防止配给模块热损伤的方法、控制器及尿素排放净化系统的制作方法
【专利说明】防止配给模块热损伤的方法、控制器及尿素排放净化系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年12月3日提交的韩国专利申请第10-2013-0149240号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0003]本发明的示例性实施方案涉及排放净化系统，并且更具体而言，涉及防止配给模块热损伤的方法、控制器以及具有该控制器的尿素排放净化系统，该控制器通过将离合器水泵的操作与尿素配给系统(UDS)的配给模块连接而能够防止使配给模块循环的发动机冷却水量的缺乏。
【背景技术】
[0004]通常，来自车辆的废气可能包含大量待被管理的污染物，具体而言，来自柴油机的废气可能包含NOx、Co、煤烟、颗粒物质等等，并因此通过法律制定了其消除。
[0005]为此目的，车辆采用柴油机氧化催化剂(在下文中，D0C)、催化颗粒过滤器(在下文中，CPF)以及选择性催化剂还原(在下文中，SCR)，其通常被称为后处理装置。
[0006]DOC执行无甲烷碳氢化合物(NMHC)转换功能，CPF执行颗粒物收集功能，并且SCR利用还原工艺执行NOx净化功能。
[0007]具体而言，后处理装置包括尿素配给系统(在下文中，UDS)以提高SCR消除NOx的效率，使得来自柴油机的废气满足新近的更严格的EUR06废气规定。
[0008]为此目的，UDS包括设置在SCR前面以喷射尿素的配给模块、存储尿素的箱、喷射尿素的喷射器以及根据车辆行驶时的NOx的生成量和铵(NH3)/NOx的比例来泵送尿素的栗。
[0009]因此，当UDS喷射尿素时，尿素由于氧化热而转化成铵，并因此在SCR中发生了废气中的氧化氮和铵之间的催化反应，以将氧化氮还原为氮气和水。
[0010]铵(NH3)NOx的还原反应依据下面的化学公式:2NH3+202 — N20+3H20，4NHs+302 — 2N2+6H20, 4NH3+502 — 4N0+6H20。
[0011]因此，可以满足更为严格的EURO废气规定。
[0012]因此配给模块不得不始终遭受由于高温废气而导致的热损伤并且解决以上问题的冷却系统不得不应用于配给模块。
[0013]冷却系统的实例可以包括将配给模块连接至发动机冷却系统以允许发动机冷却水使配给模块循环的类型，以及额外地将配给模块连接至尿素存储箱以允许尿素使配给模块循环的类型。
[0014]然而，循环配给模块的发动机冷却水受配置发动机冷却系统的水泵的操作状态的影响，使得难以可靠地保证防止热损伤的冷却水的量。
[0015]具体而言，当操作离合器水泵以控制发动机冷却水的流量以便提高燃料效率时，供应至配给模块的发动机冷却水的量可能在离合器水泵打开时比在离合器水泵关闭时更突然地下降。
[0016]因此，当应用UDS来提高SCR消除NOx的效率并且应用提高燃料效率的离合器水泵时，取决于离合器水泵的操作条件的冷却水量的缺乏变严重，并因此配给模块热损伤的风险不得不增加。
【发明内容】
[0017]本发明的实施方案致力于一种防止配给模块热损伤的方法、控制器以及具有该控制器的尿素排放净化系统，该控制器能够通过限制离合器水泵来允许发动机冷却水使尿素配给系统(UDS)的配给模块循环的操作条件来防止配给模块由于发动机冷却水量的缺乏而导致的热损伤的风险，具体而言，基于通过在配给模块被预测为发动机操作状态的温度处使离合器水泵关闭而进行的离合器水泵的发动机冷却水的流量控制来最小化燃料效率提高性能的降低。
[0018]根据本发明的实施方案，防止配给模块热损伤的方法包括:(a)计算防止喷射还原剂的配给模块热损伤所需要的冷却水冷却量；(b)计算根据离合器水泵的操作而变化的发动机冷却水冷却量；(C)通过将所需要的冷却水冷却量与发动机冷却水冷却量进行比较来检查所述离合器水泵的操作状态，以及(d)当所述离合器水泵在所需要的冷却水冷却量大于发动机冷却水冷却量的条件下操作时，所述离合器水泵被转换为关闭以停止其操作。
[0019]所需要的冷却水冷却量可以通过尿素冷却量和发动机冷却水冷却量的和相对于排放总热量为平衡时配给模块的温度来确定。
[0020]排放总热量可以如下定义:排放总热量=排放比热X排放流量X废气温度；并且所述排放比热可以为废气比热，所述排放流量可以通过发动机RPM和加速踏板冲程来确定，并且所述废气温度可以通过在催化剂过滤器后面检测到的废气温度来确定，所述催化剂过滤器设置在所述配给模块前面。
[0021]尿素冷却量可以如下定义:尿素冷却量Q2=尿素比热X尿素流量X尿素温度；并且所述尿素流量可以通过配给所述配给模块所需要的流量来确定并且所述尿素温度可以通过使所述尿素模块循环的尿素的温度来确定。
[0022]发动机冷却水冷却量可以如下定义:发动机冷动水冷却量=冷却水比热X冷却水的流量X冷却水温度；并且所述冷却水比热可以为防冻液的比热的50%，所述冷却水的流量可以通过发动机RPM来确定，并且所述冷却水温度可以通过在所述催化剂过滤器的后面检测到的废气温度来确定，所述催化剂过滤器设置在所述配给模块的前面。
[0023]当所需要的冷却水冷却量不大于所述发动机冷却水冷却量时，所述离合器水泵的操作状态可以保持原样。
[0024]当所述离合器水泵在所需要的冷却水冷却量大于所述发动机冷却水冷却量的条件得以满足的状态下而并没有被操作时，则可以向驾驶员警告所述配给模块热损伤的可能性并且该警告可以通过打开车上诊断(OBD)来执行。
[0025]所述发动机冷却水可以经由所述配给模块运转，同时从所述离合器水泵循环至所述发动机，并且从尿素箱循环至所述配给模块的还原剂可以在不与所述发动机冷却水混合的情况下循环。
[0026]根据本发明的另一个实施方案，尿素排放净化系统包括:配给模块、尿素循环管路、冷却水循环管路以及温度传感器，其中，所述配给模块配置为在暴露于沿着排放管路流动的废气流的状态下喷射作为催化剂的尿素；所述尿素循环管路配置为与尿素存储在其中的尿素箱连接，以使尿素循环至所述配给模块；所述冷却水循环管路配置为与离合器水泵连接，所述离合器水泵通过发动机控制单元(ECT)的控制而打开/关闭来循环发动机冷却水，以使发动机冷却水经由所述配给模块循环至发动机；所述温度传感器配置为检测沿着所述排放管路流动的废气的温度并且将检测的温度传送至ECU。
[0027]所述催化剂可以是安装在所述配给模块前面的排放管路中的选择性催化剂还原(SCR)，在所述配给模块前面的柴油机氧化催化剂(DOC)和柴油机颗粒过滤器(DPF)可以安装在所述排放管路中，并且用于检测废气温度的温度传感器可以设置在DOC和DPF的后面。
[0028]在所述配给模块内，所述尿素循环管路和所述冷却水循环管路可以形成与彼此分开的循环路径。
【附图说明】
[0029]图1为显示根据本发明的实施方案的用于防止配给模块热损伤的操作流程的图。
[0030]图2为具有根据本发明的实施方案的用于防止配给模块热损伤的控制器的尿素排放净化系统的方块构造图。
[0031]图3为显示根据本发明的实施方案的用于计算防止配给模块热损伤所需要的冷却水冷却量的方法的图。