專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置和排氣凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置和排氣凈化方法，尤其涉及一種使用氨作為還原劑來(lái)凈化從汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的氮氧化物的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為通過(guò)后處理來(lái)凈化從發(fā)動(dòng)機(jī)所排放的空氣污染物、特別是排氣中的氮氧化物(以下稱(chēng)之為“NOx”)的裝置，已知以下SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原)裝置。該SCR裝置被配置成包括噴嘴，該噴嘴被放置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道中、并噴射氨或其前體的水溶液。從該噴嘴所噴射的氨(或從其前體所獲得的氨)用作還原劑，并在催化劑上與排氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)以還原并凈化該NOx。作為考慮到在車(chē)輛上貯存氨的容易性的SCR裝置，還已知以下裝置。即，該SCR裝置設(shè)有以水溶液狀態(tài)貯存作為氨前體的尿素的罐，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，將從該罐中提供的尿素水噴射到排氣通道中，以通過(guò)使用排氣的熱量對(duì)尿素進(jìn)行水解來(lái)生成氨(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
傳統(tǒng)地，主要采用SCR裝置作為固定式發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2000-027627號(hào)公報(bào)(JP-A-2000-027627)(段落編號(hào)0013)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題本發(fā)明者已考慮適當(dāng)采用SCR裝置作為安裝在車(chē)輛上的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置。在該SCR裝置中，提供適當(dāng)量的尿素水以符合所排放的NOx的量，并在尿素水罐中放置尿素傳感器以將尿素的實(shí)際濃度(以下，當(dāng)簡(jiǎn)稱(chēng)為“濃度”時(shí)，是指尿素濃度)反映在發(fā)動(dòng)機(jī)和該SCR裝置的控制上，使得允許順利進(jìn)行NOx的還原反應(yīng)，這在實(shí)際中是重要的。現(xiàn)在，作為尿素傳感器，已開(kāi)發(fā)了以下尿素傳感器以絕緣狀態(tài)放置加熱器和溫度測(cè)量電阻體，并通過(guò)注意根據(jù)尿素濃度的尿素水的熱傳導(dǎo)特性，基于該溫度測(cè)量電阻體的電阻值來(lái)檢測(cè)尿素的實(shí)際濃度(參考日本特開(kāi)2001-228004號(hào)公報(bào))。
然而，當(dāng)在車(chē)輛上使用該感溫型尿素傳感器時(shí)，不象在靜止?fàn)顟B(tài)下使用它的情況，將會(huì)遇到以下問(wèn)題。
首先，汽車(chē)行駛的路面不是完全平坦的，而是有起伏的。當(dāng)汽車(chē)行駛在這些起伏路面上時(shí)，車(chē)體會(huì)發(fā)生振動(dòng)，而且還會(huì)將該振動(dòng)傳導(dǎo)給尿素水罐，使得尿素水在罐中振動(dòng)以被攪動(dòng)。當(dāng)試圖在攪動(dòng)狀態(tài)下檢測(cè)濃度時(shí)，檢測(cè)到的是與實(shí)際濃度不同的濃度，因?yàn)樵撃蛩厮臒醾鲗?dǎo)特性與靜止?fàn)顟B(tài)下的尿素水的熱傳導(dǎo)特性不同。結(jié)果，將會(huì)噴射相對(duì)于所排放的NOx量的不適當(dāng)?shù)哪蛩厮牧俊?br> 其次，汽車(chē)的行駛環(huán)境和行駛狀態(tài)不總是不變的。汽車(chē)不僅可能行駛在平坦道路上，而且還可能行駛在上坡路或下坡路上。另外，汽車(chē)行駛的坡路的坡度未必是不變的，而可能有時(shí)會(huì)發(fā)生變化。另一方面，即使在平坦道路上行駛期間，也可能對(duì)汽車(chē)進(jìn)行加速或減速，并且還可能適度進(jìn)行或突然進(jìn)行加速或減速。當(dāng)通過(guò)這種行駛環(huán)境等的變化搖晃罐中的尿素水時(shí)，由于熱傳導(dǎo)特性的差異而檢測(cè)到錯(cuò)誤的濃度，從而尿素水的噴射將以類(lèi)似方式進(jìn)行不適當(dāng)?shù)膰娚洹?br> 作為另一尿素傳感器，還已知注意尿素水的折射率的尿素傳感器(參考日本特開(kāi)2001-020724號(hào)公報(bào))。在采用這種尿素傳感器的情況下，罐中的尿素水應(yīng)當(dāng)優(yōu)選處于靜止?fàn)顟B(tài)，以對(duì)濃度進(jìn)行穩(wěn)定檢測(cè)。
因此，本發(fā)明的目的是當(dāng)將S CR裝置安裝在車(chē)輛上時(shí)，使得可以將適量的還原劑添加給S CR裝置中的排氣。
解決該問(wèn)題的方法本發(fā)明提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置和排氣凈化方法。本發(fā)明涉及一種通過(guò)向排氣中添加NOx的還原劑來(lái)凈化該排氣中的NOx的技術(shù)，并可被完全用于車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)。以水溶液狀態(tài)將添加給排氣的還原劑或其前體貯存在貯存罐中。檢測(cè)貯存在該貯存罐中的還原劑或前體的水溶液中所包含的該還原劑或該前體的濃度，并將檢測(cè)到的濃度反映在與排氣的凈化有關(guān)的預(yù)定控制對(duì)象的控制上，尤其是用于添加還原劑的裝置的控制上。首先，判斷還原劑或前體的水溶液在貯存罐中是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，并當(dāng)做出該還原劑或前體處于靜止?fàn)顟B(tài)的判斷時(shí)，基于在靜止時(shí)所檢測(cè)的濃度對(duì)上述控制對(duì)象進(jìn)行控制。
本發(fā)明的效果在本發(fā)明中，僅當(dāng)還原劑或前體的水溶液在貯存罐中處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)(包括與此相近的實(shí)質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài))，例如，當(dāng)車(chē)輛停止以及自停止以來(lái)已經(jīng)過(guò)了預(yù)定的時(shí)間段時(shí)，才檢測(cè)該還原劑或該前體的濃度。由此，排除由于路面的起伏或行駛環(huán)境的改變等引起還原劑等的水溶液在貯存罐中搖晃的時(shí)間來(lái)檢測(cè)該濃度，使得在準(zhǔn)確設(shè)置的檢測(cè)條件下可以檢測(cè)到正確且精確的濃度。
通過(guò)隨后參考附圖的說(shuō)明，本發(fā)明的其它目的和特征將是顯而易見(jiàn)的。
在此包括形成用于主張優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2003-366737號(hào)的內(nèi)容作為本申請(qǐng)參考的一部分。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的大體結(jié)構(gòu)；圖2示出尿素傳感器的結(jié)構(gòu)；圖3概略示出利用圖2中所示的尿素傳感器檢測(cè)濃度的原理；圖4提供示出SCR-C/U的大體結(jié)構(gòu)的框圖；圖5示出檢測(cè)允許程序的流程圖；圖6示出檢測(cè)允許程序中的靜止判斷處理的子程序；圖7示出濃度檢測(cè)程序的流程圖；圖8示出停止控制程序的流程圖；圖9示出尿素水噴射控制程序的流程圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；11進(jìn)氣通道；12渦輪增壓器；13緩沖罐；21噴射器；22共軌；31排氣通道；32氧化催化劑；33NOx凈化催化劑；34氨凈化催化劑；35EGR管；36EGR閥；41罐；42尿素水供應(yīng)管；43噴嘴；44進(jìn)給泵；45濾清器；46尿素水回流管；47壓力控制閥；48空氣供應(yīng)管；51發(fā)動(dòng)機(jī)C/U；61SCR-C/U；71、72排氣溫度傳感器；73NOx傳感器；74尿素傳感器。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)(以下稱(chēng)之為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，采用直接噴射柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)1。
在進(jìn)氣通道11的導(dǎo)入部分處，安裝有該附圖中未示出的空氣凈化器，并通過(guò)該空氣凈化器清除進(jìn)氣中的粉塵。在進(jìn)氣通道11中，設(shè)置有可變噴嘴型渦輪增壓器12的壓縮機(jī)12a，并且通過(guò)壓縮機(jī)12a壓縮并提供進(jìn)氣。壓縮后的進(jìn)氣流入緩沖罐(surge tank)13中，并通過(guò)歧管(manifold)部分將其分配到各氣缸。
在發(fā)動(dòng)機(jī)主體中，在氣缸蓋處，為每一氣缸設(shè)置有噴射器21。噴射器21根據(jù)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(以下稱(chēng)之為“發(fā)動(dòng)機(jī)C/U”)51的信號(hào)工作。將由該附圖中未示出的燃料泵泵出的燃料經(jīng)過(guò)共軌(common rail)22提供給噴射器21，并通過(guò)噴射器21將其直接噴射到燃燒室中。
在排氣通道31中，在歧管部分的下游設(shè)置有渦輪增壓器12的渦輪12b。通過(guò)由于排氣而引起的渦輪12b的驅(qū)動(dòng)，使壓縮機(jī)12a轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪12b的可動(dòng)葉片121與致動(dòng)器122連接，并且其角度受致動(dòng)器122的控制。根據(jù)可動(dòng)葉片121的角度，改變渦輪12b和壓縮機(jī)12a的轉(zhuǎn)數(shù)。
在渦輪12b的下游部分中，從上游側(cè)開(kāi)始按順序設(shè)置有氧化催化劑32、NOx凈化催化劑33和氨凈化催化劑34。氧化催化劑32對(duì)排氣中的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸歼M(jìn)行氧化，并將排氣中的一氧化氮(以下稱(chēng)之為“NO”)轉(zhuǎn)化成主要包含二氧化氮(以下稱(chēng)之為“NO2”)的NOx，從而進(jìn)行將排氣中所包含的NO和NO2的比例調(diào)整為適于后述NOx的還原反應(yīng)的比例的功能。NOx凈化催化劑33促進(jìn)NOx的還原和凈化。在本實(shí)施例中，對(duì)于通過(guò)該NOx凈化催化劑33的NOx的還原，將用作還原劑的氨在NOx凈化催化劑33的上游位置添加到排氣中。
在本實(shí)施例中，考慮到貯存氨的方便性，以水溶液狀態(tài)貯存作為氨前體的尿素。通過(guò)將氨作為尿素來(lái)貯存，可以確保多方面的安全。
尿素水供應(yīng)管42與貯存尿素水的貯存罐41連接，并在該尿素水供應(yīng)管42的末端安裝有用于噴射尿素水的噴嘴43。在尿素水供應(yīng)管42中，從上游側(cè)開(kāi)始按順序插入進(jìn)給泵44和濾清器(filter)45。由電動(dòng)機(jī)441來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給泵44。通過(guò)來(lái)自SCR控制單元(以下稱(chēng)之為“SCR-C/U”)61的信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)441的轉(zhuǎn)數(shù)，以調(diào)整進(jìn)給泵44的排放量。另外，在濾清器45的下游側(cè)，尿素水回流管46與尿素水供應(yīng)管42連接。在尿素水回流管46中，設(shè)置有壓力控制閥47，使得超過(guò)規(guī)定壓力的額外尿素水可被反流回罐41。
噴嘴43是空氣助推型噴嘴，并具有主體431和噴嘴部分432。尿素水供應(yīng)管42被連接到主體431，并且提供用以助推的空氣的空氣供應(yīng)管48也被連接到主體431。空氣供應(yīng)管48與該附圖中未示出的貯氣罐連接，并從該貯氣罐提供用于助推的空氣。設(shè)置噴嘴部分432以在NOx凈化催化劑33的上游位置穿過(guò)NOx凈化催化劑33和氨催化劑34的罐體(housing)。將噴嘴部分432的噴射方向設(shè)置為朝向NOx凈化催化劑33的端面、與排氣的流動(dòng)平行的方向。
當(dāng)噴射尿素水時(shí)，通過(guò)排氣熱量將所噴射的尿素水中的尿素水解，從而生成氨。所生成的氨起NOx凈化催化劑33上的NOx的還原劑的作用，以還原該NOx。氨凈化催化劑34用于凈化不參與NOx的還原而經(jīng)過(guò)了NOx凈化催化劑33的逃出的氨。由于氨具有刺激性氣味，因而在不經(jīng)凈化的情況下將氨釋放到外面是不可取的。通過(guò)以下公式(1)到(4)來(lái)表示氧化催化劑32上的NO的氧化反應(yīng)、尿素的水解反應(yīng)、NOx凈化催化劑33上的NOx的還原反應(yīng)、以及氨凈化催化劑34上的逃出的氨的氧化反應(yīng)。這里，在本實(shí)施例中，將NOx凈化催化劑33和氨催化劑34裝入集成罐體中；然而，可以配置各自的罐體作為分體。
...(1)...(2)...(3)...(4)
另外，排氣通道31通過(guò)EGR管35與進(jìn)氣通道11流動(dòng)連接。在EGR管35中，插入EGR閥36。EGR閥36與致動(dòng)器361連接，并由致動(dòng)器361來(lái)控制EGR閥36的開(kāi)放程度。
在排氣通道31中，在氧化催化劑32與NOx凈化催化劑33之間，設(shè)置有用于檢測(cè)添加尿素水前的排氣溫度的溫度傳感器71。在氨凈化催化劑34的下游側(cè)，設(shè)置有用于檢測(cè)還原后的排氣溫度的溫度傳感器72、和用于檢測(cè)還原后的排氣中所包含的NOx的濃度的NOx傳感器73。另外，在貯存罐41中，設(shè)置有用于檢測(cè)尿素水中包含的尿素的濃度的尿素傳感器74。
將溫度傳感器71和72、NOx傳感器73、和尿素傳感器74的檢測(cè)信號(hào)輸出給SCR-C/U 61。基于所輸入的信號(hào)，SCR-C/U 61計(jì)算并設(shè)置尿素水的最佳噴射量，并將根據(jù)所設(shè)置的尿素水噴射量的命令信號(hào)輸出給噴嘴43。另外，連接SCR-C/U 61以便能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51進(jìn)行雙向通信，并將檢測(cè)到的尿素濃度輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)1側(cè)，設(shè)置有點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、起動(dòng)開(kāi)關(guān)、曲柄角(crank angle)傳感器、車(chē)輛速度傳感器、以及節(jié)氣門(mén)(throttle)位置傳感器等，并且將這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)作為輸入傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51?；趤?lái)自曲柄角傳感器的輸入信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Ne。發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51將燃料噴射量等的控制噴射尿素水所需的信息輸出給SCR-C/U 61。
圖2示出尿素傳感器74的結(jié)構(gòu)。
尿素傳感器74具有與上述日本特2001-228004號(hào)公報(bào)中所述流量計(jì)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，并基于兩個(gè)溫體的電特性值來(lái)檢測(cè)尿素濃度。
上述日本特開(kāi)2001-228004號(hào)公報(bào)(段落編號(hào)0015～0017)中所述的流量計(jì)被配置成包括具有加熱器功能的第一傳感器元件和不具有加熱器功能的第二傳感器元件。前者第一傳感器元件被配置成包括加熱器層和以絕緣狀態(tài)在該加熱器層上形成的用作感溫體的溫度測(cè)量電阻層(以下稱(chēng)之為“第一溫度測(cè)量電阻層”)。后者第二傳感器元件被配置成包括用作感溫體的溫度測(cè)量電阻層(以下稱(chēng)之為“第二溫度測(cè)量電阻層”)；但是不具有加熱器層。將各傳感器元件組合并封裝在由樹(shù)脂制成的罐體中，并與作為熱傳導(dǎo)體的鰭狀板(fin plate)的一端連接。
在本實(shí)施例中，尿素傳感器74的傳感器元件部分741被配置成包括上述第一和第二傳感器元件。將傳感器元件部分741設(shè)置在貯存罐41的底面附近，并通過(guò)將其浸入尿素水中用以檢測(cè)濃度。另外，各鰭狀板7414、7415穿過(guò)罐體7413，并暴露于貯存罐41內(nèi)部。
電路部分742被連接到第一傳感器元件7411的加熱器層和溫度測(cè)量電阻層、以及第二傳感器元件7412的溫度測(cè)量電阻層。通過(guò)對(duì)加熱器層通電，加熱第一溫度測(cè)量電阻層，同時(shí)檢測(cè)被加熱的第一溫度測(cè)量電阻層和未被直接加熱的第二溫度測(cè)量電阻層的電阻值Rn1、Rn2。溫度測(cè)量電阻層具有電阻值與溫度成比例改變的特性?；跈z測(cè)到的電阻值Rn1、Rn2，電路部分742以以下方式計(jì)算尿素濃度Dn。
圖3示出檢測(cè)濃度(和判斷剩余量)的原理。在本實(shí)施例中，SCR-C/U 61基于由電路部分742檢測(cè)到的電阻值Rn1、Rn2進(jìn)行剩余量的判斷。
通過(guò)使加熱器驅(qū)動(dòng)電流ih在預(yù)定時(shí)間段Δt01流經(jīng)加熱器層對(duì)加熱器層進(jìn)行加熱。在停止通過(guò)電流向加熱器層通電的時(shí)間點(diǎn)，電路部分742檢測(cè)各溫度測(cè)量電阻層的電阻值Rn1、Rn2，并計(jì)算在停止該電流的時(shí)間點(diǎn)，溫度測(cè)量電阻層之間的溫度差ΔTmp12(＝Tn1-Tn2)。溫度測(cè)量電阻層之間的溫度差依賴(lài)于能夠用作熱傳導(dǎo)媒介的尿素水的熱傳導(dǎo)特性，這些熱傳導(dǎo)特性依賴(lài)于尿素濃度。由此，可以將所計(jì)算出的溫度差ΔTmp12轉(zhuǎn)化成濃度Dn。另外，基于所計(jì)算出的溫度差ΔTmp12，可以判斷貯存罐41是否是空的。
這里，在本實(shí)施例中，第一傳感器元件7411被配置成使得第一溫度測(cè)量電阻層可通過(guò)鰭狀板7414與尿素水接觸。然而，也可以以這樣的方式來(lái)配置在傳感器元件部分741中形成用于導(dǎo)入貯存罐41中的尿素水的測(cè)量室，并經(jīng)過(guò)該測(cè)量室中的尿素水通過(guò)加熱器來(lái)加熱第一溫度測(cè)量電阻層。在這種情況下，第一溫度測(cè)量電阻層和尿素水將相互直接接觸。
接著，將詳細(xì)說(shuō)明SCR-C/U 61的結(jié)構(gòu)。
圖4通過(guò)功能模塊示出SCR-C/U 61的結(jié)構(gòu)。
車(chē)輛停止判斷部分B101從發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51接收車(chē)輛速度VSP的輸入，并基于所輸入的車(chē)輛速度VSP來(lái)判斷該車(chē)輛是否已停止。
停止時(shí)間測(cè)量部分B102接收車(chē)輛停止判斷部分B101的判斷結(jié)果，并測(cè)量該車(chē)輛停止后已過(guò)去的經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM。
檢測(cè)允許部分B103從后面所述的減速度計(jì)算部分B104接收停止前車(chē)輛的減速度DCL的輸入，并根據(jù)所輸入的減速度DCL來(lái)設(shè)置預(yù)定的靜止時(shí)間TIM1。該靜止時(shí)間TIM1被設(shè)置為在車(chē)輛停止后到貯存罐41中貯存的尿素水的搖晃停止且尿素水達(dá)到靜止所需的時(shí)間段。比較經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM和所設(shè)置的靜止時(shí)間TIM1，并發(fā)出禁止判斷直到經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM達(dá)到靜止時(shí)間TIM1為止，并當(dāng)經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM達(dá)到靜止時(shí)間TIM1時(shí)發(fā)出允許判斷。另外，檢測(cè)允許部分B103接收后述的起動(dòng)判斷部分B105的判斷結(jié)果，并在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)發(fā)出允許判斷。這是因?yàn)?，在起?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)，可以判斷在車(chē)輛上次停止后已過(guò)去了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，從而很有可能尿素水處于靜止?fàn)顟B(tài)。將該判斷結(jié)果輸出給尿素傳感器74。在尿素傳感器74中，通過(guò)接收檢測(cè)允許部分B103的允許判斷，電路部分742工作以檢測(cè)濃度Dn。
基于從發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51輸入的車(chē)輛速度VSP，減速度計(jì)算部分B104計(jì)算停止前車(chē)輛的減速度DCL。更具體地，當(dāng)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Ne檢測(cè)到車(chē)輛已進(jìn)入減速狀態(tài)時(shí)，減速度計(jì)算部分B104計(jì)算每單位時(shí)間車(chē)輛速度VSP的變化量，并將所計(jì)算的變化量設(shè)置為減速度DCL。
起動(dòng)判斷部分B105從發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51接收輸入的起動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)SWstr，并通過(guò)所輸入的信號(hào)SWstr來(lái)判斷是否是起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的時(shí)間。
濃度檢測(cè)部分B106讀取由尿素傳感器74檢測(cè)到的濃度Dn。如前所述，如下檢測(cè)濃度Dn通過(guò)向加熱器層通電，檢測(cè)經(jīng)加熱后的第一溫度測(cè)量電阻層的電阻值Rn1和未被直接加熱的第二溫度測(cè)量電阻層的電阻值Rn2，并根據(jù)檢測(cè)到的電阻值Rn1、Rn2檢測(cè)溫度測(cè)量電阻層之間的溫度差ΔTmp12。僅當(dāng)檢測(cè)允許部分B103發(fā)出允許判斷時(shí)，才通過(guò)尿素傳感器74來(lái)檢測(cè)濃度Dn。
濃度更新部分B107從濃度檢測(cè)部分B106讀取濃度Dn，并用所讀取的濃度Dn更新所存儲(chǔ)的濃度(以下稱(chēng)之為“濃度存儲(chǔ)值”)D。首先，當(dāng)所讀取的濃度Dn在表示正常的預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，濃度更新部分B107用該濃度Dn更新濃度存儲(chǔ)值D(D＝Dn)。即使當(dāng)所讀取的濃度Dn在該預(yù)定范圍外時(shí)，濃度更新部分B107也用該濃度Dn來(lái)更新濃度存儲(chǔ)值D；然而，在這種情況下，在判斷已被檢測(cè)為在預(yù)定范圍外的濃度Dn是正確的濃度之后，以下面的方式進(jìn)行更新。
每次檢測(cè)到在預(yù)定范圍外的濃度Dn時(shí)，異常次數(shù)計(jì)算部分B108將計(jì)數(shù)值CNT加1。另一方面，檢測(cè)到在預(yù)定范圍內(nèi)的正常濃度Dn，異常次數(shù)計(jì)算部分B108將計(jì)數(shù)值CNT復(fù)位為零。然后，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT小于預(yù)定值CNT1時(shí)，異常次數(shù)計(jì)算部分B108將當(dāng)前所存儲(chǔ)的濃度Dn-1輸出給濃度更新部分B107，當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT已達(dá)到值CNT1時(shí)，假定新檢測(cè)到的濃度Dn是正確的濃度，將該新檢測(cè)到的濃度Dn輸出給濃度更新部分B107。即使當(dāng)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，仍保留濃度存儲(chǔ)值D和計(jì)數(shù)值CNT。
將濃度存儲(chǔ)值D從濃度更新部分B107輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51，以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)1和排氣凈化裝置的合作，進(jìn)行用于將NOx的釋放抑制到最小的控制。另外，當(dāng)濃度存儲(chǔ)值D過(guò)低時(shí)，使設(shè)置在駕駛室的控制面板上的警告燈B110工作，以通知駕駛者不能達(dá)到適當(dāng)?shù)腘Ox凈化功能。
剩余量判斷部分B109通過(guò)注意當(dāng)使用尿素水(包括濃度D為零的尿素水)作為媒介時(shí)的熱傳導(dǎo)特性與當(dāng)在貯存罐41為空的時(shí)間使用空氣作為熱傳導(dǎo)媒介時(shí)的熱傳導(dǎo)特性之間的差異，來(lái)判斷尿素水的剩余量。即，當(dāng)通過(guò)尿素傳感器74檢測(cè)到過(guò)大的溫度差ΔTmp12時(shí)，剩余量判斷部分B109判斷貯存罐41是空的，將表示貯存罐41為空的信號(hào)輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51，并使警告燈B110工作。
警告燈B110被設(shè)置在駕駛室的控制面板上。
接著，將通過(guò)流程圖來(lái)說(shuō)明SCR-C/U 61的動(dòng)作。
圖5和6是示出檢測(cè)允許程序的流程圖。當(dāng)起動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)啟動(dòng)該程序，每當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間段時(shí)重復(fù)該程序。該程序允許或禁止檢測(cè)濃度Dn。
在S101，讀取點(diǎn)火開(kāi)關(guān)信號(hào)SWign，并判斷該信號(hào)SWign是否為1。當(dāng)信號(hào)SWign為1時(shí)，假定點(diǎn)火開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的，流程進(jìn)入S102。
在S102，讀取起動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)SWstr，并判斷該信號(hào)SWstr是否為1。當(dāng)信號(hào)SWstr為1時(shí)，假定起動(dòng)開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的并且是發(fā)動(dòng)機(jī)1的起動(dòng)時(shí)間，流程進(jìn)入S103以發(fā)出允許判斷。當(dāng)信號(hào)SWstr不為1時(shí)，流程進(jìn)入S104。
在S103，將允許判斷標(biāo)志Fdtc設(shè)置為1，并發(fā)出允許判斷。
在S104，將檢測(cè)間隔INT加1(INT＝INT+1)。
在S105，判斷遞增計(jì)數(shù)后的檢測(cè)間隔INT是否已達(dá)到預(yù)定值INT1。當(dāng)已達(dá)到該值INT1時(shí)，假定保證了用于檢測(cè)濃度Dn所需的檢測(cè)間隔，流程進(jìn)入S106。當(dāng)仍未達(dá)到該值INT1時(shí)，假定仍未保證所需的檢測(cè)間隔，流程進(jìn)入S109以發(fā)出禁止判斷。
在S106，進(jìn)行貯存在貯存罐41中的尿素水是否處于靜止?fàn)顟B(tài)的判斷(以下稱(chēng)之為“靜止判斷”)，并響應(yīng)于該判斷結(jié)果來(lái)設(shè)置靜止判斷標(biāo)志Fstb。將在后面參考圖6詳細(xì)說(shuō)明靜止判斷的內(nèi)容。
在S107，判斷靜止判斷標(biāo)志Fstb是否為1。當(dāng)通過(guò)靜止判斷判斷出尿素水處于靜止?fàn)顟B(tài)(即，“靜止時(shí)間”)時(shí)，將靜止判斷標(biāo)志Fstb設(shè)置為1，而將其它情況下(即，“搖晃時(shí)間”)的靜止判斷標(biāo)志Fstb設(shè)置為0。當(dāng)靜止判斷標(biāo)志Fstb為1時(shí)，在執(zhí)行接著的S108的處理后，流程進(jìn)入S103。當(dāng)靜止判斷標(biāo)志Fstb不為1時(shí)，流程進(jìn)入S109。
在S108，檢測(cè)間隔INT被設(shè)置為0。
在S109，將允許判斷標(biāo)志Fdtc設(shè)置為0，并發(fā)出禁止判斷。
在圖6所示的流程圖中，在S201，判斷當(dāng)上次執(zhí)行該程序時(shí)所讀取的靜止判斷標(biāo)志Fstb(n-1)是否為1。當(dāng)Fstb(n-1)為1時(shí)，流程進(jìn)入S209，并將靜止判斷標(biāo)志Fstb設(shè)置為0。另一方面，當(dāng)Fstb(n-1)不為1時(shí)，流程進(jìn)入S202。
在步驟S202，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Ne。
在S203，判斷所讀取的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Ne是否未超過(guò)預(yù)定值Ne1。值Ne1對(duì)應(yīng)于表示減速狀態(tài)的轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域的上限值。在本實(shí)施例中，值Ne1被設(shè)置為與分隔空轉(zhuǎn)域和有負(fù)荷域的負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的空轉(zhuǎn)判斷轉(zhuǎn)數(shù)。
在S204，讀取車(chē)輛速度VSP。
在S205，基于所讀取的車(chē)輛速度VSP，計(jì)算減速度DCL為車(chē)輛速度VSP每單位時(shí)間的變化量。
在S206，執(zhí)行靜止時(shí)間TIM1的設(shè)置。這里，將靜止時(shí)間TIM1設(shè)置為與減速度DCL相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。例如，指定在車(chē)輛進(jìn)入減速狀態(tài)后直到車(chē)輛停止所計(jì)算出的減速度DCL中的最大的一個(gè)。當(dāng)該最大減速度DCLmax越大時(shí)，認(rèn)為在車(chē)輛停止時(shí)尿素水的搖晃越大，從而延長(zhǎng)靜止時(shí)間TIM1。
在S207，判斷車(chē)輛速度VSP是否等于或小于預(yù)定值VSP1。當(dāng)車(chē)輛速度VSP等于或小于值VSP1時(shí)，流程進(jìn)入S210。當(dāng)車(chē)輛速度VSP大于值VSP1時(shí)，流程進(jìn)入S208。預(yù)定值VSP1不局限于0，可以將其設(shè)置為具有作為可判斷車(chē)輛實(shí)質(zhì)上停止的車(chē)輛速度的最大值的大小。這是因?yàn)楫?dāng)車(chē)輛速度低到某一程度時(shí)，貯存罐41中的尿素水的搖晃減弱，且進(jìn)入向靜止?fàn)顟B(tài)的過(guò)渡，并且即使車(chē)輛未完全停止，也可以保證不會(huì)有大的減速量。
在S208，將經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM設(shè)置為0。
在S209，將靜止判斷標(biāo)志Fstb設(shè)置為0。
在S210，將經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM加1。
在S211，判斷遞增計(jì)數(shù)后的經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM是否達(dá)到了靜止時(shí)間TIM1。當(dāng)經(jīng)過(guò)時(shí)間TIM達(dá)到了靜止時(shí)間TIM1時(shí)，流程進(jìn)入S212。當(dāng)其還未達(dá)到時(shí)，流程進(jìn)入S209。
在S212，將靜止判斷標(biāo)志Fstb設(shè)置為1，并發(fā)出判斷尿素水達(dá)到靜止的判斷。
圖7是濃度檢測(cè)程序的流程圖。當(dāng)通過(guò)SCR-C/U 61和電路部分742將靜止判斷標(biāo)志Fstb設(shè)置為1時(shí)執(zhí)行該程序。S302和S303是通過(guò)電路部分742執(zhí)行的處理。通過(guò)該程序，檢測(cè)濃度Dn，并更新濃度存儲(chǔ)值D。
在S301，讀入靜止判斷標(biāo)志Fstb，并判斷所讀取的標(biāo)志Fstb是否為1。僅當(dāng)標(biāo)志Fstb為1時(shí)，流程才進(jìn)入S302。
在S302，為了檢測(cè)濃度Dn，對(duì)尿素傳感器74的加熱器層通電，以便對(duì)第一溫度測(cè)量電阻層進(jìn)行直接加熱，并使用尿素水作為媒介對(duì)第二溫度測(cè)量電阻層進(jìn)行間接加熱。
在S303，檢測(cè)濃度Dn。如下執(zhí)行濃度Dn的檢測(cè)檢測(cè)各加熱后的溫度測(cè)量電阻層的電阻值Rn1、Rn2，根據(jù)檢測(cè)到的電阻值Rn1、Rn2的差來(lái)計(jì)算溫度測(cè)量電阻器之間的溫度差ΔTmp12，并將所計(jì)算出的溫度差ΔTmp12轉(zhuǎn)化成濃度Dn。
在S304，判斷檢測(cè)到的濃度Dn是否處于預(yù)定范圍內(nèi)，其中，該預(yù)定范圍以第一值D1作為下限并以大于該第一值的第二值D2作為上限。當(dāng)濃度Dn在該預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，流程進(jìn)入S310。當(dāng)濃度Dn不在該預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，流程進(jìn)入S305。
在S305，讀入該溫度差ΔTmp12，并判斷所讀取的溫度差ΔTmp12是否等于或大于預(yù)定值SL1。當(dāng)其等于或大于值SL1時(shí)，流程進(jìn)入S311。當(dāng)其小于值SL1時(shí)，流程進(jìn)入S306。值SL1被設(shè)置為尿素傳感器74處于尿素水中的狀態(tài)下所獲得的溫度差ΔTmp12與尿素傳感器74處于空氣中的狀態(tài)下所獲得的溫度差ΔTmp12之間的中間值。
在S306，將計(jì)數(shù)值CNT加1。
在S307，判斷遞增計(jì)數(shù)后的計(jì)數(shù)值CNT是否已達(dá)到了預(yù)定值CNT1。當(dāng)計(jì)數(shù)值CNT已達(dá)到值CNT1時(shí)，流程進(jìn)入S308，而當(dāng)其未達(dá)到值CNT1時(shí)，流程進(jìn)入S309。
在S308，判斷出連續(xù)檢測(cè)到預(yù)定CNT1次由該第一和第二值D1、D2所限定的預(yù)定范圍之外的濃度Dn，并且新檢測(cè)到的濃度Dn盡管其處于預(yù)定范圍外，仍具有足夠的可靠性，從而用該新檢測(cè)到的濃度Dn來(lái)更新濃度存儲(chǔ)值D。
在S309，判斷出新檢測(cè)到的處于預(yù)定范圍之外的濃度Dn不具有足夠的可靠性，并且存在偶爾錯(cuò)誤檢測(cè)的可能性，從而繼續(xù)維持當(dāng)前所存儲(chǔ)的濃度D(＝Dn-1)作為濃度存儲(chǔ)值D。
在S310，假定檢測(cè)到的濃度Dn在預(yù)定范圍內(nèi)，因此為正常濃度，從而用該濃度Dn來(lái)更新濃度存儲(chǔ)值D。
在S311，發(fā)出貯存罐41為空的判斷，將表示該判斷結(jié)果的信號(hào)作為輸出傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)C/U 51，并使警告燈工作。
在S312，將計(jì)數(shù)值CNT設(shè)置為0。
圖8是停止控制程序的流程圖。當(dāng)斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)執(zhí)行該程序。
在S401，讀入點(diǎn)火開(kāi)關(guān)信號(hào)SWign，并判斷該信號(hào)SWign是否為0。當(dāng)其為0時(shí)，假定已經(jīng)斷開(kāi)了點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，流程進(jìn)入S402。
在S402，將運(yùn)算的各種信息寫(xiě)入備份存儲(chǔ)器中。即使在斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和切斷電源之后，仍保持被寫(xiě)入該存儲(chǔ)器中的運(yùn)算信息。在接著的運(yùn)轉(zhuǎn)中，濃度檢測(cè)程序(S306)和后述尿素水噴射控制程序(S501)讀取該運(yùn)算信息。在本實(shí)施例中，濃度存儲(chǔ)值D和計(jì)數(shù)值CNT被作為該運(yùn)算信息寫(xiě)入。
接著，將通過(guò)圖9所示的流程圖來(lái)說(shuō)明使用濃度存儲(chǔ)值D的尿素水噴射控制的一個(gè)例子。每當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間段時(shí)執(zhí)行該程序。
在S501，讀入濃度存儲(chǔ)值D。
在S502，讀入剩余量判斷結(jié)果。當(dāng)貯存罐41為空時(shí)，流程進(jìn)入S507，而當(dāng)其不為空時(shí)，流程進(jìn)入S503。
在S503，判斷濃度存儲(chǔ)值D是否大于預(yù)定值D3。當(dāng)濃度存儲(chǔ)值D大于值D3時(shí)，流程進(jìn)入S504，而當(dāng)濃度存儲(chǔ)值D不大于值D3時(shí)，流程進(jìn)入S506。將預(yù)定值D3設(shè)置為小于該第一值D1的值，作為當(dāng)尿素水為水或處于接近于水的稀釋狀態(tài)時(shí)、或者在將除水或尿素水以外的不同種類(lèi)的水溶液貯存在貯存罐41中的情況下可檢測(cè)到的濃度。這里，可將值D3設(shè)置為等于該第一值D1的值。
在S504，設(shè)置尿素水的噴射量。通過(guò)計(jì)算燃料噴射量和根據(jù)NOx傳感器73的輸出的基本噴射量、并通過(guò)用濃度存儲(chǔ)值D校正所計(jì)算出的基本噴射量，進(jìn)行尿素水的噴射量的設(shè)置。當(dāng)濃度存儲(chǔ)值D大且每單位噴射量的尿素含量高時(shí)，通過(guò)降低基本噴射量進(jìn)行校正。另一方面，當(dāng)濃度存儲(chǔ)值D小且每單位噴射量的尿素含量低時(shí)，通過(guò)增加基本噴射量進(jìn)行校正。
在S505，將符合所設(shè)置的尿素水噴射量的動(dòng)作信號(hào)作為運(yùn)算輸出傳遞給噴嘴43。
在S506，使警告燈工作以將尿素水的異常狀態(tài)通知給車(chē)輛駕駛者。
在507，停止尿素水的噴射。這是因?yàn)?，不僅當(dāng)罐41為空時(shí)，而且當(dāng)尿素濃度過(guò)低或者當(dāng)罐41中貯存的是水等而不是尿素水時(shí)，不可能?chē)姵鎏砑影彼璧哪蛩厮谋匦枇俊?br> 關(guān)于本實(shí)施例，尿素水供應(yīng)管42、噴嘴43、進(jìn)給泵44以及空氣供應(yīng)管48構(gòu)成還原劑的“添加裝置”；尿素傳感器74構(gòu)成“濃度傳感器”；以及SCR-C/U 61構(gòu)成“控制器”。另外，SCR-C/U 61的減速度計(jì)算部分B104構(gòu)成“減速度傳感器”。
另外，關(guān)于本實(shí)施例，尿素水供應(yīng)管42、噴嘴43、進(jìn)給泵44和空氣供應(yīng)管48構(gòu)成“添加部件”；貯存罐41構(gòu)成“貯存部件”；尿素傳感器74構(gòu)成“濃度檢測(cè)部件”；以及SCR-C/U 61構(gòu)成“命令生成部件”、“狀態(tài)判斷部件”和“檢測(cè)允許部件”。在SCR-C/U 61的功能中，圖9所示的S504的處理對(duì)應(yīng)于作為“命令生成部件”的功能；圖6所示的S207、210和211的處理對(duì)應(yīng)于作為“狀態(tài)判斷部件”的功能；以及圖6所示的S209和212的處理對(duì)應(yīng)于“檢測(cè)允許部件”。
根據(jù)本實(shí)施例，可以獲得如下效果。
首先，在利用感溫型尿素傳感器74檢測(cè)濃度時(shí)，僅在車(chē)輛停止并且還在停止后已經(jīng)過(guò)了預(yù)定的靜止時(shí)間TIM1的情況下才檢測(cè)濃度。由此，僅當(dāng)尿素水在貯存罐41中是靜止的可能性很高時(shí)才檢測(cè)濃度，而在其它情況下不檢測(cè)濃度。因此，消除了由路面的起伏或行駛環(huán)境的改變而引起的熱傳導(dǎo)特性的波動(dòng)，并且可以檢測(cè)到正確的濃度。
其次，檢測(cè)停止前車(chē)輛的減速度DCL，并根據(jù)檢測(cè)到的減速度DCL改變靜止時(shí)間TIM1。由此，可以當(dāng)在停止后尿素水變得足夠穩(wěn)定時(shí)對(duì)濃度進(jìn)行檢測(cè)，從而可以提高檢測(cè)的精度。
第三，當(dāng)檢測(cè)到的濃度Dn在表示正常的預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，用濃度Dn更新濃度存儲(chǔ)值D，而當(dāng)檢測(cè)到的濃度Dn在該預(yù)定范圍外時(shí)，用該濃度Dn更新濃度存儲(chǔ)值D的條件是已經(jīng)連續(xù)檢測(cè)到預(yù)定CNT1次或更多次該異常濃度。由此，防止了用僅偶爾檢測(cè)到的錯(cuò)誤濃度Dn對(duì)濃度存儲(chǔ)值D的更新，并可增強(qiáng)濃度存儲(chǔ)值D的可靠性。
第四，基于濃度存儲(chǔ)值D來(lái)控制尿素水的噴射量，使得可以確定地噴射使NOx的還原順利進(jìn)行所需的尿素水的必需量。
這里，在以上說(shuō)明中，通過(guò)尿素的水解來(lái)生成氨；然而，沒(méi)有明確示出該水解的催化劑。為了提高水解的效率，可以在NOx凈化催化劑33的上游設(shè)置水解催化轉(zhuǎn)化器。
另外，在以上說(shuō)明中，在檢測(cè)到處于預(yù)定范圍外的濃度Dn的情況下，采用以下判斷作為更新濃度存儲(chǔ)值D的條件到此為止連續(xù)檢測(cè)到的預(yù)定次數(shù)的濃度Dn為該異常濃度。代替該判斷作為更新條件，可以對(duì)到此為止連續(xù)檢測(cè)到的預(yù)定次數(shù)的濃度Dn求和，并且可以采用求和后的值或其平均值不在預(yù)定范圍內(nèi)的判斷，以便判斷異常濃度的可靠性。
另外，在以上說(shuō)明中，采用濃度存儲(chǔ)值D和計(jì)數(shù)值CNT作為寫(xiě)入備份存儲(chǔ)器的計(jì)算信息。例如，可以存儲(chǔ)在S305中執(zhí)行的剩余量判斷或在S503中執(zhí)行的異常判斷的結(jié)果作為識(shí)別標(biāo)志，并將該識(shí)別標(biāo)志與濃度存儲(chǔ)值D和其它信息一起寫(xiě)入，使得即使在停止發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)仍可以保留各判斷結(jié)果。
本發(fā)明還可應(yīng)用于除直接噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)以外的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
在以上說(shuō)明中，通過(guò)幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明；然而，本發(fā)明的范圍決不局限于該說(shuō)明，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)以權(quán)利要求書(shū)的范圍的說(shuō)明為基礎(chǔ)的應(yīng)用條款進(jìn)行判斷。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其包括添加裝置，其將NOx的還原劑添加給來(lái)自該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣；貯存罐，其以水溶液的狀態(tài)貯存由該添加裝置添加給該排氣的NOx的還原劑或其前體；濃度傳感器，其檢測(cè)貯存在該貯存罐中的該還原劑或該前體的水溶液中所包含的該還原劑或該前體的濃度；以及控制器，其基于該檢測(cè)到的濃度來(lái)生成對(duì)與排氣的凈化有關(guān)的預(yù)定控制對(duì)象的動(dòng)作命令，其中該濃度是由該濃度傳感器檢測(cè)到的該還原劑或該前體的濃度，其中，該控制器判斷該貯存罐中的該還原劑或該前體的水溶液是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且在當(dāng)判斷出處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的靜止時(shí)間，允許該濃度傳感器檢測(cè)濃度，而在除該靜止時(shí)間以外的搖晃時(shí)間，禁止該濃度傳感器檢測(cè)濃度，其中，該濃度傳感器僅在該靜止時(shí)間檢測(cè)該還原劑或該前體的濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該控制器判斷車(chē)輛是否停止，并測(cè)量停止后已經(jīng)過(guò)的時(shí)間段，并且當(dāng)判斷出該車(chē)輛停止且所測(cè)量的已經(jīng)過(guò)的時(shí)間段為預(yù)定時(shí)間段或長(zhǎng)于該預(yù)定時(shí)間段時(shí)，判斷出該還原劑或該前體的水溶液處于靜止?fàn)顟B(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該控制器將該檢測(cè)到的濃度作為濃度存儲(chǔ)值進(jìn)行存儲(chǔ)，并且僅當(dāng)該檢測(cè)到的濃度在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，才用該檢測(cè)到的濃度更新該濃度存儲(chǔ)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該控制器將該檢測(cè)到的濃度作為濃度存儲(chǔ)值進(jìn)行存儲(chǔ)，并且當(dāng)該檢測(cè)到的濃度在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，用該檢測(cè)到的濃度更新該濃度存儲(chǔ)值，而當(dāng)該檢測(cè)到的濃度在該預(yù)定范圍外時(shí)，用該檢測(cè)到的濃度更新該濃度存儲(chǔ)值的條件是在到此為止獲得的預(yù)定次數(shù)的檢測(cè)到的濃度中、該預(yù)定次數(shù)的預(yù)定比例的檢測(cè)到的濃度在該范圍外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該預(yù)定次數(shù)的檢測(cè)到的濃度包括上次發(fā)動(dòng)機(jī)停止前所獲得的檢測(cè)到的濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，在用處于該預(yù)定范圍外的該檢測(cè)到的濃度來(lái)更新該濃度存儲(chǔ)值的情況下，該控制器生成通知駕駛者該還原劑或該前體的濃度出現(xiàn)異常的警告信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，還包括減速度傳感器，該減速度傳感器檢測(cè)停止前該車(chē)輛的減速度，其中，該控制器根據(jù)由該減速度傳感器檢測(cè)到的該車(chē)輛的減速度，來(lái)更新該預(yù)定時(shí)間段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該控制器當(dāng)該檢測(cè)到的車(chē)輛減速度越大時(shí)，越延長(zhǎng)該預(yù)定時(shí)間段。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該控制器判斷出在該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)該還原劑或該前體的水溶液處于靜止?fàn)顟B(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該控制器基于該檢測(cè)到的濃度來(lái)控制通過(guò)該添加裝置的該還原劑的添加量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該濃度傳感器包括設(shè)置在該貯存罐中的傳感器元件部分和與該傳感器元件部分連接的電路部分，其中，該傳感器元件部分被配置成包括加熱器和具有根據(jù)溫度改變電特性值的特性的感溫體，所述感溫體與該貯存罐中的該還原劑或該前體的水溶液直接或間接接觸，并通過(guò)該加熱器被加熱；以及其中，該電路部分驅(qū)動(dòng)該加熱器，檢測(cè)經(jīng)加熱后的該感溫體的電特性值，并基于該檢測(cè)到的電特性值檢測(cè)該還原劑或該前體的濃度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該控制器基于由該電路部分檢測(cè)到的該電特性值，生成表示在該貯存罐中是否留有預(yù)定量或更多量的該還原劑或該前體的水溶液的判斷信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該NOx的還原劑為氨。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該貯存罐貯存用作該前體的水溶液的尿素水。
15.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其包括添加部件，用于將NOx的還原劑添加給該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣；貯存部件，用于以水溶液狀態(tài)貯存由該添加部件添加給該排氣的NOx的還原劑或其前體；濃度檢測(cè)部件，用于檢測(cè)貯存在該貯存部件中的該還原劑或該前體的水溶液中所包含的該還原劑或該前體的濃度；命令生成部件，用于基于該檢測(cè)到的濃度生成對(duì)與排氣的凈化有關(guān)的預(yù)定控制對(duì)象的動(dòng)作命令，其中該濃度是由該濃度檢測(cè)部件檢測(cè)到的該還原劑或該前體的濃度；狀態(tài)判斷部件，用于判斷該還原劑或該前體的水溶液在該貯存部件中是否處于靜止?fàn)顟B(tài)；以及檢測(cè)允許部件，用于在當(dāng)由該狀態(tài)判斷部件判斷出該還原劑或該前體的水溶液處于該靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的靜止時(shí)間，允許通過(guò)該濃度檢測(cè)部件檢測(cè)濃度，而在除該靜止時(shí)間以外的搖晃時(shí)間，禁止通過(guò)該濃度檢測(cè)部件檢測(cè)濃度，其中，該濃度檢測(cè)部件僅在該靜止時(shí)間才檢測(cè)該還原劑或該前體的濃度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，該命令生成裝置基于該檢測(cè)到的濃度，對(duì)該添加部件生成動(dòng)作命令，該動(dòng)作命令用于增加或減少該還原劑的添加量。
17.一種通過(guò)提供以水溶液狀態(tài)貯存NOx的還原劑或其前體的貯存罐、并將貯存在該貯存罐中的該還原劑或該前體的水溶液提供給來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣，來(lái)凈化其中包含NOx的排氣的方法，該方法包括配置檢測(cè)貯存在該貯存罐中的該還原劑或該前體的水溶液中所包含的該還原劑或該前體的濃度的濃度傳感器；判斷該還原劑或該前體的水溶液在該貯存罐中是否處于靜止?fàn)顟B(tài)；以及基于該檢測(cè)到的濃度使與排氣的凈化有關(guān)的預(yù)定控制對(duì)象工作，其中該濃度是該濃度傳感器在當(dāng)判斷出處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的靜止時(shí)間檢測(cè)到的該還原劑或該前體的濃度，而在除該靜止時(shí)間以外的搖晃時(shí)間，禁止根據(jù)該檢測(cè)到的濃度使該控制對(duì)象工作，并基于在該搖晃時(shí)間之前的該靜止時(shí)間所獲得的該檢測(cè)到的濃度，使該控制對(duì)象工作。
全文摘要
在安裝在車(chē)輛上的SCR裝置中，準(zhǔn)確檢測(cè)還原劑或其前體的水溶液中所包含的該還原劑或該前體的濃度。在檢測(cè)該濃度時(shí)，判斷貯存在貯存罐中的尿素水是否處于靜止?fàn)顟B(tài)。僅當(dāng)其處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，才檢測(cè)該濃度。通過(guò)判斷車(chē)輛是否停止(S207)和停止后已經(jīng)過(guò)的時(shí)間TIM是否已達(dá)到預(yù)定靜止時(shí)間TIM1(S211)，來(lái)優(yōu)選地進(jìn)行是否處于靜止?fàn)顟B(tài)的判斷。檢測(cè)車(chē)輛停止前車(chē)輛的減速度DCL，并根據(jù)該減速度DCL改變靜止時(shí)間TIM1(S206)。
文檔編號(hào)F01N3/00GK1875175SQ200480032000
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者仁科充廣, 加藤壽一, 栗田弘之 申請(qǐng)人:日產(chǎn)柴油機(jī)車(chē)工業(yè)株式會(huì)社