU14發(fā)送計(jì)測(cè)值。
[0031]D⑶14連接有主要進(jìn)行燃料噴射控制的ECM(發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊)23，從ECM23向DCU14發(fā)送車速信號(hào)等運(yùn)轉(zhuǎn)信息、外部氣體溫度等控制信息。
[0032]此外，D⑶14連接有蓄電池24，并且點(diǎn)火鍵25的開(kāi)啟、關(guān)閉信號(hào)被輸入D⑶14。
[0033]在SCR裝置11的上游側(cè)的排氣管10上，設(shè)置有對(duì)向SCR裝置11流入的廢氣溫度進(jìn)行檢測(cè)的排氣溫度傳感器26，其檢測(cè)值被輸入至D⑶14。
[0034]在尿素水箱15中設(shè)置有在冬季等尿素水凍結(jié)時(shí)供發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流動(dòng)來(lái)進(jìn)行解凍的解凍用配管28，此外，在定量閥12中也設(shè)置有解凍用配管28，在該解凍用配管28上設(shè)置有作為解凍單元的解凍用閥29，該解凍用閥29由DCU14控制。
[0035]在該SCR系統(tǒng)中，D⑶14基于ECM23的信息以使NOx傳感器13的檢測(cè)值成為恒定的方式?jīng)Q定從定量閥12噴射的尿素水的噴射指示量，并基于該決定值對(duì)定量閥12進(jìn)行開(kāi)閉控制，根據(jù)廢氣中的NOx來(lái)噴射尿素水。由此，在SCR裝置11中尿素水水解成為氨，通過(guò)該氨在存在SCR裝置11內(nèi)的催化劑的情況下使NOx脫硝。
[0036]在通常的SCR系統(tǒng)中，在通過(guò)點(diǎn)火鍵25使鍵開(kāi)關(guān)開(kāi)啟之后，進(jìn)行供給栗18的起動(dòng)控制。該起動(dòng)控制為，向壓送管路20流入尿素水，使尿素水充滿配管部?jī)?nèi)而升高至起動(dòng)壓力。
[0037]在該起動(dòng)控制之后，在進(jìn)行了使尿素水壓力進(jìn)一步升高至增大壓力而成為能夠噴射的狀態(tài)的增大控制之后，從定量閥12噴射尿素水，進(jìn)行車輛行駛中的NOx除去。
[0038]之后，點(diǎn)火鍵25被關(guān)閉，在車輛停止之后，在使定量閥12打開(kāi)的狀態(tài)下，實(shí)施規(guī)定時(shí)間的排空(Empting)控制，該排空控制為，對(duì)供給栗18的四通閥進(jìn)行切換而將殘留在壓送管路20內(nèi)的尿素水回收到尿素水箱15，之后停止供給栗18。
[0039]然而，在從供給栗18到壓送管路20和定量閥12的路徑上由于凍結(jié)、雜質(zhì)等而發(fā)生堵塞時(shí)，僅根據(jù)NOx傳感器13的檢測(cè)值無(wú)法判定是否從定量閥12適當(dāng)?shù)貒娚淠蛩厮?br>[0040]關(guān)于尿素水的凍結(jié)，D⑶14根據(jù)來(lái)自ECM23的外部氣體溫度信息以及尿素水傳感器22的尿素水溫度，在降低至尿素水的凍結(jié)溫度(雖然也基于尿素水濃度，但在通常濃度32.5%、為-1rC )附近時(shí)，打開(kāi)作為解凍單元的解凍用閥29，使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水在解凍用配管28中流動(dòng)來(lái)對(duì)定量閥12、尿素水箱15進(jìn)行加熱而實(shí)施解凍控制，但在壓送管路20等中殘留了一部分凍結(jié)的尿素水的情況下，會(huì)發(fā)生與由雜質(zhì)引起的相同的堵塞。
[0041]