CN101054916A - 柴油车排气后处理系统药剂自动辨识感应装置 - Google Patents

Abstract

一种柴油车排气后处理系统药剂自动辨识感应装置，包括药剂储存筒、设于药剂储存筒周壁上的药剂感知器、与药剂感知器电连接的注入控制单元、与注入控制单元电连接的仪表警示灯，所述药剂感知器包括液位传感器以及电阻计，当注入的药剂水溶液的电阻质为电阻计的默认值，且液面高度到达液位传感器的预设位置时，即可将讯号传输至注入控制单元，使仪表警示灯熄灭，并且以注入控制单元适时激活致动器，将药剂水溶液喷射于排气管内，与氮氧化合物还原反应；倘若所侦测的电阻质不正确时，即可将讯号传输至注入控制单元，进而控制仪表警示灯发亮警告，直到驾驶人添加正确的药剂水溶液为止，藉此确保驾驶人添加正确的药剂。

Description

柴油车排气后处理系统药剂自动辨识感应装置

技术领域

本发明涉及柴油引擎的废气处理装置的技术领域。

背景技术

以柴油作为燃料的柴油车虽然具有效能高、省油、以及柴油价格低于高级汽油等优点，却因为柴油引擎所排放出来的废气有严重污染空气之虞，以至于无法广泛运用，故若能解决柴油引擎排放废气的问题，即可善加运用柴油引擎的优势。

柴油引擎易因燃烧不完全而排放固态的微细碳粒子(PM)；以及气态的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)以及有毒性的氮氧化合物(NO_X)。目前是以滤烟器过滤黑烟；以触媒转化器处理废气当中的碳氢化合物以及一氧化碳，将碳氢化合物以及一氧化碳氧化成水蒸气与二氧化碳，排放于大气中；至于有毒性的氮氧化合物的处理方式亦积极开发中，目前有两种系统，一种为德国BOSCH所开发的选择性氧化还原(Selective Catalytic Reduction，以下简称SCR)系统，另一种为氮氧化合物吸附器(NOx Adsorber)两大方案。前者能利用尿素与废气经过繁复的化学反应，将氮氧化合物还原为氮气(N₂)与水蒸气(H₂O)排放于空气当中，效率可高达80％以上；后者则是以废气中的碳氢化合物(HC)作为催化剂将NOx还原为氮气(N₂)与二氧化碳(CO₂)，不过该系统仍处于研究阶段。

其中关于SCR系统应用于轻型柴油车的示意图请参阅图3所示，设有供给装置41、药剂储存筒42、以及注入控制单元43，其中供给装置41底部设有过滤装置410，过滤装置410以尿素水输出管411连接于柴油引擎的废气管40，尿素水输出管411与废气管40之间设有喷嘴，而注入控制单元43透过致动器430控制喷嘴进行喷射动作。

药剂储存筒42内部设有液位传感器420以及温度传感器421，避免尿素水温度过低结冻，该液位传感器420与仪表板上的警示灯以及注入控制单元43电连接，当药剂储存筒42内所容置的尿素水(NH₃)液面低于默认值时，警示灯即会发亮警示，注入控制单元43也不再激活致动器430，使喷嘴无法将尿素水喷出，且药剂储存筒42底部透过输出管422连接于供给装置41内部，再连通于尿素水输出管411，药剂储存筒42顶部另以输入管423连接于供给装置41。

所述注入控制单元43可以侦测引擎的扭力、转速等参考因素，也可以侦测引擎的废气排放口，以上述任一条件作为控制致动器430的激活条件，亦即，当注入控制单元43侦测到引擎的扭力或者转速等参考因素达到预定值时，即激活致动器430，使尿素水经由喷嘴喷入废气管40内部，与引擎所排出的氮氧化合物产生还原反应；或者，当注入控制单元43侦测到废气管40内部的废气达到一定值时，即激活致动器430，以喷入尿素水。

当药剂储存筒42的液位传感器420侦测到筒内的尿素水储量不足时，仪表板上的警示灯即会发亮，以通知驾驶人补充注入尿素水，待补充尿素水以后，警示灯即会熄灭。

然而，虽然SCR系统具有缜密的侦测、警示设计，但是，纵使警示灯发亮通知驾驶人应补充尿素水，若驾驶人不添加正确比例的尿素水溶液，汽车仍可继续行驶。为此，欧盟在2005年11月明文立法有关后处理系统添加药剂的相关规范，例如，车辆在尿素水储量不足或注入动作未发生时，能实时通知车主，若车主忽略这些警示，则引擎性能应被限制，直到尿素水重新加满至后处理系统有效运作为此。

换言之，药剂的正确添加，对于未来此类车辆将是非常重要，然而，目前药剂储存筒以液面高度作为侦测条件，亦即，不论在药剂储存筒内注入何种液体，只要液面高度到达液位传感器的预设位置即可，故，倘若车主添加不正确的药剂，虽然可让车辆误判药剂已完成添加，但相对地将造成后处理系统失去效用，导致车辆大量排放废气，污染环境。

故，如何规范驾驶人注入正确的药剂(例如尿素水)，诚为业者需进一步努力。

发明内容

本发明要解决的主要问题是提供一种可自动辨识药剂储存筒内部的药剂是否正确的自动辨识感应装置。

为了解决上述问题，本发明柴油车排气后处理系统药剂自动辨识感应装置，包括：

药剂储存筒，其内部可注入药剂水溶液，于药剂储存筒的周壁上设有药剂感知器，该药剂感知器进一步包括液位传感器以及电阻计；

注入控制单元，其与药剂感知器电连接，且注入控制单元与致动器电连接；

仪表警示灯，其与注入控制单元电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果效益为：

当注入的药剂水溶液的电阻质为电阻计的默认值，且液面高度到达液位传感器的预设位置时，即可将讯号传输至注入控制单元，以适时地激活致动器，并且使仪表警示灯关闭；倘若所侦测的电阻质不正确时，即可将讯号传输至注入控制单元，进而控制仪表警示灯发亮警告，并且控制不激活致动器，直到驾驶人添加正确的药剂水溶液为止。

而由于本发明可藉由电阻计侦测所添加的药剂水溶液是否正确，可规范驾驶人需要添加正确的水溶液，确保行驶柴油车时，可将有毒性的氮氧化合物还原成水及二氧化碳，避免环境污染，改善现有仅以液面高度作为判断条件的弊端。

附图说明

图1是本发明自动辨识感应装置的示意图；

图2是本发明的药剂储存筒以及药剂感知器的示意图；

图3是现有SCR系统的平面示意图。

【主要组件符号说明】

10：药剂储存筒                11：药剂感知器

110：液位传感器               111：电阻计

20：注入控制单元              21：仪表警示灯

40：废气管                    41：供给装置

410：过滤装置                 411：尿素水输出管

42：尿素水储存筒              420：液位传感器

421：温度传感器               422：输出管

43：注入控制单元              430：致动器

具体实施方式

如图1所示，本发明柴油车排气后处理系统药剂自动辨识感应装置，包括药剂储存筒10、设于药剂储存筒10上的药剂感知器11、与药剂感知器11电连接的注入控制单元20、以及与注入控制单元20电连接的仪表警示灯21，当药剂感知器11侦测到药剂储存筒10内部具有足量且正确的药剂时，讯号会传输予注入控制单元20，仪表警示灯21会熄灭，而注入控制单元20也可以适时地透过侦测而控制激活致动器，使废气管上的喷嘴喷出药剂(其控制方式为现有技术，且非本案重点，容不赘述)；倘若药剂感知器11侦测到药剂水溶液不足时，讯号会传输予注入控制单元20，使仪表警示灯21发亮，通知驾驶人应补充药剂水溶液至药剂储存筒10；倘若补充的药剂水溶液不正确时，药剂感知器11也会感知，将讯号传输至注入控制单元20，使仪表警示灯21发亮，并且控制不进行喷射动作。

请参见图2所示，本发明所设计的药剂感知器11包括液位传感器110以及电阻计111，藉由该液位传感器110检测药剂储存筒10所储存的药剂水溶液高度；而电阻计111则得以侦测药剂水溶液的电阻质，由于不同溶液的电阻质不同，倘若所注入的药剂水溶液不正确时，电阻计111即会感测到异常的电阻质，将讯号传输至注入控制单元20，使仪表板上的警示灯发亮警告，并且控制不进行喷动作。譬如尿素水系为所需的药剂水溶液，而当所添加的物质不正确时，电阻计111即侦测到异常的电阻质而将讯号传出。

由上述可知，本发明可以透过具有电阻计以及液位传感器的药剂感知器，以测侦药剂水溶液的质及量，预防不诚实的驾驶人添加不正确的药剂，致使柴油引擎所排出废气造成环境污染。

Claims (1)

1、一种柴油车排气后处理系统药剂自动辨识感应装置，包括：

药剂储存筒，其内部可注入药剂水溶液，于药剂储存筒的周壁上设有药剂感知器，该药剂感知器进一步包括液位传感器以及电阻计；

注入控制单元，其与药剂感知器电连接，且注入控制单元与致动器电连接；

仪表警示灯，其与注入控制单元电连接。

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