CN101809258A - 使用电阻性加热元件加热scr系统的方法 - Google Patents

使用电阻性加热元件加热scr系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101809258A
CN101809258A CN200880109717A CN200880109717A CN101809258A CN 101809258 A CN101809258 A CN 101809258A CN 200880109717 A CN200880109717 A CN 200880109717A CN 200880109717 A CN200880109717 A CN 200880109717A CN 101809258 A CN101809258 A CN 101809258A
Authority
CN
China
Prior art keywords
urea
parts
activated
resistor
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880109717A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101809258B (zh
Inventor
弗雷德里克·珀卡特
尼古拉斯·迪雷
让-克洛德·哈布穆雷姆伊
弗朗索瓦·杜尼尔
斯特凡娜·莱昂纳德
克洛德·梅西雅斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nergy Automotive Systems Research SA
Original Assignee
Inergy Automotive Systems Research SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inergy Automotive Systems Research SA filed Critical Inergy Automotive Systems Research SA
Publication of CN101809258A publication Critical patent/CN101809258A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101809258B publication Critical patent/CN101809258B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K13/00—Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units
    • B60K13/04—Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units concerning exhaust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03328—Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling
    • B60K2015/03427—Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling for heating fuel, e.g. to avoiding freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1486—Means to prevent the substance from freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1493—Purging the reducing agent out of the conduits or nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1811—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1814—Tank level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

使用至少两个电阻性加热元件(R1，R2)来加热一个尿素SCR系统的方法，这些元件中的一个(R1)是旨在用于加热始终与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(或其一个或一个或多个部分)而另一个(R2)是旨在用于加热有时不与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(或其一个或一个或多个部分)，并且根据该方法，当在冻结状态下启动该系统时，电阻性元件R1被启用而电阻性元件R2仅当它的部件实际上与实质性量的尿素相接触时才被启用。

Description

使用电阻性加热元件加热SCR系统的方法
本申请涉及使用电阻性加热元件来加热一个SCR系统的一种方法并且还涉及适合于应用这种方法的一个SCR系统。
除其他事项外对于车辆以及重型货车的排放物的法律规定了减少释放到大气中的氮氧化物NOx。实现这个目的的一种已知的方法是使用SCR(选择性的催化还原)方法，该方法通过在该排气管线中喷射一种还原剂(总体上是氨)能够使氮氧化物减少。这种氨可以从氨的前体溶液的热解分解中得到，该前体溶液的浓度可以是低共熔的浓度。这样一种氨的前体总体上是一种尿素溶液。
通过SCR方法，发动机在以最佳效率的燃烧过程中所产生的高水平的NOx在离开发动机时在一种催化剂中得到了处理。这种处理要求使用处于精确浓度以及极端性能的还原剂。因此，该溶液被精确地计量并且被喷射到排气气流中，其中该溶液在将该氮氧化物(NOx)转化为氮气(N2)以及水(H2O)之前被水解。
为了做到这一点，必须为这些车辆装备有包含一种添加剂(通常是尿素)溶液的一个储箱并且还有用于对所希望量值的添加剂进行计量并且将其注入该排气管线的一种装置。
鉴于一般为该目的使用的水性尿素溶液(低共熔的32.5wt％尿素溶液)在-11℃时冻结，必需提供一种加热装置来溶解该溶液，以便在冻结状态进行启动的情况下能够将该溶液喷射到排气管线中。
现有技术已经提供了用于此目的的几种系统。通常，这些系统包括多个加热装置，它们涉及专用加热元件或者发动机冷却回路的一个旁路(例如，见本申请人名下的申请WO 2006/064001)。
就使用专用加热元件而言，人们已知将电阻性加热元件置于含尿素溶液的储箱内部并且任选地置于这些尿素(若适用的话，送料管线和返回管线)管线的上方，泵、过滤器等等以及该系统的其他有源部件的上方。
因此，例如申请DE 10 2004 061 259描述了一个系统，该系统将多个分离的电阻性元件用于储箱、泵、计量模块以及尿素送料管线和返回管线。这个系统使用了存在于储箱、泵以及计量模块中的多个温度探头，并且当这些探头之一指示了低于给定阈值(通常是该溶液的冻结温度)的一个温度时，所有这些电阻器都被启用从而使整个系统解冻。这样一种策略具有几个缺点.
首先，当在寒冷(冻结)天气启动车辆时，所有的电气装置(用于玻璃窗除冰、客厢取暖、等等)一般是同时启动，这引起电消耗的一个峰值，然后其上加入了加热该SCR系统的电消耗。
随后，应该指出，一个SCR系统的某些部分有时可能含有尿素溶液而有时不含有(例如，在管线被清空的情况下储箱的上部以及这些管线)。因此，事实上当它们不含有液体时加热这些部件不必要地消耗电力并且还可以导致这些区域中的电阻性元件过早退化。
本发明旨在解决这些问题并且基于以下想法，即：将这些电阻性元件解除连接一般能够当在冻结状态下启动一个SCR系统时仅启用那些旨在实际上与实质性量的尿素相接触的加热部件(或多个部件的多个部分)并且能够有可能在稍后的时间启用其他电阻性元件。
因此，本申请涉及使用至少两个电阻性加热元件(R1，R2)来加热一个尿素SCR系统的一种方法，其中的一个(R1)被旨在用于加热始终与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的多个部分)，而另一个(R2)被旨在用于加热有时不与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的多个部分)，并且根据该方法，当在冻结状态下启动该系统时，电阻性元件R1被启用但电阻性元件R2仅在其部件实际上与一个实质性量的尿素相接触的情况下才被启用。
表述“SCR系统”应该理解为是指用于对来自(优选是车辆的)内燃发动机的排气中的NOx进行催化还原的一个系统，该系统使用尿素作为液态氨的前体。
术语“尿素”被理解为是指任何(总体上水性的)包含尿素的溶液。本发明对于低共熔的水/尿素溶液给出了良好的结果，对于这些溶液存在一种质量的标准：例如，根据标准DIN 70070，在
Figure GPA00001077150400031
溶液(商业尿素溶液)的情况下，尿素含量在31.8％与33.2％(按重量计)(即32.5+/-0.7wt％)之间，因此，可供使用的氨的量值在18.0％与18.8％之间。本发明还可以应用于在商品名Denoxium下销售的尿素/氨的甲酸盐的多种混合物(同样为水性溶液)，并且这些组合物(Denoxium-30)之一包含了与
Figure GPA00001077150400032
溶液中的氨的量值相当的氨。后者具有的优点是只从-30℃才开始(而不是-11℃)冻结，但具有的缺点是与可能的甲酸释放有关的腐蚀问题。本发明在低共熔的水/尿素溶液的背景中是特别有利的。
如前面提及的，SCR系统总体上包括用于储存尿素溶液的至少一个储箱并且还包括用于将该尿素溶液送入排气中的一个系统，并且该系统总体上包括多个有源部件，如：泵、过滤器、一个或多个阀门、多个管道(送料和/或返回管道)。根据本发明的方法适用于这样一种系统的任何部件、这样一个部件的任何部分、以及这类部件的任何组合(或者甚至适用于一个完整的SCR系统)。
根据本发明的方法使用至少两个分离的电阻性元件，这些电阻性元件能够被独立地启用(加热)。它们优选地被并联地连接到同一个电流源(这并不排除该加热系统还包括串联连接的一个或多个其他电阻性元件的可能性)上。这个源可以是车辆的电池，该电池提供约13.5伏的标称电压(通常具有9伏的最小值以及16伏的最大值)。将这些电阻器并联连接的事实还使得必要时更容易诊断它们的失效(见本申请人名下的申请FR 0756740，其内容为此目的被通过引用结合在本申请之中)。
这些电阻性加热元件可以是金属加热丝、柔性加热器(即包括一个或多个电阻条的加热器，该或这些电阻条被附接到一个薄膜上或者被放置在两个薄膜之间(即两个基本上扁平的支架，支架的材料和厚度从而使它们是柔性的))或者具有适合于被插入和/或围绕该SCR系统的这些部件缠绕的形状、大小以及挠性的任何其他类型的电阻性元件。适当时，对于该储箱及其基板(即，整合了该系统的至少一个以及优选是所有这些有源部件(即泵、过滤器、水准仪、等等)的安装板)柔性的加热器是特别适合的。
根据本发明，至少一个电阻性元件被旨在用于有时不与一个实质性量的尿素相接触的一个部件(或一个部件的一部分)。这应理解为是指它的定位使它有时与尿素(液态或固态，即冻结)相接触，或甚至浸没在其中，而有时它主要(或甚至实质上)与存在于该系统中的一种气态相保持接触。
仍根据本发明，在冻结状态下启动该SCR系统时这种元件仅当其部件实际上与一个实质性量的液态或固态尿素(并优选地是完全充满或浸没在其中)相接触时才会被启用(被加热)。在本发明的背景中，表述“冻结状态”总体上应理解为是指环境温度低于-5℃。这是因为理论上低共熔的尿素溶液在大约-8℃开始冻结。然而，考虑到它们的老化，它们在约-5℃开始冻结也并非少见。
根据本发明的系统优选使用至少一个温度传感器并且优选使用至少两个传感器：一个位于该储箱内部而一个位于一条或多条管线之中。
因此，如果在该系统启动的过程中这个或这些传感器检测到低于或等于该阈值(T阈值，优选等于-5℃：见上文)的一个温度，则会应用根据本发明的这种方法。
为了做到这一点，根据本发明的系统总体上使用一个电子控制单元(ECU)，该电子控制单元作用于多个继电器上，这些继电器使之有可能确切地根据从这个或这些传感器中接收的信息来启用/解除启用(即施加电流或不施加)每个电阻器。
在本发明的一个第一变体中，该SCR系统包括配备有至少两个电阻性元件(R1，R2)的一个储箱，其中的一个(R2)位于该储箱的上部，并且其中这个元件(R2)在它未被浸没时不会被启用。
在这个变体中，因此该ECU利用关于该储箱内的尿素的水位的信息以便从中推导出是否必须将上部电阻器解除启用。这个信息可以从存在于该储箱内的一个水准仪中得出。可替代地，它还可从基于该尿素的消耗、基于加热过程中观察到的温度梯度、基于称重、等等的一种计算中得出。
在这个变体中，这些电阻性元件可以是在物理上分离的多个部件。可替代地并且优选地，它们可以是被附接到同一个支架上的至少两个电阻条，但它们是独立的(即能够被单独启用)，并且优选地或者被并联连接到同一个电源上或者被连接到多个分离的电源上，该第一个变体是特别优选的。
应该指出，在这个变体中可以存在不止两个分离的电阻器，以改进该原理。在一个储箱的该水准仪是具有多个(n个)水平(并且例如它使用n个“簧片”泡)的离散水准仪的情况下，该SCR系统优选地还包括n(或者n的一部分)个电阻性加热元件，它们中的每一个对应于该水准仪的一个水平并且它可根据由该水准仪读取的值而被ECU启用/解除启用。
在这个变体中，未被浸没的这个或这些电阻器优选从不被启用(即当车辆正被驱动时，一旦该SCR系统已被启动则它们不被启用)。
在本发明的第二变体(它可与该第一变体结合使用)中，该SCR系统包括配备有一个加热电阻器(R1)的一个尿素储箱、以及配备有另一个加热电阻器(R2)的一个尿素送料管线，并且还包括使之有可能在该系统每次被停止时清空该送料管线的一种装置；并且其中当在冻结状态下启动该系统时，电阻器R1被启用而电阻器R2不被启用，后者仅在一个给定的时间段之后才会被启用(通电)。这个时间段是从基于最坏的情况(这就是说其中这些管线未被清空而是充满冻结的尿素)的不同环境温度下的多项测试中经验性地计算出的。这总体上具有几分钟的数量级(例如接近10分钟)。
在根据本发明的方法中，在启动时这些电阻性元件总体上在这个系统的泵被投入运行前的一个最短时间上被启用。这个最短时间是溶解一定量的尿素并将其输送到该泵并且使该泵能够启动所需的时间。这个最短时间可通过实验确定并且泵可在这个时间段后自动启动。然而，优选地，理论上的最短时间可通过实验和/或通过计算来确定，但该泵只能在验证出口压力的稳定性(若需要可反复验证)之后才确定地被启动。换言之：该最短时间是为在该泵出口处获得一个稳定的压力所要求的，为此目的，这些电阻性元件的加热有可能是间歇的。这样一种启动泵的方法在本申请人名下的申请FR 0755875中予以描述，为此目的其内容通过引用被结合到本申请中。
当该SCR系统还包括一个尿素返回管线(即当存在过度计量的溶液以致未被该喷射系统消耗的一个量被返回该储箱)时，这个管线通常还配备有与电阻器R1分离的一个电阻器，该电阻器可能或可能不被整合到电阻器R2中(即一个单个的电阻器可能或可能不加热这两个管线)。
在根据本发明的方法中，该SCR系统的加热优选地还可在冻结的情况下在该系统(当车辆被正在驾驶时)运行的过程中进行调节。优选地，这种调节是通过使用根据这些温度传感器的读数进行控制的多个简单的开关来进行的。商用的传感器具有约一摄氏度的精确度。因此，有利的是在一个较宽的范围上(例如至少2℃)来进行调整以避免这些继电器(MOSFET继电器)不合时宜地启用并且因此限制其损耗。具体地，有利的是使该储箱和该管线各自配备有一个温度传感器(T1，T2)；在该系统正常运行过程中使用由这些温度传感器控制的多个开关来调节该SCR系统的加热；并且当由相应的传感器(T1，T2)读取的温度降至低于一个阈值(T阈值，它优选等于-5℃)时，使这些开关来启用这些电阻器(R1，R2)，并且对应地当由T1读取的温度达到/超过T阈值+3℃时解除启用R1以及当由T2读取的温度达到/超过T阈值+2℃时解除启用R2。本申请人已注意到，进一步加热该溶液是无意义的并且相反，事实上超过这个温度的加热使这些加热器退化(由于一个更高的腐蚀速度)。
对于该管线传感器(它测量T2)，这可以是提供外界温度信息的一个环境温度传感器。因此，如果可通过车辆通讯网络(CAN或受控的局域网)可获得该信息，则有可能免除这个传感器。
应该指出，这个变体在本发明的背景之外也是有益的，因为对于包括至少一个电阻器、一个温度传感器的任何加热系统以及使用由该温度传感器读取的数值来控制该电阻器的一个系统均可观察到其优点。
在另一个变体中(在本发明的情况之外对于任何能够冻结和降解的液体也是有益的)，为了避免温度局部过高(如果该加热速度过高并且当热量没有时间来传播/消散时它可能发生)，在根据本发明的方法中它可能有利的是根据由这个或这些传感器读取的温度变化来改变加热速度。为了做到这一点，可以借助于一个专门的控制器，例如PID型的控制器。
本发明还涉及一种SCR系统，该系统包括至少两个电阻性加热元件(R1，R2)，其中的一个(R1)是旨在用于加热始终与一个实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的一个或多个部分)而另一个(R2)是旨在用于加热有时不与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的一个或多个部分)，并且还包括一个控制装置，该控制装置使之有可能当在冻结状态下启动该系统时启用电阻性元件R1，而仅当电阻性元件R2的部件实际上与实质性量的尿素相接触时才将其启动。
优选地，这个系统包括被并联地连接到一个电流源上的多个电阻性加热元件，并且最特别优选地它还包括一个电流传感器，该电流传感器与该电流源以及所有这些电阻器(它们被并联连接)串联放置，以及用于检测该系统的故障的一个单元，该单元使之有可能解释由该传感器发出的一个信号。
这个检测单元(或诊断单元)可以是专门用于这个目的的一个专用ECU。可替代地并且优选地，它与控制加热的以及传感器对其发送它的信号(通常是电压)的单元是同一个ECU。
以上在该方法的背景中所说明的这些有利的变体还可以应用于根据本发明的系统。

Claims (12)

1.使用至少两个电阻性加热元件(R1，R2)来加热一个尿素SCR系统的方法，这些元件中的一个(R1)是旨在用于加热始终与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的一个或多个部分)而另一个(R2)是旨在用于加热有时不与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的一个或多个部分)，并且根据该方法，当在冻结状态下启动该系统时，该电阻性元件R1被启用但该电阻性元件R2仅当它的部件实际上与一个实质性量的尿素相接触时才被启用。
2.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于这些电阻性元件被并联地连接到同一个电流源上。
3.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，它使用了至少一个温度传感器，并且在于当这个传感器检测到低于或等于一个阈值(T阈值)的一个温度时，一个电子控制单元(ECU)作用于多个继电器上，这些继电器使之有可能确切地启用/解除启用这些电阻器中的每一个。
4.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，该SCR系统包括一个储箱，该储箱配备有至少两个分离的电阻性元件(R1，R2)，其中的一个(R2)位于该储箱的上部，并且其中这个元件(R2)在它未被浸没时不会被启用。
5.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，它使用了一个ECU，该ECU从一个离散水准仪中接收有关该储箱内的尿素的水位的信息，该水准仪具有多个(n个)水平以便由此启用/解除启用该储箱内的n个电阻器，它们中的每一个都对应于该水准仪的一个水平。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中这个或这些未被浸没的电阻器从不被启用。
7.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，该SCR系统包括配备有一个加热电阻器(R1)的一个尿素储箱以及配备有另一个加热电阻器(R2)的一个尿素送料管线，并且还包括一个装置，该装置使之有可能在该系统每次被停止时清空该送料管线；并且其特征在于，当在冻结状态下启动该系统时，该电阻器R1被启用但该电阻器R2不被启用，后者仅在一个给定的时间段之后才会被启用(通电)。
8.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，该SCR系统包括一个泵并且其特征在于在启动时这些电阻性元件在这个泵被投入运行之前的一个最短时间被启用，这个最短时间是在该泵的出口达到一个稳定的压力所要求的。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该储箱以及该管线各自配备有一个温度传感器(T1，T2)；并且其特征在于在该系统的正常运行过程中使用由这些温度传感器控制的多个开关来调节该SCR系统的加热；并且其特征在于当由该相应的传感器(T1，T2)读取的温度降至一个阈值(T阈值)以下时这些开关启用这些电阻器(R1，R2)，并且对应地当由T1读取的温度达到/超过T阈值+3℃时解除启用R1以及当由T2读取的温度达到/超过T阈值+2℃时解除启用R2。
10.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于R1和/或R2的加热速度随着由T1和/或T2读取的温度的变化而改变。
11.适合用于根据以上权利要求中任意一项所述方法的SCR系统，并且包括至少两个电阻性加热元件(R1，R2)，其中的一个(R1)是旨在用于加热始终与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的一个或多个部分)而另一个(R2)是旨在用于加热有时不与实质性量的尿素相接触的一个或多个部件(的一个或多个部分)，并且还包括一个控制装置，该控制装置使之有可能当在冻结状态下启动该系统时启用该电阻性元件R1，但仅当该电阻性元件R2的部件实际上与一个实质性量的尿素相接触时才将其启用。
12.根据前一权利要求所述的系统，其特征在于，它包括多个电阻性加热元件，这些电阻性加热元件被并联地连接到一个电流源上；一个电流传感器，该电流传感器被置于同该电流源以及所有这些并联连接的电阻器串联；以及一个用于检测该系统的故障的单元，该单元使之有可能解释由该传感器发出的一个信号。
CN2008801097172A 2007-09-14 2008-09-12 使用电阻性加热元件加热scr系统的方法 Active CN101809258B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0757591 2007-09-14
FR0757591A FR2921104B1 (fr) 2007-09-14 2007-09-14 Methode pour le chauffage d'un systeme scr a l'aide d'elements chauffants resistifs
PCT/EP2008/062183 WO2009034175A1 (en) 2007-09-14 2008-09-12 Method for heating an scr system using resistive heating elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101809258A true CN101809258A (zh) 2010-08-18
CN101809258B CN101809258B (zh) 2013-12-18

Family

ID=39339636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801097172A Active CN101809258B (zh) 2007-09-14 2008-09-12 使用电阻性加热元件加热scr系统的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8448426B2 (zh)
EP (1) EP2191112B1 (zh)
KR (1) KR101513323B1 (zh)
CN (1) CN101809258B (zh)
AT (1) ATE519930T1 (zh)
FR (1) FR2921104B1 (zh)
WO (1) WO2009034175A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147335A (zh) * 2010-12-31 2011-08-10 潍柴动力股份有限公司 用于测试scr系统的解冻能力的方法和系统
CN103635666A (zh) * 2011-07-07 2014-03-12 贝卡尔特公司 具有加热元件的选择性催化还原罐
CN106460615A (zh) * 2014-06-04 2017-02-22 大陆汽车有限责任公司 用于对至少一个ptc‑加热元件进行功能测试的方法
CN113586208A (zh) * 2021-08-10 2021-11-02 潍柴动力股份有限公司 一种后处理加热控制方法、装置、后处理加热系统及介质

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2905161B1 (fr) 2006-08-25 2012-04-20 Inergy Automotive Systems Res Raccord avec element chauffant integre.
FR2919456B1 (fr) * 2007-07-26 2009-11-27 Inergy Automotive Systems Res Methode pour le chauffage d'au moins un composant d'un systeme scr a l'aide d'elements chauffants resistifs.
CN102906387B (zh) * 2009-12-24 2016-01-20 英瑞杰汽车系统研究公司 配备自调节加热元件的储液池和罐
DE102010004612A1 (de) * 2010-01-13 2011-07-14 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Vorrichtung mit einem Tank und einer Fördereinheit für Reduktionsmittel
FR2970505B1 (fr) * 2011-01-17 2013-02-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Un procede de controle d'une ligne d'echappement et vehicule adapte pour la mise en oeuvre de ce procede
DE102011012441A1 (de) * 2011-02-25 2012-08-30 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zum Heizen eines Fördersystems
EP2530270A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-05 Inergy Automotive Systems Research (Société Anonyme) Method for heating an SCR system using two resistive heating elements
FR2992726B1 (fr) * 2012-06-29 2015-05-29 Inergy Automotive Systems Res Procede de diagnostic d'un systeme de stockage d'un gaz stocke par sorption sur un compose.
FR2994212B1 (fr) * 2012-07-31 2014-08-01 Inergy Automotive Systems Res Dispositif de chauffage d'au moins un composant d'un systeme scr a commande de chauffe integree.
EP2910748B1 (en) * 2012-08-13 2018-01-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Additive agent supply device for internal combustion engines
JP2014202094A (ja) * 2013-04-02 2014-10-27 株式会社デンソー 尿素水添加装置の制御装置
US10245534B2 (en) 2015-05-28 2019-04-02 Shaw Development, Llc Filter inline heater
DE102015013877B3 (de) 2015-10-28 2016-12-22 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Fluidbehälteranordnung sowie entsprechende Fluidbehälteranordnung
EP3575565B1 (en) * 2016-12-13 2021-10-20 Bosch Corporation Heater control device and heater control method
CN108729990A (zh) * 2017-04-20 2018-11-02 北华航天工业学院 一种防尿素结晶的柴油机后处理加热混合装置
US20190032534A1 (en) * 2017-07-25 2019-01-31 GM Global Technology Operations LLC Exhaust fluid tank provided with an exhaust system

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2843759A (en) * 1955-10-03 1958-07-15 Pioneer Electric Brandon Ltd Automatic electric switching system
DE4035673A1 (de) * 1990-11-09 1992-05-14 Audi Ag Ausfallerkennung fuer mindestens zwei elektrische verbraucher
JP3172729B2 (ja) 1992-10-28 2001-06-04 防衛庁技術研究本部長 Ｃｏ２ 除去装置への蒸気供給方法
DE4432576A1 (de) * 1994-09-13 1996-03-14 Siemens Ag Einrichtung zur Einbringung einer Flüssigkeit in ein Strömungsmedium
EP0839264B1 (de) * 1994-09-13 1999-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und einrichtung zum einbringen von flüssigkeit in eine abgasreinigungsvorrichtung
US6311868B1 (en) * 1998-04-06 2001-11-06 New Sensations, L.L.C. Dispenser which incrementally heats fluids with substantial non-volatile constituent parts
DE19818448A1 (de) * 1998-04-24 1999-10-28 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Reduzierung von Stickoxiden im Abgas einer Verbrennungsanlage
JP3580163B2 (ja) 1998-06-04 2004-10-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10139142A1 (de) * 2001-08-09 2003-02-20 Bosch Gmbh Robert Abgasbehandlungseinheit und Messvorrichtung zur Ermittlung einer Konzentration einer Harnstoff-Wasser-Lösung
JP4137831B2 (ja) 2004-03-29 2008-08-20 日産ディーゼル工業株式会社 エンジンの排気浄化装置
WO2005073527A1 (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. 内燃機関の排気浄化装置
FR2879238B1 (fr) 2004-12-14 2010-02-19 Inergy Automotive Systems Res Procede et systeme de stockage et d'injection d'un additif dans des gaz d'echappement d'un moteur
DE102004061259B4 (de) * 2004-12-20 2016-12-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Auftauerkennung in einer Reagenzmitteldosiereinrichtung eines SCR-Katalysators insbesondere einer Brennkraftmaschine
DE102005037201A1 (de) 2005-08-06 2007-02-22 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg Heizsystem
JP2008267682A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Denso Corp 流体加熱装置ならびにそれを備えた排気後処理装置
FR2917791B1 (fr) 2007-06-20 2009-08-21 Inergy Automotive Systems Res Procede pour le demarrage d'une pompe.
FR2919456B1 (fr) 2007-07-26 2009-11-27 Inergy Automotive Systems Res Methode pour le chauffage d'au moins un composant d'un systeme scr a l'aide d'elements chauffants resistifs.
US8096112B2 (en) * 2007-09-28 2012-01-17 Caterpillar Inc. Exhaust after-treatment system having a secondary tank
JP5139765B2 (ja) * 2007-10-12 2013-02-06 ボッシュ株式会社 還元剤供給システムの制御装置及び制御方法
DE102008002612A1 (de) * 2008-06-24 2009-12-31 Robert Bosch Gmbh Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine
US20100078426A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-01 Bob Xiaobin Li Apparatus and method for maintaining a urea solution in a liquid state for treatment of diesel exhaust
US8978450B2 (en) * 2010-07-22 2015-03-17 Watlow Electric Manufacturing Company Combination fluid sensor system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147335A (zh) * 2010-12-31 2011-08-10 潍柴动力股份有限公司 用于测试scr系统的解冻能力的方法和系统
CN102147335B (zh) * 2010-12-31 2013-08-14 潍柴动力股份有限公司 用于测试scr系统的解冻能力的方法和系统
CN103635666A (zh) * 2011-07-07 2014-03-12 贝卡尔特公司 具有加热元件的选择性催化还原罐
CN106460615A (zh) * 2014-06-04 2017-02-22 大陆汽车有限责任公司 用于对至少一个ptc‑加热元件进行功能测试的方法
CN106460615B (zh) * 2014-06-04 2019-06-04 大陆汽车有限责任公司 用于对至少一个ptc-加热元件进行功能测试的方法
US10590821B2 (en) 2014-06-04 2020-03-17 Continental Automotive Gmbh Method for checking the function of at least one PTC heating element
CN113586208A (zh) * 2021-08-10 2021-11-02 潍柴动力股份有限公司 一种后处理加热控制方法、装置、后处理加热系统及介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20100186374A1 (en) 2010-07-29
FR2921104B1 (fr) 2009-11-13
US8448426B2 (en) 2013-05-28
FR2921104A1 (fr) 2009-03-20
EP2191112A1 (en) 2010-06-02
WO2009034175A1 (en) 2009-03-19
ATE519930T1 (de) 2011-08-15
KR101513323B1 (ko) 2015-04-21
KR20100080522A (ko) 2010-07-08
EP2191112B1 (en) 2011-08-10
CN101809258B (zh) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101809258B (zh) 使用电阻性加热元件加热scr系统的方法
EP2262986B1 (en) Method for heating a scr system
CN101755481B (zh) 使用电阻性加热元件加热scr系统中至少一个部件的方法
US9032712B2 (en) Method for heating a delivery system and motor vehicle having a delivery system
EP2596342B1 (en) Combination fluid sensor system
EP1925804B1 (en) Exhaust gas purifier for engine
CA2903302C (en) Exhaust gas control system of internal combustion engine
CN101939516B (zh) 使用泵输送液体的方法
US9920677B2 (en) Method for producing a delivery module for installation into a tank
KR20160058932A (ko) Scr 배기 가스 후-처리 시스템에서 온도 센서를 체크하는 방법
CN107109982B (zh) 尿素水喷射系统以及尿素水喷射装置的防止结晶化方法
US20140166636A1 (en) Method for heating an scr system using two resistive heating elements
CN102852602A (zh) 一种车辆用scr系统
US10094369B2 (en) Process for transferring a liquid using a pump
GB2533099A (en) Method for providing heating to a diesel exhaust fluid (DEF) tank and diesel exhaust fluid (DEF) tank
EP2715081B1 (en) Additive delivery system and method for controlling said system
CN113227548B (zh) 操作发动机系统中的尿素计量系统的方法和包括尿素计量系统的发动机系统
WO2009109293A1 (en) Device for accommodating liquid and use of such a device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Brussels

Patentee after: NERGY AUTOMOTIVE SYSTEMS RESEARCH (SOCIeTe ANONYME)

Address before: Brussels

Patentee before: INERGY AUTOMOTIVE SYSTEMS RESEARCH (Societe Anonyme)