JP2007333748A - 尿素濃度識別装置および尿素濃度識別方法ならびにそれを用いた自動車の排気ガスの低減装置および自動車の排気ガスの低減方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒーターと、ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、ヒーターによって、被識別尿素溶液を加熱し、識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別する。
【選択図】図2
Description
が提案されている。
Oが67.5重量%とするのが好適である。
、尿素濃度を測定するので、事前に尿素溶液タンク132内ないし噴霧される尿素の濃度を識別するのは不可能である。また、このNOxセンサー140、142は、感度があまり良好ではなかった。
尿素濃度識別装置本体内に導入された被識別尿素溶液の尿素濃度を識別する際に、被識別尿素溶液を一時滞留させる尿素濃度識別室と、
前記尿素濃度識別室内に配設された尿素濃度識別センサーヒーターを備え、
前記尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記尿素濃度識別センサーヒーターによって、前記尿素濃度識別室内に一時滞留した被識別尿素溶液を加熱し、前記尿素濃度識別センサーヒーターの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別するように構成した識別制御部を備えることを特徴とする。
また、本発明の尿素溶液の尿素濃度識別方法は、尿素溶液の尿素濃度を識別する尿素濃度識別方法であって、
尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記尿素濃度識別センサーヒーターによって、被識別尿素溶液を加熱し、前記尿素濃度識別センサーヒーターの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別することを特徴とする。
また、本発明の尿素溶液の尿素濃度識別装置は、尿素溶液の尿素濃度を識別する尿素濃度識別装置であって、
尿素濃度織別装置本体内に導入された被識別尿素溶液の尿素濃度を識別する際に、被識別尿素溶液を一時滞留させる尿素濃度識別室と、
前記尿素濃度識別室内に配設された尿素濃度識別センサーヒーターと、
前記尿素濃度識別センサーヒーターから一定間隔離間して、前記尿素濃度識別室内に配設された液温センサーとを備え、
前記尿素濃度識別センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備え、
前記尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記尿素濃度識別室内に一時滞留した被識別尿素溶液を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別するように構成した識別制御部を備えることを特徴とする。
ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、被識別尿素溶液を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別することを特徴とする。
このように構成することによって、パルス電圧を所定時間印加するだけで良いので、短時間の加熱で、しかも、正確かつ迅速に尿素溶液の尿素濃度を識別することが可能である。
V0=V2−V1
であることを特徴とする。
このように構成することによって、1パルスの印加電圧に対して、所定回数のサンプリングの平均値に基づいて、電圧出力差V0を正確に得ることができるので、正確かつ迅速に尿素溶液の尿素濃度を識別することが可能である。
前記被識別尿素溶液について得られた前記電圧出力差V0によって、尿素溶液の尿素濃度を識別するように構成されていることを特徴とする。
前記被識別尿素溶液について得られた前記電圧出力差V0によって、尿素溶液の尿素濃度を識別することを特徴とする。
いて得られた電圧出力差V0によって、尿素溶液の尿素濃度を識別するので、より正確で迅速に尿素溶液の尿素濃度を識別することが可能である。
所定の閾値参照尿素溶液についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする。
所定の閾値参照尿素溶液についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正することを特徴とする。
第2の所定濃度の参照尿素溶液の電圧出力差V02と、
被識別尿素溶液の電圧出力差V0Sとを得、
前記第1の参照尿素溶液の電圧出力差V01を、所定の第1液種出力値となるように、かつ、前記第2の参照尿素溶液の電圧出力差V02を、所定の第2液種出力値となるように補正することによって、前記被識別尿素溶液の電圧出力差V0Sが液種電圧出力Voutとなるように構成されているとともに、
前記液種電圧出力Voutを、前記検量線データーと比較することによって、尿素溶液の尿素濃度識別を行うことを特徴とする。
また、本発明は、前記尿素濃度識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被識別尿素溶液と接触するように構成されていることを特徴とする。
るように構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、液温センサーが、直接被識別尿素溶液と接触しないので、経時劣化や尿素溶液中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に尿素溶液の尿素濃度の識別を行うことができる。
また、本発明の自動車の排気ガスの低減装置は、自動車の排気ガスの低減装置であって、
触媒装置の上流側に尿素溶液を供給する尿素溶液供給機構を備え、
前記尿素溶液供給機構が、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成されるとともに、
前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側に、前述のいずれかの尿素溶液の尿素濃度識別装置を配設したことを特徴とする。
尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成される尿素溶液供給機構を介して、触媒装置の上流側に尿素溶液を供給するとともに、
前述のいずれかの尿素溶液の尿素濃度識別方法を用いて、前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側の尿素溶液の尿素濃度を識別することを特徴とする。
重量%であるか否かを正確に迅速に判断できる。
すなわち、尿素溶液の動粘度とセンサー出力との相関関係を利用し、自然対流を利用しており、しかも、1パルスの印加電圧を利用しているので、正確かつ迅速に尿素溶液の尿素濃度を識別することが可能である。
くして、液種電圧出力Voutを尿素溶液の性状とより正確に相関関係を付与することができ、さらに正確で迅速に尿素溶液の尿素濃度を識別することが可能である。
また、本発明によれば、尿素濃度識別センサーヒーターのヒーターと、識別用液温センサーと、液温センサーとが、直接被識別尿素溶液と接触しないので、経時劣化や尿素溶液中の異物などにより動作不良をひきおこすことがなく、正確にかつ迅速に尿素溶液の尿素濃度の識別を行うことができる。
るか否かを正確に迅速に判断できる。
図1および図2に示したように、本発明の尿素溶液の尿素濃度識別装置10は、尿素濃度識別装置本体12と、尿素濃度識別装置本体12の内部に形成された第1の流路14と、第2の流路16とを備えている。
この尿素濃度識別センサー用開口部22には、図2に示したように、尿素濃度識別センサー24が装着されている。
iO2からなるヒーター(発熱体)46と、Niからなる発熱体電極48と、SiO2からなる保護膜50と、Ti/Auからなる電極パッド52とを順に積層した薄膜状のチップから構成されている。
本発明の尿素溶液の尿素濃度識別装置10では、図8に示したような回路構成となっている。
このように構成される尿素溶液の尿素濃度識別装置10では、以下のようにして、尿素溶液の尿素濃度識別が行われる。
後、この実施例では、3秒後からの1秒間に所定回数、この実施例では、256回ピーク電圧をサンプリングした値を平均ピーク電圧V2とする。この平均ピーク電圧V2は、識別用液温センサー26のピーク温度に対応する。
V0=V2−V1
から電圧出力差V0を得る。
図12は、このように構成される尿素溶液の尿素濃度識別装置10を、自動車システムに適用した実施例を示す、図13と同様な概略図である。
この自動車システム100では、尿素溶液タンク132内または尿素ポンプ134の上流側に、尿素溶液の尿素濃度識別装置10を配設している。
るようになっている。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、パルス電圧P、サンプリング回数などは適宜変更することができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
12 尿素濃度識別装置本体
14 第1の流路
16 第2の流路
18 尿素溶液流入口
20 尿素濃度識別室
22 尿素濃度識別センサー用開口部
24 尿素濃度識別センサー
25 尿素濃度識別センサーヒーター
26 識別用液温センサー
28 液温センサー
30 モールド樹脂
32 リード電極
32 尿素
34 薄膜チップ部
36 フィン
38 ボンディングワイヤー
40 基板
44 層間絶縁膜
48 発熱体電極
50 保護膜
52 電極パッド
54 尿素溶液排出口
56 中間室
64 抵抗
68 センサーブリッジ回路
70 増幅器
72 コンピュータ
74 ヒーター
100 自動車システム
104 空気流量センサー
106 エンジン
108 ガソリンタンク
110 ガソリンポンプ
112 センサー
114 燃料噴射制御装置
116 触媒装置
118 酸素濃度センサー
130 尿素溶液供給機構
132 尿素溶液タンク
134 尿素ポンプ
136 尿素噴霧装置
140,142 NOxセンサー
P パルス電圧
T 測定温度
V0 電圧出力差
V1 平均初期電圧
V2 平均ピーク電圧
Vout 液種電圧出力
Claims (25)
- 尿素溶液の尿素濃度を識別する尿素濃度識別装置であって、
尿素濃度識別装置本体内に導入された被識別尿素溶液の尿素濃度を識別する際に、被識別尿素溶液を一時滞留させる尿素濃度識別室と、
前記尿素濃度識別室内に配設された尿素濃度識別センサーヒーターを備え、
前記尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記尿素濃度識別センサーヒーターによって、前記尿素濃度識別室内に一時滞留した被識別尿素溶液を加熱し、前記尿素濃度識別センサーヒーターの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別するように構成した識別制御部を備えることを特徴とする尿素溶液の尿素濃度識別装置。 - 尿素溶液の尿素濃度を識別する尿素濃度識別装置であって、
尿素濃度織別装置本体内に導入された被識別尿素溶液の尿素濃度を識別する際に、被識別尿素溶液を一時滞留させる尿素濃度識別室と、
前記尿素濃度識別室内に配設された尿素濃度識別センサーヒーターと、
前記尿素濃度識別センサーヒーターから一定間隔離間して、前記尿素濃度識別室内に配設された液温センサーとを備え、
前記尿素濃度識別センサーヒーターが、ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備え、
前記尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、前記尿素濃度識別室内に一時滞留した被識別尿素溶液を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別するように構成した識別制御部を備えることを特徴とする尿素溶液の尿素濃度識別装置。 - 前記電圧出力差V0が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧V1と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧V2との間の電圧差、すなわち、
V0=V2−V1
であることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。 - 前記パルス電圧が、単一パルスであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。
- 前記識別制御部が、予め識別制御部に記憶された所定の参照尿素溶液についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別尿素溶液について得られた前記電圧出力差V0によって、尿素溶液の尿素濃度を識別するように構成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。 - 前記識別制御部が、前記被識別尿素溶液の測定温度における電圧出力差V0についての液種電圧出力Voutを、
所定の閾値参照尿素溶液についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正するように構成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。 - 前記検量線データーに基づいて、被識別尿素溶液の温度Tにおいて、第1の所定濃度の参照尿素溶液の電圧出力差V01と、
第2の所定濃度の参照尿素溶液の電圧出力差V02と、
被識別尿素溶液の電圧出力差V0Sとを得、
前記第1の参照尿素溶液の電圧出力差V01を、所定の第1液種出力値となるように、かつ、前記第2の参照尿素溶液の電圧出力差V02を、所定の第2液種出力値となるように補正することによって、前記被識別尿素溶液の電圧出力差V0Sが液種電圧出力Voutとなるように構成されているとともに、
前記液種電圧出力Voutを、前記検量線データーと比較することによって、尿素溶液の尿素濃度識別を行うことを特徴とする請求項6に記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。 - 前記尿素濃度識別センサーヒーターが、ヒーターと、識別用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状尿素濃度識別センサーヒーターであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。
- 前記尿素濃度識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被識別尿素溶液と接触するように構成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。
- 前記液温センサーが、金属フィンを介して、被識別尿素溶液と接触するように構成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。
- 前記尿素濃度識別センサーヒーターと液温センサーとが、モールド樹脂によって一体的に形成されていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別装置。
- 尿素溶液の尿素濃度を識別する尿素濃度識別方法であって、
尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記尿素濃度識別センサーヒーターによって、被識別尿素溶液を加熱し、前記尿素濃度識別センサーヒーターの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別することを特徴とする尿素溶液の尿素濃度識別方法。 - 尿素溶液の尿素濃度を識別する尿素濃度識別方法であって、
ヒーターと、該ヒーターの近傍に配設された識別用液温センサーとを備えた尿素濃度識別センサーヒーターに、パルス電圧を所定時間印加して、前記ヒーターによって、被識別尿素溶液を加熱し、前記識別用液温センサーの初期温度とピーク温度との間の温度差に対応する電圧出力差V0によって、尿素濃度を識別することを特徴とする尿素溶液の尿素濃度識別方法。 - 被識別尿素溶液の尿素濃度を識別する際に、被識別尿素溶液を一時滞留させることを特徴とする請求項12から13のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。
- 前記電圧出力差V0が、前記パルス電圧を印加する前の初期電圧を所定回数サンプリングした平均初期電圧V1と、前記パルス電圧を印加した後のピーク電圧を所定回数サンプリングした平均ピーク電圧V2との間の電圧差、すなわち、
V0=V2−V1
であることを特徴とする請求項12から14のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。 - 前記パルス電圧が、単一パルスであることを特徴とする請求項12から15のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。
- 予め記憶された所定の参照尿素溶液についての、温度に対する電圧出力差の相関関係である検量線データーに基づいて、
前記被識別尿素溶液について得られた前記電圧出力差V0によって、尿素溶液の尿素濃度を識別することを特徴とする請求項12から16のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。 - 前記被識別尿素溶液の測定温度における電圧出力差V0についての液種電圧出力Voutを、
所定の閾値参照尿素溶液についての測定温度における電圧出力差についての出力電圧と相関させて補正することを特徴とする請求項12から17のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。 - 前記検量線データーに基づいて、被識別尿素溶液の温度Tにおいて、第1の所定濃度の参照尿素溶液の電圧出力差V01と、
第2の所定濃度の参照尿素溶液の電圧出力差V02と、
被識別尿素溶液の電圧出力差V0Sとを得、
前記第1の参照尿素溶液の電圧出力差V01を、所定の第1液種出力値となるように、かつ、前記第2の参照尿素溶液の電圧出力差V02を、所定の第2液種出力値となるように補正することによって、前記被識別尿素溶液の電圧出力差V0Sが液種電圧出力Voutとなるように構成されているとともに、
前記液種電圧出力Voutを、前記検量線データーと比較することによって、尿素溶液の尿素濃度識別を行うことを特徴とする請求項18に記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。 - 前記尿素濃度識別センサーヒーターが、ヒーターと、識別用液温センサーとが絶縁層を介して積層された積層状尿素濃度識別センサーヒーターであることを特徴とする請求項12から19のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。
- 前記尿素濃度識別センサーヒーターのヒーターと識別用液温センサーとが、それぞれ金属フィンを介して、被識別尿素溶液と接触するように構成されていることを特徴とする請求項12から20のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。
- 前記液温センサーが、金属フィンを介して、被識別尿素溶液と接触するように構成されていることを特徴とする請求項12から21のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。
- 前記尿素濃度識別センサーヒーターと液温センサーとが、モールド樹脂によって一体的に形成されていることを特徴とする請求項12から22のいずれかに記載の尿素溶液の尿素濃度識別方法。
- 自動車の排気ガスの低減装置であって、
触媒装置の上流側に尿素溶液を供給する尿素溶液供給機構を備え、
前記尿素溶液供給機構が、尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成されるとともに、
前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側に、請求項1から11のいずれかの尿素溶液の尿素濃度識別装置を配設したことを特徴とする自動車の排気ガスの低減装置。 - 自動車の排気ガスの低減方法であって、
尿素溶液を貯留する尿素溶液タンクと、尿素ポンプと、尿素ポンプから送給された尿素溶液を触媒装置の上流側に噴霧する尿素噴霧装置とから構成される尿素溶液供給機構を介して、触媒装置の上流側に尿素溶液を供給するとともに、
請求項12から23のいずれかの尿素溶液の尿素濃度識別方法を用いて、前記尿素タンク内または尿素ポンプの上流側または下流側の尿素溶液の尿素濃度を識別することを特徴とする自動車の排気ガスの低減方法。
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