JP2008202434A - Reducer supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置に関する。 The present invention relates to a reducing agent supply device that supplies a reducing agent to exhaust gas of an engine.
従来から、エンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を還元して浄化するために、排ガスに還元剤を供給する還元剤供給装置が公知である。この還元剤は、例えば、尿素水であり、尿素の分解により発生するアンモニア(NH3)が、触媒によりNOxと反応して無害な窒素(N2)や水(H2O)を生成することで、NOxが浄化される。そして、還元剤は、排気管の内部に開口する噴射孔から噴射されて排ガス中に広がり、触媒まで導かれる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a reducing agent supply device that supplies a reducing agent to exhaust gas in order to reduce and purify nitrogen oxide (NO x ) contained in engine exhaust gas is known. This reducing agent is, for example, urea water, and ammonia (NH 3 ) generated by decomposition of urea reacts with NO x by a catalyst to generate harmless nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O). Thus, NO x is purified. And a reducing agent is injected from the injection hole opened inside an exhaust pipe, spreads in exhaust gas, and is guide | induced to a catalyst.
ところで、還元剤供給装置は、還元剤をタンクに貯留し、タンク内の還元剤を供給ポンプにより吸引して排ガスの方に供給する(例えば、特許文献1参照)。このため、エンジン停止後に還元剤の供給が不要になると、供給ポンプの内部に残留した還元剤が凍結する虞がある。そして、供給ポンプの内部で還元剤の凍結が生じると、供給ポンプが破損して次回のエンジン運転時に還元剤を供給できなくなる虞がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、還元剤供給装置において、エンジン停止後に供給ポンプの内部に還元剤が残留して凍結するのを阻止し、還元剤の凍結による供給ポンプの破損を防止することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to prevent the reducing agent from remaining in the supply pump after the engine is stopped and freezing in the reducing agent supply device. It is to prevent the supply pump from being damaged by freezing of the reducing agent.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の還元剤供給装置は、エンジンの排ガスに還元剤を供給するものであり、液状の還元剤を貯留して液相部を形成するタンクから還元剤を吸引し排ガスの方に供給する供給ポンプと、タンクの内部で液相部の上部領域を占める気相部の圧力を操作することで、供給ポンプの内部からタンクに還元剤を抜き出す抜出手段と、タンクの気相部の圧力を操作することで、タンクから供給ポンプの内部に還元剤を充填する充填手段と、エンジンの運転状態に応じて抜出手段および充填手段を制御する制御手段とを備える。
[Means of Claim 1]
The reducing agent supply apparatus according to claim 1 supplies the reducing agent to the exhaust gas of the engine, and sucks the reducing agent from a tank that stores the liquid reducing agent and forms a liquid phase portion, and moves it toward the exhaust gas. A supply pump to be supplied, a means for extracting a reducing agent from the inside of the supply pump to the tank by operating the pressure of the gas phase portion that occupies the upper region of the liquid phase portion inside the tank, and a gas phase portion of the tank Is provided with a filling means for filling the inside of the supply pump with a reducing agent from the tank, and a control means for controlling the extraction means and the filling means in accordance with the operating state of the engine.
これにより、エンジンが停止して還元剤の供給が不要になった場合、抜出手段により供給ポンプから還元剤を抜き出すことができる。このため、エンジン停止後に供給ポンプの内部に還元剤が残留して凍結するのを阻止し、還元剤の凍結による供給ポンプの破損を防止することができる。また、エンジンが始動して還元剤の供給が必要になった場合、充填手段により供給ポンプに還元剤を充填することができる。このため、供給ポンプの内部を空にしても、直ちに供給ポンプに還元剤を充填し、排ガスの方に還元剤を供給することができる。 Thereby, when the engine is stopped and the supply of the reducing agent becomes unnecessary, the reducing agent can be extracted from the supply pump by the extraction means. For this reason, it is possible to prevent the reducing agent from remaining in the supply pump after the engine is stopped and freeze, and to prevent the supply pump from being damaged by the freezing of the reducing agent. In addition, when the engine is started and it is necessary to supply the reducing agent, the supply pump can be filled with the reducing agent by the filling means. For this reason, even if the inside of the supply pump is emptied, it is possible to immediately fill the supply pump with the reducing agent and supply the reducing agent to the exhaust gas.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の還元剤供給装置によれば、タンクは、供給ポンプを内部に収容して供給ポンプにより還元剤を吸引される第1タンクと、第1タンクの液相部と連通する液相部を形成する第2タンクとに区画される。また、抜出手段は、第1タンクの気相部を加圧することで第1タンクから第2タンクに還元剤を流入させる第1気相部加圧手段であり、充填手段は、第1タンクの気相部を減圧することで第2タンクから第1タンクに還元剤を流入させる第1気相部減圧手段である。
[Means of claim 2]
According to the reducing agent supply device according to
これにより、第1タンクの気相部(第1気相部とする)を加圧して第1タンクの還元剤の液面(第1液面とする)を下げることで、供給ポンプから還元剤を抜き出すことができる。また、第1気相部を減圧して第1液面を上げることで、供給ポンプに還元剤を充填することができる。このように、第1気相部の圧力を操作して第1液面を上下させることで、供給ポンプに対する還元剤の抜き出しおよび充填を容易に行うことができる。 Thus, the reducing agent from the supply pump is lowered by pressurizing the gas phase part (referred to as the first gas phase part) of the first tank and lowering the liquid level (referred to as the first liquid level) of the reducing agent in the first tank. Can be extracted. Moreover, the supply pump can be filled with a reducing agent by depressurizing the first gas phase and raising the first liquid level. In this manner, by operating the pressure in the first gas phase part to raise and lower the first liquid level, it is possible to easily extract and fill the reducing agent with respect to the supply pump.
なお、第1気相部の圧力操作は、例えば、第1気相部に空気を送り込むエアポンプを第1気相部加圧手段とし、第1気相部を大気に対して開閉する弁装置を第1気相部減圧手段として用いることにより容易に行うことができる。 In addition, the pressure operation of the first gas phase portion is, for example, a valve device that opens and closes the first gas phase portion with respect to the atmosphere using an air pump that sends air to the first gas phase portion as the first gas phase portion pressurizing means. It can be easily carried out by using it as the first gas phase part decompression means.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の還元剤供給装置によれば、タンクは、供給ポンプを内部に収容して供給ポンプにより還元剤を吸引される第1タンクと、第1タンクの液相部と連通する液相部を形成する第2タンクとに区画される。また、抜出手段は、第2タンクの気相部を減圧することで第1タンクから第2タンクに還元剤を流入させる第2気相部減圧手段であり、充填手段は、第2タンクの気相部を加圧することで第2タンクから第1タンクに還元剤を流入させる第2気相部加圧手段である。
[Means of claim 3]
According to the reducing agent supply apparatus according to
これにより、第2タンクの気相部(第2気相部とする)を減圧して第2タンクの還元剤の液面(第2液面とする)を上げるとともに第1液面を下げることで、供給ポンプから還元剤を抜き出すことができる。また、第2気相部を加圧して第2液面を下げるとともに第1液面を上げることで、供給ポンプに還元剤を充填することができる。このように、第2気相部の圧力を操作して第1液面を上下させることで、供給ポンプに対する還元剤の抜き出しおよび充填を容易に行うことができる。 As a result, the gas phase part (referred to as the second gas phase part) of the second tank is depressurized to raise the liquid level (referred to as the second liquid level) of the reducing agent in the second tank and lower the first liquid level. Thus, the reducing agent can be extracted from the supply pump. Further, the supply pump can be filled with the reducing agent by pressurizing the second gas phase part to lower the second liquid level and raise the first liquid level. As described above, by operating the pressure of the second gas phase part to raise and lower the first liquid level, it is possible to easily extract and fill the reducing agent with respect to the supply pump.
なお、第2気相部の圧力操作は、例えば、第2気相部に空気を送り込むエアポンプを第2気相部加圧手段とし、第2気相部を大気に対して開閉する弁装置を第2気相部減圧手段として用いることにより容易に行うことができる。 In addition, the pressure operation of the second gas phase portion is, for example, a valve device that opens and closes the second gas phase portion with respect to the atmosphere by using an air pump that sends air to the second gas phase portion as the second gas phase portion pressurizing means. It can be easily performed by using it as the second gas phase part decompression means.
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の還元剤供給装置によれば、供給ポンプはタンクの外部に配される外部供給ポンプであり、外部供給ポンプの吸引口にはタンクの液相部に通じる供給流路が接続している。また、抜出手段は、タンクの気相部を減圧することで、供給流路を介して供給ポンプの内部から還元剤を抜き出し、充填手段は、タンクの気相部を加圧することで、供給流路を介して供給ポンプの内部に還元剤を充填する。
[Means of claim 4]
According to the reducing agent supply apparatus according to
これにより、タンクの気相部を減圧してタンクの還元剤の液面を上げることで、外部供給ポンプから還元剤を抜き出すことができる。また、気相部を加圧して液面を下げることで、外部供給ポンプに還元剤を充填することができる。このように、気相部の圧力を操作して液面を上下させることで、供給ポンプに対する還元剤の抜き出しおよび充填を容易に行うことができる。 Thereby, the reducing agent can be extracted from the external supply pump by depressurizing the gas phase portion of the tank and raising the level of the reducing agent in the tank. Further, the external supply pump can be filled with a reducing agent by pressurizing the gas phase portion to lower the liquid level. In this manner, by operating the pressure in the gas phase part to raise and lower the liquid level, the reducing agent can be easily extracted and filled in the supply pump.
なお、気相部の圧力操作は、例えば、気相部に空気を送り込むエアポンプを充填手段とし、気相部を大気に対して開閉する弁装置を抜出手段として用いることにより容易に行うことができる。 The pressure operation in the gas phase part can be easily performed by using, for example, an air pump for sending air to the gas phase part as a filling means and a valve device for opening and closing the gas phase part with respect to the atmosphere as an extraction means. it can.
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の還元剤供給装置によれば、抜出手段および充填手段は、タンクの気相部へ空気を吐出する機能とタンクの気相部から空気を吸引する機能とを切り替えることができる1機のエアポンプである。
これにより、供給ポンプに対する還元剤の抜き出しおよび充填を、1つの機器により行うことができる。
[Means of claim 5]
According to the reducing agent supply apparatus of the fifth aspect, the extraction means and the filling means can switch between a function of discharging air to the gas phase part of the tank and a function of sucking air from the gas phase part of the tank. One air pump that can be used.
Thereby, extraction | drawer and filling of the reducing agent with respect to a supply pump can be performed with one apparatus.
〔請求項6の手段〕
請求項6に記載の還元剤供給装置によれば、抜出手段および充填手段は、加圧源および減圧源とタンクの気相部との連通状態を切り替える1または複数の切替弁である。
これにより、抜出手段および充填手段を弁装置のみで構成することができる。なお、車両には、加圧源として利用できるエアコンプレッサや、減圧源として利用できるエンジンへの吸気管が具備されているので、上記のような構成を容易に組むことができる。
[Means of claim 6]
According to the reducing agent supply apparatus of the sixth aspect, the extraction means and the filling means are one or a plurality of switching valves for switching the communication state between the pressurization source and the decompression source and the gas phase portion of the tank.
Thereby, an extraction means and a filling means can be comprised only with a valve apparatus. Since the vehicle is provided with an air compressor that can be used as a pressurizing source and an intake pipe to an engine that can be used as a depressurizing source, the above configuration can be easily assembled.
〔請求項7の手段〕
請求項7に記載の還元剤供給装置は、供給ポンプの内部における還元剤の充填状態を検出する検出手段を備える。
これにより、供給ポンプの内部における還元剤の充填状態を監視することができるので、抜出手段や充填手段を効果的に制御することができる。
[Means of Claim 7]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a reducing agent supply device comprising a detecting means for detecting a state of filling of the reducing agent inside the supply pump.
Thereby, since the filling state of the reducing agent inside the supply pump can be monitored, the extraction means and the filling means can be effectively controlled.
〔請求項8の手段〕
請求項8に記載の還元剤供給装置によれば、検出手段は、第1タンクにおける還元剤の液面が供給ポンプよりも低位にあることを検知する低位検知手段である。
これにより、供給ポンプからの還元剤の抜き出しが終了したことを確実に検知することができる。
[Means of Claim 8]
According to the reducing agent supply apparatus of the eighth aspect, the detecting means is a low level detecting means for detecting that the liquid level of the reducing agent in the first tank is lower than the supply pump.
Thereby, it can be reliably detected that the extraction of the reducing agent from the supply pump has been completed.
〔請求項9の手段〕
請求項9に記載の還元剤供給装置によれば、検出手段は、第1タンクにおける還元剤の液面が供給ポンプよりも高位にあることを検知する高位検知手段である。
これにより、供給ポンプへの還元剤の充填が終了したことを確実に検知することができる。
[Means of Claim 9]
According to the reducing agent supply apparatus of the ninth aspect, the detecting means is a high level detecting means for detecting that the liquid level of the reducing agent in the first tank is higher than the supply pump.
As a result, it is possible to reliably detect that the supply pump has been filled with the reducing agent.
最良の形態1の還元剤供給装置は、エンジンの排ガスに還元剤を供給するものであり、液状の還元剤を貯留して液相部を形成するタンクから還元剤を吸引し排ガスの方に供給する供給ポンプと、タンクの内部で液相部の上部領域を占める気相部の圧力を操作することで、供給ポンプの内部からタンクに還元剤を抜き出す抜出手段と、タンクの気相部の圧力を操作することで、タンクから供給ポンプの内部に還元剤を充填する充填手段と、エンジンの運転状態に応じて抜出手段および充填手段を制御する制御手段とを備える。
The reductant supply device of the
そして、この還元剤供給装置によれば、タンクは、供給ポンプを内部に収容して供給ポンプにより還元剤を吸引される第1タンクと、第1タンクの液相部と連通する液相部を形成する第2タンクとに区画される。また、抜出手段は、第1タンクの気相部を加圧することで第1タンクから第2タンクに還元剤を流入させる第1気相部加圧手段であり、充填手段は、第1タンクの気相部を減圧することで第2タンクから第1タンクに還元剤を流入させる第1気相部減圧手段である。 According to the reducing agent supply apparatus, the tank includes a first tank that houses a supply pump and sucks the reducing agent by the supply pump, and a liquid phase portion that communicates with the liquid phase portion of the first tank. It is divided into the 2nd tank to form. The extracting means is a first gas phase pressurizing means for injecting the reducing agent from the first tank into the second tank by pressurizing the gas phase of the first tank, and the filling means is the first tank. The first gas phase depressurizing means causes the reducing agent to flow from the second tank to the first tank by depressurizing the gas phase portion.
また、この還元剤供給装置は、供給ポンプの内部における還元剤の充填状態を検出する検出手段を備え、この検出手段は、第1タンクにおける還元剤の液面が供給ポンプよりも低位にあることを検知する低位検知手段である。 In addition, the reducing agent supply device includes a detecting unit that detects a filling state of the reducing agent in the supply pump, and the detecting unit has a level of the reducing agent in the first tank lower than that of the supply pump. Is a low-level detection means for detecting
最良の形態2の還元剤供給装置によれば、抜出手段は、第2タンクの気相部を減圧することで第1タンクから第2タンクに還元剤を流入させる第2気相部減圧手段であり、充填手段は、第2タンクの気相部を加圧することで第2タンクから第1タンクに還元剤を流入させる第2気相部加圧手段である。
According to the reducing agent supply apparatus of the
〔実施例1の構成〕
実施例1の還元剤供給装置1の構成を、図1を用いて説明する。
還元剤供給装置1は、エンジン(図示せず)の排ガスに還元剤を供給するものであり、排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を還元して浄化するために用いられる。還元剤は、例えば、尿素水であり、尿素の分解により発生するアンモニア(NH3)が、触媒(図示せず)によりNOxと反応して無害な窒素(N2)や水(H2O)を生成することで、NOxが浄化される。
[Configuration of Example 1]
The structure of the reducing
The reducing
還元剤供給装置1は、例えば、還元剤を貯留するタンク2から還元剤を吸引して吐出する供給ポンプ3と、供給ポンプ3から吐出された還元剤を排気管4の内部に噴射する添加弁5と、供給ポンプ3の吐出圧を所定値以下に規制する吐出圧調整弁6と、供給ポンプ3から添加弁5に向かう還元剤の温度を検出する温度センサ7と、供給ポンプ3から添加弁5に向かう還元剤の圧力を検出する圧力センサ8と、供給ポンプ3から添加弁5に向かう還元剤の異物を除去するフィルタ9と、温度センサ7や圧力センサ8からの出力に応じて供給ポンプ3や添加弁5の作動を制御する電子制御装置(以下、ECU10とする)とを備える。
The reducing
供給ポンプ3は、例えば、永久磁石が装着されたロータ(図示せず)と、コイルが巻線されたステータ(図示せず)とを有し、永久磁石による磁界とコイルに通電される電流との相互作用によりトルクを発生するブラシレスモータ(図示せず)をアクチュエータとする。
The
添加弁5は、排ガスが通る排気管4に装着され、噴射孔を含む先端部は、排気管4の内部に突出する。そして、還元剤は、供給ポンプ3から添加弁5まで導かれ、直接、排気管4の内部に噴射される。また、噴射された還元剤は、排ガスと混合した後に触媒に導かれ、上記のようにNOxを浄化する。なお、添加弁5は、通電により弁体(図示せず)を開弁側に磁気吸引するソレノイドコイル(図示せず)を有する。そして、ECU10は、ソレノイドコイルへの通電を制御することで、添加弁5による還元剤の噴射量や噴射時期等を制御する。
The
ECU10は、制御機能および演算機能を発揮するCPU、ROMおよびRAM等の記憶装置、入力装置ならびに出力装置等により構成される周知のマイクロコンピュータであり、エンジンの運転状態に応じて、各種機器のアクチュエータに指令して機器の駆動制御を行うものである。すなわち、ECU10は、温度センサ7や圧力センサ8等の各種センサからの入力に応じて、供給ポンプ3や添加弁5等の作動を制御する。
The
〔実施例1の特徴〕
実施例1の還元剤供給装置1の特徴を、図1を用いて説明する。
実施例1の還元剤供給装置1によれば、タンク2は、還元剤により形成される液相部が互いに連通する2つのタンク(以下、第1、第2タンク14、15とする)に区画され、供給ポンプ3は、吐出口16が吸引口17よりも上方となるように配されて第1タンク14の内部に収容されている。
[Features of Example 1]
The characteristics of the reducing
According to the reducing
また、還元剤供給装置1は、第1タンク14の気相部(以下、第1気相部20とする)に空気を送り込むエアポンプ21と、第1気相部20を大気に対して開閉する第1弁装置22と、第2タンク15の気相部(以下、第2気相部23とする)を大気に対して開閉する第2弁装置24と、供給ポンプ3の吸引口17と同位に配されて第1タンク14に装着される液面検知センサ25とを備える。
なお、第1、第2気相部20、23は、各々、第1、第2タンク14、15の液相部の上部領域を占めるように形成されて区画され、互いに非連通である。
The reducing
The first and second
そして、ECU10は、液面検知センサ25からの入力、およびエンジンの運転状態を示す各種センサからの入力、自身のエンジン停止または始動の判断等に応じて、エアポンプ21、第1、第2弁装置22、24を制御する制御手段として機能する。
Then, the
エアポンプ21は、外気を吸引加圧して第1気相部20に向けて吐出するものであり、第1気相部20を加圧するときに作動するように制御される。そして、エアポンプ21は、第1気相部20に空気を送り込み第1気相部20を加圧することで第1タンク14から第2タンク15に還元剤を流入させる第1気相部加圧手段として機能する。さらに、エアポンプ21は、第1気相部20を加圧して第1タンク14の還元剤の液面(以下、第1液面28とする)を低下させることで、供給ポンプ3の内部から還元剤を抜き出す抜出手段として機能する。
The
第1弁装置22は、第1気相部20を加圧するときに閉弁するように制御され、第1気相部20を大気に対して閉鎖する。また、第1弁装置22は、加圧された第1気相部20を減圧するときに開弁するように制御され、第1気相部20を大気に対して開放する。そして、第1弁装置22は、加圧された第1気相部20から空気を排出し第1気相部20を減圧することで第2タンク15から第1タンク14に還元剤を流入させる第1気相部減圧手段として機能する。さらに、第1弁装置22は、加圧された第1気相部20を減圧して第1液面28を上昇させることで、供給ポンプ3の内部に還元剤を充填する充填手段として機能する。
The
第2弁装置24は、第1気相部20を加圧するときおよび減圧するときの両方において開弁するように制御される。
まず、第2弁装置24は、第1気相部20を加圧して供給ポンプ3の内部から還元剤を抜き出すときに開弁する。これにより、第2弁装置24は、第1液面28の低下(つまり、第2タンク15の還元剤の液面(以下、第2液面30とする)の上昇)により加圧される第2気相部23を大気に対して開放し第2気相部23から空気を排出することで、供給ポンプ3からの還元剤の抜き出しをアシストする。
The
First, the
また、第2弁装置24は、第1気相部20を減圧して供給ポンプ3の内部に還元剤を充填するときにも開弁する。これにより、第2弁装置24は、第1液面28の上昇(つまり、第2液面30の低下)により減圧される第2気相部23を大気に対して開放し第2気相部23に外気を導くことで、供給ポンプ3への還元剤の充填をアシストする。
The
液面検知センサ25は、液(還元剤)に浸っているときと浸っていないときとで異なる電気信号を出力するものである。これにより、液面検知センサ25は、吸引口17と同位に配されて第1タンク14に装着されることで、第1液面28が供給ポンプ3よりも低位にあることを検知する低位検知手段として機能する。さらに、液面検知センサ25は、低位検知手段として機能することで、供給ポンプ3の内部における還元剤の充填状態を検出する検出手段として機能する。
The liquid
〔実施例1の制御方法〕
実施例1の還元剤供給装置1による制御方法を、図3のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS1でエンジンが始動したか否かを判断し、エンジンが始動していれば(YES)、ステップS2に進み、エンジンが始動していなければ(NO)、エンジンが始動するまで待機する。ステップS2では、第1、第2弁装置22、24を両方とも開弁して第1、第2気相部20、23を両方とも大気に開放する。これにより、第1液面28が、図2に示すレベルから上昇を開始する。
[Control Method of Example 1]
The control method by the reducing
First, it is determined in step S1 whether or not the engine has been started. If the engine has been started (YES), the process proceeds to step S2, and if the engine has not been started (NO), the process waits until the engine is started. . In step S2, both the first and
次に、ステップS3で第1液面28が液面検知センサ25により検知されたか否かを判断し、第1液面28が検知されていれば(YES)、ステップS4に進み、第1液面28が検知されていなければ(NO)、検知されるまで待機する。ステップS4では、供給ポンプ3を起動して供給ポンプ3から添加弁5への還元剤の供給を開始する。すなわち、ステップS3、S4では、供給ポンプ3の内部に還元剤の充填が始まったか否かを判断し、充填が始まっていれば供給ポンプ3を起動して添加弁5への供給を開始する。
Next, in step S3, it is determined whether or not the
そして、ステップS5でエンジンが停止したか否かを判断し、エンジンが停止していれば(YES)、ステップS6に進み、エンジンが停止していなければ(NO)、エンジンが停止するまで待機する。なお、エンジン運転中の供給ポンプ3のオンオフや第1、第2弁装置22、24の開閉は別の制御フローに基づいて制御される。
ステップS6では、供給ポンプ3を停止して供給ポンプ3から添加弁5への還元剤の供給を停止する。
In step S5, it is determined whether or not the engine has stopped. If the engine has stopped (YES), the process proceeds to step S6. If the engine has not stopped (NO), the process waits until the engine stops. . The on / off of the
In step S6, the
次に、ステップS7で第1弁装置22を閉弁して第1気相部20を大気に対して閉鎖し、第2弁装置24を開弁して第2気相部23を大気に開放し、ステップS8でエアポンプ21を起動する。これにより、第1液面28が、図1に示すレベルから低下を開始する。
Next, in step S7, the
次に、ステップS9で第1液面28が液面検知センサ25により検知されなくなったか否かを判断し、第1液面28が検知されなくなっていれば(YES)、ステップS10に進み、第1液面28が検知されていれば(NO)、検知されなくなるまで待機する。ステップS10では、エアポンプ21を停止し、続いてステップS11で第2弁装置24を閉弁して第2気相部23を大気に対して閉鎖する。すなわち、ステップS9〜S11では、供給ポンプ3の内部から還元剤の抜き出しが終わったか否かを判断し、抜き出しが終わっていればエアポンプ21を停止し第2弁装置24を閉弁して第1液面28が供給ポンプ3よりも低位にある状態を維持する。
Next, in step S9, it is determined whether or not the
なお、エンジン停止中も還元剤が供給ポンプ3の内部に浸入しないように(つまり、第1液面28が液面検知センサ25により検知されないように)、別の制御フローに基づいてエアポンプ21のオンオフや第1、第2弁装置22、24の開閉が制御される。
Note that the reducing agent does not enter the
〔実施例1の効果〕
実施例1の還元剤供給装置1は、第1気相部20に空気を送り込むエアポンプ21と、第1気相部20を大気に対して開閉する第1弁装置22と、供給ポンプ3の吸引口17と同位に配されて第1タンク14に装着される液面検知センサ25とを備える。
これにより、エンジンが停止して還元剤の供給が不要になった場合、エアポンプ21を起動して第1気相部20を加圧することで第1液面28を低下させ供給ポンプ3から還元剤を抜き出すことができる。このため、エンジン停止後に供給ポンプ3の内部に還元剤が残留して凍結するのを阻止し、還元剤の凍結による供給ポンプ3の破損を防止することができる。
[Effect of Example 1]
The reducing
As a result, when the engine is stopped and the supply of the reducing agent becomes unnecessary, the
また、エンジンが始動して還元剤の供給が必要になった場合、第1弁装置22を開弁して加圧状態の第1気相部20を減圧することで第1液面28を上昇させ供給ポンプ3に還元剤を充填することができる。このため、供給ポンプ3の内部を空にしても、直ちに供給ポンプ3に還元剤を充填し、排ガスの方に還元剤を供給することができる。
In addition, when the engine is started and it is necessary to supply the reducing agent, the
また、液面検知センサ25により供給ポンプ3における還元剤の充填状態を監視することができるので、エアポンプ21や第1弁装置22を効果的に制御することができる。
さらに、液面検知センサ25を供給ポンプ3の吸引口17と同位に配することにより、供給ポンプ3からの還元剤の抜き出しが終了したことを確実に検知することができる。
Moreover, since the filling state of the reducing agent in the
Furthermore, by arranging the liquid
〔実施例2の特徴〕
実施例2の還元剤供給装置1の特徴を、図4および図5を用いて説明する。
実施例2の還元剤供給装置1によれば、エアポンプ21は、第2気相部23に空気を送り込めるように配されている。すなわち、実施例2のエアポンプ21は、外気を吸引加圧して第2気相部23に向けて吐出するものであり、第2気相部23を加圧するときに作動するように制御される。そして、エアポンプ21は、第2気相部23を加圧することで第2タンク15から第1タンク14に還元剤を流入させる第2気相部加圧手段として機能する。さらに、エアポンプ21は、第2気相部23を加圧して第1液面28を上昇させることで、供給ポンプ3の内部に還元剤を充填する充填手段として機能する。
[Features of Example 2]
The characteristics of the reducing
According to the reducing
第2弁装置24は、第2気相部23を加圧するときに閉弁するように制御され、第2気相部23を大気に対して閉鎖する。また、第2弁装置24は、加圧された第2気相部23を減圧するときに開弁するように制御され、第2気相部23を大気に対して開放する。そして、第2弁装置24は、加圧された第2気相部23から空気を排出し第2気相部23を減圧することで第1タンク14から第2タンク15に還元剤を流入させる第2気相部減圧手段として機能する。さらに、第2弁装置24は、加圧された第2気相部23を減圧して第1液面28を低下させることで、供給ポンプ3の内部から還元剤を抜き出す抜出手段として機能する。
The
第1弁装置22は、第2気相部23を加圧するときおよび減圧するときの両方において開弁するように制御される。
まず、第1弁装置22は、第2気相部23を加圧して供給ポンプ3の内部に還元剤を充填するときに開弁する。これにより、第1弁装置22は、第1液面28の上昇(つまり、第2液面30の低下)により加圧される第1気相部20を大気に開放し第1気相部20から空気を排出することで、供給ポンプ3への還元剤の充填をアシストする。
The
First, the
また、第1弁装置22は、第2気相部23を減圧して供給ポンプ3の内部から還元剤を抜き出すときにも開弁する。これにより、第1弁装置22は、第1液面28の低下(つまり、第2液面30の上昇)により減圧される第1気相部20を大気に開放し第1気相部20に外気を導くことで、供給ポンプ3からの還元剤の抜き出しをアシストする。
The
〔実施例2の制御方法〕
実施例2の還元剤供給装置1による制御方法を、図6のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS1でエンジンが始動したか否かを判断し、エンジンが始動していれば(YES)、ステップS2に進み、エンジンが始動していなければ(NO)、エンジンが始動するまで待機する。そして、ステップS2で、第1弁装置22を開弁して第1気相部20を大気に開放し、第2弁装置24を閉弁して第2気相部23を大気に対して閉鎖し、ステップS3でエアポンプ21を起動する。これにより、第1液面28が、図4に示すレベルから上昇を開始する。
[Control Method of Example 2]
The control method by the reducing
First, it is determined in step S1 whether or not the engine has been started. If the engine has been started (YES), the process proceeds to step S2, and if the engine has not been started (NO), the process waits until the engine is started. . In step S2, the
次に、ステップS4で第1液面28が液面検知センサ25により検知されたか否かを判断し、第1液面28が検知されていれば(YES)、ステップS5に進み、第1液面28が検知されていなければ(NO)、検知されるまで待機する。ステップS5では、供給ポンプ3を起動して供給ポンプ3から添加弁5への還元剤の供給を開始する。すなわち、ステップS4、S5では、供給ポンプ3の内部に還元剤の充填が始まったか否かを判断し、充填が始まっていれば供給ポンプ3を起動して添加弁5への供給を開始する。
Next, in step S4, it is determined whether or not the
そして、ステップS6でエンジンが停止したか否かを判断し、エンジンが停止していれば(YES)、ステップS7に進み、エンジンが停止していなければ(NO)、エンジンが停止するまで待機する。なお、エンジン運転中の供給ポンプ3およびエアポンプ21のオンオフや第1、第2弁装置22、24の開閉は別の制御フローに基づいて制御される。
ステップS7では、供給ポンプ3を停止して供給ポンプ3から添加弁5への還元剤の供給を停止する。
In step S6, it is determined whether or not the engine has stopped. If the engine has stopped (YES), the process proceeds to step S7. If the engine has not stopped (NO), the process waits until the engine stops. . Note that on / off of the
In step S7, the
次に、ステップS8でエアポンプ21を停止し、ステップS9で第1、第2弁装置22、24を両方とも開弁して第1、第2気相部20、23を両方とも大気に開放する。これにより、第1液面28が、図5に示すレベルから低下を開始する。
Next, in step S8, the
次に、ステップS10で第1液面28が液面検知センサ25により検知されなくなったか否かを判断し、第1液面28が検知されなくなっていれば(YES)、ステップS11に進み、第1液面28が検知されていれば(NO)、検知されなくなるまで待機する。ステップS11では、第1、第2弁装置22、24を両方とも閉弁して第1、第2気相部20、23を両方とも大気に対して閉鎖する。すなわち、ステップS10、S11では、供給ポンプ3の内部から還元剤の抜き出しが終わったか否かを判断し、抜き出しが終わっていれば第1、第2弁装置22、24を両方とも閉弁して第1液面28が供給ポンプ3よりも低位にある状態を維持する。
Next, in step S10, it is determined whether or not the
なお、エンジン停止中も還元剤が供給ポンプ3の内部に浸入しないように(つまり、第1液面28が液面検知センサ25により検知されないように)、別の制御フローに基づいて第1、第2弁装置22、24の開閉が制御される。
Note that the reducing agent does not enter the
〔変形例〕
実施例1、2の還元剤供給装置1によれば、エアポンプ21は、外気を吸引加圧してタンク2の気相部に向けて吐出するものであったが、気相部の空気を吸引して大気に向けて吐出するようにしてもよい。
[Modification]
According to the reducing
この場合、エアポンプ21を第1気相部20から空気を吸引できるように配すれば、エアポンプ21を第1気相部減圧手段さらに充填手段として機能させることができ、第1弁装置22を第1気相部加圧手段さらに抜出手段として機能させることができる。そして、第2弁装置24の開弁により供給ポンプ3に対する還元剤の充填、抜き出しをアシストすることができる。
In this case, if the
また、エアポンプ21を第2気相部23から空気を吸引できるように配すれば、エアポンプ21を第2気相部減圧手段さらに抜出手段として機能させることができ、第2弁装置24を第2気相部加圧手段さらに充填手段として機能させることができる。そして、第1弁装置22の開弁により供給ポンプ3に対する還元剤の充填、抜き出しをアシストすることができる。
Further, if the
また、2機のエアポンプ21を装備し、2機のエアポンプ21を、各々、第1、第2気相部20、23に外気を送り込めるように配して、一方のエアポンプ21を第1気相部加圧手段さらに抜出手段として機能させ、他方のエアポンプ21を第2気相部加圧手段さらに充填手段として機能させ、第1、第2弁装置22、24の開閉弁により供給ポンプ3に対する還元剤の充填、抜き出しをアシストするようにしてもよい。
Also, two
また、2機のエアポンプ21を、各々、第1、第2気相部20、23から空気を吸引できるように配して、一方のエアポンプ21を第1気相部減圧手段さらに充填手段として機能させ、他方のエアポンプ21を第2気相部減圧手段さらに抜出手段として機能させ、第1、第2弁装置22、24の開閉弁により供給ポンプ3に対する還元剤の充填、抜き出しをアシストするようにしてもよい。
Also, two
また、実施例1、2の還元剤供給装置1によれば、抜出手段と充填手段とが別機器であったが、抜出手段および充填手段の機能を1つの機器に具備させることもできる。
例えば、エアポンプ21を、タンク2の気相部へ空気を吐出する機能と、タンク2の気相部から空気を吸引する機能とを切り替えることができるように設ければ、1機のエアポンプ21を抜出手段および充填手段として機能させることができる。
Moreover, according to the reducing
For example, if the
また、3方切替弁を、加圧源および減圧源とタンク2の気相部との連通状態を切り替えることができるように配すれば、この1つの3方切替弁を、抜出手段および充填手段として機能させることができる。なお、車両には、加圧源として利用できるエアコンプレッサや、減圧源として利用できるエンジンへの吸気管が具備されているので、このような構成を容易に組むことができる。
Further, if the three-way switching valve is arranged so that the communication state between the pressurization source and the decompression source and the gas phase portion of the
なお、抜出手段および充填手段の機能を、加圧源および減圧源とタンク2の気相部との連通状態を切り替える切替弁のみで実行する場合、例えば、加圧源とタンク2の気相部との連通状態を切り替える1つの2方切替弁、および減圧源とタンク2の気相部との連通状態を切り替える別の2方切替弁のように複数の切替弁により抜出手段および充填手段の機能を実行することもできる。
When the functions of the extraction means and the filling means are executed only by a switching valve that switches the communication state between the pressurization source and the decompression source and the gas phase part of the
実施例1、2の検出手段は、低位検知手段として機能する液面検知センサ25であったが、同様の液面検知センサ25を供給ポンプ3の吐出口16と同位の位置に配すれば、この液面検知センサ25を、第1液面28が供給ポンプ3よりも高位にあることを検知する高位検知手段として機能させることができる。この場合、供給ポンプ3への還元剤の充填が終了したことを確実に検知することができる。
The detection means of the first and second embodiments is the liquid
また、吐出口16と同位および吸引口17と同位の両方の位置に、各々、液面検知センサ25を配すれば、高位検知手段および低位検知手段の両方の機能を具備することができるので、充填終了および抜き出し終了の両方を確実に検知することができる。また、液面に応じて連続的に出力を可変できる液面センサを第1タンク14に装備すれば、この液面センサを高位検知手段および低位検知手段の両方として機能させることができる。この場合、1機の液面センサを装備すれば、抜き出し終了および充填終了の両方を確実に検知することができる。
In addition, if the liquid
さらに、検出手段として機能する機器を還元剤供給装置1に具備しなくても、抜き出しや充填に要する時間の見込み値をECU10に記憶しておき、抜き出し開始時期または充填開始時期からの経時と見込み値との比較により抜き出し終了または充填終了を判断してもよい。また、充填終了は、触媒通過後の排ガスのNOx濃度が正常になっているか否かに基づいて判断することもできる。
Further, even if the reducing
実施例1、2のタンク2は、第1、第2タンク14、15に区画されていたが、図7に示すように、区画せずに1つのタンク2とし、タンク2の外部に供給ポンプ3を配し(以下、タンク2の外部にある供給ポンプ3を外部供給ポンプ3Aとする)、外部供給ポンプ3Aの吸引口17に、タンク2の液相部に通じる供給流路31を接続してもよい。この場合、タンク2の気相部に外気を送り込むエアポンプ21を充填手段、タンク2の気相部を大気に対して開閉する弁装置32を抜出手段として機能させることができる。
The
また、エアポンプ21をタンク2の気相部から空気を排出できるように配すれば、このエアポンプ21を抜出手段として機能させ、弁装置32を充填手段として機能させることもできる。
なお、供給ポンプ3の吐出側に装着される圧力センサ33の出力は、供給ポンプ3への還元剤の充填が終了して添加弁5への供給が可能か否かを判断するための指標として利用される。
Further, if the
The output of the
1 還元剤供給装置
2 タンク
3 供給ポンプ
10 ECU(制御手段)
14 第1タンク
15 第2タンク
20 第1気相部(第1タンクの気相部)
21 エアポンプ(抜出手段、充填手段、第1気相部加圧手段、第1気相部減圧手段、第2気相部加圧手段、第2気相部減圧手段)
22 第1弁装置(抜出手段、充填手段、第1気相部加圧手段、第1気相部減圧手段)
23 第2気相部(第2タンクの気相部)
24 第2弁装置(抜出手段、充填手段、第2気相部加圧手段、第2気相部減圧手段)
25 液面検知センサ(検出手段、低位検知手段、高位検知手段)
28 第1液面(第1タンクにおける還元剤の液面)
3A 外部供給ポンプ
31 供給流路
32 弁装置(抜出手段、充填手段)
DESCRIPTION OF
14
21 Air pump (extraction means, filling means, first gas phase pressurizing means, first gas phase pressure reducing means, second gas phase pressure increasing means, second gas phase pressure reducing means)
22 1st valve apparatus (extraction means, filling means, 1st gas phase part pressurizing means, 1st gas phase part pressure reducing means)
23 Second gas phase part (gas phase part of the second tank)
24 Second valve device (extraction means, filling means, second gas phase pressurizing means, second gas phase pressure reducing means)
25 Liquid level detection sensor (detection means, low level detection means, high level detection means)
28 First liquid level (reducing agent liquid level in the first tank)
3A
Claims (9)
液状の還元剤を貯留して液相部を形成するタンクから還元剤を吸引し排ガスの方に供給する供給ポンプと、
前記タンクの内部で液相部の上部領域を占める気相部の圧力を操作することで、前記供給ポンプの内部から前記タンクに還元剤を抜き出す抜出手段と、
前記タンクの気相部の圧力を操作することで、前記タンクから前記供給ポンプの内部に還元剤を充填する充填手段と、
前記エンジンの運転状態に応じて前記抜出手段および前記充填手段を制御する制御手段とを備える還元剤供給装置。 In the reducing agent supply device that supplies the reducing agent to the exhaust gas of the engine,
A supply pump that sucks the reducing agent from a tank that stores the liquid reducing agent and forms a liquid phase portion, and supplies the reducing agent to the exhaust gas;
By extracting the reducing agent from the inside of the supply pump to the tank by operating the pressure of the gas phase portion occupying the upper region of the liquid phase portion inside the tank,
Filling means for filling a reducing agent from the tank into the supply pump by manipulating the pressure in the gas phase of the tank;
A reducing agent supply apparatus comprising: a control unit that controls the extraction unit and the filling unit according to an operating state of the engine.
前記タンクは、前記供給ポンプを内部に収容して前記供給ポンプにより還元剤を吸引される第1タンクと、この第1タンクの液相部と連通する液相部を形成する第2タンクとに区画され、
前記抜出手段は、前記第1タンクの気相部を加圧することで前記第1タンクから前記第2タンクに還元剤を流入させる第1気相部加圧手段であり、
前記充填手段は、前記第1タンクの気相部を減圧することで前記第2タンクから前記第1タンクに還元剤を流入させる第1気相部減圧手段であることを特徴とする還元剤供給装置。 The reducing agent supply apparatus according to claim 1,
The tank includes a first tank in which the supply pump is accommodated and a reducing agent is sucked by the supply pump, and a second tank that forms a liquid phase portion communicating with the liquid phase portion of the first tank. Partitioned,
The extraction means is a first gas phase part pressurizing means for causing a reducing agent to flow from the first tank into the second tank by pressurizing the gas phase part of the first tank,
Reducing agent supply, wherein the filling means is a first gas phase part pressure reducing means for reducing the gas phase part of the first tank to flow the reducing agent from the second tank into the first tank. apparatus.
前記タンクは、前記供給ポンプを内部に収容して前記供給ポンプにより還元剤を吸引される第1タンクと、前記第1タンクの液相部と連通する液相部を形成する第2タンクとに区画され、
前記抜出手段は、前記第2タンクの気相部を減圧することで前記第1タンクから前記第2タンクに還元剤を流入させる第2気相部減圧手段であり、
前記充填手段は、前記第2タンクの気相部を加圧することで前記第2タンクから前記第1タンクに還元剤を流入させる第2気相部加圧手段であることを特徴とする還元剤供給装置。 The reducing agent supply apparatus according to claim 1,
The tank includes a first tank in which the supply pump is accommodated and a reducing agent is sucked by the supply pump, and a second tank that forms a liquid phase portion communicating with the liquid phase portion of the first tank. Partitioned,
The extraction means is a second gas phase pressure reducing means for reducing the gas phase of the second tank to flow a reducing agent from the first tank into the second tank;
The filling means is a second gas phase part pressurizing means for injecting the reducing agent from the second tank into the first tank by pressurizing the gas phase part of the second tank. Feeding device.
前記供給ポンプは前記タンクの外部に配される外部供給ポンプであり、この外部供給ポンプの吸引口には前記タンクの液相部に通じる供給流路が接続し、
前記抜出手段は、前記タンクの気相部を減圧することで、前記供給流路を介して前記供給ポンプの内部から還元剤を抜き出し、
前記充填手段は、前記タンクの気相部を加圧することで、前記供給流路を介して前記供給ポンプの内部に還元剤を充填することを特徴とする還元剤供給装置。 The reducing agent supply apparatus according to claim 1,
The supply pump is an external supply pump disposed outside the tank, and a supply flow path leading to the liquid phase portion of the tank is connected to the suction port of the external supply pump,
The extraction means extracts the reducing agent from the inside of the supply pump through the supply flow path by depressurizing the gas phase part of the tank,
The filling means fills the inside of the supply pump with the reducing agent through the supply flow path by pressurizing the gas phase part of the tank.
前記抜出手段および前記充填手段は、前記タンクの気相部へ空気を吐出する機能と前記タンクの気相部から空気を吸引する機能とを切り替えることができる1機のエアポンプであることを特徴とする還元剤供給装置。 In the reducing agent supply apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The extraction means and the filling means are a single air pump capable of switching between a function of discharging air to the gas phase part of the tank and a function of sucking air from the gas phase part of the tank. A reducing agent supply device.
前記抜出手段および前記充填手段は、加圧源および減圧源と前記タンクの気相部との連通状態を切り替える1または複数の切替弁であることを特徴とする還元剤供給装置。 In the reducing agent supply apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The reducing agent supply apparatus according to claim 1, wherein the extraction unit and the filling unit are one or a plurality of switching valves that switch a communication state between a pressurization source and a decompression source and a gas phase portion of the tank.
前記供給ポンプの内部における還元剤の充填状態を検出する検出手段を備えることを特徴とする還元剤供給装置。 In the reducing agent supply apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A reducing agent supply apparatus comprising a detecting means for detecting a filling state of the reducing agent inside the supply pump.
前記タンクは、前記供給ポンプを内部に収容して前記供給ポンプにより還元剤を吸引される第1タンクと、この第1タンクの液相部と連通する液相部を形成する第2タンクとに区画され、
前記検出手段は、前記第1タンクにおける還元剤の液面が前記供給ポンプよりも低位にあることを検知する低位検知手段であることを特徴とする還元剤供給装置。 The reducing agent supply apparatus according to claim 7,
The tank includes a first tank in which the supply pump is accommodated and a reducing agent is sucked by the supply pump, and a second tank that forms a liquid phase portion communicating with the liquid phase portion of the first tank. Partitioned,
The reducing agent supply apparatus according to claim 1, wherein the detecting means is a low level detecting means for detecting that the liquid level of the reducing agent in the first tank is lower than the supply pump.
前記タンクは、前記供給ポンプを内部に収容して前記供給ポンプにより還元剤を吸引される第1タンクと、この第1タンクの液相部と連通する液相部を形成する第2タンクとに区画され、
前記検出手段は、前記第1タンクにおける還元剤の液面が前記供給ポンプよりも高位にあることを検知する高位検知手段であることを特徴とする還元剤供給装置。 The reducing agent supply apparatus according to claim 7,
The tank includes a first tank in which the supply pump is accommodated and a reducing agent is sucked by the supply pump, and a second tank that forms a liquid phase portion communicating with the liquid phase portion of the first tank. Partitioned,
The reducing agent supply apparatus according to claim 1, wherein the detecting means is a high level detecting means for detecting that the liquid level of the reducing agent in the first tank is higher than the supply pump.
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