专利名称：排气后处理装置用的液体供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及排气后处理装置用的液体供给装置。
背景技术：
公知有下述排气后处理系统，即为了净化柴油发动机的排气，经由喷嘴向排气中对尿素水溶液进行喷雾，并利用催化剂变换作用而净化排气(特许第3022601号公报)。该技术主要是基于选择接触还原法，作为用于氧化氮的催化剂变换的还原剂，代替氨而使用尿素水溶液。
为了排气处理而使用的该种液体储藏在容器内等，但由于在寒冷地域外部温度在冰点以下，所以有容器内的液体冻结并不能供给液体的危险。因此，采用在储藏容器内设置加热装置等而防止储藏容器内的液体冻结的结构。
该种液体供给装置，储藏容器内的液体构成为通过液体供给管而被泵组件输送，并且液体在此处被加压而喷射到排气管内，由于液体供给管还是与车外的外部温度相同，所以即便液体在供给管中，也有发生冻结的危险。但是，由于液体供给管在车体的组装线上以与该车种相称的状态被安装为不同样式，所以不能安装温度传感器。因此，在以往中，利用来自用于检测储藏容器内的液体的温度的温度传感器的信息进行液体供给管的加热控制，并由此进行保温控制以便管内液体不会冻结。
但是，由于液体供给管的热容量比储藏容器的热容量小，所以液体在管内容易冻结，在以往的构成中，不能保证液体供给管内的液体为解冻状态。因此，采用下述构成，即在储藏容器内的液体的温度为既定值以上的情况下，令加压泵动作，在确认在加压泵的输出侧压力上升的情况下判断为解冻完成，以后，进入保温模式。
用于加热解冻完成后的液体供给管的加热器的动作为反复以下动作，即若储藏容器内的温度在阈值以上，则为加热器断开模式，若在以下则为保温模式。各模式中加热器被脉冲电流驱动，该驱动占空比的算出方法有以下两种任选项，可通过数据信号变换装置选择。
1.由周围温度的值求得驱动占空比。
2.由储藏容器和加压泵内的液体温度求得驱动占空比。
但是，该以往的选项中分别存在以下问题。第1，在由周围温度的值求得驱动占空比的情况下，即便液体供给管内的液体的温度由于被加热的储藏容器内的液体的循环而上升，由于驱动占空比固定，所以有过热的危险。第2，在由储藏容器和加压泵内的液体的温度求得驱动占空比的情况下，在液体供给管内没有液体循环的情况下，由于管的容量相对于储藏容器而言很小，所以温度下降快。因此，有即便液体供给管内的液体被周围温度冷却而比算出的温度低，还以较低占空比驱动而加热不足的危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可解决现有技术中的上述问题点的排气后处理装置用的液体供给装置。
用于解决上述课题的本发明的特征是排气后处理装置用的液体供给装置，是用于将容器内储藏的液体经由配管供给到排气净化装置的装置，可在上述容器内的液体解冻后借助保温装置对上述配管进行保温的，其中，上述保温装置包括用于检测上述容器内的温度的容器温度传感器；用于检测周围温度的周围温度传感器；用于加热上述配管的加热器；基于上述配管内的液体的流动状态选择上述周围温度传感器的输出或者上述容器温度传感器的输出中的任一方的选择部；用于响应该选择部的输出而将保温所需的保温用电流供给到上述加热器的驱动部。
根据本发明，在容器内的液体解冻后，对应配管内的液体是否为流动状态而使用容器温度传感器或者周围温度传感器中的所需要的传感器的输出来控制流入加热器的电流，并适当地进行配管的保温。
图1是表示本发明的排气后处理用液体供给装置的一实施例的构成图。
图2是图1所示的保温装置的详细构成图。
具体实施例方式
为了更加详细地说明本发明，按照附图进行说明。
图1是表示本发明的排气后处理装置用的液体供给装置的一实施例的构成图。液体供给装置1是用于在排气后处理中供给尿素水溶液的装置，构成为具有用于储藏尿素水溶液U的容器2；用于将容器2中的尿素水溶液U导入到排气后处理装置100的配管3。在本实施例中，排气后处理装置100设置在排气管101上，从设置在配管3的顶端部的喷射喷嘴4向排气管101内的排气后处理装置100的上游侧喷射供给尿素水溶液U。
在配管3的途中，设置用于加压尿素水溶液U的泵5以及配水阀6。配水阀6经由管8而与气体存储器7连接，可通过开闭控制设置在管8上的切断阀9而控制向配水阀6的压缩空气的供给。附图标记10为放出阀。在容器2和配水阀6之间，进而设置具有放出阀11的返回管12。经由配管3送入到配水阀6的尿素水溶液U中的剩余部分经由放出阀11而返回到容器2中。另外，在泵5的附近的配管上配设测定压力的压力传感器20，并用于喷射压力的确认等。而且，配水阀6以及切断阀9分别响应来自未图示的控制组件的控制信号C1、C2而进行所需的动作。
在容器2内的尿素水溶液U冻结时，为了使之解冻并实现用于防止冻结的保温，设置解冻·保温装置30。解冻·保温装置30具有使未图示发动机的冷却水在容器2内循环用的冷却水管13；设置在冷却水管13上的切断阀14；用于进行用于控制冷却水管13中的冷却水的循环的切断阀14的接通、断开控制的第1控制组件15，来自用于检测容器2内的尿素水溶液U的温度的容器温度传感器16的容器温度信号S1被输入到第1控制组件15内。
第1控制组件15响应容器温度信号S1而进行容器2内的尿素水溶液U是否冻结的判别，并根据其判别结果将从第1控制组件15为了解冻·保温控制而输出的解冻·保温信号M1输入切断阀14中。其结果，对应于解冻·保温信号M1而控制切断阀14的接通、断开，调整供给到冷却水管13的冷却水，并进行容器2内的尿素水溶液U的解冻以及保温。
液体供给装置1还具有保温装置40，进行保温动作，用于防止在容器2内的尿素水溶液U解冻并在配管3内流动之后配管3内的尿素水溶液U再次冻结。
保温装置40具有用于加热配管3的加热器17A、和用于加热返回管12的加热器17B。在此，加热器17A、17B作为电热加热器而构成。保温装置40构成为含有第2控制组件19，该第2控制组件中输入有来自容器温度传感器16的容器温度信号S1；从用于检测液体供给装置1的周围温度的周围温度传感器18输出并表示周围温度的周围温度信号S2；解冻·保温控制信号M1，从第2控制组件19供给对于加热器17A、17B所需的用于加热的驱动电流Y。
在图2中，表示保温装置40的详细构成图。保温装置40具有输入有容器温度信号S1以及周围温度信号S2，并对应控制配管3的尿素水溶液U的量的目标喷射量信号而选择输出任一方的信号而的选择部50；和响应来自选择部50的输出信号S3而向加热器17A、17B供给配管3的保温用的必要的驱动电流Y用的驱动部60。驱动电流Y为后述那样的占空比(duty ratio)固定的脉冲电流的形态。另外，选择部50和驱动部60构成图1的第2控制组件19。
选择部50包括用于从目标喷射量信号和经过时间来检测配管3内的尿素水溶液U是否流动的检测部51；用于响应来自检测部51的检测输出信号SK而选择容器温度信号S1或者周围温度信号S2的任一方，并将选择的信号作为输出信号S3而输出的第1开关部52。检测部51是用于检测配管3内的尿素水溶液U的流动状态的部件。在检测部51中得到配管3内的尿素水溶液U为不流动的检测结果的情况下，选择周围温度信号S2，在检测部51中得到配管3内的尿素水溶液U流动的检测结果的情况下，选择容器温度信号S1。
驱动部60具有映射(マップ)运算部61，用于响应输出信号S3并按照由输出信号S3所示的温度而对驱动电流Y的占空比进行映射运算，从映射运算部61输出表示其运算结果的占空比数据D1，占空比数据D1被输入第2开关部62。63是数据输出部，输出表示占空比1的固定数据D2，固定数据D2也被输入第2开关部62。
来自第1控制组件15的解冻·保温控制信号M1作为开关控制信号被输入到第2开关部62，在第2开关部62中被输入解冻·保温控制信号M1的情况下，即在第1控制组件15中进行用于解冻的令切断阀14接通的控制的情况下，在第2开关部62中选择固定数据D2，在此之外的情况下，选择占空比数据D1。
从第2开关部62，如上所述所选择的某一数据作为输出数据D3被输出到驱动电流输出部64。65是判别部，用于判别是否有必要借助加热器17A、17B而对配管3以及返回管12内的尿素水溶液U进行解冻或者保温，判别容器温度信号S1、周围温度信号S2中的任一方的信号是否为尿素水冻结温度以下。表示判别部65的判别结果的判别数据D4被送入到驱动电流输出部64。驱动电流输出部64只有在判别部65中判别为配管3以及返回管12内的尿素水溶液U需要解冻或者保温的情况下，输出与输出数据D3相应的占空比的驱动电流Y。
由于保温装置40如上构成，所以在根据解冻·保温控制信号M1而第2开关部62选择固定数据D2的情况下，从驱动电流输出部64输出占空比1的驱动电流Y，由加热器17A、17B加热配管3以及返回管12以解冻其中的尿素水溶液U。此时令泵5动作，并且令放出阀11动作而根据是否借助压力传感器20观测到尿素水溶液的压力变化来检测解冻的状态。
这样，若借助解冻·保温装置30的容器2内的尿素水溶液U的解冻和配管3以及返回管12内的尿素水溶液U的解冻完成，则第2开关部62选择占空比数据D1。然后，只在在判别部65中判别为需要对配管3进行解冻或者保温的情况下，将与占空比数据D1相应的占空比的驱动电流Y作为保温用电流供给到加热器17A、17B。
第1开关部52由于在配管3内尿素水溶液为流动的情况下选择容器温度信号S1，所以在解冻动作后，输出对应容器2内的尿素水溶液U的温度的占空比的驱动电流Y。因此，在解冻后在尿素水溶液在配管3内流动的情况下，由于容器2内的尿素水溶液U和配管3内的尿素水溶液U为大致相同温度，所以可保证非常合适的保温动作。
解冻后，在空转、低负荷运转中，变为低NOX的排气状态，在进入尿素水溶液喷射停止状态后经过一定时间，并且进入虽然容器2内的尿素水溶液U还未冻结，但在热容量小的配管3内成为尿素水溶液冻结的状态，则在检测部51中从目标喷射量信号马上检测出配管3内的尿素水溶液U的流动停止，并进行第1开关部52的切换以便将周围温度信号S2作为输出信号S3而输送到驱动部60。然后，对应由周围温度信号S2而检测的周围温度的占空比的驱动电流Y被输入到加热器17A、17B中。
来自映射运算部61的占空比数据D1设定映射数据特性为输入的温度越低则值越大。一般而言，由于周围温度比容器2内的温度低，所以在配管3内的尿素水溶液U的流动停止的情况下，通过将占空比更大的驱动电流Y供给到加热器17A、17B，可促进配管3以及返回管12的加热。由此，可对应状况而适当地进行配管3以及返回管12的保温，可有效地防止配管3以及返回管12的过热以及再冻结。这样，在液体供给装置1的动作期间中，可有效地防止尿素水溶液U的喷射陷入不能喷射的状态，可进行优异的保温动作。
另外，在图2中，构成为对应解冻·保温控制信号M1而选择占空比数据D1或者固定数据D2的任一方，但在其他装置中进行配管3的解冻动作的构成的情况下，可构成为将占空比数据D1直接输入到驱动电流输出部64中。
根据本发明，可顺利地进行排气后处理装置用的液体的供给，有益于对排气后处理装置用的液体供给装置的改善。
权利要求
1.一种排气后处理装置用的液体供给装置，是将容器内储藏的液体经由配管供给到排气净化装置的装置，可在上述容器内的液体解冻后借助保温装置对上述配管进行保温，其特征在于上述保温装置包括用于检测上述容器内的温度的容器温度传感器；用于检测周围温度的周围温度传感器；用于加热上述配管的加热器；基于上述配管内的液体的流动状态，选择上述周围温度传感器的输出或者上述容器温度传感器的输出中的任一方的选择部；用于响应该选择部的输出而将保温所需的保温用电流供给到上述加热器的驱动部。
2.如权利要求1所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，上述选择部具有用于检测在上述配管内的液体的流动状态的检测部；响应该检测部并选择上述周围温度传感器的输出或者上述容器温度传感器的输出中的任一方的开关部。
3.如权利要求1或2所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，上述选择部在基于上述配管内的液体的流动状态而判断为在上述配管内液体冻结的情况下选择输出上述周围温度传感器的输出，在判断为在上述配管内液体流动的情况下选择输出容器温度传感器的输出。
4.如权利要求1或2所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，上述驱动部响应来自上述选择部的输出而输出被控制的占空比的脉冲电流。
5.如权利要求4所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，在进行上述容器内的液体的解冻的情况下，上述驱动部使上述脉冲电流的占空比为既定的一定值。
6.如权利要求4所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，上述驱动部还具有判别部，用于判别是否需要对上述配管内的液体进行解冻或者保温，只有在判别为需要对上述配管内的液体进行解冻或者保温的情况下，输出上述脉冲电流。
7.如权利要求5所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，上述驱动部还具有判别部，用于判别是否需要对上述配管内的液体进行解冻或者保温，只有在判别需要对上述配管内的液体进行解冻或者保温的情况下，输出上述脉冲电流。
8.如权利要求6所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，上述判别部响应上述容器温度传感器或者上述周围温度传感器，根据容器温度或者周围温度中的任一方是否为尿素水冻结温度以下来进行上述判别。
9.如权利要求7所述的排气后处理装置用的液体供给装置，其特征在于，上述判别部响应上述容器温度传感器或者上述周围温度传感器，根据容器温度或者周围温度中的任一方是否为尿素水冻结温度以下来进行上述判别。
全文摘要
在用于保温配管(3)而设置的保温装置(40)中，所述配管(3)用于将储藏在容器(2)中的尿素水溶液(U)供给到排气后处理装置(100)中，设置选择部(50)，在基于配管(3)内的尿素水溶液(U)的流动状态而在判断配管(3)内的尿素水溶液(U)冻结的情况下，选择输出周围温度信号(S2)，并在判断配管(3)内的尿素水溶液(U)流动的情况下，选择输出容器温度信号(S1)，响应来自选择部(50)的输出信号(S3)而将保温所需的驱动电流(Y)供给到加热器(17A)。
文档编号F01N11/00GK1965153SQ200580013658
公开日2007年5月16日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年4月30日
发明者金子纯一 申请人:博世株式会社