Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
1. Technisches Gebiet der Erfindung1. Technical field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Abgas-Emission-Steuerungssystem von Verbrennungsmaschinen, wie Fahrzeug-Dieselmotoren, und insbesondere eine Abgas-Emissions-Steuerungsvorrichtung, welche derart gestaltet ist, dass diese einen Katalysator, welcher in einem zu der Maschine führenden Abgaspfad eingebaut ist, und ein Reduktionsmittel verwendet, welches zu dem Katalysator geführt wird, um schädliche Komponenten, welche in den Abgas-Emissionen enthalten sind, zu entfernen oder zu reduzieren.The present invention relates generally to an exhaust emission control system of internal combustion engines, such as vehicle diesel engines, and more particularly to an exhaust emission control device configured to include a catalyst installed in an exhaust path leading to the engine. and using a reducing agent which is fed to the catalyst to remove or reduce harmful components contained in the exhaust emissions.
2. Stand der Technik2. State of the art
Bekannt sind Harnstoff-SCR(selektive katalytische Reduktion)-Systeme, welche als Abgas-Emissions-Steuerungssysteme für Fahrzeug-Verbrennungsmaschinen, wie Dieselmotoren, derart gestaltet sind, dass diese Katalysatoren (ebenso als SCR-Katalysator oder als ein Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx bezeichnet) besitzen, welche in einem Abgaspfad für die Maschine eingebaut sind, um NOx zu reduzieren, welches in dem von der Maschine abgegebenen Abgas enthalten ist. Die Harnstoff-SCR-Systeme enthalten ebenso einen Additiv-Injektor, welcher stromaufwärts des Katalysators eingebaut ist und eine wässrige Harnstofflösung (d. h. ein Reduktionsmittel) in das Abgas einsprüht. Der Katalysator arbeitet, um die von dem Additiv-Injektor zugeführte wässrige Harnstofflösung in Ammoniak umzuwandeln und dieses zu speichern, um NOx in dem Abgas in Stickstoff und Wasser abzubauen oder zu reduzieren.There are known urea SCR (Selective Catalytic Reduction) systems which are designed as exhaust gas emission control systems for vehicle internal combustion engines, such as diesel engines, such that these catalysts (also as SCR catalyst or as a catalyst for selective reduction of NOx designated) installed in an exhaust path for the engine to reduce NOx contained in the exhaust gas discharged from the engine. The urea SCR systems also include an additive injector which is installed upstream of the catalyst and injects an aqueous urea solution (i.e., a reductant) into the exhaust gas. The catalyst operates to convert the aqueous urea solution supplied from the additive injector into ammonia and store it to decompose or reduce NOx in the exhaust gas into nitrogen and water.
Die dem Abgas zugeführte wässrige Harnstofflösung besitzt die Eigenschaft bei –11°C zu gefrieren. Wenn die wässrige Harnstofflösung einfriert, führt dies zu einer Zunahme des Volumens davon, so dass sich diese ausdehnt. Die Ausdehnung der wässrigen Harnstofflösung, welche innerhalb eines Zuführsystems verbleibt, das beispielsweise mit einem Additiv-Injektor, einer Pumpe und Leitungen ausgerüstet ist und dazu dient, die wässrige Harnstofflösung zu dem Abgaspfad zu führen, kann daher zu einem mechanischen Bruchschaden des Zuführsystems führen. Um diesem Problem zu begegnen, lehrt das japanische Patent mit der Nummer 4730278 das Betreiben der Pumpe des Zuführsystems in der rückwärtigen Richtung, um die in dem Zuführsystem verbleibende wässrige Harnstofflösung in einem Tank für die wässrige Harnstofflösung zu sammeln.The aqueous urea solution supplied to the exhaust gas has the property of freezing at -11 ° C. As the aqueous urea solution freezes, it causes the volume of it to increase, causing it to expand. The expansion of the urea aqueous solution, which remains within a delivery system equipped, for example, with an additive injector, a pump, and conduits, and serves to deliver the aqueous urea solution to the exhaust path, can therefore result in mechanical breakage of the delivery system. To address this problem teaches that Japanese Patent No. 4730278 operating the pump of the delivery system in the rearward direction to collect the aqueous urea solution remaining in the delivery system in a tank for the aqueous urea solution.
Es ist jedoch physikalisch unmöglich, das Reduktionsmittel aus dem Zuführsystem vollständig zu entfernen, so dass ein kleiner Betrag an Tropfen des Reduktionsmittels in dem Zuführsystem zurückbleibt. Das Wasser wird im Laufe der Zeit aus den Tropfen von Reduktionsmittel verdampfen, so dass sich das Reduktionsmittel ablagert, was zu einem Verstopfen der Leitungen oder zu einem Verklemmen eines verschiebbaren Teils des Additiv-Injektors führen kann.However, it is physically impossible to completely remove the reductant from the delivery system, leaving a small amount of droplets of reductant in the delivery system. The water will evaporate over time from the drops of reducing agent, so that deposits the reducing agent, which can lead to clogging of the lines or jamming of a displaceable part of the additive injector.
Das Sammeln bzw. Abführen des Reduktionsmittels aus dem Zuführsystem hin zu dem Tank erfordert, dass das Zuführsystem auf einen Neustart der Verbrennungsmaschine hin vollständig mit dem Reduktionsmittel gefüllt wird, was zu einer Verzögerung des Betriebs des gesamten Zuführsystems führt. Ohne das Sammeln von Reduktionsmittel führt dies, wie vorstehend beschrieben, zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit eines physikalischen Bruchschadens des Zuführsystems.The collection of the reductant from the delivery system to the tank requires that the delivery system be completely filled with the reductant upon restart of the internal combustion engine, resulting in a delay in the operation of the entire delivery system. Without the collection of reducing agent, as described above, this leads to an increased likelihood of physical breakage of the delivery system.
Kurzfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Abgas-Emission-Steuerungssystem für eine Verbrennungsmaschine vorzusehen, welches derart gestaltet ist, dass dieses die Wahrscheinlichkeit einer physikalischen Beschädigung eines Reduktionsmittel-Zuführsystems aufgrund eines Einfrierens des Reduktionsmittels beseitigt, die Verfestigung des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmittel-Zuführsystem vermeidet und die Verzögerung beim vollständigen Starten des Abgas-Emissions-Steuerungssystems minimiert.It is an object of the invention to provide an exhaust emission control system for an internal combustion engine designed to eliminate the likelihood of physical damage to a reductant delivery system due to freezing of the reductant, avoid solidification of the reductant in the reductant delivery system, and minimizes the delay in fully starting the exhaust emission control system.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Abgas-Emissions-Steuerungssystem für eine Verbrennungsmaschine vorgesehen. Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem enthält einen Katalysator, eine Zuführeinrichtung und eine Sammeleinrichtung. Der Katalysator ist in einem Abgaspfad angeordnet, welcher zu einer Verbrennungsmaschine führt, und diesem wird ein Reduktionsmittel zugeführt, um ein in den Abgasemissionen von der Maschine enthaltenes schädliches Produkt zu reinigen. Die Zuführeinrichtung arbeitet, um das in flüssiger Form in einem Speicher gespeicherte Reduktionsmittel stromaufwärts des Katalysators innerhalb des Abgaspfads zuzuführen. Die Sammeleinrichtung arbeitet, um das in der Zuführeinrichtung verbleibende Reduktionsmittel in einem Reduktionsmittel-Sammelmodus, in welchen nach einem Anhalten der Maschine eingetreten wird, zurück zu dem Speicher zu führen bzw. dieses dort aufzunehmen. Die Sammeleinrichtung führt den Reduktionsmittel-Sammelmodus derart durch, dass ein bestimmter Betrag des Reduktionsmittels innerhalb der Zuführeinrichtung zurückbleibt.According to one aspect of the invention, an exhaust emission control system for an internal combustion engine is provided. The exhaust emission control system includes a catalyst, a feeder, and a collector. The catalyst is disposed in an exhaust path leading to an internal combustion engine, and to which a reducing agent is supplied to purify a harmful product contained in exhaust emissions from the engine. The feeder operates to supply the reducing agent stored in liquid form in a reservoir upstream of the catalyst within the exhaust path. The accumulator operates to return the reducing agent remaining in the feeder back to the accumulator in a reductant collection mode in which the machine is stopped after being stopped. The collector performs the reductant collection mode such that a certain amount of the reducing agent remains within the feeder.
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem ist insbesondere derart gestaltet, dass dieses das Reduktionsmittel nicht vollständig aus der Zuführeinrichtung zurück zu dem Speicher führt, sondern nach dem Anhalten der Maschine einen kleinen Betrag des Reduktionsmittels innerhalb der Zuführeinrichtung zurücklässt. Mit anderen Worten, das Reduktionsmittel, welches Feuchtigkeit enthält, wird nach dem Anhalten der Maschine in der Zuführeinrichtung zurückgelassen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Verfestigung des Reduktionsmittels innerhalb der Zuführeinrichtung minimiert wird. Wenn die Maschine neu gestartet wird, ist die Zuführeinrichtung mit dem bestimmten Betrag an Reduktionsmittel bereits gefüllt, wodurch die zum vollständigen Wiederauffüllen der Zuführeinrichtung mit dem Reduktionsmittel erforderliche Zeit minimiert wird, um einen schnellen Start des Betriebs des Abgas-Emissions-Steuerungssystems zu erreichen. Das Sammeln des Reduktionsmittels minimiert die Wahrscheinlichkeit eines physikalischen Schadens der Zuführeinrichtung, welcher durch ein Einfrieren und eine Ausdehnung des Reduktionsmittels entsteht.In particular, the exhaust emission control system is designed such that it does not completely lead the reducing agent from the supply device back to the storage, but leaves a small amount of the reducing agent within the supply device after stopping the machine. In other words, the reducing agent containing moisture is left in the feeder after stopping the machine, thereby minimizing the likelihood of solidification of the reducing agent within the feeder. When the engine is restarted, the feeder is already filled with the determined amount of reductant, thereby minimizing the time required to completely replenish the feeder with the reductant to achieve a quick start of operation of the exhaust gas emissions control system. The collection of the reducing agent minimizes the likelihood of physical damage to the feeder caused by freezing and expansion of the reducing agent.
Bei dem bevorzugten Modus der Erfindung kann der bestimmte Betrag des in der Zuführeinrichtung verbleibenden Reduktionsmittels derart gewählt sein, dass dieses einfriert und sich ausdehnt, jedoch keinen Schaden der Zuführeinrichtung hervorruft, und ebenso einen Feuchtigkeitsgehalt besitzt, welcher nicht vollständig ausgetrocknet wird.In the preferred mode of the invention, the determined amount of reductant remaining in the feeder may be selected to freeze and expand, but not cause damage to the feeder, and also have a moisture content which is not completely dried out.
Der in der Zuführeinrichtung verbleibende bestimmte Betrag des Reduktionsmittels kann ebenso derart ermittelt sein, um in der Zuführeinrichtung einen Raum zu schaffen, welcher nicht durch das Reduktionsmittel eingenommen ist und dessen Volumen größer oder gleich dem Volumen des einfrierenden und sich ausdehnenden Reduktionsmittels innerhalb der Zuführeinrichtung ist.The amount of reductant remaining in the feeder may also be determined to provide a space in the feeder which is not occupied by the reductant and whose volume is greater than or equal to the volume of the freezing and expanding reductant within the feeder.
Der in der Zuführeinrichtung verbleibende bestimmte Betrag des Reduktionsmittels kann ferner derart ermittelt sein, dass dieser einen Feuchtigkeitsgehalt besitzt, welcher hinsichtlich der Menge größer als ein Betrag von Feuchtigkeit ist, welcher in Abhängigkeit eines Betrages von gesättigtem Wasserdampf in der Zuführeinrichtung voraussichtlich aus dem Reduktionsmittel verdampft.Further, the determined amount of the reducing agent remaining in the feeder may be determined to have a moisture content greater in amount than an amount of moisture which is likely to evaporate from the reducing agent depending on an amount of saturated water vapor in the feeder.
Kurze Beschreibung der AbbildungenBrief description of the illustrations
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend angegebenen detaillierten Beschreibung und aus den beigefügten Abbildungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser verständlich, welche jedoch nicht dahingehend verstanden werden sollen, die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen zu beschränken, sondern diese dienen lediglich zum Zwecke der Erläuterung und des Verständnisses.The present invention will become more fully understood from the detailed description given below and from the accompanying drawings of the preferred embodiments of the invention, which, however, should not be construed as limiting the invention to the specific embodiments, but for the purpose of illustration only understanding.
In den Abbildungen sind:In the pictures are:
1 eine schematische Ansicht, welche eine Abgas-Emissions-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt; 1 a schematic view showing an exhaust emission control device according to the first embodiment of the invention;
2 ein Flussdiagramm eines Harnstofflösungs-Sammelablaufs, welcher durch das Abgas-Emissions-Steuerungssystem von 1 ausgeführt werden soll; 2 a flow chart of a urea solution collection process, which by the exhaust gas emission control system of 1 to be executed;
3 ein Zeitdiagramm, welches den Betrieb von Teilen des Abgas-Emissions-Steuerungssystem von 1 in Zusammenhang mit unterschiedlichen Beispielen von Harnstofflösungs-Sammelanwendungen darstellt; 3 a timing diagram illustrating the operation of parts of the exhaust emission control system of 1 in connection with different examples of urea solution collection applications;
4 ein Flussdiagramm eines Harnstofflösungs-Sammelablaufs, welcher durch das Abgas-Emissions-Steuerungssystem der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden soll; 4 FIG. 15 is a flowchart of a urea solution collection process to be executed by the exhaust emission control system of the second embodiment; FIG.
5 ein Zeitdiagramm, welches den Betrieb von Teilen eines Abgas-Emissions-Steuerungssystem der dritten Ausführungsform darstellt; 5 Fig. 10 is a timing chart showing the operation of parts of an exhaust emission control system of the third embodiment;
6 ein Flussdiagramm eines Harnstofflösungs-Sammelablaufs, welcher durch das Abgas-Emissions-Steuerungssystem der dritten Ausführungsform ausgeführt werden soll; 6 FIG. 15 is a flowchart of a urea solution collection process to be executed by the exhaust emission control system of the third embodiment; FIG.
7 eine schematische Ansicht, welche eine Abgas-Emissions-Steuerungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt; 7 a schematic view showing an exhaust emission control device according to the fourth embodiment of the invention;
8 ein Zeitdiagramm, welches den Betrieb von Teilen des Abgas-Emissions-Steuerungssystem von 7 darstellt; und 8th a timing diagram illustrating the operation of parts of the exhaust emission control system of 7 represents; and
9 ein Zeitdiagramm des Betriebs von Teilen einer Modifikation des Abgas-Emissions-Steuerungssystem von 7. 9 a time chart of the operation of parts of a modification of the exhaust emission control system of 7 ,
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the Preferred Embodiments
Erste AusführungsformFirst embodiment
Bezug nehmend auf die Abbildungen, worin sich gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Ansichten auf gleiche Bauteile beziehen, insbesondere auf 1, ist ein Abgas-Emission-Steuerungssystem 100 für Fahrzeug-Verbrennungsmaschinen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 in dieser Ausführungsform ist als ein Harnstoff-SCR(selektive katalytische Reduktion)-System ausgestaltet, um NOx zu reinigen, welches in Abgas enthalten ist, das von einer in einem Fahrzeug befestigten Dieselmaschine 50 ausgegeben wird. Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 besitzt einen Abgaspfad (d. h. eine Abgasleitung) 12, welcher mit der Maschine 50 verbunden ist. Insbesondere wird das Abgas über den Abgaspfad 12 nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben.Referring to the drawings, wherein like reference characters refer to like components throughout the several views, and in particular: FIG 1 , is an exhaust emission control system 100 for vehicle internal combustion engines according to the first embodiment of the invention. The exhaust emission control system 100 in this embodiment, as a urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system is configured to purify NOx contained in exhaust gas emitted from a vehicle-mounted diesel engine 50 is issued. The exhaust emission control system 100 has an exhaust path (ie an exhaust pipe) 12 which with the machine 50 connected is. In particular, will the exhaust gas via the exhaust path 12 delivered outside the vehicle.
Der Abgaspfad 12 enthält einen darin befestigten SCR-Katalysator 1 (das heißt einen Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx), welcher derart arbeitet, um NOx in dem Abgas selektiv zu reduzieren. Der Harnstoff-SCR-Katalysator 1 hydrolysiert insbesondere eine wässrige Harnstofflösung (das heißt ein Reduktionsmittel), welche von einem Harnstofflösungsinjektor 2 zugeführt wird, in Ammoniak (NH3) und speichert dieses darin. Der Harnstoff-SCR-Katalysator 1 sieht eine Reaktion des darin gespeicherten Ammoniaks mit NOx, welches in dem Abgas enthalten ist, gemäß der nachstehenden chemischen Gleichungen 1 und 2 vor, um NOx in Stickstoff und Wasser umzuwandeln. 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (1) 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 3H2O (2) The exhaust path 12 contains an SCR catalyst mounted therein 1 (That is, a NOx selective reduction catalyst) which operates to selectively reduce NOx in the exhaust gas. The urea SCR catalyst 1 In particular, it hydrolyzes an aqueous urea solution (that is, a reducing agent) derived from a urea solution injector 2 is fed into ammonia (NH 3 ) and stores this in it. The urea SCR catalyst 1 provides a reaction of the ammonia stored therein with NOx contained in the exhaust gas according to the following chemical equations 1 and 2 to convert NOx into nitrogen and water. 4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (1) 6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 3H 2 O (2)
Der Harnstoff-SCR-Katalysator 1 ist nicht in der Lage, einen unbeschränkten Betrag von Ammoniak darin zu speichern, sondern besitzt in Abhängigkeit der Temperatur des Harnstoff-SCR-Katalysators 1 (d. h. einer katalytischen Temperatur) einen maximalen Ammoniak-Speicher. Ein rascher Abfall der Temperatur des Harnstoff-SCR-Katalysators 1 führt zu dem als Ammoniak-Slip bekannten Phänomen, wobei nicht reagiertes Ammoniak von dem SCR-Katalysator 1 abgegeben wird. Um das durch den Ammoniak-Slip von dem SCR-Katalysator 1 freigegebene Ammoniak zu reinigen, ist in dem Abgaspfad 12 stromabwärts des SCR-Katalysators 1 ein Oxidationskatalysator 3 angeordnet. Der Oxidationskatalysator 3 dient dazu, um eine Oxidation durchzuführen, um das Ammoniak in Wasser und Stickstoff umzuwandeln.The urea SCR catalyst 1 is unable to store an unlimited amount of ammonia therein, but has a function of the temperature of the urea SCR catalyst 1 (ie a catalytic temperature) a maximum ammonia storage. A rapid drop in the temperature of the urea SCR catalyst 1 leads to the phenomenon known as ammonia slip, wherein unreacted ammonia from the SCR catalyst 1 is delivered. This is due to the ammonia slip from the SCR catalyst 1 purifying released ammonia is in the exhaust path 12 downstream of the SCR catalyst 1 an oxidation catalyst 3 arranged. The oxidation catalyst 3 serves to perform an oxidation to convert the ammonia into water and nitrogen.
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 ist mit einem in dem Abgaspfad 12 stromaufwärts des SCR-Katalysators 1 angeordneten Harnstofflösungs-Zuführsystem ausgerüstet, um die wässrige Harnstofflösung zu dem SCR-Katalysator 1 zu führen. Das Harnstofflösungs-Zuführsystem besitzt insbesondere den stromaufwärts des SCR-Katalysators 1 eingebauten Harnstofflösungsinjektor 2, um die wässrige Harnstofflösung in den Abgaspfad 12 einzuspritzen. Der Harnstofflösungsinjektor 2 ist derart gestaltet, dass dieser im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweist wie diese eines Kraftstoffinjektors zur Verwendung beim Einspritzen von Kraftstoff in die Maschine 50. Der Harnstofflösungsinjektor 2 ist insbesondere durch ein elektromagnetisches Ein-Aus-Ventil implementiert, welches mit einem Stellglied aus einer elektromagnetischen Spule und einem Körper ausgerüstet ist. Der Körper besitzt darin ein bewegliches Element, wie eine Nadel, die in einer Längsrichtung davon hin- und herbewegbar ist, um einen Harnstofflösungs-Strömungspfad, welcher sich innerhalb des Körpers erstreckt, zu öffnen und zu verschließen, und ein in dem Kopf des Körpers ausgebildetes Spritzloch. Der Harnstofflösungsinjektor 2 wird durch ein von einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 11 ausgegebenes Antriebssignal geöffnet. Die elektromagnetische Spule wird insbesondere durch das Antriebssignal von der ECU 11 bestromt, um die Nadel zu bewegen, um das Spritzloch zu öffnen, wodurch die wässrige Harnstofflösung in den Abgaspfad 12 eingespritzt wird.The exhaust emission control system 100 is with one in the exhaust path 12 upstream of the SCR catalyst 1 arranged urea solution delivery system equipped to the aqueous urea solution to the SCR catalyst 1 respectively. In particular, the urea solution delivery system has the upstream of the SCR catalyst 1 built-in urea solution injector 2 to the aqueous urea solution in the exhaust path 12 inject. The urea solution injector 2 is configured to have substantially the same structure as that of a fuel injector for use in injecting fuel into the engine 50 , The urea solution injector 2 is in particular implemented by an electromagnetic on-off valve, which is equipped with an actuator of an electromagnetic coil and a body. The body has therein a movable member, such as a needle, which is reciprocable in a longitudinal direction thereof to open and close a urea solution flow path extending inside the body, and formed in the head of the body injection port. The urea solution injector 2 is controlled by an electronic control unit (ECU) 11 output drive signal opened. The electromagnetic coil is in particular by the drive signal from the ECU 11 energized to move the needle to open the spray hole, causing the aqueous urea solution in the exhaust path 12 is injected.
Der Harnstofflösungsinjektor 2 wird nach Bedarf mit der wässrigen Harnstofflösung von einem Harnstofflösungstank 8 versorgt. Der Harnstofflösungstank 8 besteht aus einem hermetisch abgeschlossenen Behälter mit einem Einfüllverschluss und speichert die wässrige Harnstofflösung darin bei einer spezifischen Konzentration. Der Harnstofflösungstank 8 ist über eine Leitung 13 mit dem Harnstofflösungsinjektor 2 verbunden. Die Leitung 13 definiert darin einen Harnstofflösungspfad. Die Leitung 13 besitzt bei einem Ende davon einen Einlass, welcher unterhalb der Oberfläche der wässrigen Harnstofflösung innerhalb des Harnstofflösungstanks 8 angeordnet ist.The urea solution injector 2 is mixed with urea aqueous solution from a urea solution tank as needed 8th provided. The urea solution tank 8th consists of a hermetically sealed container with a filler cap and stores the aqueous urea solution therein at a specific concentration. The urea solution tank 8th is over a line 13 with the urea solution injector 2 connected. The administration 13 defines therein a urea solution path. The administration 13 has at one end thereof an inlet which is below the surface of the aqueous urea solution within the urea solution tank 8th is arranged.
Die Leitung 13 besitzt eine darin eingebaute Pumpe 7, welche eine elektrisch betriebene Reihenpumpe, wie ein Dreiphasen-Wechselstrommotor, ist, und durch ein Antriebssignals von der ECU 11 betrieben wird. Die Pumpe 7 ist in der Lage, sowohl in einer normalen als auch in einer rückwärtigen Richtung zu rotieren. Wenn diese in der normalen Richtung rotiert wird, arbeitet die Pumpe 7 derart, um die wässrige Harnstofflösung von dem Harnstofflösungstank 8 anzusaugen und diese über die Leitung 13 zu dem Harnstofflösungsinjektor 2 zu führen. Alternativ, wenn diese in der rückwärtigen Richtung rotiert wird, arbeitet die Pumpe 7 derart, dass diese die wässrige Harnstofflösung von dem Harnstofflösungsinjektor 2 und der Leitung 13 zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 saugt oder in diesem sammelt. 1 stellt die Pumpe 7 derart dar, dass diese innerhalb des Harnstofflösungstanks 8 montiert ist, diese kann jedoch alternativ außerhalb des Harnstofflösungstanks 8 angeordnet sein.The administration 13 has a built-in pump 7 , which is an electrically driven series pump, such as a three-phase AC motor, and by a drive signal from the ECU 11 is operated. The pump 7 is able to rotate in both a normal and a backward direction. When this is rotated in the normal direction, the pump works 7 such as the aqueous urea solution from the urea solution tank 8th suck it up and over the line 13 to the urea solution injector 2 respectively. Alternatively, when rotated in the rearward direction, the pump operates 7 such that these are the aqueous urea solution from the urea solution injector 2 and the line 13 back to the urea solution tank 8th sucks or collects in this. 1 put the pump 7 such that they are within the urea solution tank 8th however, this may alternatively be outside of the urea solution tank 8th be arranged.
Die Leitung 13 besitzt ebenso einen darin eingebauten porösen Harnstofflösungs-Filter 4, welcher Verunreinigungen von der wässrigen Harnstofflösung entfernt, um ein Eindringen davon in den Harnstofflösungsinjektor 2 und den Harnstofflösungstank 8 zu vermeiden.The administration 13 also has a built-in porous urea solution filter 4 which removes impurities from the aqueous urea solution to allow penetration thereof into the urea solution injector 2 and the urea solution tank 8th to avoid.
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 enthält ebenso einen Harnstofflösungs-Druckregler 6, welcher stromabwärts der Pumpe 7 montiert ist. Der Harnstofflösungs-Druckregler 6 arbeitet derart, dass dieser den Druck der wässrigen Harnstofflösung, welche zu dem Harnstofflösungsinjektor 2 geführt werden soll, auf ein ausgewähltes Niveau anpasst. Ein Überschuss der wässrigen Harnstofflösung, welcher durch die Anpassung des Drucks durch den Harnstofflösungs-Druckregler 6 entsteht, wird zu dem Harnstofflösungstank 8 zurückgeführt. Die Leitung 13 besitzt ebenso einen darin eingebauten Harnstofflösungs-Drucksensor 5, welcher den Druck der innerhalb der Leitung 13 strömenden wässrigen Harnstofflösung misst. Die Regulierung der wässrigen Harnstofflösung innerhalb der Leitung 13 kann alternativ durch Überwachen des Ausgangs des Harnstofflösungs-Drucksensors 5 und Steuern des Betriebs der Pumpe 7 durch die ECU 11 ohne Verwendung des Harnstofflösungs-Druckreglers 6 erreicht werden.The exhaust emission control system 100 also contains a urea solution pressure regulator 6 which is downstream of the pump 7 is mounted. The urea solution pressure regulator 6 works in such a way, that this the pressure of the aqueous Urea solution resulting in the urea solution injector 2 should be guided, adapted to a selected level. An excess of the aqueous urea solution resulting from the adjustment of the pressure by the urea solution pressure regulator 6 arises, becomes the urea solution tank 8th recycled. The administration 13 also has a built-in urea solution pressure sensor 5 which is the pressure of the inside of the pipe 13 flowing aqueous urea solution measures. The regulation of the aqueous urea solution within the pipe 13 alternatively, by monitoring the output of the urea solution pressure sensor 5 and controlling the operation of the pump 7 through the ECU 11 without using the urea solution pressure regulator 6 be achieved.
Der Harnstofflösungsinjektor 2, die Leitung 13, die Pumpe 7, der Harnstofflösungs-Druckregler 6, der Harnstofflösungs-Filter 4 und der Harnstofflösungs-Drucksensor 5 bilden das Harnstofflösungs-Zuführsystem, welches derart arbeitet, dass dieses die wässrige Harnstofflösung zu dem Abgaspfad 12 (d. h. dem SCR-Katalysator 1) führt.The urea solution injector 2 , The administration 13 , the pump 7 , the urea solution pressure regulator 6 , the urea solution filter 4 and the urea solution pressure sensor 5 form the urea solution delivery system which operates to deliver the aqueous urea solution to the exhaust path 12 (ie the SCR catalyst 1 ) leads.
Zwischen dem SCR-Katalysator 1 und dem Oxidationskatalysator 3 ist in dem Abgaspfad 12 ein NOx-Sensor 9 angeordnet, welcher die Konzentration von NOx in dem Abgas misst, welches den SCR-Katalysator 1 durchlaufen hat. Der Abgaspfad 12 besitzt ebenso einen Abgas-Temperatursensor 10, welcher stromaufwärts des SCR-Katalysators 1 eingebaut ist, um die Temperatur des Abgases zu messen. Die Ausgänge des NOx-Sensors 9 und des Abgas-Temperatursensors 10 werden beispielsweise beim Steuern der Menge der wässrigen Harnstofflösung, welche von dem Harnstofflösungsinjektor 2 eingespritzt werden soll, und der Zeit, zu welcher der Harnstofflösungsinjektor 2 betätigt werden soll, um die wässrige Harnstofflösung einzuspritzen, verwendet.Between the SCR catalyst 1 and the oxidation catalyst 3 is in the exhaust path 12 a NOx sensor 9 which measures the concentration of NOx in the exhaust gas containing the SCR catalyst 1 has gone through. The exhaust path 12 also has an exhaust gas temperature sensor 10 which is upstream of the SCR catalyst 1 is installed to measure the temperature of the exhaust gas. The outputs of the NOx sensor 9 and the exhaust temperature sensor 10 For example, in controlling the amount of aqueous urea solution used by the urea solution injector 2 to be injected, and the time at which the urea solution injector 2 should be actuated to inject the aqueous urea solution used.
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 besitzt die mit einem typischen Mikrocomputer ausgerüstete ECU 11, um, wie vorstehend beschrieben, die Menge an wässriger Harnstofflösung, welche durch den Harnstofflösungsinjektor 2 zu dem Abgaspfad 12 geführt werden soll, und die Zeit, zu welcher der Harnstofflösungsinjektor 2 das Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in den Abgaspfad 12 beginnen soll, basierend auf den Ausgängen der Sensoren, wie vorstehend beschrieben, zu steuern, wenn die Maschine 10 in Betrieb ist. Die ECU 11 ist ebenso mit einem Zeitgeber bzw. einer Zeitmesseinrichtung 111 ausgerüstet, um die Zeit zu Messen, und mit einem Zündschalter 14 verbunden, welcher die Maschine 50 ein- oder ausschaltet.The exhaust emission control system 100 has the ECU equipped with a typical microcomputer 11 to, as described above, the amount of aqueous urea solution passing through the urea solution injector 2 to the exhaust path 12 and the time at which the urea solution injector is to be guided 2 injecting the aqueous urea solution into the exhaust path 12 should begin to control based on the outputs of the sensors, as described above, when the machine 10 is in operation. The ECU 11 is also with a timer or a time measuring device 111 equipped to measure the time, and with an ignition switch 14 connected to which the machine 50 turns on or off.
Die ECU 11 ist derart gestaltet, dass diese eine Harnstofflösungs-Sammelaufgabe durchführt, wie nachstehend beschrieben, um die wässrige Harnstofflösung nach dem Anhalten der Maschine 50 von dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu führen bzw. dort zu sammeln, um die physikalische Beschädigung des Harnstofflösungs-Zuführsystems aufgrund der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem (beispielsweise dem Harnstofflösungsinjektor 2 oder der Leitung 13) verbleibenden wässrigen Harnstofflösung zu vermeiden.The ECU 11 is designed to perform a urea solution collecting task, as described below, to the aqueous urea solution after stopping the machine 50 from the urea solution delivery system back to the urea solution tank 8th To collect the physical damage of the urea solution supply system due to the in the urea solution supply system (for example, the urea solution injector 2 or the line 13 ) to avoid remaining aqueous urea solution.
2 ist ein Flussdiagramm des Harnstofflösungs-Sammelablaufs, welcher durch die ECU 11 ausgeführt werden soll. 3 ist ein Zeitdiagramm, welches den Betrieb von Teilen des Abgas-Emission-Steuerungssystems 100 in Zusammenhang mit unterschiedlichen Beispielen der Harnstofflösungs-Sammelanwendungen darstellt. Der oberste Abschnitt von 3 stellt insbesondere einen Ein-Aus-Betrieb des Zündschalters 14 für die Maschine 50 dar. Der zweitoberste Abschnitt von 3 stellt einen Ein-Aus-Betrieb der Pumpe 7 und einen offenen oder geschlossenen Zustand des Harnstofflösungsinjektors 2 in einem Vergleichsbeispiel einer vollständigen Sammelanwendung, um die wässrige Harnstofflösung vollständig zu sammeln, dar. Der drittoberste Abschnitt von 3 stellt den Ein-Aus-Betrieb der Pumpe 7 und den offenen oder geschlossenen Zustand des Harnstofflösungsinjektors 2 bei einer teilweisen Sammelanwendung dar, welche durch das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 dieser Ausführungsform ausgeführt werden soll, um die wässrige Harnstofflösung teilweise zu sammeln. Der unterste Abschnitt von 3 stellt den Ein-Aus-Betrieb der Pumpe 7 und den offenen oder geschlossenen Zustand des Harnstofflösungsinjektors 2 bei einer Wiederauffüllanwendung dar, welche bei einer weiteren Ausführungsform ausgeführt werden soll, wie später detailliert beschrieben ist. 2 FIG. 11 is a flow chart of the urea solution collection process executed by the ECU 11 to be executed. 3 is a timing diagram illustrating the operation of parts of the exhaust emission control system 100 in connection with different examples of the urea solution collection applications. The top section of 3 in particular, provides an on-off operation of the ignition switch 14 for the machine 50 dar. The second highest section of 3 provides an on-off operation of the pump 7 and an open or closed state of the urea solution injector 2 in a comparative example of a complete collection application to completely collect the aqueous urea solution. The third uppermost section of 3 provides the on-off operation of the pump 7 and the open or closed state of the urea solution injector 2 at a partial collecting application, which by the exhaust emission control system 100 This embodiment should be carried out to partially collect the aqueous urea solution. The lowest section of 3 provides the on-off operation of the pump 7 and the open or closed state of the urea solution injector 2 in a refill application, which is to be executed in another embodiment, as described in detail later.
Der Harnstofflösungs-Sammelablauf von 2 wird gleichzeitig mit dem Einschalten des Zündschalters 14, um die Maschine 50 zu starten, eingeleitet.The urea solution collection process of 2 will be simultaneously with the ignition switch on 14 to the machine 50 to start, initiated.
Nach dem Eintreten in den Ablauf schreitet die Routine zu Schritt S11, wo ermittelt wird, ob der Zündschalter 14 abgeschaltet wurde, um die Maschine 50 anzuhalten. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Maschine 50 nach wie vor in Betrieb ist, wiederholt die Routine anschließend Schritt S11. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Maschine 50 angehalten wurde, schreitet die Routine anschließend zu Schritt S12, wo die ECU 11 damit beginnt, die wässrige Harnstofflösung nach Bedarf in den Abgaspfad 12 einzuspritzen. Wie in 3 dargestellt ist, rotiert die ECU 11 insbesondere die Pumpe 7 in der normalen Richtung und öffnet den Harnstofflösungsinjektor 2.After entering the process, the routine proceeds to step S11, where it is determined whether the ignition switch 14 was turned off to the machine 50 to stop. If a NO answer is received, which means that the machine 50 is still operating, the routine then repeats step S11. Alternatively, if a YES answer is received, which means that the machine 50 The routine then proceeds to step S12, where the ECU 11 This starts the aqueous urea solution into the exhaust path as needed 12 inject. As in 3 is shown, the ECU rotates 11 especially the pump 7 in the normal direction and opens the urea solution injector 2 ,
Wenn sich der Zündschalter 14 in dem Aus-Zustand befindet, das heißt, die Maschine 50 angehalten ist (d. h. JA bei Schritt S11), schaltet die ECU 11 bei Schritt S12 die Pumpe 7 ab und führt anschließend die Vorgänge bei Schritt S13 und den nachfolgenden Schritten durch, um die in dem Harnstofflösungsinjektor 2 und der Leitung 13 gesammelte wässrige Harnstofflösung zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu führen bzw. dort zu sammeln. Die ECU 11 öffnet bei Schritt S13 insbesondere den Harnstofflösungsinjektor 2 und betreibt anschließend bei Schritt S14 die Pumpe 7 in der rückwärtigen Richtung, wodurch damit begonnen wird, die in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem verbleibende wässrige Harnstofflösung zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu führen. Die ECU 11 beginnt zu dem Zeitpunkt, bei welchem die Pumpe 7 bei Schritt S14 in der rückwärtigen Richtung angetrieben wird, ebenso damit, die Zeit unter Verwendung des Zeitgebers 111 zu messen. When the ignition switch 14 is in the off state, that is, the machine 50 is stopped (ie, YES at step S11), the ECU shifts 11 at step S12, the pump 7 and then performs the processes in step S13 and the subsequent steps to those in the urea solution injector 2 and the line 13 Collected aqueous urea solution back to the urea solution tank 8th to lead or to collect there. The ECU 11 in particular opens the urea solution injector at step S13 2 and then operates the pump at step S14 7 in the rearward direction, thereby starting to recycle the urea aqueous solution remaining in the urea solution supply system back to the urea solution tank 8th respectively. The ECU 11 begins at the time when the pump 7 is driven in the rearward direction at step S14, as well as the time using the timer 111 to eat.
Nach Schritt S14 schreitet die Routine zu Schritt S15, wo ermittelt wird, ob eine vorbestimmte Zeitphase T2, seit die Pumpe 7 in der rückwärtigen Richtung angetrieben wurde, verstrichen ist. Die Zeitphase T2 ist, wie in 3 zu sehen ist, kürzer eingestellt als eine Zeitphase T1, welche dazu erforderlich ist, um die Pumpe 7 zum vollständigen Sammeln der wässrigen Harnstofflösung von dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 in der rückwärtigen Richtung zu betreiben. Mit anderen Worten, die ECU 11 saugt die wässrige Harnstofflösung nicht vollständig zurück zu dem Harnstofflösungstank 8, sondern lässt eine bestimmte Menge der wässrigen Harnstofflösung innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems zurück.After step S14, the routine proceeds to step S15 where it is determined whether a predetermined time phase T2 has elapsed since the pump 7 has been driven in the rearward direction, has elapsed. The time phase T2 is as in 3 can be seen set shorter than a time phase T1, which is required to the pump 7 to completely collect the aqueous urea solution from the urea solution supply system back to the urea solution tank 8th to operate in the rearward direction. In other words, the ECU 11 does not completely suck the aqueous urea solution back to the urea solution tank 8th but leaves a certain amount of the aqueous urea solution within the urea solution supply system.
Die in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassende Menge an wässriger Harnstofflösung ist derart gewählt, um den Bruchschaden des Harnstofflösungs-Zuführsystems aufgrund eines Einfrierens oder einer Ausdehnung der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem gesammelten wässrigen Harnstofflösung zu vermeiden. Beispielsweise ist die Menge der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassenden wässrigen Harnstofflösung derart ermittelt, um in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem einen Raum zu hinterlassen, in welchem keine wässrige Harnstofflösung aufgenommen ist und dessen Volumen größer oder gleich der einfrierenden und sich ausdehnenden wässrigen Harnstofflösung ist, nachdem die wässrige Harnstofflösung zurück in den Harnstofflösungstank 8 gesaugt wird. Wenn die wässrige Harnstofflösung einfriert und sich ausdehnt, nimmt das Volumen davon für gewöhnlich um etwa 7% zu. Die Menge der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassenden wässrigen Harnstofflösung ist daher derart ermittelt, dass ein Gesamtvolumen der wässrigen Harnstofflösung nach dem Ausdehnen um 7% innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems kleiner ist als ein Gesamtvolumen des Harnstofflösungs-Zuführsystems, welches durch die wässrige Harnstofflösung vollständig eingenommen werden kann. Falls es schwierig ist, das Gesamtvolumen des Harnstofflösungs-Zuführsystems exakt zu kennen, kann das Volumen der Leitung 13 als das Gesamtvolumen des Harnstofflösungs-Zuführsystems verwendet werden.The amount of aqueous urea solution to be left in the urea solution supply system is selected so as to avoid the breakage of the urea solution supply system due to freezing or expansion of the aqueous urea solution collected in the urea solution supply system. For example, the amount of urea aqueous solution to be left in the urea solution supply system is determined so as to leave a space in the urea solution supply system in which no urea aqueous solution is contained and whose volume is greater than or equal to the freezing and expanding aqueous urea solution the aqueous urea solution back into the urea solution tank 8th is sucked. As the aqueous urea solution freezes and expands, the volume thereof usually increases by about 7%. Therefore, the amount of urea aqueous solution to be left in the urea solution supply system is determined such that a total volume of the urea aqueous solution after expansion by 7% within the urea solution supply system is smaller than a total volume of the urea solution supply system completely occupied by the aqueous urea solution can be. If it is difficult to know the total volume of the urea solution delivery system exactly, the volume of the conduit can be 13 are used as the total volume of the urea solution delivery system.
Die Menge der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassenden wässrigen Harnstofflösung ist ebenso derart ausgewählt, dass ein Feuchtigkeitsgehalt davon nicht vollständig ausgetrocknet und diese verfestigt wird. Solch eine Menge wird insbesondere unter Berücksichtigung des Betrages von gesättigtem Wasserdampf der wässrigen Harnstofflösung innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems ermittelt, um den Feuchtigkeitsbetrag in der wässrigen Harnstofflösung, welche in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückbleibt, daran zu hindern, vollständig zu verdampfen. Insbesondere kann der Feuchtigkeitsgehalt in der wässrigen Harnstofflösung, welcher aus der wässrigen Harnstofflösung verdampfen wird, als eine Funktion des Betrags des gesättigten Wasserdampfs und dem Grad der Feuchtigkeit in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem berechnet werden. Die Menge der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassenden wässrigen Harnstofflösung wird daher derart berechnet, dass der Feuchtigkeitsbetrag, welcher in der innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems verbleibenden wässrigen Harnstofflösung enthalten ist, größer ist als der vorstehend berechnete Betrag von Wasser. Dies verhindert, dass die wässrige Harnstofflösung vollständig verdampft, um die Ablagerung davon innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems zu vermeiden.The amount of the urea aqueous solution to be left in the urea solution supply system is also selected so that a moisture content thereof is not completely dried out and solidified. Such an amount is particularly determined taking into consideration the amount of saturated water vapor of the urea aqueous solution within the urea solution supply system to prevent the moisture amount in the urea aqueous solution remaining in the urea solution supply system from completely evaporating. In particular, the moisture content in the aqueous urea solution that will evaporate from the aqueous urea solution may be calculated as a function of the amount of saturated water vapor and the degree of moisture in the urea solution delivery system. Therefore, the amount of the urea aqueous solution to be left in the urea solution supply system is calculated so that the amount of moisture contained in the urea aqueous solution remaining inside the urea solution supply system is larger than the above calculated amount of water. This prevents the aqueous urea solution from completely evaporating to avoid deposition thereof within the urea solution delivery system.
Der Betrag von gesättigtem Wasserdampf und der Grad der Feuchtigkeit in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem hängen üblicherweise von der Temperatur in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem ab, sind bei dieser Ausführungsform jedoch festgelegt, um die Komplexität der Struktur oder des Betriebs des Abgas-Emissions-Steuerungssystems 100 nicht zu reduzieren. Um den Betrag von gesättigtem Wasserdampf in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem exakt zu berechnen, kann jedoch ein Temperatursensor verwendet werden, um die Temperatur in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zu messen und den festgelegten Wert des Betrags von gesättigtem Wasserdampf als eine Funktion der gemessenen Temperatur zu korrigieren, um eine Ziel-Menge der wässrigen Harnstofflösung zu ermitteln, welche in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückgelassen werden soll. Kurz gesagt, die Menge der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassenden wässrigen Harnstofflösung kann als Funktion der Temperatur in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem berechnet werden.The amount of saturated water vapor and the degree of moisture in the urea solution delivery system usually depend on the temperature in the urea solution delivery system, but in this embodiment are fixed to the complexity of the structure or operation of the exhaust emission control system 100 not to reduce. However, to accurately calculate the amount of saturated water vapor in the urea solution delivery system, a temperature sensor may be used to measure the temperature in the urea solution delivery system and correct the set value of the amount of saturated water vapor as a function of the measured temperature. to determine a target amount of the aqueous urea solution to be left in the urea solution supply system. In short, the amount of urea aqueous solution to be left in the urea solution supply system can be calculated as a function of the temperature in the urea solution supply system.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung ersichtlich ist, wird die Menge der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassenden wässrigen Harnstofflösung derart gewählt, dass deren Wassergehalt größer als der Betrag von Wasser ist, welches üblicherweise innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems verdampfen und verschwinden wird, und das Volumen der wässrigen Harnstofflösung nach einem Einfrieren und Ausdehnen wird kleiner sein als das gesamte Innenvolumen des Harnstofflösungs-Zuführsystems. Um das Harnstofflösungs-Zuführsystem auf einen Neustart der Maschine 50 hin schnellstmöglich wieder mit wässriger Harnstofflösung aufzufüllen, ist es vorzuziehen, einen maximal möglichen Betrag von wässriger Harnstofflösung innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems zurückzulassen, solange diese gefriert, jedoch keinen Schaden bei dem Harnstofflösungs-Zuführsystem hervorruft, und die Ablagerung von wässriger Harnstofflösung innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems vermeidet. As apparent from the above explanation, the amount of the urea aqueous solution to be left in the urea solution supply system is set such that its water content is larger than the amount of water which will usually evaporate and disappear within the urea solution supply system, and the volume of the water aqueous urea solution after freezing and expansion will be less than the total internal volume of the urea solution delivery system. To the urea solution delivery system to restart the machine 50 As soon as possible, to replenish with aqueous urea solution, it is preferable to leave a maximum possible amount of aqueous urea solution within the urea solution supply system as long as it freezes but causes no harm to the urea solution supply system and the deposition of urea aqueous solution within the urea solution supply system. Feed system avoids.
Die Zeitphase T2 bei Schritt S15 entspricht einer Zeit, welche unter Berücksichtigung des Einfrierens und Ausdehnens von wässriger Harnstofflösung, des Betrags von gesättigtem Wasserdampf und der Kapazität der Pumpe 7 ermittelt wird. Falls bei Schritt S15 eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T2 noch nicht verstrichen ist, wiederholt die Routine den Vorgang bei Schritt S15, mit anderen Worten, die ECU 11 fährt damit fort, die wässrige Harnstofflösung von dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu saugen. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T2 verstrichen ist, schreitet die Routine anschließend zu Schritt S16, worin die Pumpe 7 abgeschaltet wird. Die Routine schreitet zu Schritt S17, worin der Harnstofflösungsinjektor 2 geschlossen wird, um das Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in das Harnstofflösungs-Zuführsystem zu beenden. Wenn die Maschine 50 neu gestartet wird, betätigt die ECU 11 zunächst die Pumpe 7 in der normalen Richtung, um das Harnstofflösungs-Zuführsystem mit der wässrigen Harnstofflösung wiederaufzufüllen, und führt anschließend die wässrige Harnstofflösung zu dem Abgaspfad 12.The time phase T2 at step S15 corresponds to a time considering taking into account the freezing and expansion of aqueous urea solution, the amount of saturated water vapor, and the capacity of the pump 7 is determined. If a NO answer is obtained in step S15, which means that the time phase T2 has not yet elapsed, the routine repeats the process in step S15, in other words, the ECU 11 The process continues with the urea aqueous solution from the urea solution delivery system back to the urea solution tank 8th to suck. Alternatively, if a YES answer is obtained, meaning that the time phase T2 has elapsed, then the routine proceeds to step S16, where the pump 7 is switched off. The routine proceeds to step S17, wherein the urea solution injector 2 is closed to terminate the injection of the aqueous urea solution in the urea solution supply system. When the machine 50 restarted, the ECU operates 11 first the pump 7 in the normal direction to replenish the urea solution supply system with the aqueous urea solution, and then leads the aqueous urea solution to the exhaust path 12 ,
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 dieser Ausführungsform ist, wie vorstehend beschrieben, derart gestaltet, dass dieses in dem Harnstofflösungs-Sammelmodus nach dem Anhalten der Maschine 50 einen bestimmten Betrag von wässriger Harnstofflösung in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückhält, wodurch ermöglicht wird, dass das Harnstofflösungs-Zuführsystem auf einen Neustart der Maschine 50 hin schnell wieder mit der wässrigen Harnstofflösung aufgefüllt wird. Dies minimiert die Verzögerung im Betrieb des Abgas-Emissions-Steuerungssystems 100, was, wie im einleitenden Teil dieser Anmeldung beschrieben, bei dem System des Standes der Technik zu beanstanden ist. Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 ermittelt den Betrag der in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückzulassenden wässrigen Harnstofflösung angesichts des Betrags, um welchen die wässrige Harnstofflösung einfriert und sich ausdehnt, und des Betrags von gesättigtem Wasserdampf in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer mechanischen Beschädigung des Harnstofflösungs-Zuführsystems (beispielsweise des Harnstofflösungsinjektors 2) minimiert wird, und das Verstopfen der Leitung 13 oder ein Verklemmen eines verschiebbaren Teils des Harnstofflösungsinjektors 2 vermieden wird.The exhaust emission control system 100 As described above, this embodiment is configured to be in the urea solution collection mode after stopping the engine 50 Retains a certain amount of aqueous urea solution in the urea solution supply system, thereby allowing the urea solution supply system to restart the machine 50 quickly replenished with the aqueous urea solution. This minimizes the delay in operation of the exhaust emission control system 100 which, as described in the introductory part of this application, is objectionable in the prior art system. The exhaust emission control system 100 determines the amount of urea aqueous solution to be left in the urea solution supply system in view of the amount by which the urea aqueous solution freezes and expands, and the amount of saturated water vapor in the urea solution supply system, thereby increasing the likelihood of mechanical damage to the urea solution delivery system (e.g. of the urea solution injector 2 ) is minimized, and the clogging of the line 13 or jamming a displaceable part of the urea solution injector 2 is avoided.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 der zweiten Ausführungsform ist nachfolgend beschrieben, welches derart gestaltet ist, um eine Harnstofflösungs-Sammelanwendung auszuführen, welche sich hinsichtlich des Betriebs von der ersten Ausführungsform unterscheidet. Weitere strukturelle Anordnungen sind identisch zu diesen bei der ersten Ausführungsform und auf eine detaillierte Erläuterung davon wird hier verzichtet.The exhaust emission control system 100 The second embodiment will be described below, which is designed to execute a urea solution collecting application which differs in operation from the first embodiment. Other structural arrangements are identical to those in the first embodiment and a detailed explanation thereof will be omitted here.
4 ist ein Flussdiagramm eines Harnstofflösungs-Sammelablaufs, welcher durch die ECU 11 des Abgas-Emissions-Steuerungssystems 100 der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden soll. Der unterste Abschnitt von 3 stellt den Ein-Aus-Betrieb der Pumpe 7 und den offenen oder geschlossenen Zustand des Harnstofflösungsinjektors 2 in einem Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus dieser Ausführungsform dar. 4 FIG. 12 is a flowchart of a urea solution collection process executed by the ECU 11 the exhaust emission control system 100 The second embodiment is to be executed. The lowest section of 3 provides the on-off operation of the pump 7 and the open or closed state of the urea solution injector 2 in a urea solution refilling mode of this embodiment.
Die Schritte S21 bis S24 sind hinsichtlich des Betriebs identisch zu den Schritten S11 bis S14 in 2. Insbesondere nachdem der Zündschalter 14 abgeschaltet ist (d. h. JA bei Schritt S21) und die Pumpe 7 abgeschaltet ist (d. h. Schritt S22), öffnet die ECU 11 bei Schritt S23 den Harnstofflösungsinjektor 2 betreibt die Pumpe 7 anschließend in der rückwärtigen Richtung, um damit zu beginnen, die wässrige Harnstofflösung von dem Harnstofflösungs-Zuführsystem in der gleichen Art und Weise, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, anzusaugen.Steps S21 to S24 are identical in operation to steps S11 to S14 in FIG 2 , Especially after the ignition switch 14 is turned off (ie, YES at step S21) and the pump 7 is turned off (ie, step S22), the ECU opens 11 at step S23, the urea solution injector 2 operates the pump 7 subsequently in the rearward direction to start to suck the aqueous urea solution from the urea solution supply system in the same manner as described in the first embodiment.
Nach Schritt S24 schreitet die Routine zu Schritt S25, wo ermittelt wird, ob die Zeitphase T1 ausgehend von dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu welchem die Pumpe 7 in der rückwärtigen Richtung betrieben wurde, um die wässrige Harnstofflösung zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu saugen. Die Zeitphase T1 entspricht, wie vorstehend beschrieben, einer Zeitdauer, welche erforderlich ist, um die wässrige Harnstofflösung vollständig von dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu führen bzw. dort zu sammeln. Die ECU 11 betätigt insbesondere die Pumpe 7, um die wässrige Harnstofflösung vollständig aus dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zu entnehmen. Falls bei Schritt S25 eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T1 noch nicht verstrichen ist, wiederholt die Routine anschließend den Vorgang bei Schritt S25. Die ECU 11 fährt insbesondere damit fort, die wässrige Harnstofflösung aus dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zu entnehmen. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T1 verstrichen ist, schreitet die Routine anschließend zu Schritt S26, worin die ECU 11 die Pumpe 7 in der normalen Richtung antreibt, um die wässrige Harnstofflösung von dem Harnstofflösungstank 8 zu dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zu führen. Gleichzeitig öffnet die ECU 11 den Harnstofflösungsinjektor 2, um die wässrige Harnstofflösung zeitgleich mit dem Wiederauffüllen des Harnstofflösungs-Zuführsystems einzuspritzen. Die ECU 11 startet ebenso das Zählen bzw. Messen der Zeit unter Verwendung des Zeitgebers 111 ausgehend von dem Zeitpunkt, zu welchem die Pumpe 7 betätigt wurde, um das Harnstofflösungs-Zuführsystem mit der wässrigen Harnstofflösung wieder aufzufüllen.After step S24, the routine proceeds to step S25, where it is determined whether the time phase T1 has elapsed from the time the pump came to 7 was operated in the rearward direction to the aqueous urea solution back to the urea solution tank 8th to suck. As described above, the time phase T1 corresponds to a period of time required to completely return the aqueous urea solution from the urea solution supply system to the urea solution Urea solution tank 8th to lead or to collect there. The ECU 11 in particular, actuates the pump 7 to completely remove the aqueous urea solution from the urea solution supply system. If a NO answer is obtained in step S25, which means that the time phase T1 has not yet elapsed, then the routine repeats the process in step S25. The ECU 11 In particular, it continues to remove the aqueous urea solution from the urea solution delivery system. Alternatively, if a YES answer is obtained, meaning that the time phase T1 has elapsed, then the routine proceeds to step S26, where the ECU 11 the pump 7 in the normal direction drives the aqueous urea solution from the urea solution tank 8th lead to the urea solution delivery system. At the same time the ECU opens 11 the urea solution injector 2 to inject the aqueous urea solution at the same time as refilling the urea solution supply system. The ECU 11 Also starts counting the time using the timer 111 starting from the time at which the pump 7 was operated to replenish the urea solution supply system with the aqueous urea solution.
Die Routine schreitet zu Schritt S27, wo ermittelt wird, ob nach dem Beginn des Wiederauffüllens des Harnstofflösungs-Zuführsystems eine Zeitphase T4 verstrichen ist. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Zeitphase T4 kürzer eingestellt als eine Zeitphase T3, welche erforderlich ist, um die Pumpe 7 in der normalen Richtung anzutreiben, um das Harnstofflösungs-Zuführsystem vollständig mit der wässrigen Harnstofflösung wieder aufzufüllen. Die Zeitphase T3 entspricht insbesondere einer Zeitdauer, welche unter Berücksichtigung der Kapazität der Pumpe 7 ausgewählt wird, um die Menge der wässrigen Harnstofflösung, mit welcher das Harnstofflösungs-Zuführsystem wieder aufgefüllt werden soll, in Übereinstimmung mit dieser zu bringen, welche in dem Harnstofflösungs-Sammelmodus der ersten Ausführungsform in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurückgelassen werden soll.The routine proceeds to step S27 where it is determined whether a time phase T4 has elapsed after the start of refilling the urea solution supply system. How out 3 is apparent, the time phase T4 is set shorter than a time phase T3, which is required to the pump 7 in the normal direction to completely replenish the urea solution delivery system with the aqueous urea solution. The time phase T3 corresponds in particular to a time duration, which takes into account the capacity of the pump 7 is selected to bring the amount of the aqueous urea solution, with which the urea solution supply system is to be refilled, in accordance with this, which is to be left in the urea solution supply system in the urea solution collection mode of the first embodiment.
Falls bei Schritt S27 eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T4 noch nicht verstrichen ist, wiederholt die Routine anschließend den Vorgang bei Schritt S27. Die ECU 11 fährt insbesondere damit fort, das Harnstofflösungs-Zuführsystem mit der wässrigen Harnstofflösung wieder aufzufüllen. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt S28, worin die Pumpe 7 abgeschaltet wird. Die Routine schreitet zu Schritt S29, worin der Harnstofflösungsinjektor 2 geschlossen wird, um das Einspritzen der wässrigen Harnstofflösung in das Harnstofflösungs-Zuführsystem zu beenden. Die Routine endet anschließend.If a NO answer is obtained in step S27, which means that the time phase T4 has not yet elapsed, then the routine repeats the process in step S27. The ECU 11 In particular, it continues to replenish the urea solution delivery system with the aqueous urea solution. Alternatively, if a YES answer is obtained, the routine proceeds to step S28, wherein the pump 7 is switched off. The routine proceeds to step S29, wherein the urea solution injector 2 is closed to terminate the injection of the aqueous urea solution in the urea solution supply system. The routine then ends.
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 der zweiten Ausführungsform ist, wie vorstehend beschrieben, derart gestaltet, dass dieses bei dem Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus bei Schritt S26 Luftblasen in der Leitung 13 in den Harnstofflösungsinjektor 2 drückt, wodurch die an dem verschiebbaren Teil des Harnstofflösungsinjektors 2 anhaftende wässrige Harnstofflösung nach außerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems ausgestoßen wird. Dies reduziert ferner die Ablagerung der wässrigen Harnstofflösung in dem Harnstofflösungsinjektor 2.The exhaust emission control system 100 As described above, according to the second embodiment, in the urea solution refilling mode, at step S26, it is designed to have air bubbles in the pipe 13 in the urea solution injector 2 pushes, causing the on the displaceable part of the urea solution injector 2 Adhesive aqueous urea solution is discharged to the outside of the urea solution supply system. This further reduces the deposition of the aqueous urea solution in the urea solution injector 2 ,
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 der dritten Ausführungsform ist nachstehend beschrieben, welches derart gestaltet ist, dass dieses eine Harnstofflösungs-Sammelanwendung ausführt, welche sich hinsichtlich des Betriebs von dieser bei den ersten und zweiten Ausführungsformen unterscheidet. Weitere strukturelle Anordnungen sind identisch zu diesen bei der ersten Ausführungsform und auf eine detaillierte Erläuterung davon wird hier verzichtet.The exhaust emission control system 100 The third embodiment will be described below, which is configured to execute a urea solution collecting application which differs in operation from that in the first and second embodiments. Other structural arrangements are identical to those in the first embodiment and a detailed explanation thereof will be omitted here.
Dritte AusführungsformThird embodiment
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 dieser Ausführungsform ist eine Modifikation desselben bei der zweiten Ausführungsform und dieses ist derart gestaltet, um, wie in einem Zeitdiagramm von 5 gezeigt ist, die Zeit zu verzögern, wenn der Harnstofflösungsinjektor 2 von dem Beginn des Wiederauffüllens des Harnstofflösungs-Zuführsystems, das heißt dem Beginn der Rotation der Pumpe 7 in der normalen Richtung bei dem Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus, geöffnet werden soll, nachdem die wässrige Harnstofflösung von dem Harnstofflösungs-Zuführsystem gesammelt wurde. In 5 sind die Zeiten T1 und T4 identisch zu den Zeiten T1 und T4 in 3.The exhaust emission control system 100 This embodiment is a modification thereof in the second embodiment, and this is designed to, as in a time chart of 5 shown to delay the time when the urea solution injector 2 from the beginning of the refilling of the urea solution supply system, that is, the start of the rotation of the pump 7 in the normal direction in the urea solution refilling mode should be opened after the urea aqueous solution is collected by the urea solution supply system. In 5 times T1 and T4 are identical to times T1 and T4 in FIG 3 ,
6 ist ein Flussdiagramm eines Harnstofflösungs-Sammelablaufs, welcher durch die ECU 11 des Abgas-Emissions-Steuerungssystems 100 der dritten Ausführungsform ausgeführt werden soll. Die gleichen Schrittnummern wie in 4 bezeichnen gleiche Vorgänge und auf eine detaillierte Erläuterung davon wird hier verzichtet. Der Ablauf von 6 ist insbesondere lediglich dahingehend unterschiedlich zu diesem von 4, dass die Schritte S261, S262 und S263 zwischen den Schritten S26 und S28 durchgeführt werden. 6 FIG. 12 is a flowchart of a urea solution collection process executed by the ECU 11 the exhaust emission control system 100 of the third embodiment. The same step numbers as in 4 denote the same processes and a detailed explanation thereof is omitted here. The expiration of 6 In particular, it is merely different from that of 4 in that steps S261, S262 and S263 are performed between steps S26 and S28.
Bezug nehmend auf den Harnstofflösungs-Sammelablauf von 6 schreitet die Routine zu Schritt S261, worin der Harnstofflösungsinjektor 2 geschlossen wird, wenn die Pumpe 7 in der normalen Richtung betätigt wird, um das Wiederauffüllen des Harnstofflösungs-Zuführsystems mit der wässrigen Harnstofflösung bei Schritt S26 zu beginnen. Bei dieser Ausführungsform wird der Harnstofflösungsinjektor 2 im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Beginn des Wiederauffüllens des Harnstofflösungs-Zuführsystems bei Schritt S26 geschlossen, dies kann jedoch alternativ vor dem Vorgang bei Schritt S26, um das Wiederauffüllen des Harnstofflösungs-Zuführsystems zu starten, geschehen.Referring to the urea solution collection process of 6 the routine proceeds to step S261, wherein the urea solution injector 2 closed when the pump 7 is operated in the normal direction to start refilling the urea solution supply system with the aqueous urea solution at step S26. In this embodiment, the Harnstofflösungsinjektor 2 However, this may alternatively be done prior to the operation at step S26 to start the refilling of the urea solution delivery system substantially simultaneously with the start of refilling the urea solution supply system at step S26.
Nach Schritt S261 schreitet die Routine zu Schritt S262, worin ermittelt wird, ob die Zeitphase T5 ausgehend von dem Beginn des Wiederauffüllens des Harnstofflösungs-Zuführsystems verstrichen ist. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist die Zeitphase T5 kürzer als die Zeitphase T4, bei deren Ende der Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus beendet werden soll, diese kann jedoch hinsichtlich der Länge identisch zu der Zeitphase T4 sein. Es ist zweckmäßig, dass die Zeitphase T4 möglichst nahe an der Zeitphase T5 liegt, um die wässrige Harnstofflösung stärker aus dem Harnstofflösungsinjektor 2 zu drücken, wenn dieser geöffnet wird. Falls die Zeitphase T5 identisch zu der Zeitphase T4 eingestellt ist, kann auf Schritt S27 verzichtet werden.After step S261, the routine proceeds to step S262 in which it is determined whether the time phase T5 has elapsed from the start of refilling the urea solution supply system. How out 5 is apparent, the time phase T5 is shorter than the time phase T4, at the end of the urea solution refilling mode is to be terminated, but this may be identical in length with respect to the time phase T4. It is expedient that the time phase T4 be as close as possible to the time phase T5 in order to make the aqueous urea solution stronger from the urea solution injector 2 to press when it opens. If the time phase T5 is set to be identical to the time phase T4, step S27 may be omitted.
Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T5 noch nicht verstrichen ist, wiederholt die Routine den Vorgang bei Schritt S262. Die ECU 11 hält insbesondere den Harnstofflösungsinjektor 2 geschlossen. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T5 verstrichen ist, schreitet die Routine anschließend zu Schritt S263, worin die ECU 11 den Harnstofflösungsinjektor 2 öffnet, um die wässrige Harnstofflösung abzugeben. Die Routine schreitet dann zu Schritt 27, worin ermittelt wird, ob eine Zeitphase T4 ausgehend von dem Beginn des Wiederauffüllens des Harnstofflösungs-Zuführsystems verstrichen ist. Falls bei Schritt S27 eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Zeitphase T4 noch nicht verstrichen ist, wiederholt die Routine anschließend den Vorgang bei Schritt S27. Die ECU 11 fährt insbesondere damit fort, das Harnstofflösungs-Zuführsystem mit der wässrigen Harnstofflösung wieder aufzufüllen. Alternativ, falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt S28, worin die Pumpe 7 abgeschaltet wird, um den Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus zu beenden. Die Routine schreitet dann zu Schritt S29, worin der Harnstofflösungsinjektor 2 geschlossen wird. Anschließend endet die Routine.If a NO answer is obtained, meaning that the time phase T5 has not yet elapsed, the routine repeats the process at step S262. The ECU 11 especially holds the urea solution injector 2 closed. Alternatively, if a YES answer is obtained, meaning that the time phase T5 has elapsed, then the routine proceeds to step S263, where the ECU 11 the urea solution injector 2 opens to release the aqueous urea solution. The routine then moves to step 27 in which it is determined whether a time phase T4 has elapsed from the beginning of the refilling of the urea solution supply system. If a NO answer is obtained in step S27, which means that the time phase T4 has not yet elapsed, then the routine repeats the process in step S27. The ECU 11 In particular, it continues to replenish the urea solution delivery system with the aqueous urea solution. Alternatively, if a YES answer is obtained, the routine proceeds to step S28, wherein the pump 7 is turned off to terminate the urea solution refill mode. The routine then proceeds to step S29, wherein the urea solution injector 2 is closed. Then the routine ends.
Das Abgas-Emission-Steuerungssystem 100 der dritten Ausführungsform ist, wie aus der vorstehenden Diskussion ersichtlich ist, derart gestaltet, dass dieses den Harnstofflösungsinjektor 2 nachdem der Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus startet für eine Weile geschlossen hält, was zu einem Druckanstieg in dem Harnstofflösungs-Zuführsystem (beispielsweise der Leitung 13 und dem Harnstofflösungsinjektor 2) führt, was die wässrige Harnstofflösung bei einem erhöhten Druck aus dem Harnstofflösungsinjektor 2 abführt. Dies minimiert die Ablagerung der wässrigen Harnstofflösung bei dem verschiebbaren Teil des Harnstofflösungsinjektors 2.The exhaust emission control system 100 As is apparent from the above discussion, the third embodiment is designed to be the urea solution injector 2 after the urea solution refill mode starts to remain closed for a while, causing a pressure increase in the urea solution delivery system (e.g. 13 and the urea solution injector 2 ), which causes the aqueous urea solution at an elevated pressure from the urea solution injector 2 dissipates. This minimizes the deposition of the aqueous urea solution at the displaceable part of the urea solution injector 2 ,
Vierte AusführungsformFourth embodiment
7 stellt das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung dar. Die gleichen Bezugszeichen, wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, beziehen sich auf gleiche Bauteile und auf eine detaillierte Erläuterung davon wird hier verzichtet. Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 dieser Ausführungsform ist insbesondere lediglich dahingehend unterschiedlich zu diesem der ersten Ausführungsform, dass die Pumpe 71 und das Strömungs-Auswahlventil 72 anstatt der Pumpe 7 vorgesehen sind. 7 represents the exhaust emission control system 100 according to the fourth embodiment of the invention. The same reference numerals as used in the first embodiment refer to like components and a detailed explanation thereof will be omitted here. The exhaust emission control system 100 In particular, this embodiment is different from that of the first embodiment only in that the pump 71 and the flow selector valve 72 instead of the pump 7 are provided.
Die Pumpe 71 ist, wie in 7 dargestellt ist, von einem Typ wie einer Quetschpumpe, welche derart gestaltet ist, dass diese Flüssigkeit lediglich in einer Richtung P1 zuführt. Die Pumpe 71 enthält einen Einlass 711, durch welchen Flüssigkeit in die Pumpe 71 gesaugt wird, und einem Auslass 712, von welchem die Flüssigkeit nach außerhalb der Pumpe 71 abgegeben wird. Die Pumpe 71 arbeitet insbesondere derart, dass diese die wässrige Harnstofflösung durch den Einlass 711 ansaugt, diese in der Richtung P1 fördert und anschließend von dem Auslass 712 abgibt. Die Pumpe 71 saugt die abgegebene wässrige Harnstofflösung nicht selbst zu dieser zurück. Die Pumpe 71 ist in der Leitung 13 eingebaut.The pump 71 is how in 7 of a type such as a squeeze pump, which is designed to supply liquid only in one direction P1. The pump 71 contains an inlet 711 through which liquid enters the pump 71 is sucked, and an outlet 712 from which the liquid goes outside the pump 71 is delivered. The pump 71 in particular, operates to urge the aqueous urea solution through the inlet 711 sucks, this promotes in the direction of P1 and then from the outlet 712 emits. The pump 71 does not suck the discharged aqueous urea solution itself to this. The pump 71 is in the lead 13 built-in.
Das Strömungs-Auswahlventil 72 ist ebenso in der Leitung 13 eingebaut. Das Strömungs-Auswahlventil 72 ist insbesondere mit dem Einlass 711 und dem Auslass 712 der Pumpe 71, einem Abschnitt 133 der Leitung 13, welcher zu dem Harnstofflösungstank 8 führt, und einem Abschnitt 134 der Leitung 13, welcher durch den Harnstofflösungs-Filter 4 zu dem Harnstofflösungsinjektor 2 führt, verbunden.The flow selector valve 72 is also in the lead 13 built-in. The flow selector valve 72 is in particular with the inlet 711 and the outlet 712 the pump 71 a section 133 the line 13 leading to the urea solution tank 8th leads, and a section 134 the line 13 passing through the urea solution filter 4 to the urea solution injector 2 leads, connected.
Das Strömungs-Auswahlventil 72 reagiert auf ein von der ECU 11 ausgegebenes Schaltsignal, um zwischen zwei Richtungen zu wechseln, in welchen die wässrige Harnstofflösung innerhalb des Strömungs-Auswahlventils 72 strömt. Das Strömungs-Auswahlventil 72 arbeitet insbesondere selektiv in zwei Modi: einem ersten Strömungsmodus, welcher einen ersten Strömungspfad schafft, bei welchem der Einlass 711 mit dem Abschnitt 133 der Leitung 13 verbunden ist und der Auslass 712 mit dem Abschnitt 134 Leitung 13 verbunden ist, und einem zweiten Strömungsmodus, welcher einen zweiten Strömungspfad schafft, bei welchem der Auslass 712 mit dem Abschnitt 133 der Leitung 13 verbunden ist und der Einlass 711 mit dem Abschnitt 134 der Leitung 13 verbunden ist. 7 gibt den ersten Strömungspfad durch eine durchgehende Linie und den zweiten Strömungspfad durch eine unterbrochene Linie innerhalb des Strömungs-Auswahlventils 72 an.The flow selector valve 72 responds to one from the ECU 11 output switching signal to switch between two directions in which the aqueous urea solution within the flow selector valve 72 flows. The flow selector valve 72 In particular, it selectively operates in two modes: a first flow mode that provides a first flow path in which the inlet 711 with the section 133 the line 13 connected and the outlet 712 with the section 134 management 13 and a second flow mode providing a second flow path in which the outlet 712 with the section 133 the line 13 connected and the inlet 711 with the section 134 the line 13 connected is. 7 gives the first flow path through a solid line and the second Flow path through a broken line within the flow selector valve 72 at.
Wenn sich das Strömungs-Auswahlventil 72 in dem ersten Strömungsmodus befindet, wird die wässrige Harnstofflösung in der Leitung 13 durch die Pumpe 71 von dem Harnstofflösungstank 8 zu dem Harnstofflösungsinjektor 2 geführt. Alternativ, wenn sich das Strömungs-Auswahlventil72 in dem zweiten Strömungspfad befindet, wird die wässrige Harnstofflösung in der Leitung 13 durch die Pumpe 71 von dem Harnstofflösungsinjektor 2 zu dem Harnstofflösungstank 8 geführt.When the flow selector valve 72 is in the first flow mode, the aqueous urea solution in the line 13 through the pump 71 from the urea solution tank 8th to the urea solution injector 2 guided. Alternatively, if the flow selector valve 72 is located in the second flow path, the aqueous urea solution in the line 13 through the pump 71 from the urea solution injector 2 to the urea solution tank 8th guided.
Wie vorstehend beschrieben, gibt die ECU 11 das Schaltsignal zu dem Strömungs-Auswahlventil 72 aus, um zwischen dem ersten Strömungsmodus und dem zweiten Strömungsmodus zu wechseln. Insbesondere wenn die Maschine 50 in Betrieb ist, schafft die ECU 11 den ersten Strömungsmodus, um die wässrige Harnstofflösung durch den Harnstofflösungsinjektor 2 zu dem Abgaspfad 12 zu führen. Wenn die Maschine 50 angehalten wurde, schafft die ECU 11 den zweiten Strömungsmodus, um die wässrige Harnstofflösung zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu führen. 8 ist ein Zeitdiagramm, welches den Betrieb von Teilen des Abgas-Emissions-Steuerungssystems 100 darstellt, welche mit der Harnstofflösungs-Sammelanwendung in der vierten Ausführungsform in Zusammenhang stehen. Insbesondere stellt der oberste Abschnitt von 8 den Ein-Aus-Betrieb des Zündschalters 14 für die Maschine 50 dar. Der zweitoberste Abschnitt von 8 stellt den Ein-Aus-Betrieb der Pumpe 7 und den offenen oder geschlossenen Zustand des Harnstofflösungsinjektors 2 bei der vollständigen Sammelanwendung dar, um die wässrige Harnstofflösung vollständig zu sammeln, wie als Vergleichsbeispiel bereits mit Bezug auf 3 beschrieben ist. Der drittoberste Abschnitt von 8 stellt den Ein-Aus-Betrieb der Pumpe 7 und den offenen oder geschlossenen Zustand des Harnstofflösungsinjektors 2 bei der teilweisen Sammelanwendung dar, um die wässrige Harnstofflösung bei der ersten Ausführungsform teilweise zu sammeln. Der unterste Abschnitt von 8 stellt den Ein-Aus-Betrieb der Pumpe 71, die ersten und zweiten Strömungsmodi des Strömungs-Auswahlventils 72, und den offenen oder geschlossenen Zustand des Harnstofflösungsinjektors 2 bei einer Wiederauffüllanwendung, welche bei dieser Ausführungsform ausgeführt werden soll, wie bei der zweiten Ausführungsform dar. Die Zeitphasen T1, T2 und T4 sind identisch zu diesen in 3.As described above, the ECU gives 11 the switching signal to the flow selector valve 72 to switch between the first flow mode and the second flow mode. Especially if the machine 50 in operation creates the ECU 11 the first flow mode to the urea aqueous solution through the urea solution injector 2 to the exhaust path 12 respectively. When the machine 50 stopped, the ECU creates 11 the second flow mode to return the urea aqueous solution to the urea solution tank 8th respectively. 8th is a timing diagram illustrating the operation of parts of the exhaust emission control system 100 which are related to the urea solution collecting application in the fourth embodiment. In particular, the top section of 8th the on-off operation of the ignition switch 14 for the machine 50 dar. The second highest section of 8th provides the on-off operation of the pump 7 and the open or closed state of the urea solution injector 2 at the complete pooling application to fully collect the aqueous urea solution as already described with reference to a comparative example 3 is described. The third-highest section of 8th provides the on-off operation of the pump 7 and the open or closed state of the urea solution injector 2 in the partial pooling application to partially collect the aqueous urea solution in the first embodiment. The lowest section of 8th provides the on-off operation of the pump 71 , the first and second flow modes of the flow selector valve 72 , and the open or closed state of the urea solution injector 2 in a refilling application to be executed in this embodiment, as in the second embodiment. The time phases T1, T2 and T4 are identical to those in FIG 3 ,
Beim Betrieb des Abgas-Emissions-Steuerungssystems 100 dieser Ausführungsform hält die ECU 11 die Pumpe 71 im eingeschalteten Zustand, versetzt das Strömungs-Auswahlventil 72 in den ersten Strömungsmodus und öffnet den Harnstofflösungsinjektor 2, um die wässrige Harnstofflösung in den Abgaspfad 12 einzuspritzen, wenn sich der Zündschalter 14 in dem EIN-Zustand befindet, wie in dem obersten Abschnitt von 8 dargestellt ist.When operating the exhaust emission control system 100 This embodiment holds the ECU 11 the pump 71 when switched on, the flow selector valve is displaced 72 in the first flow mode and opens the urea solution injector 2 to the aqueous urea solution in the exhaust path 12 to inject when the ignition switch 14 is in the ON state as in the uppermost portion of FIG 8th is shown.
Wenn der Zündschalter 14 abgeschaltet ist, tritt die ECU 11, wie bei den vorstehenden Ausführungsformen, in den Harnstofflösungs-Sammelmodus (d. h. den teilweisen Sammelmodus) ein, um die restliche wässrige Harnstofflösung von dem Harnstofflösungs-Zuführsystem (d. h. dem Harnstofflösungsinjektor 2 und der Leitung 13) zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu führen bzw. dort zu sammeln. Die ECU 11 lässt, wie bei den vorstehenden Ausführungsformen, einen bestimmten Betrag der wässrigen Harnstofflösung innerhalb des Harnstofflösungs-Zuführsystems zurück. Die ECU 11 arbeitet insbesondere in dem teilweisen Sammelmodus, um die Pumpe 71 für die Zeitdauer T2 anzutreiben, welche kürzer als die Zeitdauer T1 ist, für welche die Pumpe 7 in dem vollständigen Sammelmodus in der rückwärtigen Richtung betrieben wird, um die wässrige Harnstofflösung vollständig aus dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu führen bzw. dort zu sammeln. Die ECU 11 versetzt das Strömungs-Auswahlventil 72 für die Zeitphase T2 in den zweiten Strömungsmodus. Bezug nehmend auf das Flussdiagramm von 2 schaltet die ECU 11 anstatt des Vorganges bei Schritt S14 das Strömungs-Auswahlventil 72 in den zweiten Strömungsmodus.When the ignition switch 14 is switched off, the ECU enters 11 As in the above embodiments, in the urea solution collection mode (ie, the partial collection mode), the residual urea aqueous solution from the urea solution supply system (ie, the urea solution injector 2 and the line 13 ) back to the urea solution tank 8th to lead or to collect there. The ECU 11 As in the previous embodiments, it returns a certain amount of the urea aqueous solution within the urea solution supply system. The ECU 11 works in particular in the partial collection mode to the pump 71 for the duration T2, which is shorter than the time T1, for which the pump 7 in the full collection mode in the rearward direction, to completely withdraw the aqueous urea solution from the urea solution supply system to the urea solution tank 8th to lead or to collect there. The ECU 11 displaces the flow selector valve 72 for the time phase T2 in the second flow mode. Referring to the flowchart of FIG 2 switches the ECU 11 instead of the process at step S14, the flow selector valve 72 in the second flow mode.
Wenn in den Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus eingetreten wird, treibt die ECU 11, wie in dem untersten Abschnitt von 8 dargestellt ist, zunächst die Pumpe 71 für die Zeitdauer T1 an und versetzt außerdem das Strömungs-Auswahlventil 72 für die Zeitdauer T1 in den zweiten Strömungsmodus, um die wässrige Harnstofflösung vollständig aus dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zurück zu dem Harnstofflösungstank 8 zu saugen. Danach treibt die ECU 11 die Pumpe 71 für die Zeitdauer T4 an und versetzt außerdem das Strömungs-Auswahlventil 72 für die Zeitdauer T4 in den ersten Strömungsmodus, um das Harnstofflösungs-Zuführsystem mit einem bestimmten Betrag der wässrigen Harnstofflösung wieder aufzufüllen. Die ECU 11 hält den Harnstofflösungsinjektor 2 nach dem Start des Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus geöffnet. Bezug nehmend auf das Flussdiagramm von 4 schaltet die ECU 11 anstatt des Vorganges bei Schritt S24 das Strömungs-Auswahlventil 72 in den zweiten Strömungsmodus, und schaltet das Strömungs-Auswahlventil 72 anstatt des Vorganges bei Schritt S26 in den ersten Strömungsmodus. Weitere Vorgänge und nützliche Vorteile, welche durch die vierte Ausführungsform bereitgestellt werden, sind gleich diesen der zweiten Ausführungsform.When entering the urea solution refill mode, the ECU drives 11 as in the lowest section of 8th is shown, first the pump 71 for the duration T1 and also displaces the flow selector valve 72 for the time period T1 in the second flow mode, the urea aqueous solution completely from the urea solution supply system back to the urea solution tank 8th to suck. After that, the ECU is driving 11 the pump 71 for the time T4 and also displaces the flow selector valve 72 for the time T4 in the first flow mode to replenish the urea solution supply system with a certain amount of the aqueous urea solution. The ECU 11 holds the urea solution injector 2 after starting the urea solution refill mode. Referring to the flowchart of FIG 4 switches the ECU 11 instead of the process at step S24, the flow selection valve 72 in the second flow mode, and turns on the flow selector valve 72 instead of the process in step S26 in the first flow mode. Other processes and useful advantages provided by the fourth embodiment are the same as those of the second embodiment.
Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 kann, wie in 9 dargestellt ist, derart gestaltet sein, dass dieses einen Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus gleich diesem bei der dritten Ausführungsform durchführt. Insbesondere wenn es erforderlich ist, das Harnstofflösungs-Zuführsystem mit der wässrigen Harnstofflösung wieder aufzufüllen, steuert die ECU 11 den Betrieb der Pumpe 71 und des Strömungs-Auswahlventils 72 in der gleichen Art und Weise wie diesen bei dem in 8 erörterten Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus, hält den Harnstofflösungsinjektor jedoch geschlossen, nachdem das Strömungs-Auswahlventil 72 damit beginnt, die wässrige Harnstofflösung zu dem Harnstofflösungs-Zuführsystem zu führen, bis die Zeitphase T5 verstreicht. Nachdem die Zeitphase T5 verstrichen ist, öffnet die ECU 11 den Harnstofflösungsinjektor 2. Bezug nehmend auf das Flussdiagramm von 6 schaltet die ECU 11 das Strömungs-Auswahlventil 72 anstatt des Vorganges bei Schritt S24 in den zweiten Strömungsmodus, und schaltet anstatt des Vorganges bei Schritt S26 in den ersten Strömungsmodus, Weitere Vorgänge und nützliche Vorteile, welche durch die vierte Ausführungsform vorgesehen werden, sind gleich diesen bei der dritten Ausführungsform.The exhaust emission control system 100 can, as in 9 is shown, such be designed to perform a urea solution refilling mode similar to that in the third embodiment. In particular, when it is necessary to refill the urea solution supply system with the aqueous urea solution, the ECU controls 11 the operation of the pump 71 and the flow selector valve 72 in the same way as this one in the 8th discussed urea solution refill mode, however, keeps the urea solution injector closed after the flow selector valve 72 begins to guide the aqueous urea solution to the urea solution delivery system until the time phase T5 elapses. After the time phase T5 has elapsed, the ECU opens 11 the urea solution injector 2 , Referring to the flowchart of FIG 6 switches the ECU 11 the flow selector valve 72 instead of the process in step S24 in the second flow mode, and instead of the process in step S26 in the first flow mode, further operations and useful advantages provided by the fourth embodiment are the same in the third embodiment.
Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, um ein besseres Verständnis davon zu ermöglichen, sollte erkannt werden, dass die Erfindung in verschiedenen Arten ausgeführt sein kann, ohne von dem Grundsatz der Erfindung abzuweichen. Daher sollte die Erfindung dahingehend verstanden werden, dass diese alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen der gezeigten Ausführungsformen enthält, welche ausgeführt werden können, ohne von dem Grundsatz der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, abzuweichen. Beispielsweise arbeitet das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 sowohl der dritten als auch der vierten Ausführungsform derart, dass dieses den Harnstofflösungsinjektor 2 nach einem Verstreichen der Zeitphase T5 in dem Harnstofflösungs-Wiederauffüllmodus öffnet, dieses kann jedoch derart gestaltet sein, dass dieses den Harnstofflösungsinjektor 2 öffnet, wenn der Druck der innerhalb der Leitung 13 strömenden wässrigen Harnstofflösung, welcher durch den Harnstofflösungs-Drucksensor 5 gemessen wird, ein bestimmtes Niveau überschritten hat. Dies führt ebenso zu einem Druckanstieg innerhalb des Harnstofflösungsinjektors 2, was dazu führt, dass die wässrige Harnstofflösung vollständig aus dem Harnstofflösungsinjektor 2 ausgestoßen wird. Die vorliegende Erfindung kann ebenso mit Harnstoff-SCR-Systemen für Ottomotoren, insbesondere Magermotoren, verwendet werden. Das Abgas-Emissions-Steuerungssystem 100 kann derart gestaltet sein, dass dieses ein anderes Reduktionsmittel als eine wässrige Harnstofflösung, wie eine Ammoniak enthaltende Lösung, verwendet.While the present invention has been described in terms of the preferred embodiments in order to provide a better understanding thereof, it should be recognized that the invention may be embodied in various forms without departing from the principle of the invention. Therefore, the invention should be understood to embrace all possible embodiments and modifications of the illustrated embodiments which may be practiced without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. For example, the exhaust emission control system works 100 both of the third and the fourth embodiment such that the urea solution injector 2 after the lapse of the time phase T5 in the urea solution refilling mode, however, it may be designed to be the urea solution injector 2 opens when the pressure is within the pipe 13 flowing urea aqueous solution passing through the urea solution pressure sensor 5 measured, has exceeded a certain level. This also leads to an increase in pressure within the urea solution injector 2 , which causes the aqueous urea solution completely from the urea solution injector 2 is ejected. The present invention may also be used with urea SCR systems for gasoline engines, especially lean burn engines. The exhaust emission control system 100 may be configured to use a reducing agent other than an aqueous urea solution such as ammonia-containing solution.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 4730278 [0003] JP 4730278 [0003]
