DE102007000538A1

DE102007000538A1 - Abgasreinigungsgerät eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102007000538A1
Application number: DE102007000538A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kariya Okajima; Yoshiaki Kariya Nishijima; Masatoshi Kariya Kuroyanagi; Hiroaki Kariya Nagatomo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2027-10-20
Also published as: JP2008101564A; DE102007000538B4; JP4730278B2

Abstract

Ein DPF (12) und ein SCR Katalysator (13) sind in einer Abgasleitung (11) vorgesehen. Ein Harnstofflösungszugabeventil (15) zum Zugeben und Zuführen von Harnstofflösung in die Abgasleitung (11) ist zwischen dem DPF (12) und dem SCR Katalysator (13) vorgesehen. Die Harnstofflösung mit einer vorgeschriebenen Konzentration ist in einem Harnstofflösungstank (21) gespeichert, und eine Harnstofflösungspumpe (22), die sowohl eine normale Drehung als auch eine entgegengesetzte Drehung ausführen kann, ist in dem Tank (21) vorgesehen. eine Harnstofflösungszufuhrleitung (23) ist mit der Harnstofflösungspumpe (22) verbunden. Eine ECU (30) treibt die Harnstofflösungspumpe (22) in einem Harnstofflösungszurücksaugmodus (Antriebsmodus mit entgegengesetzter Drehung), der sich von einem gewöhnlichen Harnstofflösungspumpmodus (Antriebsmodus mit normaler Drehung) unterscheidet, nach einem Verbrennungsmotorstopp an. Somit wird die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil (15) und in der Harnstofflösungszufuhrleitung (23) verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank (21) rückgeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungsgerät eines Verbrennungsmotors und insbesondere auf ein Abgasreinigungsgerät, das in einem Harnstoff-SCR-System (Harnstoff-Selektivkatalysatorreduktions-System) entsprechend anwendbar ist.
In der Vergangenheit ist ein Harnstoff-SCR-System entwickelt worden und in der Praxis als ein Bauteil eines Abgasreinigungsgeräts zum Reinigen von NOx (Stickstoffoxid) im Abgas mit einer hohen Reinigungsrate in einem Verbrennungsmotor (insbesondere in einem Dieselverbrennungsmotor) angewandt worden, der in einem Fahrzeug oder dergleichen verwendet wird. Eine nachstehende Struktur ist als ein Harnstoff-SCR-System bekannt. Das heißt, in dem Harnstoff-SCR-System ist ein SCR Katalysator in einer Abgasleitung vorgesehen, die mit einem Verbrennungsmotorhauptkörper verbunden ist, und in dem ein Harnstofflösungszugabeventil zum Zugeben von Harnstofflösung (wässriger Harnstofflösung) als ein Reduktionsmittel in die Abgasleitung stromaufwärtig des SCR Katalysators vorgesehen ist. Ein Harnstofflösungstank ist durch eine Harnstofflösungszufuhrleitung mit dem Harnstofflösungszugabeventil verbunden. Zum Beispiel wird die Harnstofflösung von dem Harnstofflösungstank durch die Harnstofflösungszufuhrleitung zu dem Harnstofflösungszugabeventil zugeführt, wenn eine Pumpe, die in dem Harnstofflösungstank vorgesehen ist, angetrieben wird, um die Harnstofflösung abzugeben.
In diesem System wird die Harnstofflösung durch das Harnstofflösungszugabeventil in die Abgasleitung zugegeben und die Harnstofflösung wird zu dem SCR Katalysator mit dem Abgas zugeführt. Somit wird das Abgas durch eine Reduktionsreaktion des NOx in dem SCR Katalysator gereinigt. Wenn das NOx reduziert wird, wird die Harnstofflösung mit Abgaswärme hydrolysiert, um Ammoniak (NH₃) zu erzeugen, das zu dem NOx in dem Abgas zugegeben wird, das selektiv durch den SCR Katalysator adsorbiert wird. Das NOx wird durch die Reduktionsreaktion unter Verwendung von Ammoniak in dem SCR Katalysator reduziert und gereinigt.
In dem Harnstoff-SCR-System friert die Harnstofflösung, die als das Reduktionsmittel verwendet wird, zum Beispiel bei –11°C, wodurch die Verwendung der Harnstofflösung erschwert wird. Als eine Gegenmaßnahme gegen das Frieren der Harnstofflösung ist eine Technologie vorgeschlagen, die eine Kühlmittelzirkulationsleitung zum Führen eines Teils eines Verbrennungsmotorkühlmittels zu dem Harnstofflösungstank und ein Kühlmittelsperrventil in der Mitte der Kühlmittelzirkulationsleitung vorsieht, und die das Kühlmittelsperrventil öffnet, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, um das Kühlmittel durch die Kühlmittelzirkulationsleitung zu zirkulieren (wie zum Beispiel in JP-A-2006-125331 beschrieben ist).
Die Technologie ermöglicht die Verwendung der Harnstofflösung (Reduktion und Reinigung von NOx durch Zugabe von Harnstofflösung) durch Auftauen der Harnstofflösung nach dem Verbrennungsmotorstart. Die Technologie sieht die Maßnahme vor, die nur wirksam ist, nachdem die Harnstofflösung gefroren ist. Jedoch sieht die Technologie keine Maßnahme zum Verhindern des Frierens vor. Daher kann der Nachteil aufgrund des Entstehens des Frierens nicht gelöst werden. Das heißt, wenn die Harnstofflösung friert, vergrößert sich ihr Volumen um ungefähr 7%. Demgemäß ist es möglich, dass ein Bruch in der Harnstofflösungszufuhrleitung und dergleichen aufgrund der Vergrößerung des Volumens auftritt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungsgerät eines Verbrennungsmotors zu schaffen, das ein Frieren eines Reduktionsmittels wie zum Beispiel einer Harnstofflösung verhindern kann, und das ein Brechen von Komponenten eines Reduktionsmittelszufuhrsystems verhindern kann.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung treibt ein Abgasreinigungsgerät eines Verbrennungsmotors eine Pumpe an, um ein Reduktionsmittel (wässrige Harnstofflösung oder dergleichen) in einem Reduktionsmittelbehälter zu einem Reduktionsmitteldurchgang während eines Betriebs des Verbrennungsmotors zu pumpen. Das Reduktionsmittel wird durch ein Reduktionsmittelzugabeventil in einen Abgasdurchgang zugegeben (zugeführt). Somit wird eine spezifische Abgasreinigungsreaktion durch die Zugabe des Reduktionsmittels in einem Katalysator für eine Abgasreinigung (Reduktionskatalysator) unterstützt. Das Abgasreinigungsgerät treibt die Pumpe in einem Reduktionsmittelzurücksaugmodus an, der sich von einem Reduktionsmittelpumpmodus unterscheidet, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Ein Innenraum des Reduktionsmitteldurchgangs ist mit dem Reduktionsmittel während des Betriebs des Verbrennungsmotors gefüllt. Nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist, wird der Innenraum des Reduktionsmitteldurchgangs weiter mit dem Reduktionsmittel gefüllt. In diesem Fall vergrößert sich, wenn das Reduktionsmittel zum Beispiel bei Nacht in einer kalten Region gefriert, das Volumen des Reduktionsmittels und es ist möglich, dass eine Leitung oder dergleichen beschädigt wird, die den Reduktionsmitteldurchgang definiert. Daher treibt das Abgasreinigungsgerät der vorliegenden Erfindung die Pumpe in dem Reduktionsmittelzurücksaugmodus an, der sich von dem Reduktionsmittelpumpmodus unterscheidet, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Somit wird das Reduktionsmittel in dem Reduktionsmitteldurchgang zu dem Reduktionsmittelbehälter zurückgesaugt, und das Reduktionsmittel (restliches Reduktionsmittel) in dem Reduktionsmitteldurchgang wird zu dem Reduktionsmittelbehälter rückgeführt. Als Ergebnis kann das Frieren des Reduktionsmittels, das in dem Reduktionsmitteldurchgang oder dergleichen verbleibt, verhindert werden, und ein Brechen oder dergleichen von Komponenten des Reduktionsmittelzufuhrsystems kann verhindert werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für ein „rückführloses" System hilfreich, in dem keine Rückführleitung zum Rückführen des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmittelzugabeventil oder dergleichen zu dem Reduktionsmittelbehälter vorgesehen ist.
Die Reduktionsmittelpumpe sollte bevorzugt eine Struktur aufweisen, die eine normale Drehung und eine entgegengesetzte Drehung ausführen kann, so dass die Pumpe das Reduktionsmittel pumpt, wenn die Pumpe die normale Drehung ausführt, und die Pumpe das Reduktionsmittel zurücksaugt, wenn die Pumpe die entgegengesetzte Drehung ausführt. Ein Pumpenbereich zum Pumpen des Reduktionsmittels und ein Pumpenbereich zum Zurücksaugen des Reduktionsmittels können derart vorgesehen sein, dass der Reduktionsmittelpumpmodus und der Reduktionsmittelzurücksaugmodus durch selektives Antreiben von einem der Pumpenbereiche umgeschaltet werden können.
Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele sowie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Bauteile können aus einem Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, der angefügten Ansprüche und der Zeichnungen besser ersichtlich sein, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.
1 ist ein schematisches Schaubild, das ein Harnstoff-SCR-System gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die eine Innenstruktur einer Harnstofflösungspumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist ein Schaubild, das einen Modus einer Harnstofflösungsrückführung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ist ein Ablaufschaubild, das einen Vorgang eines Prozesses einer Harnstofflösungszurücksaugsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ist ein schematisches Schaubild, das ein Harnstoff-SCR-System gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist ein Ablaufschaubild, das einen Vorgang eines Prozesses einer Harnstofflösungszurücksaugsteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 ist ein schematisches Schaubild, das einen Modus einer Harnstofflösungsrückführung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
8 ist eine Schnittansicht, die ein Harnstoffzugabeventil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein schematisches Schaubild, das einen Modus einer Harnstofflösungsrückführung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 ist ein schematisches Schaubild, das einen Modus einer Harnstofflösungsrückführung gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist ein schematisches Schaubild, das einen Modus einer Harnstofflösungsrückführung gemäß einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
12 ist ein schematisches Schaubild, das ein Harnstoff-SCR-System gemäß noch einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Nachstehend ist ein Abgasreinigungsgerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Das Abgasreinigungsgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als ein Harnstoff-SCR-System gestaltet und reinigt NOx in einem Abgas unter Verwendung von einem Selektivreduktionskatalysator. Zunächst ist die Struktur des Systems ausführlich mit Bezug auf 1 erläutert. 1 ist ein schematisches Schaubild, das das Harnstoff-SCR-System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Das in 1 gezeigte System reinigt ein Abgas, das durch einen Dieselverbrennungsmotor (nicht gezeigt) ausgestoßen wird, der in einem Fahrzeug montiert ist. Das System hat verschiedene Stellglieder, verschiedene Sensoren, eine ECU 30 (elektronische Steuerungseinheit) und dergleichen zum Reinigen des Abgases.
Ein Verbrennungsmotorabgassystem hat eine Abgasleitung 11, die mit einem Verbrennungsmotorhauptkörper (nicht gezeigt) verbunden ist. Ein DPF 12 (Diesel-Partikelfilter) und ein Selektivreduktionskatalysator 13 (SCR Katalysator) sind in der Abgasleitung 11 vorgesehen. Ein Harnstofflösungszugabeventil 15 zum Zugeben (Zuführen) einer Harnstofflösung (wässrigen Harnstofflösung) als ein Reduktionsmittel in die Abgasleitung 11 ist zwischen dem DPF 12 und dem SCR Katalysator 13 an der Abgasleitung 11 vorgesehen. Ein Abgassensor 16 weist einen NOx-Messbereich (NOx-Sensor) und einen Abgastemperaturmessbereich (Abgastemperatursensor) in sich auf und ist stromabwärtig des SCR Katalysators 13 in der Abgasleitung 11 vorgesehen, um eine NOx-Menge in dem Abgas (schließlich eine NOx-Reinigungsrate eines SCR Katalysators 13) und eine Temperatur des Abgases stromabwärtig des SCR Katalysators 13 zu messen. Ein Ammoniakbeseitigungsgerät (zum Beispiel ein Oxidationskatalysator) zum Beseitigen von überschüssigem Ammoniak (NH₃), ein Ammoniaksensor zum Messen der Menge des Ammoniaks in dem Abgas und dergleichen können in einem weiter stromabwärts angeordneten Abschnitt der Abgasleitung 11 vorgesehen sein, falls es erforderlich ist.
Der DPF 12 ist ein sich kontinuierlich regenerierender Partikelbeseitigungsfilter zum Sammeln von Partikeln in dem Abgas. Der DPF 12 stützt einen Oxidationskatalysator der Platinfamilie (Platingruppe) und beseitigt HC und CO sowie eine lösliche organische Fraktion (SOF) als eine Komponente der Partikel. Die durch den DPF 12 gesammelten Partikel werden verbrannt und beseitigt (als Regenerationsprozess), zum Beispiel durch eine Nacheinspritzung, die nach einer Kraftstoffhaupteinspritzung in den Dieselverbrennungsmotor ausgeführt wird. Somit kann der DPF 12 kontinuierlich verwendet werden.
Der SCR Katalysator 13 unterstützt die Reduktionsreaktion (Abgasreinigungsreaktion) des NOx. Zum Beispiel unterstützt der SCR Katalysator 13 nachstehende Reaktionen, um das NOx in dem Abgas zu reduzieren. 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O (Formel 1) 6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂ + 12H₂O (Formel 2) NO + NO₂ + 2NH₃ → 2N₂ + 3H₂O (Formel 3)
Das Harnstofflösungszugabeventil 15 stromaufwärtig des SCR Katalysators 13 gibt (führt) das Ammoniak (NH₃) zu, das als das Reduktionsmittel von NOx in diesen Reaktionen dient. Das Harnstofflösungszugabeventil 15 hat eine Struktur, die im Wesentlichen gleich wie die eines bestehenden Kraftstoffeinspritzventils (Einspritzvorrichtung) ist, somit kann eine bekannte Struktur verwendet werden. Das Harnstofflösungszugabeventil 15 ist ein elektromagnetisches Schaltventil mit einem Antriebsbereich, der ein elektromagnetisches Solenoid und dergleichen aufweist, und mit einem Ventilbauteilbereich, der eine Nadel zum Öffnen und Schließen eines vorderen Zugabelochs aufweist. Das Harnstofflösungszugabeventil 15 öffnet und schließt gemäß einem Antriebssignal von der ECU 30. Das heißt, wenn das elektromagnetische Solenoid gemäß dem Antriebssignal betätigt wird, bewegt sich die Nadel in eine Ventilöffnungsrichtung in Übereinstimmung mit der Betätigung. Das vordere Zugabeloch wird durch die Bewegung der Nadel geöffnet und die Harnstofflösung wird zugeführt (eingespritzt). Die Harnstofflösung wird von einem Harnstofflösungstank 21 zu dem Harnstofflösungszugabeventil 15 fortlaufend zugeführt.
Nachstehend ist eine Struktur des Harnstofflösungszufuhrsystems erläutert. Der Harnstofflösungstank 21 ist durch einen hermetischen Behälter mit einem Fluidzufuhrdeckel konstruiert und speichert die Harnstofflösung in einer vorgeschriebenen Konzentration in diesem. Zusätzlich kann, als eine Maßnahme gegen das Frieren der Harnstofflösung in dem Tank 21, ein Heizelement an dem Harnstofflösungstank 21 vorgesehen sein, oder eine thermische Isolierung wie zum Beispiel ein isolierendes Blech kann um den Tank 21 vorgesehen sein. Eine Harnstofflösungspumpe 22 ist in dem Harnstofflösungstank 21 derart vorgesehen, dass die Harnstofflösungspumpe 22 in die Harnstofflösung eingetaucht ist. Die Harnstofflösungspumpe 22 ist eine Elektropumpe (zum Beispiel ein Dreiphasen-AC-Motor), die durch ein Antriebssignal von der ECU 30 angetrieben wird, um sich zu drehen. Die Harnstofflösungspumpe 22 kann sowohl eine normale Drehung als auch eine entgegengesetzte Drehung ausführen. Ein Ende einer Harnstofflösungszufuhrleitung 23 ist mit der Harnstofflösungspumpe 22 verbunden, und das andere Ende der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 ist mit dem Harnstofflösungszugabeventil 15 verbunden. Ein Harnstofflösungsdurchgang als ein Reduktionsmitteldurchgang ist innerhalb der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 definiert. Wenn die Harnstofflösungspumpe 22 angetrieben wird, um sich in der normalen Drehrichtung zu drehen, saugt die Pumpe 22 die Harnstofflösung an und gibt die Harnstofflösung durch die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zu dem Harnstofflösungszugabeventil 15 ab.
Ein Filter 24 zum Filtern der Harnstofflösung und ein Druckregulierventil 25 zum Regulieren des Drucks der Harnstofflösung sind an der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 vorgesehen. Fremde Stoffe werden durch den Filter 24 aus der durch die Harnstofflösungspumpe 22 abgegebenen Harnstofflösung beseitigt. Der Druck der Harnstofflösung wird auf einen vorbestimmten Zufuhrdruck durch das Druckregulierventil 25 nach dem Filtern reguliert. Die überschüssige Harnstofflösung, die sich aus der Druckregulierung ergibt, wird durch eine Rückführleitung 26 zu dem Harnstofflösungstank 21 rückgeführt. Ein Drucksensor 27 zum Messen des Drucks der Harnstofflösung in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 und ein Temperatursensor 28 zum Messen einer Temperatur der Harnstofflösung sind an der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 vorgesehen.
Nachstehend ist eine Struktur der Harnstofflösungspumpe 22 mit Bezug auf 2 erläutert. 2 ist eine Schnittansicht, die eine Innenstruktur der Harnstofflösungspumpe 22 zeigt. Die Struktur ist ähnlich wie eine Pumpenstruktur, die als eine Kraftstoffpumpe für ein Fahrzeug verwendet wird. Nachstehend ist eine Struktur, die einen bürstenlosen Motor verwendet, als die Harnstofflösungspumpe 22 erläutert.
Die Harnstofflösungspumpe 22 nimmt einen Pumpenbereich 42 und einen bürstenlosen Motorbereich 43 in einem zylindrischen Gehäuse 41 auf. In dem Pumpenbereich 42 ist ein Pumpengehäuse 44 und eine Pumpenabdeckung 45 an einem Endabschnitt des Gehäuses 41 durch Presspassen, Verstemmen oder dergleichen fixiert. Eine Pumpenkammer 46 ist zwischen dem Pumpengehäuse 44 und der Pumpenabdeckung 45 ausgebildet. Die Pumpenkammer 46 nimmt ein Laufrad 47 auf, das an einer Drehwelle 56 des Motorbereichs 43 befestigt ist.
Der Motorbereich 43 besteht zum Beispiel aus einem bürstenlosen Motor einer Dreiphasenvollwellenantriebsbauart. Ein zylindrischer Stator 51 ist in dem Gehäuse 41 befestigt und fixiert. Der Stator 51 hat mehrere ausgeprägte Pole 52. Eine Dreiphasenankerspule 53 ist an den ausgeprägten Polen 52 befestigt. Ein Magnetrotor 55 ist radial innerhalb des Stators 51 angeordnet. Der Magnetrotor 55 besteht aus einem Rotorkern 57, der an der Drehwelle 56 befestigt ist, und aus mehreren (zum Beispiel acht) Magneten 58 zum Erzeugen eines Magnetfelds. Die Magneten 58 sind an einem äußeren Umfang des Rotorkerns 57 durch Klebwirkung oder dergleichen fixiert. Die acht Magneten 58 sind so angeordnet, dass N-Pole und S-Pole abwechselnd angeordnet sind. Somit ist der Magnetrotor 55 aus acht Polen gebildet. Beide Enden der Drehwelle 56 des Magnetrotors 55 sind durch Lager 61, 62 drehbar gestützt.
Ein Antriebssteuerungskreis 63 einer Dreiphasenvollwellenantriebsbauart ist in dem Gehäuse 41 montiert. Wenn der Motor angetrieben wird, wird eine Erregung der jeweiligen Phasen der Ankerspule 53 sequenziell durch den Antriebssteuerungskreis 63 in einen Dreiphasenerregungsmodus geschaltet. Eine Gehäuseabdeckung 66 mit einem Abgabeanschluss 65 ist an einem Öffnungsabschnitt des Gehäuses 41 an der Antriebssteuerungskreisseite angebracht. Der Antriebssteuerungskreis 63 kann außerhalb der Pumpe vorgesehen sein, anstelle dass der Antriebssteuerungskreis 63 und die Pumpe integriert ausgebildet sind.
Wenn das Laufrad 47 des Pumpenbereichs 42 durch den Motorbereich 43 angetrieben wird, um sich zu drehen, wird die Harnstofflösung in dem Harnstofflösungstank 21 durch einen Sauganschluss (nicht gezeigt) der Pumpenabdeckung 45 in die Pumpenkammer 46 gesaugt und wird von einem Abgabeanschluss des Pumpengehäuses 44 zu einer Harnstofflösungskammer (Harnstofflösungsdurchgang) in dem Gehäuse 41 abgegeben. Die Harnstofflösung strömt durch einen Spalt (Harnstofflösungsdurchgang) zwischen dem Stator 51 und dem Magnetrotor 55. Dann wird die Harnstofflösung von dem Abgabeanschluss 65 der Gehäuseabdeckung 66 zu der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 abgegeben und wird zu dem Harnstofflösungszugabeventil 15 gefördert.
Die vorstehend beschriebene Harnstofflösungspumpe 22 hat eine Struktur zum Schalten der Motordrehrichtung zwischen der normalen Drehrichtung und der entgegengesetzten Drehrichtung durch Verändern einer Erregungsfolge der Dreiphasenankerspule 53. Somit kann die Harnstofflösungspumpe 22 die Harnstofflösung zu der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 abgeben und die Harnstofflösung von der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zurücksaugen. Das heißt, die Harnstofflösung wird von dem Harnstofflösungstank 21 durch den Antrieb mit normaler Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 abgegeben. Die Harnstofflösung wird zu dem Harnstofflösungstank 21 durch den Antrieb mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 zurückgesaugt.
Die ECU 30 ist das Hauptbauteil, das eine Steuerung ausführt, die die Abgasreinigung betrifft, als eine elektronische Steuerungseinheit in dem System. Die ECU 30 hat einen Mikrorechner (nicht gezeigt) einer bekannten Struktur. Die ECU 30 führt verschiedene Arten von Steuerungen, die die Abgasreinigung betreffen, durch Betätigen von verschiedenen Stellgliedern einschließlich des Harnstofflösungszugabeventils 15 in gewünschten Modi auf der Grundlage der Messwerte von verschiedenen Sensoren aus. Zum Beispiel gibt und führt die ECU 30 eine geeignete Menge der Harnstofflösung zu einem geeigneten Zeitpunkt in die Abgasleitung 11 durch Steuern der Betätigungszeitdauer des Harnstofflösungszugabeventils 15, des Antriebsbetrags der Harnstofflösungspumpe 22 und desgleichen zu.
In dem vorstehend beschriebenen System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Harnstofflösung in dem Harnstofflösungstank 21 durch die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zu dem Harnstofflösungszugabeventil 15 durch das Antreiben der Harnstofflösungspumpe 22 während des Verbrennungsmotorbetriebs gepumpt, und die Harnstofflösung wird durch das Harnstofflösungszugabeventil 15 in die Abgasleitung 11 zugegeben und zugeführt. Die Harnstofflösung und das Abgas werden zu dem SCR Katalysator 13 in der Abgasleitung 11 zugeführt und die Reduktionsreaktion des NOx wird in dem SCR Katalysator 13 bewirkt, um das Abgas zu reinigen. Wenn das NOx reduziert wird, wird die Harnstofflösung mit einer Abgaswärme hydrolysiert, um Ammoniak (NH₃) durch eine mit nachstehender Formel gezeigte Reaktion erzeugt, und das Ammoniak wird zu dem NOx in dem Abgas zugegeben, das selektiv durch den SCR Katalysator 13 adsorbiert wird. (NH₂)₂CO + H₂O → 2NH₃ + CO₂ (Formel 4)
Das NOx wird durch die Reduktionsreaktion (durch die Formeln 1 bis 3 gezeigt) unter Verwendung von Ammoniak in dem SCR Katalysator 13 reduziert und gereinigt.
Die als das Reduktionsmittel verwendete Harnstofflösung friert bei –11°C. Wenn die Harnstofflösung friert, vergrößert sich ihr Volumen um ungefähr 7%. In diesem Fall, wenn die Harnstofflösung in den Komponenten des Harnstofflösungszufuhrsystems (Harnstofflösungszugabeventils 15, Harnstofflösungszufuhrleitung 23 und dergleichen) verbleibt, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist, und wenn sich das Volumen der restlichen Harnstofflösung aufgrund des Einfrierens vergrößert, ist es möglich, dass das Harnstofflösungszugabeventil 15 oder die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 bricht. Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Maßnahme gegen das Frieren der Harnstofflösung nach dem Verbrennungsmotorstopp die Harnstofflösungspumpe 22 in einem Harnstofflösungszurücksaugmodus (entgegengesetzter Drehantriebsmodus) betrieben, der sich von einem normalen Harnstofflösungspumpmodus (normaler Drehantriebsmodus) unterscheidet, um die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 oder der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 rückzuführen.
3 ist ein Schaubild, das einen Modus zum Rückführen der Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 durch den entgegengesetzten Drehantrieb der Harnstofflösungspumpe 22 zeigt, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist. P(R) in 3 stellt die Harnstofflösungspumpe 22 in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung dar. In 3 wird der Antrieb mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 nach dem Verbrennungsmotorstopp ausgeführt, und das Harnstofflösungszugabeventil 15 wird betätigt, um das vordere Zugabeloch des Harnstofflösungszugabeventils 15 zu öffnen. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Harnstofflösungspumpe 22 bevorzugt in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben werden, bevor das Harnstofflösungszugabeventil 15 betätigt wird, um eine Leckage der Harnstofflösung in die Abgasleitung 11 zu verhindern. Alternativ können der Antrieb mit einer entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 und die Betätigung des Harnstofflösungszugabeventils 15 gleichzeitig ausgeführt werden.
Durch Ausführen des Antriebs mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 und durch Öffnen des Harnstofflösungszugabeventils 15 in den geöffneten Zustand, wie vorstehend beschrieben ist, wird die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 zurückgesaugt und rückgeführt. Somit ist der Nachteil wie zum Beispiel der Bruch des Harnstofflösungszugabeventils 15 oder der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 aufgrund der mit dem Frieren der Harnstofflösung einhergehenden Vergrößerung des Volumens gelöst. Eine Zeitdauer des Harnstofflösungszurücksaugens (Zeitdauer des Antriebs mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22) wird durch die Volumina des Harnstofflösungszugabeventils 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 und durch das Pumpensaugvermögen entschieden.
4 ist ein Ablaufschaubild, das einen Vorgang eines Prozesses der Harnstofflösungszurücksaugsteuerung zeigt. Die ECU 30 führt wiederholt diesen Prozess zum Beispiel in einer vorbestimmten Zykluszeit aus. In 4 bestimmt S11, ob der Verbrennungsmotor gestoppt ist, und S12 bestimmt, ob das Harnstofflösungszurücksaugen bereits abgeschlossen ist. Die Bestimmung des Verbrennungsmotorstopps wird zum Beispiel durch ein Bestimmen ausgeführt, ob eine Verbrennungsmotordrehzahl 0 ist oder ob ein Zündschalter AUS ist. Die Bestimmung des Abschlusses des Zurücksaugens wird durch ein Bestimmen ausgeführt, ob ein Zurücksaugabschlussflag Fc 1 (Fc = 1) ist. Der Prozess schreitet zu S13 voran, wenn S11 JA ist und S12 NEIN ist (das heißt, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist und ein Harnstofflösungszurücksaugen nicht abgeschlossen ist).
S13 bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitdauer Tc verstrichen ist, nachdem das Harnstofflösungszurücksaugen (Antrieb mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22) gestartet ist. Wenn S13 NEIN ist, werden S14 und S15 ausgeführt. S14 führt den Antrieb mit entgegengesetzter Drehung (Harnstofflösungszurücksaugantrieb) der Harnstofflösungspumpe 22 aus, und S15 startet die Betätigung des Harnstofflösungszugabeventils 15. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Betätigung des Harnstofflösungszugabeventils 15 bevorzugt gestartet werden, wenn einige Sekunden nachdem der Antrieb mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 gestartet ist.
Wenn S13 JA ist (das heißt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer Tc verstrichen ist, nachdem ein Harnstofflösungszurücksaugen gestartet ist), werden S16 und S17 ausgeführt. S16 stoppt den Antrieb der Harnstofflösungspumpe 22, und S17 beendet die Betätigung des Harnstofflösungszugabeventils 15. Dann legt S18 das Zurücksaugabschlussflag Fc mit 1 fest.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist die nachstehenden Effekte auf.
Nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist, öffnet das Harnstoff-SCR-System das Harnstofflösungszugabeventil 15 in dem geöffneten Zustand und führt den Antrieb mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 aus. Daher kann die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 rückgeführt werden. Als Ergebnis wird das Frieren der Harnstofflösung in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 oder in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verhindert, und das Brechen dieser Komponenten kann verhindert werden. Somit können die Komponenten des Harnstofflösungszufuhrsystems geschützt werden.
Anlässlich des Harnstofflösungszurücksaugens wird das Harnstofflösungszugabeventil 15 in den geöffneten Zustand gebracht. Daher wird Luft von dem vorderen Zugabeloch des Harnstofflösungszugabeventils 15 in die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 eingebracht. Demgemäß kann die Harnstofflösung, die in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, effizient rückgeführt werden.
Wenn das Frieren der Harnstofflösung in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verhindert werden kann, kann die Harnstofflösung zu einem früheren Zeitpunkt des nächsten Verbrennungsmotorstarts verwendet werden. Demgemäß wird der Abgasreinigungseffekt verbessert und die Abgasemission kann verbessert werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann geeignet in einem rückführlosen Harnstoff-SCR-System angewandt werden, das keinen Rückführdurchgang zum Rückführen der überschüssigen Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 ist, zu dem Harnstofflösungstank 21 hat. In einem Harnstoff-SCR-System einer Rückführbauart, das den Rückführdurchgang hat, kann die Harnstofflösung in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 durch den Rückführdurchgang abgegeben werden. Jedoch ist es schwierig, die Harnstofflösung in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 in dem rückführlosen System abzugeben. Im Gegensatz dazu kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, selbst in dem Fall des rückführlosen Systems, die Harnstofflösung in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 einfach und sicher abgegeben werden.
Anlässlich des Harnstofflösungszurücksaugens wird die Harnstofflösungspumpe 22 zunächst in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben (das heißt in dem Harnstofflösungszurücksaugungsmodus), und dann wird das Harnstofflösungszugabeventil 15 in den offenen Zustand gebracht. Demgemäß kann der Harnstofflösungsdruck in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 reduziert werden (zum Beispiel kann ein negativer Druck erzeugt werden), bevor das Harnstofflösungszugabeventil 15 geöffnet wird. Somit kann die Leckage der Harnstofflösung von dem vorderen Zugabeloch in die Abgasleitung 11 verhindert werden, wenn das Harnstofflösungszugabeventil 15 geöffnet wird.
Durch den Dreiphasen AC-Motor als die Harnstofflösungspumpe 22 kann die Struktur, die sowohl in die normale Drehrichtung als auch in die entgegengesetzte Drehrichtung drehen kann, das heißt die Struktur, die sowohl Pumpen als auch Zurücksaugen der Harnstofflösung ausführen kann, einfach realisiert werden. In diesem Fall kann das Schalten des Zustands zwischen dem Harnstofflösungspumpen und dem Harnstofflösungszurücksaugen nur durch Schalten der Pumpendrehrichtung ausgeführt werden. Demgemäß kann ein äußerst nützliches System vorgesehen werden.
Ein elektromagnetisches Schaltventil der Einspritzbauart wird als das Harnstofflösungszugabeventil 15 verwendet. Daher können ein EIN/AUS der Harnstofflösungszugabe, die Steuerung der Harnstofflösungszugabemenge und dergleichen beliebig und genau ausgeführt werden. Somit kann ein verschwenderischer Verbrauch der Harnstofflösung verhindert werden, und der Harnstofflösungsverbrauch kann reduziert werden.
Das Harnstofflösungszugabeventil 15 ist stromabwärtig des DPF 11 (Filter zur Partikelbeseitigung) vorgesehen. Somit kann verhindert werden, dass das vordere Zugabeloch des Harnstofflösungszugabeventils 15 durch die Partikel verstopft wird. Als Ergebnis kann das Harnstofflösungszugabeventil 15 über eine lange Zeitdauer verwendet werden.
In dem System wird die Harnstofflösung als das Reduktionsmittel für den SCR Katalysator 13 verwendet, und der SCR Katalysator 13 unterstützt die NOx Reduktionsreaktion (Formel 1 bis Formel 3) zum Reduzieren des NOx mit dem Ammoniak, das aus der Harnstofflösung erzeugt wird. Dieses System ist in dem Fahrzeug mit dem Dieselverbrennungsmotor montiert. Somit kann die Erzeugung von NOx in dem Verbrennungshub zugelassen werden, wodurch die Kraftstoffverbrauchsreduktion und die Verbesserung der Partikeln ermöglicht wird. Dies unterstützt stark die Verbesserung der Leistung des Fahrzeugs und die Reinigung des Abgases.
Nachstehend ist ein Harnstoff-SCR-System gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, wobei die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. 5 ist ein schematisches Schaubild, das das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Wie in 5 gezeigt ist, ist eine Zweigleitung 71 an der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 nahe dem Harnstofflösungszugabeventil 15 vorgesehen, und ein Saugventil 72 ist in der Zweigleitung 71 vorgesehen. Das Saugventil 72 besteht aus einem mechanischen Rückschlagventil, das durch ein Gleichgewicht zwischen einer Vorspannkraft einer eingebauten Feder und dem Harnstofflösungsdruck geöffnet und geschlossen wird. In dem vorliegenden System wird das Saugventil 72 durch den Unterdruck in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 geöffnet und bringt die Luft von außerhalb ein, wenn die Harnstofflösungspumpe 22 in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben wird (das heißt in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus), nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Alternativ kann ein elektromagnetisches Schaltventil als das Saugventil 72 verwendet werden und es kann elektrisch geöffnet werden, wenn die Harnstofflösungspumpe 22 in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben wird (das heißt, in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus), nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden nachfolgend ein erster Prozess bis zu einem dritten Prozess in Folge als die Harnstofflösungszurücksaugsteuerung ausgeführt, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Erster Prozess: das Harnstofflösungszugabeventil 15 ist nicht betätigt und wird geschlossen gehalten, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben (das heißt in dem Kraftstofflösungszurücksaugmodus).
Zweiter Prozess: das Harnstofflösungszugabeventil 15 wird betätigt und geöffnet, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem normalen Drehmodus angetrieben (das heißt in dem Harnstofflösungspumpmodus).
Dritter Prozess: das Harnstofflösungszugabeventil 15 ist nicht betätigt und wieder geschlossen, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird wieder in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung (das heißt in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus) angetrieben.
6 ist ein Ablaufschaubild, das einen Vorgang eines Prozesses der Harnstofflösungszurücksaugsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Die ECU 30 führt wiederholt den Prozess anstelle des in 4 gezeigten Prozesses aus. In 6 bestimmt S21, ob der Verbrennungsmotor gestoppt ist, und S22 bestimmt, ob das Harnstofflösungszurücksaugen bereits abgeschlossen ist (wie S11 und S12 in 4). Der Prozess schreitet zu S23 voran, wenn S21 JA ist und S22 NEIN ist (das heißt, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist und das Harnstofflösungszurücksaugen nicht abgeschlossen ist).
S23 bestimmt, ob der erste Prozess abgeschlossen ist. Wenn S23 NEIN ist, schreitet der Prozess zu S24 voran, um den ersten Prozess auszuführen. Das heißt, das Kraftstofflösungszugabeventil 15 wird in den geschlossenen Zustand gebracht, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben (das heißt in dem Harnstoffzurücksaugmodus). Wenn S23 JA ist, bestimmt S25, ob der zweite Prozess abgeschlossen ist. Wenn S25 NEIN ist, schreitet der Prozess zu S26 voran, um den zweiten Prozess auszuführen. Das heißt, das Harnstofflösungszugabeventil 15 wird geöffnet, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem normalen Drehmodus angetrieben (das heißt in dem Harnstofflösungspumpmodus). Wenn S25 JA ist, schreitet der Prozess zu S27 voran, um zu bestimmen, ob der dritte Prozess abgeschlossen ist. Wenn S27 NEIN ist, schreitet der Prozess zu S28 voran, um den dritten Prozess auszuführen. Das heißt, das Harnstofflösungszugabeventil 15 wird wieder in den geschlossenen Zustand gebracht, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben (das heißt in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus). Wenn S27 JA ist, schreitet der Prozess zu S29 voran, um ein Zurücksaugabschlussflag Fc mit 1 festzulegen.
Nachstehend ist ein Modus zum Rückführen der Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 mit Bezug auf 7 erläutert, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist. In 7 stellt U eine Strömung der Harnstofflösung dar, und P(N) stellt die Harnstofflösungspumpe 22 in dem normalen Drehmodus dar. 7(a) zeigt einen Ausführungsmodus des ersten Prozesses, 7(b) zeigt einen Ausführungsmodus des zweiten Prozesses, und 7(c) zeigt einen Ausführungsmodus des dritten Prozesses.
In 7(a) wird nach dem Verbrennungsmotorstopp das Harnstofflösungszugabeventil 15 in den geschlossenen Zustand gebracht (ausgeschaltet), und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben (als erster Prozess). Somit wird die restliche Harnstofflösung zu dem Harnstofflösungstank 21 zurückgesaugt und rückgeführt, während eine Außenluft durch das Saugventil 72 und die Zweigleitung 71 in die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 eingebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Zeitdauer des Harnstofflösungszurücksaugens (das heißt, eine Zeitdauer des Antriebs mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22) durch das Volumen der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 außer dem Teil zwischen der Zweigstelle der Zweigleitung 71 und dem Kraftstofflösungszugabeventil 15 und durch das Pumpensaugvermögen entschieden. Gemäß 7(a) ist die Rückführung der restlichen Harnstofflösung in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 abgeschlossen, bis auf den Teil zwischen der Zweigstelle der Zweigleitung 71 und dem Harnstofflösungszugabeventils 15. Demgemäß bleibt die Harnstofflösung in dem Teil der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zwischen der Zweigstelle der Zweigleitung 71 und dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 (wie durch A1 in 7(a) gezeigt ist).
Daher wird, wie in 7(b) gezeigt ist, das Harnstofflösungszugabeventil 15 in den geöffneten Zustand gebracht (betätigt), und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem normalen Drehmodus (als zweiter Prozess) angetrieben. Somit wird die Harnstofflösung, die in dem Teil der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zwischen der Zweigstelle der Zweigleitung 71 und dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 verbleibt, von dem Harnstofflösungszugabeventil 15 in die Abgasleitung 11 abgegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist die Menge der restlichen Harnstofflösung in dem zweiten Prozess relativ klein, so dass die Zeitdauer des normalen Drehantriebs der Harnstofflösungspumpe 22 relativ kurz ist. Gemäß 7(b) wird im Wesentlichen die gesamte restliche Harnstofflösung in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 abgegeben. Da der normale Drehantrieb der Harnstofflösungspumpe 22 ausgeführt wird, wird die Harnstofflösung in dem Harnstofflösungstank 21 neuerlich angesaugt (wie durch A2 in 7(b) gezeigt ist). Durch den zweiten Prozess wird eine kleine Menge der Harnstofflösung in die Abgasleitung 11 abgegeben. Da jedoch die abgegebene Menge begrenzt ist, gibt es nur einen geringen Nachteil durch den Verbrauch der Harnstofflösung oder dergleichen.
Daher wird anschließend, wie in 7(c) gezeigt ist, das Harnstofflösungszugabeventil 15 wieder in den geschlossenen Zustand gebracht (ausgeschaltet), und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung (als dritter Prozess) angetrieben. Somit wird die Harnstofflösung, die neuerlich in die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 gesaugt wird, auch in den Harnstofflösungstank 21 rückgeführt.
Durch den vorstehend beschriebenen Ablauf der Steuerungsvorgänge wird die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, vollständig zu dem Harnstofflösungstank 21 rückgeführt. Somit wird der Nachteil wie das Brechen des Harnstofflösungszugabeventils 15 oder der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 aufgrund der mit dem Frieren der Harnstofflösung einhergehenden Vergrößerung des Volumens gelöst.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 oder in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 rückgeführt werden, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Demgemäß kann das Brechen der Komponenten aufgrund des Frierens der Harnstofflösung oder dergleichen verhindert werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Harnstofflösungszugabeventil 15 in den geöffneten Zustand gebracht, und die Luft in der Abgasleitung 11 wird durch das vordere Zugabeloch anlässlich der Rückführung (das heißt Zurücksaugen) der restlichen Harnstofflösung eingebracht. Demgemäß ist es möglich, dass die fremden Stoffe (einschließlich fremder Stoffe in dem Abgas oder dergleichen), die in der Abgasleitung 11 vorhanden sind, in die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 eingebracht werden. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es nicht möglich, dass die fremden Stoffe in der Abgasleitung 11 durch das vordere Zugabeloch des Harnstofflösungszugabeventils 15 eingebracht werden. Daher ist die Möglichkeit der Fehlfunktion des Harnstofflösungszugabeventils 15 aufgrund des Eintritts der fremden Stoffe gelöst. Außerdem kann eine Verunreinigung innerhalb der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verhindert werden.
Nachstehend ist ein Harnstoff-SCR-System gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, wobei Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Harnstofflösungszugabeventil 80 mit einer Struktur, die sich von dem vorstehend beschriebenen Harnstofflösungszugabeventil 15 unterscheidet, als ein Reduktionsmittelzugabeventil verwendet. 8 ist eine Längsschnittansicht, die das Harnstofflösungszugabeventil 80 zeigt. Das Harnstofflösungszugabeventil 80 ist ein elektromagnetisches Schaltventil, das einen Antriebsbereich 81 und einen Ventilbauteilbereich 82 hat. Der Antriebsbereich 81 hat ein elektromagnetisches Solenoid 83 und wird durch ein Erregungssignal betätigt, das von einem Anschluss 84 eingegeben wird. Der Ventilbauteilbereich 82 hat als Hauptkomponenten eine Nadel 87, die in einem Gehäuse 86 aufgenommen ist, einen Düsenkörper 88, der an dem Gehäuse 86 angebracht ist und der einen vorderen Endabschnitt der Nadel 87 gleitbar hält, eine Spiralfeder 89, die die Nadel 87 in eine Ventilschließrichtung vorspannt, und eine äußere Umfangsabdeckung 90, die an äußeren Umfängen des Gehäuses 86 und des Düsenkörpers 88 versehen ist.
Harnstofflösungsdurchgänge 86a, 88a sind in dem Gehäuse 86 und dem Düsenkörper 88 zum Zirkulieren der Harnstofflösung vorgesehen, die von einem Harnstofflösungssauganschluss 92 eingebracht wird. Ein Vorderendzugabeloch 88b ist an einem vorderen Endabschnitt des Düsenkörpers 88 ausgebildet. Ein Außendurchgang 93 ist zwischen der äußeren Umfangsabdeckung 90 und sowohl dem Gehäuse 86 als auch dem Düsenkörper 88 vorgesehen. Die Harnstofflösungsdurchgänge 86a, 88a sind durch einen Verbindungsdurchgang 88c, der in dem Düsenkörper 88 ausgebildet ist, mit dem Außendurchgang 93 verbunden. Die Harnstofflösungsdurchgänge 86a, 88a korrespondieren zu einem ersten Durchgang zum Führen der durch die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zugeführten Harnstofflösung zu dem vorderen Zugabeloch 88b. Der Außendurchgang 93 korrespondiert zu einem zweiten Durchgang, der von den Harnstofflösungsdurchgängen 86a, 88a nahe dem vorderen Zugabeloch 88b abzweigt.
Ein Saugventil 95 ist in einem Saugbereich 94 des Gehäuses 86 vorgesehen, der mit dem Außendurchgang 93 verbunden ist. Das Saugventil 95 besteht aus einem mechanischen Rückschlagventil, das durch ein Gleichgewicht zwischen einer Vorspannkraft einer eingebauten Feder und dem Harnstofflösungsdruck in dem Außendurchgang 93 geöffnet und geschlossen wird. In dem vorliegenden System wird das Saugventil 95 durch den Unterdruck in dem Außendurchgang 93 geöffnet und bringt die Luft von außerhalb ein, wenn die Harnstofflösungspumpe 22 in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben wird (das heißt in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus), nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Alternativ kann ein elektromagnetisches Schaltventil als das Saugventil 95 verwendet werden und es kann elektrisch geöffnet werden, wenn die Harnstofflösungspumpe 22 in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben wird (das heißt in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus), nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
In dem Harnstofflösungszugabeventil 80 bewegt sich, wenn das elektromagnetische Solenoid 83 mit einem Erregungssignal von der ECU 30 betätigt wird, die Nadel 87 in eine Ventilöffnungsrichtung in Übereinstimmung mit der Erregung. Das vordere Zugabeloch 88b wird durch die Bewegung der Nadel 87 geöffnet und die Harnstofflösung wird zugegeben (eingespritzt). Das Saugventil 95 ist während einem gewöhnlichen Betrieb geschlossen gehalten.
Das Harnstofflösungszugabeventil 80 hat die gleiche Struktur wie das Harnstofflösungszugabeventil 15 bis auf das, dass das Harnstofflösungszugabeventil 80 die äußere Umfangsabdeckung 90 hat, dass die äußere Umfangsabdeckung 90 den Außendurchgang 93 definiert, und dass das Saugventil 95 in dem Saugbereich 94 vorgesehen ist.
9 ist ein Schaubild, das einen Modus einer Rückführung der Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 80 oder der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 nach dem Verbrennungsmotorstopp zeigt. In 9 wird die Harnstofflösungspumpe 22 in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben, während das Harnstofflösungszugabeventil 80 geschlossen gehalten (ausgeschaltet) ist, nachdem der Motor gestoppt ist. Somit wird die Luft von außerhalb durch das Saugventil 95 in das Harnstofflösungszugabeventil 80 eingebracht, und die Außenluft strömt über den Außendurchgang 93, den Verbindungsdurchgang 88c, die Harnstofflösungsdurchgänge 86a, 88a und dergleichen innerhalb des Harnstofflösungszugabeventils 80 (das heißt die Harnstofflösung strömt zurück). Zu diesem Zeitpunkt wird die restliche Harnstofflösung durch die Strömung der Außenluft (Luftströmung) zurückgesaugt und in den Harnstofflösungstank 21 rückgeführt. Eine Zeitdauer des Harnstofflösungszurücksaugens (das heißt eine Antriebsdauer mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22) wird durch die Volumina des Harnstofflösungszugabeventils 80 (einschließlich der Harnstofflösungsdurchgänge 86a, 88a, des Verbindungsdurchgangs 88c, des Außendurchgangs 93 und desgleichen) und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 und durch das Pumpensaugvermögen bestimmt.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 80 oder der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 rückgeführt werden, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Demgemäß kann das Brechen der Komponenten aufgrund des Frierens der Harnstofflösung oder dergleichen verhindert werden.
Der Außendurchgang 93 (zweiter Durchgang), der von den Harnstofflösungsdurchgängen 86a, 88a nahe dem vorderen Zugabeloch 88b abzweigt, ist in dem Harnstofflösungszugabeventil 80 ausgebildet. Das Saugventil 95 ist in dem Saugbereich 94 vorgesehen, der mit dem Außendurchgang 93 verbunden ist. Somit kann anlässlich des Harnstofflösungszurücksaugens nach dem Verbrennungsmotorstopp die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 80 verbleibt, auf ein Minimum reduziert werden. In diesem Fall kann im Wesentlichen die gesamte Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszufuhrsystem verbleibt, das aus dem Harnstofflösungszugabeventil 80 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 besteht, durch den einfachen Pumpenantrieb (Zurücksaugantrieb) rückgeführt werden.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele können zum Beispiel wie folgt modifiziert sein.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Harnstofflösungspumpe 22 angetrieben, um das Harnstofflösungszurücksaugen bei der Bedingung auszuführen, bei der der Verbrennungsmotor gestoppt ist (wie in 4 und 6 gezeigt ist). Zusätzlich zu der Bedingung, bei der der Verbrennungsmotor gestoppt ist, können weitere Ausführungsbedingungen des Harnstofflösungszurücksaugens definiert werden. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung zum Messen einer Umgebungstemperatur bei dem Verbrennungsmotorstopp vorgesehen sein und das Harnstofflösungszurücksaugen kann bei einer Bedingung ausgeführt werden, bei der die Umgebungstemperatur eine vorbestimmte niedrige Temperatur ist (das heißt, wenn es möglich ist, dass die Harnstofflösung friert). Alternativ kann eine Vorrichtung zum Messen der Umgebungstemperatur in einem Zeitraum vorgesehen sein, wenn die Umgebungstemperatur fällt (zum Beispiel bei Nacht), und das Harnstofflösungszurücksaugen kann bei einer Bedingung ausgeführt werden, bei der der Verbrennungsmotor in dem gestoppten Zustand ist und die Umgebungstemperatur, die während der vorstehend beschriebenen Zeitdauer gemessen wird, die vorbestimmte niedrige Temperatur ist.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden der erste Prozess bis zu dem dritten Prozess sequentiell ausgeführt. Alternativ kann zum Beispiel nur der erste Prozess und der zweite Prozess ausgeführt werden. In diesem Fall können der nachstehende erste Prozess und der nachstehende zweite Prozess in dieser Reihenfolge als der Zurücksaugsteuerungsprozess ausgeführt werden.
Erster Prozess: Das Harnstofflösungszugabeventil 15 ist ausgeschaltet und geschlossen, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben (das heißt, in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus).
Zweiter Prozess: Das Harnstofflösungszugabeventil 15 ist eingeschaltet und geöffnet, und die Harnstofflösungspumpe 22 wird in dem normalen Drehmodus angetrieben (das heißt, in dem Harnstofflösungspumpmodus).
Ferner kann im Wesentlichen die gesamte Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 22 verbleibt, rückgeführt werden, um das Brechen des Harnstofflösungszugabeventils 15 oder der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zu verhindern.
In dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel ist das Saugventil 95 in dem Anschlussbereich 94 vorgesehen, der mit dem Außendurchgang 93 als der zweite Durchgang in dem Harnstofflösungszugabeventil 80 verbunden ist. Mit der derartigen Struktur ist es möglich, dass die Harnstofflösung zu der Außenseite aufgrund einer schlechten Öldichtheit an dem Saugventil 95 austritt. Daher kann das Saugventil in einem Raum innerhalb des Harnstofflösungstanks 21 vorgesehen sein. 10 zeigt eine Skizze der derartigen Struktur. Eine Harnstofflösungsleitung 101 ist mit dem Anschlussbereich 94 (gezeigt in 8) des Harnstofflösungszugabeventils 80 verbunden, wie in 10 gezeigt ist. Die Harnstofflösungsleitung 101 erstreckt sich zu dem Harnstofflösungstank 21. Ein Saugventil 102 ist in dem Raum innerhalb des Harnstofflösungstanks 21 vorgesehen. Das Saugventil 102 hat eine Struktur ähnlich wie das Saugventil 95. Das Saugventil 102 besteht aus einem mechanischen Rückschlagventil, das durch ein Gleichgewicht zwischen einer Vorspannkraft einer eingebauten Feder und dem Harnstofflösungsdruck in der Harnstofflösungsleitung 101 geöffnet und geschlossen wird. Alternativ kann ein elektromagnetisches Schaltventil als das Saugventil 102 verwendet werden.
Mit der in 10 gezeigten Struktur kann, selbst wenn die Harnstofflösung zu der Außenseite aufgrund der mangelhaften Öldichtheit an dem Saugventil 102 austritt, die ausgetretene Harnstofflösung innerhalb des Harnstofflösungstanks 21 zurückgewonnen werden. Ferner wird mit dieser Struktur die Harnstofflösungspumpe 22 in dem Modus mit entgegengesetzter Drehung angetrieben, während das Harnstofflösungszugabeventil 80 anlässlich des Harnstofflösungszurücksaugens nach dem Verbrennungsmotorstopp geschlossen gehalten (ausgeschaltet) ist. Somit wird die Luft von außerhalb durch das Saugventil 102 und die Harnstofflösungsleitung 101 in das Harnstofflösungszugabeventil 80 eingebracht. Die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 80 und der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, wird durch die Strömung der Außenluft (Luftströmung) zurückgesaugt und zu dem Harnstofflösungstank 21 rückgeführt (wie in dem Fall von 9).
Alternativ kann, wie in 11 gezeigt ist, ein Druckregulierventil 103 (Druckreguliervorrichtung) zum Regulieren des Harnstofflösungsdrucks an der Harnstofflösungsleitung 101 vorgesehen sein, die mit dem Anschlussbereich 94 (der in 8 gezeigt ist) des Harnstofflösungszugabeventils 80 verbunden ist. Die sich aus der Druckregulierung, die durch das Druckregulierungsventil 103 ausgeführt wird, ergebende überschüssige Harnstofflösung kann in den Harnstofflösungstank 21 abgegeben werden. In diesem Fall kann das gesamte Druckregulierventil 103 in dem Harnstofflösungstank 21 vorgesehen sein, oder es kann nur ein Harnstofflösungsabgabebereich (Rückführleitung) des Druckregulierventils 103 in dem Harnstofflösungstank 21 vorgesehen sein. Mit der derartigen Struktur strömt, wenn die Harnstofflösung während des Betriebs des Verbrennungsmotors verwendet wird (für eine Zugabezufuhr in die Abgasleitung 11), ein Teil der Harnstofflösung, die zu dem Harnstofflösungszugabeventil 80 zugeführt wird, durch den Außendurchgang 93 (zweiter Durchgang) und die Harnstofflösungsleitung 101 zu dem Druckregulierventil 103. Der überschüssige Teil der Harnstofflösung wird durch die Rückführleitung (nicht gezeigt) zu dem Harnstofflösungstank 21 fortlaufend abgegeben. Demgemäß tritt die Strömung der Harnstofflösung (das heißt, eine Zirkulation der Harnstofflösung) von dem Harnstofflösungszugabeventil 80 zu dem Harnstofflösungstank 21 auf, um das Harnstofflösungszugabeventil 80 durch die Harnstofflösung zu kühlen.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Harnstofflösungspumpe 22, die in dem Harnstofflösungstank 21 vorgesehen ist, sowohl die normale Drehung als auch die entgegengesetzte Drehung ausführen. Die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil 15 und in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbleibt, wird zu dem Harnstofflösungstank 21 durch Ausführen des Antriebs mit entgegengesetzter Drehung der Harnstofflösungspumpe 22 rückgeführt. Alternativ kann zum Beispiel eine Harnstofflösungspumpe mit zwei unabhängigen Pumpbereichen verwendet werden. Einer der Pumpbereiche (Pumpbereich zum Pumpen) kann ein Pumpen der Harnstofflösung ausführen, und der andere der Pumpbereiche (Pumpbereich zum Zurücksaugen) kann das Zurücksaugen der Harnstofflösung ausführen. In diesem Fall sind zum Beispiel, wie in 12 gezeigt ist, ein Pumpbereich 111 zum Pumpen und ein Pumpbereich 112 zum Zurücksaugen in einer Harnstofflösungspumpe 110 vorgesehen. Die Pumpbereiche 111, 112 haben jeweils Motorantriebsbereiche. Jeder Motorantriebsbereich kann sich nur in einer einzigen Richtung drehen. Leitungen 113 bzw. 114 sind mit dem Pumpenbereich 111 zum Pumpen bzw. dem Pumpenbereich 112 zum Zurücksaugen verbunden. Eine Strömungsdurchgangsschaltvorrichtung 115 (zum Beispiel ein Strömungsdurchgangsschaltventil) ist an einer Stelle vorgesehen, an der die Leitungen 113, 114 zusammentreffen. Die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 ist mit der Strömungsdurchgangsschaltvorrichtung 115 verbunden. Ein Schaltbetrieb der Strömungsdurchgangsschaltvorrichtung 115 wird durch ein Steuerungssignal von der ECU 30 ausgeführt. In Übereinstimmung mit dem Schaltbetrieb schaltet die Strömungsdurchgangsschaltvorrichtung 115 zwischen einem Zustand, in dem der Pumpbereich 111 zum Pumpen mit der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbunden ist, und einem Zustand, in dem der Pumpbereich 112 zum Zurücksaugen mit der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 verbunden ist.
Mit dieser Struktur wird während des gewöhnlichen Verbrennungsmotorbetriebs die Strömungsdurchgangsschaltvorrichtung 115 in dem Zustand zum Verbinden des Pumpbereichs 111 zum Pumpen mit der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 gesteuert, wie in 12(a) gezeigt ist. Der Pumpbereich 111 zum Pumpen ist auf EIN gesteuert (angetrieben) und der Pumpbereich 112 zum Zurücksaugen ist auf AUS gesteuert. Somit wird die Harnstofflösung in dem Harnstofflösungstank 21 durch die Harnstofflösungszufuhrleitung 23 zu dem Harnstofflösungszugabeventil zugeführt. Nach dem Verbrennungsmotorstopp wird die Strömungsdurchgangsschaltvorrichtung 115 in den Zustand zum Verbinden des Pumpbereichs 112 zum Zurücksaugen mit der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 gesteuert, wie in 12(b) gezeigt ist. Der Pumpbereich 111 zum Pumpen ist auf AUS gesteuert, und der Pumpbereich 112 zum Zurücksaugen ist auf EIN gesteuert (angetrieben). Somit wird die Harnstofflösung, die in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 und dergleichen verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 rückgeführt.
Ferner kann mit der in 12 gezeigten Struktur die Harnstofflösungspumpe 110 in dem Harnstofflösungszurücksaugmodus angetrieben werden, der sich von dem Harnstofflösungspumpmodus unterscheidet, um die Harnstofflösung, die in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 und dergleichen verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank 21 nach dem Verbrennungsmotorstopp rückzuführen. Somit kann das Frieren der Harnstofflösung in der Harnstofflösungszufuhrleitung 23 und dergleichen verhindert werden, und derartige Komponenten können geschützt werden.
Ein luftunterstütztes Zugabeventil kann als das Harnstofflösungszugabeventil verwendet werden. In diesem Fall wird zum Beispiel eine Luft, die durch einen Verdichter (Verdichter in einem Fahrzeug) verdichtet wird, zu dem Harnstofflösungszufuhrsystem eingebracht, um die Harnstofflösung mit der verdichteten Luft zu zerstäuben. Es gibt ein Schwerlastfahrzeug mit einer Luftzufuhrquelle zum Regulieren eines Bremsdrucks. Die Luftzufuhrquelle kann als eine Luftzufuhrquelle für die luftunterstützte Zugabe verwendet werden.
In dem Ist-Zustand wird ein Harnstoff-SCR-System hauptsächlich für einen Fahrzeugdieselmotor verwendet. Eine Verwendung als ein Harnstoff-SCR-System für andere Verbrennungsmotoren wie zum Beispiel für einen Benzinverbrennungsmotor (Verbrennungsmotor der Funkenzündungsbauart) ist auch möglich. Die vorliegende Erfindung kann auch bei einem Abgasreinigungssystem angewandt werden, dass ein anderes Reduktionsmittel als die Harnstofflösung verwendet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann in vielen anderen Arten angewandt werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist.
Ein DPF (12) und ein SCR Katalysator (13) sind in einer Abgasleitung (11) vorgesehen. Ein Harnstofflösungszugabeventil (15) zum Zugeben und Zuführen von Harnstofflösung in die Abgasleitung (11) ist zwischen dem DPF (12) und dem SCR Katalysator (13) vorgesehen. Die Harnstofflösung mit einer vorgeschriebenen Konzentration ist in einem Harnstofflösungstank (21) gespeichert, und eine Harnstofflösungspumpe (22), die sowohl eine normale Drehung als auch eine entgegengesetzte Drehung ausführen kann, ist in dem Tank (21) vorgesehen. Eine Harnstofflösungszufuhrleitung (23) ist mit der Harnstofflösungspumpe (22) verbunden. Eine ECU (30) treibt die Harnstofflösungspumpe (22) in einem Harnstofflösungszurücksaugmodus (Antriebsmodus mit entgegengesetzter Drehung), der sich von einem gewöhnlichen Harnstofflösungspumpmodus (Antriebsmodus mit normaler Drehung) unterscheidet, nach einem Verbrennungsmotorstopp an. Somit wird die Harnstofflösung, die in dem Harnstofflösungszugabeventil (15) und in der Harnstofflösungszufuhrleitung (23) verbleibt, zu dem Harnstofflösungstank (21) rückgeführt.

Claims

Abgasreinigungsgerät für einen Verbrennungsmotor, das einen Reduktionsmittelbehälter (21) zum Speichern eines flüssigen Reduktionsmittels, eine Pumpe (22, 110) zum Pumpen des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmittelbehälter (21), einen Katalysator (13) zum Reinigen eines Abgases und ein Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) hat, das in einem Abgasdurchgang (11) des Verbrennungsmotors stromaufwärtig des Katalysators (13) vorgesehen ist, wobei das Abgasreinigungsgerät das Reduktionsmittel, das von der Pumpe (22, 110) durch einen Reduktionsmitteldurchgang (23) gepumpt wird, durch das Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) in den Abgasdurchgang (11) zugibt und zuführt, um eine spezifische Abgasreinigungsreaktion an dem Katalysator (13) aufgrund der Zugabe des Reduktionsmittels zu unterstützen, gekennzeichnet durch eine Zurücksaugsteuerungsvorrichtung (S14, S15, S24, S26, S28), die die Pumpe (22, 110) in einem Reduktionsmittelzurücksaugmodus antreibt, der sich von einem Reduktionsmittelpumpmodus unterscheidet, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Zurücksaugsteuerungsvorrichtung (S14, S15, S24, S26, S28) das Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) in einen geöffneten Zustand bringt und die Pumpe (22, 110) in dem Reduktionsmittelzurücksaugmodus antreibt, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 2, wobei die Zurücksaugsteuerungsvorrichtung (S14, S15, S24, S26, S28) zunächst die Pumpe (22, 110) in dem Reduktionsmittelzurücksaugmodus antreibt und dann das Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) in den geöffneten Zustand bringt.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, das weiter Folgendes aufweist: einen Zweigdurchgang (71), der an dem Reduktionsmitteldurchgang (23) nahe dem Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) vorgesehen ist; und ein Saugventil (72), das an dem Zweigdurchgang (71) vorgesehen ist, wobei das Saugventil (72) geöffnet wird, wenn die Pumpe (22, 110) in dem Reduktionsmittelzurücksaugmodus angetrieben wird, um eine Luft von außerhalb in den Zweigdurchgang (71) einzubringen.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 4, wobei die Zurücksaugsteuerungsvorrichtung (S14, S15, S24, S26, S28) eine erste Vorrichtung (S24), die das Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) in einen geschlossenen Zustand bringt und die Pumpe (22, 110) in dem Reduktionsmittelzurücksaugmodus antreibt, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist, und eine zweite Vorrichtung (S26) aufweist, die das Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) in den geöffneten Zustand bringt und die Pumpe (22, 110) in dem Reduktionsmittelpumpmodus nach dem Prozess antreibt, der durch die erste Vorrichtung (S24) ausgeführt wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 5, wobei die Zurücksaugsteuerungsvorrichtung (S14, S15, S24, S26, S28) eine dritte Vorrichtung (S28) aufweist, die das Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) in den geschlossenen Zustand bringt und die Pumpe (22, 110) in dem Reduktionsmittelzurücksaugmodus nach dem Prozess antreibt, der durch die zweite Vorrichtung (S26) ausgeführt wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, das weiter Folgendes aufweist: ein Saugventil (95, 102), das geöffnet wird, um eine Luft von außerhalb einzubringen, wenn die Pumpe (22, 110) in dem Reduktionsmittelzurücksaugmodus angetrieben wird, wobei das Reduktionsmittelzugabeventil (15, 80) ein Zugabeloch (88b) zum Zugeben und Zuführen des Reduktionsmittels in den Abgasdurchgang (11), einen ersten Durchgang (86a, 88a) zum Führen des durch den Reduktionsmitteldurchgang (23) zugeführten Reduktionsmittels zu dem Zugabeloch (88b) und einen zweiten Durchgang (93) hat, der von dem ersten Durchgang (86a, 88a) nahe dem Zugabeloch (88b) abzweigt, und das Saugventil (95, 102) an dem zweiten Durchgang (93) des Reduktionsmittelzugabeventils (15, 80) oder an einem Durchgang (101) vorgesehen ist, der mit dem zweiten Durchgang (93) verbunden ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 7, wobei das Saugventil (95, 102) in einem Raum innerhalb des Reduktionsmittelbehälters (21) vorgesehen ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 7 oder 8, das weiter Folgendes aufweist: eine an dem mit dem zweiten Durchgang (93) des Reduktionsmittelzugabeventils (15, 80) verbundenen Durchgang (101) vorgesehene Druckreguliervorrichtung (103) zum Regulieren eines Drucks des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmitteldurchgang (23), wobei das Abgasreinigungsgerät derart konstruiert ist, dass ein überschüssiges Reduktionsmittel, das sich aus der Druckregulierung ergibt, die durch die Druckreguliervorrichtung (103) ausgeführt wird, in den Reduktionsmittelbehälter (21) abgegeben wird.
Abgasreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung ist, und der Katalysator (13) eine Stickstoffoxidreduktionsreaktion zum Reduzieren von Stickstoffoxiden mit aus der wässrigen Harnstofflösung erzeugtem Ammoniak als die Abgasreinigungsreaktion unterstützt.