喷射控制器制造技术

一种喷射控制器，其应用于排气净化系统，该排气净化系统包括喷射器(50)以及泵(44)，该喷射器位于内燃发动机(30)的排气通道(31a)中并喷射为将处于液态的还原剂供应到净化排放气体中的NOx的NOx净化催化器，该泵将还原剂加压并通过还原剂通道(42)泵送到喷射器。喷射控制器包括获取单元(S28)，其配置为获取响应于喷射器的喷射引起的泵的旋转速度的变化量或者获取作为与变化量相关的值的相关值作为旋转变化参数(ΔN)；以及确定单元(S30)，其配置为基于旋转变化参数来确定在还原剂通道中是否存在空气混合。

Injection Controller

【技术实现步骤摘要】
喷射控制器
本专利技术涉及一种喷射控制器，其确定空气是否进入包括喷射器、还原剂通道和泵的排气净化系统中的还原剂通道。
技术介绍
近来，在应用于车辆的诸如柴油发动机的发动机中，开发并生产尿素选择性催化还原系统(尿素SCR系统)作为具有高净化率的净化排放气体中的氮氧化物(NOx)的排气净化系统。尿素SCR系统包括泵，其将存储在箱中的作为还原剂的尿素水泵送到还原剂通道；以及喷射器，其将通过还原剂通道泵送的尿素水喷射到发动机的排气管中。在尿素SCR系统中，通过在NOx净化催化器处的NOx还原反应来净化排放气体，该NOx净化催化器是排气管中的SCR催化器。在NOx还原反应中，从喷射器喷射到排气管中的尿素水通过排放气体热量水解以生成氨(NH3)，并且氨在SCR催化器处被吸附。排放气体中的NOx通过由氨执行的还原反应而在SCR催化器处被还原而净化。在尿素SCR系统中，空气可进入还原剂通道。换句话说，在还原剂通道中可存在空气混合。例如，在尿素SCR系统中，执行抽吸和返回处理以将还原剂通道中的尿素水抽吸并返回到箱中，以在发动机停止时保持尿素水不会被冻结在还原剂通道中。因此，在尿素SCR系统中，当发动机启动时，还原剂通道填充有尿素水。在这种情况下，空气可以进入还原剂通道。当空气进入还原剂通道时，从喷射器喷射到排气管的尿素水的喷射量变得不稳定。JP5338696B2公开了一种根据燃料通道中的燃料压力来检测空气是否进入燃料通道的技术。通过将该技术应用于尿素SCR系统，可以根据还原剂通道中的尿素水的压力来确定还原剂通道中是否存在空气混合。
技术实现思路
根据JP5338696B2中的技术，根据还原剂通道中的尿素水的压力来确定还原剂通道中是否存在空气混合。因此，当通过压力反馈控制使还原剂通道中的尿素水的压力保持恒定时，不能根据还原剂通道中尿素水的压力以高精度来确定还原剂通道中是否存在空气混合。需要一种技术来适当地确定还原剂通道中是否存在空气混合。上述问题不限于尿素水，并且对于使用其他液体作为还原剂的情况也通用。本公开的目的是提供一种喷射控制器，其能够适当地检测还原剂通道中是否存在空气。根据本公开的一个方面，喷射控制器应用于包括喷射器以及泵的排气净化系统，该喷射器位于内燃发动机的排气通道中并且喷射为将处于液态的还原剂供应到NOx净化催化器从而净化排放气体中的NOx，并且该泵通过还原剂通道将还原剂加压并泵送到喷射器。喷射控制器包括获取单元以及确定单元，该获取单元构造为获取响应于喷射器的喷射而引起的泵的旋转速度的变化量或者作为与变化量相关的值的相关值作为旋转变化参数，并且该确定单元构造为基于旋转变化参数确定在还原剂通道中是否存在空气混合。当喷射器将还原剂供应到排气管时，还原剂通道中的压力变化。当还原剂通道中的压力变化时，泵旋转速度变化。当空气进入还原剂通道时，与空气未进入还原剂通道的情况相比，泵旋转速度的变化量由于空气响应于还原剂通道中的压力变化的弹性形变而变大。换句话说，由于泵旋转速度的变化量和作为进入还原剂通道的空气量的空气量具有相关性，因此可以基于泵旋转量的变化量来适当地确定原剂通道中是否存在空气混合。附图说明通过参考附图进行的以下详细描述将使本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中：图1是示出了发动机的排气净化系统的概要的示意图；图2是示出了本专利技术的第一实施例的喷射控制处理的流程图；图3是示出了喷射旋转速度的变化量与空气混合量之间的关系的图；图4是示出了空气混合量和收集占空比之间的关系的图；图5A、图5B、图5C和图5D是示出了喷射控制处理中的尿素水随时间的图；图6是示出了喷射控制处理中的泵的旋转速度随时间的图；图7是示出了泵响应于喷射器喷射的旋转速度随时间的图；图8是示出了收集占空比的设定的图；以及图9是示出了根据本公开第二实施例的喷射控制处理的流程图。具体实施方式(第一实施例)在下文中，将参考附图描述与根据本公开的第一实施例的喷射控制器相关联的泵控制单元70所应用至的排气净化系统10。排气净化系统10通过使用选择性催化还原催化器(SCR催化器)来净化排放气体中的NOx，并且构成为尿素SCR系统。排气净化系统10可以应用于作为内燃发动机机的柴油发动机30所安装至的各种车辆。根据本实施例，柴油发动机30被称为发动机30。排气净化系统10还可以应用于诸如起重机卡车的建筑机械和诸如拖拉机的农业机械。如图1所示，排气净化系统10包括发动机排气系统。在发动机排气系统中，限定排气通道31a的排气管31与发动机30连接。柴油颗粒过滤器(DPF)32和SCR催化器33自排气管31的上游端部按此顺序设置在排气管31中。喷射为将尿素水供应到排气通道31a的尿素水喷射器50在排气管31中位于DPF32和SCR催化器33之间的位置处。在这种情况下，作为还原剂的尿素水是液态的并且也是尿素水溶液。根据本实施例，尿素水喷射器50被称为喷射器50。喷射器50附接成仅将喷射器50的前端部分设置在排气管31中，以便防止来自具有诸如600摄氏度的高温的排放气体的热量影响。根据本实施例，SCR催化器33等同于NOx净化催化器。DPF32是过滤器，其收集排放气体中的颗粒物质(PM)以去除PM。DPF32支撑铂族氧化催化剂，并除去作为PM，HC和CO的一种组分的可溶性有机成分(SOF)。由DPF32收集的PM可以由发动机30中的主喷射之后的后喷射所引起的燃烧而去除。因此，可以连续使用DPF32。SCR催化器33促进作为排气净化反应的NOx还原反应。例如，SCR催化器33通过促进由方程式(1)、(2)和(3)所表示的反应来净化排放气体中的NOx。4NO+4NH3+O2->4N2+6H2O....(1)6NO2+8NH3->7N2+12H2O....(2)NO+NO2+2NH3->2N2+3H2O......(3)位于SCR催化器33上游位置处的喷射器50喷射为供应尿素水以生成作为NOx在上述反应中的还原剂的氨(NH3)。作为氨去除装置的氧化催化器可以在排气管31中位于SCR催化器33下游的位置处。在这种情况下，氧化催化器去除即是从SCR催化器33所排放的氨的过量氨。接下来，将描述排气净化系统10中的还原剂喷射系统20的构造。还原剂喷射系统20通过喷射器50的喷射来喷射尿素水。根据本实施例，当尿素水从排气净化系统10的尿素水箱40供应到喷射器50时，靠近尿素水箱40的区域被称为上游区域，并且靠近喷射器50的区域被称为下游区域。此外，尿素水箱40被称为箱40。如图1所示，箱40由具有供应盖的密封容器构成。箱40存储具有预定的正常浓度的尿素水。根据本实施例，作为尿素水的浓度的尿素水浓度为32.5％，该32.5％的浓度是凝固点最低处的浓度。当尿素水为32.5％时，尿素水在-11摄氏度下凝固。箱40和喷射器50通过供应管42彼此连接。供应管42包括与箱40的底部表面连接的上游端部部分。储存在箱40中的尿素水流入供应管42中。根据本实施例，供应管42等同于还原剂通道。称为泵44的尿素水泵44位于供应管42中。泵44是由从泵控制单元70所供应的电流驱动旋转的电动泵。泵44通过供应管42将尿素水加压并泵送到喷射器50。泵44包括齿轮45。泵44本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷射控制器，其应用于排气净化系统，所述排气净化系统包括喷射器(50)以及泵(44)，所述喷射器位于内燃发动机(30)的排气通道(31a)中并喷射以将处于液态的还原剂供应到净化排放气体中的NOx的NOx净化催化器，所述泵将所述还原剂加压并通过还原剂通道(42)将所述还原剂泵送到所述喷射器，所述喷射控制器包括：获取单元(S28)，其配置为获取响应于所述喷射器的喷射引起的所述泵的旋转速度的变化量或者获取作为与所述变化量相关的值的相关值作为旋转变化参数(ΔN)；以及确定单元(S30)，其配置为基于所述旋转变化参数来确定在所述还原剂通道中是否存在空气混合。

【技术特征摘要】
2018.01.09 JP 2018-0012981.一种喷射控制器，其应用于排气净化系统，所述排气净化系统包括喷射器(50)以及泵(44)，所述喷射器位于内燃发动机(30)的排气通道(31a)中并喷射以将处于液态的还原剂供应到净化排放气体中的NOx的NOx净化催化器，所述泵将所述还原剂加压并通过还原剂通道(42)将所述还原剂泵送到所述喷射器，所述喷射控制器包括：获取单元(S28)，其配置为获取响应于所述喷射器的喷射引起的所述泵的旋转速度的变化量或者获取作为与所述变化量相关的值的相关值作为旋转变化参数(ΔN)；以及确定单元(S30)，其配置为基于所述旋转变化参数来确定在所述还原剂通道中是否存在空气混合。2.根据权利要求1所述的注射控制器，还包括：设定单元(S24，S66)，其配置为根据所述喷射器每单位时间的喷射量(Dm)来设定用于确定所述空气混合的阈值(Ru，Rd)，其中所述确定单元基于由所述获取单元所获取的所述旋转变化参数和由所述设定单元所设定的所述阈值之间的比较结果来确定在所述还原剂通道中是否存在所述空气混合。3.根据权利要求2所述的喷射控制器，其中，所述排气净化系统还包括储存所述还原剂的箱(40)、与所述还原剂通道连接并与所述箱连通的空气释放通道(54)以及附接到所述空气释放通道并打开和关闭所述空气释放通道的空气释放阀(60)，所述喷射控制器还包括：控制单元(S42)，其配置为可变...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹本英嗣，大岛智巳，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP