還原劑供給裝置的控制方法及還原劑供給裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及還原劑供給裝置以及該還原劑供給裝置的控制方法，該還原劑供給裝置是用來(lái)向內(nèi)燃機(jī)的排氣通路內(nèi)供給液體還原劑的裝置，在內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)被執(zhí)行將殘留在還原劑供給路徑內(nèi)的液體還原劑向儲(chǔ)存罐內(nèi)吸回的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在搭載在車(chē)輛等中的內(nèi)燃機(jī)的排出氣體中包含氮氧化物(NOx)。作為將該NOx凈化的排氣凈化裝置之一，已知有一種排氣凈化裝置，其具備配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中的選擇還原催化劑、和用來(lái)在選擇還原催化劑的上游側(cè)噴射尿素水溶液等由氨得到的液體還原劑的還原劑供給裝置。該排氣凈化裝置為下述裝置:在選擇還原催化劑中使排出氣體中的NOx與從液體還原劑生成的氨進(jìn)行還原反應(yīng)，將NO x高效地分解為氮及水等。
[0003]作為在這樣的排氣凈化裝置中使用的還原劑供給裝置的一種形態(tài)，有以下形式的還原劑供給裝置:其具備泵及還原劑噴射閥，將儲(chǔ)存罐內(nèi)的液體還原劑通過(guò)泵壓送，并且，經(jīng)由固定在排氣管中的還原劑噴射閥將液體還原劑向排氣管內(nèi)供給。
[0004]這里，在作為液體還原劑而使用尿素水溶液的情況下，使用凍結(jié)溫度最低的濃度的尿素水溶液，以便盡可能不發(fā)生尿素水溶液的凍結(jié)。但是，尿素水溶液的凍結(jié)溫度即使較低也在-ll°c左右，在寒冷地等，在停止尿素水溶液供給的期間，尿素水溶液有可能凍結(jié)。此外，在尿素水溶液的供給被停止的期間，還有可能發(fā)生以下情況:尿素水溶液中的水分蒸發(fā)，濃度上升，尿素水溶液的融點(diǎn)上升，容易凍結(jié)。
[0005]如果尿素水溶液凍結(jié)，則有可能在下次啟動(dòng)時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間的解凍時(shí)間，或其體積膨脹而導(dǎo)致還原劑供給裝置的構(gòu)成部件損壞。因此，在內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，一般進(jìn)行將殘留在還原劑供給裝置內(nèi)的尿素水溶液向儲(chǔ)存罐內(nèi)吸回的控制。尿素水溶液的吸回控制通過(guò)下述方式進(jìn)行:使壓送尿素水溶液的泵反轉(zhuǎn)，或切換尿素水溶液的流路的連接，由此將尿素水溶液的供給路徑內(nèi)減壓。該尿素水溶液的吸回控制使還原劑噴射閥成為打開(kāi)的狀態(tài)并使泵驅(qū)動(dòng)，實(shí)施既定期間(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010 — 007617號(hào)公報(bào)(段落
[0037]、
[0047]等)。
[0007]這里，如果在還原劑噴射閥的噴孔或還原劑供給路徑的中途，尿素水溶液中的尿素結(jié)晶化而發(fā)生部分性或全局性的堵塞，則在尿素水溶液的吸回動(dòng)作中，在還原劑供給裝置內(nèi)產(chǎn)生過(guò)大的負(fù)壓。如果在吸回控制的結(jié)束時(shí)存在過(guò)大的負(fù)壓，則在將泵的驅(qū)動(dòng)停止后會(huì)從儲(chǔ)存罐內(nèi)向泵側(cè)再填充尿素水溶液，有可能產(chǎn)生尿素水溶液的凍結(jié)、或下次啟動(dòng)時(shí)的意外噴射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是為了解決這樣的課題而做出的，目的是提供一種在液體還原劑的吸回控制結(jié)束后、液體還原劑不易被再填充到泵側(cè)的還原劑供給裝置、以及這樣的還原劑供給裝置的控制方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，提供一種還原劑供給裝置的控制方法，解決了上述課題，所述還原劑供給裝置構(gòu)成為，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，將儲(chǔ)存罐內(nèi)的液體還原劑通過(guò)泵壓送，并且通過(guò)還原劑噴射閥將上述液體還原劑向內(nèi)燃機(jī)的排氣通路噴射，另一方面，在上述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，將殘留在還原劑供給路徑內(nèi)的上述液體還原劑向上述儲(chǔ)存罐吸回，所述控制方法的特征在于，在上述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)開(kāi)始上述吸回控制，在上述吸回控制結(jié)束時(shí)，將連接上述泵和上述儲(chǔ)存罐的還原劑通路向大氣開(kāi)放。
[0010]S卩，根據(jù)本發(fā)明的還原劑供給裝置的控制方法，當(dāng)液體還原劑的吸回控制結(jié)束時(shí)，將泵與儲(chǔ)存罐連接的還原劑通路被向大氣開(kāi)放，所以即使是在還原劑供給路徑中殘留有過(guò)大的負(fù)壓的情況，也能夠防止儲(chǔ)存罐內(nèi)的液體還原劑被再填充到泵側(cè)。
[0011]此外，在實(shí)施本發(fā)明的還原劑供給裝置的控制方法時(shí)，優(yōu)選的是，在上述還原劑通路中具備三向切換閥，在執(zhí)行上述吸回控制時(shí)使上述泵與上述儲(chǔ)存罐連通，在上述吸回控制結(jié)束時(shí)，在將上述泵停止后將上述泵側(cè)的還原劑通路向大氣開(kāi)放。這樣，如果將三向切換閥切換，則液體還原劑不會(huì)向大氣開(kāi)放側(cè)流動(dòng)，大氣開(kāi)放側(cè)的閥不會(huì)由于液體還原劑的凍結(jié)、凝固而粘滯。結(jié)果，能夠減少通路的切換動(dòng)作的不良狀況。
[0012]此外，本發(fā)明的另一技術(shù)方案是一種還原劑供給裝置，具備儲(chǔ)存液體還原劑的儲(chǔ)存罐、將上述儲(chǔ)存罐內(nèi)的液體還原劑壓送的泵、和將被壓送的上述液體還原劑向內(nèi)燃機(jī)的排氣通路內(nèi)噴射的還原劑噴射閥，在上述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，能夠執(zhí)行將殘留在還原劑供給路徑內(nèi)的上述液體還原劑向上述儲(chǔ)存罐吸回的控制，其特征在于，在將上述泵與上述儲(chǔ)存罐連接的還原劑通路中具備三向切換閥，上述三向切換閥能夠切換為將上述泵與上述儲(chǔ)存罐連通的第I狀態(tài)、和將上述泵側(cè)的還原劑通路向大氣開(kāi)放的第2狀態(tài)；在執(zhí)行上述吸回控制時(shí)設(shè)為上述第I狀態(tài)，另一方面，在上述吸回控制結(jié)束時(shí)設(shè)為上述第2狀態(tài)。
[0013]S卩，根據(jù)本發(fā)明的還原劑供給裝置，具備當(dāng)液體還原劑的吸回控制結(jié)束時(shí)將連接泵和儲(chǔ)存罐的還原劑通路向大氣開(kāi)放的三向切換閥，所以即使是在還原劑供給路徑中殘留有過(guò)大的負(fù)壓的情況下，也能夠防止儲(chǔ)存罐內(nèi)的液體還原劑被向泵側(cè)再填充。
[0014]此外，在構(gòu)成本發(fā)明的還原劑供給裝置時(shí)，優(yōu)選的是，將上述三向切換閥設(shè)在比上述儲(chǔ)存罐側(cè)的上述還原劑通路的末端更接近于上述泵的位置的上述還原劑通路中。通過(guò)在這樣的泵側(cè)的位置設(shè)置三向切換閥，能夠使三向切換閥與泵之間的還原劑通路的容量減小，能夠使向泵側(cè)的再填充量變得更少。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示具備有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的還原劑供給裝置的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)例的整體圖。
[0016]圖2是表示電子控制裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0017]圖3是為了說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的還原劑供給裝置的控制方法的一例而表不的時(shí)序圖。
[0018]圖4是用來(lái)說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的還原劑供給裝置的控制方法的一例的流程圖。
[0019]圖5是表示有關(guān)本發(fā)明另一實(shí)施方式的還原劑供給裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，適當(dāng)參照附圖，對(duì)關(guān)于本發(fā)明的還原劑供給裝置及還原劑供給裝置的控制方法的實(shí)施方式具體地說(shuō)明。
[0021]另外，在各個(gè)圖中，關(guān)于帶有相同的附圖標(biāo)記者，只要沒(méi)有特別說(shuō)明就表示相同的部件，適當(dāng)省略了說(shuō)明。
[0022][第I實(shí)施方式]
1.排氣凈化裝置的整體結(jié)構(gòu)
圖1是為了說(shuō)明具備有關(guān)本發(fā)明第I實(shí)施方式的還原劑供給裝置20的排氣凈化裝置10的整體結(jié)構(gòu)的一例而表示的圖。
[0023]排氣凈化裝置10是用來(lái)將排出氣體中的NOx凈化的裝置，設(shè)在未圖示的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的排氣通路11中。排氣凈化裝置10具備夾裝在排氣通路11的中途的還原催化劑13、和用來(lái)向比還原催化劑13靠上游側(cè)的排氣通路11內(nèi)供給液體還原劑的還原劑供給裝置20。
[0024]還原催化劑13是具有促進(jìn)排出氣體中的叫的還原的功能的催化劑，是將從液體還原劑生成的氨吸附并將向催化劑流入的排出氣體中的NOx通過(guò)氨有選擇地還原的催化劑。本實(shí)施方式的還原劑供給裝置20是作為液體還原劑而使用尿素水溶液的裝置，尿素水溶液在排氣通路11中熱分解或水解，由此來(lái)生成氨。
[0025]2.還原劑供給裝置 (I)基本的結(jié)構(gòu)
在圖1中，還原劑供給裝置20具備收容液體還原劑的儲(chǔ)存罐21、將液體還原劑壓送的泵單元30、和將液體還原劑向排氣通路11內(nèi)噴射的還原劑噴射閥25。泵單元30具備泵23及流路切換閥33。還原劑噴射閥25、泵23及流路切換閥33由ECU40進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0026]泵23和儲(chǔ)存罐21通過(guò)