JP2019027392A - Reductant thawing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、還元剤を解凍する還元剤解凍装置に関する。 The present invention relates to a reducing agent thawing device for thawing a reducing agent.
選択触媒還元(SCR)システムは、還元剤(例えば、尿素水)を貯留する還元剤タンクと、エンジンの排気中に還元剤を噴射する還元剤インジェクタと、還元剤タンク内の還元剤を還元剤インジェクタに供給する還元剤供給配管と、を備える。 A selective catalytic reduction (SCR) system includes a reducing agent tank that stores a reducing agent (for example, urea water), a reducing agent injector that injects the reducing agent into engine exhaust, and a reducing agent in the reducing agent tank. And a reducing agent supply pipe for supplying to the injector.
還元剤が凍結した時は、還元剤タンク内の還元剤と還元剤供給配管内の還元剤とを解凍する必要が有る。還元剤タンク内の還元剤を解凍する際にエンジン冷却水が利用され、還元剤供給配管内の還元剤を解凍する際にヒータが利用される。 When the reducing agent freezes, it is necessary to thaw the reducing agent in the reducing agent tank and the reducing agent in the reducing agent supply pipe. Engine cooling water is used when thawing the reducing agent in the reducing agent tank, and a heater is used when thawing the reducing agent in the reducing agent supply pipe.
還元剤供給配管内の還元剤を解凍する際は、ヒータ出力を高出力(例えば、最大出力)とするが、還元剤供給配管内の還元剤の解凍が完了した後も、長時間に亘ってヒータ出力を高出力とし続けると、ヒータの近傍に配置した部品が過熱状態と成る虞が有る。 When thawing the reducing agent in the reducing agent supply pipe, the heater output is set to a high output (for example, maximum output), but after the thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is completed, it takes a long time. If the heater output is kept at a high output, there is a risk that the components arranged in the vicinity of the heater will be overheated.
従って、還元剤供給配管内の還元剤の解凍が完了した時は、既に解凍が完了した還元剤供給配管内の還元剤が再凍結する事を抑制する事が出来る程度に外気温に応じヒータ出力を低出力とする。 Therefore, when thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is completed, the heater output according to the outside temperature is enough to prevent re-freezing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe that has already been thawed. Is low output.
然し乍ら、還元剤タンク内の還元剤量は、還元剤供給配管内の還元剤量と比較し圧倒的に多い為、還元剤タンク内の還元剤温が高いと、外気温に応じヒータ出力を低出力としても、還元剤タンク内の還元剤を還元剤インジェクタに供給した時に還元剤供給配管内の還元剤温が急激に上昇し、ヒータの近傍に配置した部品が過熱状態と成る虞が有る。 However, since the amount of reducing agent in the reducing agent tank is overwhelmingly large compared to the amount of reducing agent in the reducing agent supply pipe, if the reducing agent temperature in the reducing agent tank is high, the heater output is reduced according to the outside temperature. In terms of output, when the reducing agent in the reducing agent tank is supplied to the reducing agent injector, the reducing agent temperature in the reducing agent supply pipe suddenly rises, and there is a possibility that the components arranged in the vicinity of the heater will be overheated.
以上の事情に鑑み、本発明は、還元剤タンク内の還元剤温が高くてもヒータの近傍に配置した部品が過熱状態と成る事を抑制する事が出来る還元剤解凍装置を提供する事を目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention is to provide a reducing agent thawing device that can prevent the parts arranged near the heater from being overheated even if the reducing agent temperature in the reducing agent tank is high. Objective.
本発明は、選択触媒還元システムの還元剤供給配管内の還元剤を解凍する際にヒータが利用される還元剤解凍装置に於いて、前記選択触媒還元システムの還元剤タンク内の還元剤温に応じヒータ出力を変更するヒータ出力変更部を備える還元剤解凍装置を提供する。 The present invention provides a reducing agent thawing device in which a heater is used when thawing a reducing agent in a reducing agent supply pipe of a selective catalyst reduction system, and the reducing agent temperature in the reducing agent tank of the selective catalyst reduction system is adjusted. Accordingly, a reducing agent thawing device including a heater output changing unit that changes the heater output is provided.
前記ヒータ出力変更部は、前記還元剤供給配管内の還元剤の解凍中の前記還元剤タンク内の還元剤温が第一温度閾値未満の時は、ヒータ出力を第一ヒータ出力とし、前記還元剤供給配管内の還元剤の解凍中の前記還元剤タンク内の還元剤温が前記第一温度閾値以上の時は、ヒータ出力を前記第一ヒータ出力と比較し低出力の第二ヒータ出力とする事が望ましい。 When the reducing agent temperature in the reducing agent tank during thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is less than a first temperature threshold, the heater output changing unit sets the heater output as the first heater output, and reduces the reducing agent. When the reducing agent temperature in the reducing agent tank during thawing of the reducing agent in the agent supply pipe is equal to or higher than the first temperature threshold, the heater output is compared with the first heater output, It is desirable to do.
前記ヒータ出力変更部は、バッテリ電圧と還元剤温と外気温と還元剤残量と還元剤濃度とを基に前記第一温度閾値を決定する事が望ましい。 The heater output changing unit preferably determines the first temperature threshold based on a battery voltage, a reducing agent temperature, an outside air temperature, a reducing agent remaining amount, and a reducing agent concentration.
前記ヒータ出力変更部は、前記還元剤供給配管内の還元剤の解凍が完了した後の前記還元剤供給配管内の還元剤の保温中の前記還元剤タンク内の還元剤温が第二温度閾値未満の時は、ヒータ出力を第三ヒータ出力とし、前記還元剤供給配管内の還元剤の解凍が完了した後の前記還元剤供給配管内の還元剤の保温中の前記還元剤タンク内の還元剤温が前記第二温度閾値以上の時は、ヒータ出力を前記第三ヒータ出力と比較し低出力の第四ヒータ出力とする事が望ましい。 The heater output changing unit is configured such that the reducing agent temperature in the reducing agent tank during the retention of the reducing agent in the reducing agent supply pipe after the thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is completed is a second temperature threshold value. If less than, the heater output is set as the third heater output, and the reducing agent in the reducing agent tank is kept warm while the reducing agent in the reducing agent supply pipe is being thawed after thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is completed. When the agent temperature is equal to or higher than the second temperature threshold value, it is desirable to compare the heater output with the third heater output to obtain a low output fourth heater output.
前記ヒータ出力変更部は、バッテリ電圧と還元剤温と外気温と還元剤残量と還元剤濃度とを基に前記第二温度閾値を決定する事が望ましい。 The heater output changing unit preferably determines the second temperature threshold based on a battery voltage, a reducing agent temperature, an outside air temperature, a reducing agent remaining amount, and a reducing agent concentration.
本発明によって、還元剤タンク内の還元剤温が高くてもヒータの近傍に配置した部品が過熱状態と成る事を抑制する事が出来る還元剤解凍装置を提供する事が出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a reducing agent thawing device that can suppress the parts placed near the heater from being overheated even when the reducing agent temperature in the reducing agent tank is high.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に順って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示す様に、本発明の実施の形態に係る還元剤解凍装置100に於いては、選択触媒還元システム101の還元剤タンク102内の還元剤(例えば、尿素水)103を解凍する際にエンジン冷却水が利用され、選択触媒還元システム101の還元剤供給配管104内の還元剤103を解凍する際にヒータ105が利用される。
As shown in FIG. 1, in the reducing
具体的に言えば、還元剤タンク102内の還元剤103を解凍する際は、コントローラ106を通じ不図示のバルブを開放しエンジン冷却水を還元剤タンク102に供給する事によって還元剤タンク102内の還元剤103に熱量を与える。
More specifically, when the
また、還元剤供給配管104内の還元剤103を解凍する際は、コントローラ106を通じヒータ105を駆動する事によって還元剤供給配管104内の還元剤103に熱量を与える。
Further, when the
選択触媒還元システム101は、還元剤103を貯留する還元剤タンク102と、エンジン107の排気中に還元剤103を噴射する還元剤インジェクタ108と、還元剤タンク102内の還元剤103を還元剤インジェクタ108に供給する還元剤供給配管104と、を備える。
The selective
還元剤タンク102は、還元剤タンク102内の還元剤温を検出する第一還元剤温センサ109を搭載する。
The
還元剤インジェクタ108は、エンジン107の排気管110の途中であって選択触媒還元触媒111の排気上流側に設置される。
The reducing
還元剤供給配管104は、還元剤タンク102と還元剤インジェクタ108との間に接続される。
The reducing
ヒータ105は、還元剤供給配管104の途中に設置したサプライモジュール112に搭載される。然し乍ら、ヒータ105は、サプライモジュール112に搭載される以外に還元剤供給配管104の任意の箇所に設置されても構わない。
The
サプライモジュール112は、還元剤供給配管104の内の還元剤温を検出する第二還元剤温センサ113を搭載する。然し乍ら、第二還元剤温センサ113は、サプライモジュール112に搭載される以外に還元剤供給配管104の任意の箇所に設置されても構わない。また、第二還元剤温センサ113を設置せず、第一還元剤温センサ109のみを設置しても構わない。
The
還元剤解凍装置100は、ヒータ出力変更部114を備える。ヒータ出力変更部114は、コントローラ106に実装される。
The reducing
ヒータ出力変更部114は、還元剤タンク102内の還元剤温に応じヒータ出力を変更する。
The heater
具体的に言えば、ヒータ出力変更部114は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍中の還元剤タンク102内の還元剤温が第一温度閾値未満の時は、ヒータ出力を第一ヒータ出力(例えば、最大出力)とし、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍中の還元剤タンク102内の還元剤温が第一温度閾値以上の時は、ヒータ出力を第一ヒータ出力と比較し低出力の第二ヒータ出力とする。
Specifically, the heater
尚、ヒータ出力変更部114は、バッテリ電圧と還元剤温と外気温と還元剤残量と還元剤濃度とを基に第一温度閾値を決定する。
The heater
例えば、バッテリ電圧が高く、還元剤温又は外気温が高く、還元剤残量が多い時は、ヒータ105の近傍に配置した部品に与えられる総熱量が大きく成り、ヒータ105の近傍に配置した部品が過熱状態と成る可能性が高い為、第一温度閾値を小さい値に設定する事によってヒータ出力を出来る限り低出力とする。
For example, when the battery voltage is high, the reducing agent temperature or the outside air temperature is high, and the remaining amount of the reducing agent is large, the total amount of heat given to the parts arranged in the vicinity of the
第二ヒータ出力は、ヒータ105の近傍に配置した部品に与えられる総熱量がヒータ105の近傍に配置した部品を過熱状態に至らせる虞の有る熱量以上と成らない様に十分に低出力に設定される。
The second heater output is set to a sufficiently low output so that the total amount of heat given to the components arranged in the vicinity of the
エンジン冷却水温は、エンジン運転状態に応じ変化する為、エンジン冷却水によって与えられる熱量を調整する事は困難であるが、ヒータ出力は、任意に調整する事が出来る為、ヒータ105によって与えられる熱量を調整する事は容易である。
Since the engine coolant temperature varies depending on the engine operating state, it is difficult to adjust the amount of heat given by the engine coolant, but the heater output can be arbitrarily adjusted, so the amount of heat given by the
従って、還元剤解凍装置100に於いては、第一温度閾値と第二ヒータ出力とを適切に設定する事によって、ヒータ105の近傍に配置した部品に与えられる総熱量がヒータ105の近傍に配置した部品を過熱状態に至らせる虞の有る熱量以上と成る事を抑制する事が出来る。
Therefore, in the reducing
また、ヒータ出力変更部114は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了した後の還元剤供給配管104内の還元剤103の保温中の還元剤タンク102内の還元剤温が第二温度閾値未満の時は、ヒータ出力を第三ヒータ出力とし、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了した後の還元剤供給配管104内の還元剤103の保温中の還元剤タンク102内の還元剤温が第二温度閾値以上の時は、ヒータ出力を第三ヒータ出力と比較し低出力の第四ヒータ出力とする。
In addition, the heater
尚、ヒータ出力変更部114は、バッテリ電圧と還元剤温と外気温と還元剤残量と還元剤濃度とを基に第二温度閾値を決定する。
The heater
例えば、バッテリ電圧が高く、還元剤温又は外気温が高く、還元剤残量が多い時は、ヒータ105の近傍に配置した部品に与えられる総熱量が大きく成り、ヒータ105の近傍に配置した部品が過熱状態と成る可能性が高い為、第二温度閾値を小さい値に設定する事によってヒータ出力を出来る限り低出力とする。
For example, when the battery voltage is high, the reducing agent temperature or the outside air temperature is high, and the remaining amount of the reducing agent is large, the total amount of heat given to the parts arranged in the vicinity of the
第三ヒータ出力は、外気温に応じ設定される。外気温が高い時は、第三ヒータ出力を高出力としなくても、還元剤供給配管104内の還元剤103の保温する事が出来る為、第三ヒータ出力は、比較的低出力に設定されるが、外気温が低い時は、第三ヒータ出力を高出力としないと、還元剤供給配管104内の還元剤103の保温する事が出来ない為、第三ヒータ出力は、比較的高出力に設定される。
The third heater output is set according to the outside air temperature. When the outside temperature is high, the reducing
第四ヒータ出力は、ヒータ105の近傍に配置した部品に与えられる総熱量がヒータ105の近傍に配置した部品を過熱状態に至らせる虞の有る熱量以上と成らない様に十分に低出力に設定される。
The fourth heater output is set to a sufficiently low output so that the total amount of heat given to the components arranged in the vicinity of the
エンジン冷却水温は、エンジン運転状態に応じ変化する為、エンジン冷却水によって与えられる熱量を調整する事は困難であるが、ヒータ出力は、任意に調整する事が出来る為、ヒータ105によって与えられる熱量を調整する事は容易である。
Since the engine coolant temperature varies depending on the engine operating state, it is difficult to adjust the amount of heat given by the engine coolant, but the heater output can be arbitrarily adjusted, so the amount of heat given by the
従って、還元剤解凍装置100に於いては、第二温度閾値と第四ヒータ出力とを適切に設定する事によって、ヒータ105の近傍に配置した部品に与えられる総熱量がヒータ105の近傍に配置した部品を過熱状態に至らせる虞の有る熱量以上と成る事を抑制する事が出来る。
Therefore, in the reducing
また、ヒータ出力変更部114は、還元剤温が所定温度以上と成った時は、還元剤103の解凍が完了したと判定する。然し乍ら、ヒータ出力変更部114は、還元剤103の解凍を所定時間に亘って継続した時又は還元剤103に所定熱量を与えた時は、還元剤103の解凍が完了したと判定しても構わない。熱量は、ヒータ105の駆動時間とヒータ出力とを基に計算する事が出来る。
Further, the heater
具体的に言えば、ヒータ出力変更部114は、還元剤供給配管104内の還元剤温が所定温度以上(例えば、融点以上)と成った時は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了したと判定する。
More specifically, the heater
また、ヒータ出力変更部114は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍を所定時間(例えば、数分乃至数十分)に亘って継続した時又は還元剤供給配管104内の還元剤103に所定熱量(例えば、凍結した還元剤103が液体に至ると想定される熱量)を与えた時は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了したと判定しても構わない。
Further, the heater
特に、第二還元剤温センサ113を設置せず、第一還元剤温センサ109のみを設置する場合は、ヒータ出力変更部114は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍を所定時間に亘って継続した時又は還元剤供給配管104内の還元剤103に所定熱量を与えた時は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了したと判定する。
In particular, when only the first reducing
更に、ヒータ出力変更部114は、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了した後の外気温又は還元剤温が低く、還元剤供給配管104内の還元剤103が再凍結する虞が有る時は、還元剤供給配管104内の還元剤103の保温が必要と判定し、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了した後の外気温又は還元剤温が高く、還元剤供給配管104内の還元剤103が再凍結する虞が無い時は、還元剤供給配管104内の還元剤103の保温が不要と判定する。
Further, the heater
次に、還元剤解凍装置100を使用し還元剤供給配管104内の還元剤103を解凍する手順と還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了した後に還元剤供給配管104内の還元剤103を保温する手順とを説明する。
Next, the procedure for thawing the reducing
図2に示す様に、還元剤解凍装置100は、イグニッションキーオンによって解凍保温制御M200を開始し、イグニッションキーオフによって解凍保温制御M200を終了する。
As shown in FIG. 2, the reducing
最初のステップS201に於いては、ヒータ出力変更部114によって還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了したか否かを判定し、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了していないと判定した時は、ステップS202に進み、還元剤供給配管104内の還元剤103の解凍が完了したと判定した時は、ステップS205に進む。
In the first step S201, it is determined whether or not the defrosting of the reducing
ステップS202に於いては、ヒータ出力変更部114によって還元剤タンク102内の還元剤温が第一温度閾値以上か否かを判定し、還元剤タンク102内の還元剤温が第一温度閾値未満の時は、ステップS203を経てステップS201に戻り、還元剤タンク102内の還元剤温が第一温度閾値以上の時は、ステップS204を経てステップS201に戻る。
In step S202, the heater
尚、第一温度閾値は、ステップS202を実行する時のバッテリ電圧と還元剤温と外気温と還元剤残量と還元剤濃度とを基に決定される。 Note that the first temperature threshold is determined based on the battery voltage, the reducing agent temperature, the outside air temperature, the reducing agent remaining amount, and the reducing agent concentration when step S202 is executed.
ステップS203に於いては、ヒータ出力変更部114によってヒータ出力を第一ヒータ出力(例えば、最大出力)とする。
In step S203, the heater
ステップS204に於いては、ヒータ出力変更部114によってヒータ出力を第一ヒータ出力と比較し低出力の第二ヒータ出力とする。従って、還元剤タンク102内の還元剤温が高く、ヒータ105の近傍に配置した部品が過熱状態と成る虞が有る時は、ヒータ出力を低出力とする事によって、ヒータ105の近傍に配置した部品が過熱状態と成る事を抑制する事が出来る。
In step S204, the heater
ステップS205に於いては、ヒータ出力変更部114によって還元剤供給配管104内の還元剤103の保温が不要か否かを判定し、還元剤供給配管104内の還元剤103の保温が不要と判定した時は、ステップS206を経てステップS201に戻り、還元剤供給配管104内の還元剤103の保温が必要と判断した時は、ステップS207に進む。
In step S205, the heater
ステップS206に於いては、ヒータ出力変更部114によってヒータ出力をゼロとする。
In step S206, the heater
ステップS207に於いては、ヒータ出力変更部114によって還元剤タンク102内の還元剤温が第二温度閾値以上か否かを判定し、還元剤タンク102内の還元剤温が第二温度閾値未満の時は、ステップS208を経てステップS205に戻り、還元剤タンク102内の還元剤温が第二温度閾値以上の時は、ステップS209を経てステップS205に戻る。
In step S207, the heater
尚、第二温度閾値は、ステップS207を実行する時のバッテリ電圧と還元剤温と外気温と還元剤残量と還元剤濃度とを基に決定される。 The second temperature threshold is determined based on the battery voltage, the reducing agent temperature, the outside air temperature, the reducing agent remaining amount, and the reducing agent concentration when step S207 is executed.
ステップS208に於いては、ヒータ出力変更部114によってヒータ出力を第三ヒータ出力とする。
In step S208, the heater
尚、第三ヒータ出力は、ステップS208を実行する時の外気温に応じ設定される。 The third heater output is set according to the outside air temperature when executing step S208.
ステップS209に於いては、ヒータ出力変更部114によってヒータ出力を第三ヒータ出力と比較し低出力の第四ヒータ出力とする。従って、還元剤タンク102内の還元剤温が高く、ヒータ105の近傍に配置した部品が過熱状態と成る虞が有る時は、ヒータ出力を低出力とする事によって、ヒータ105の近傍に配置した部品が過熱状態と成る事を抑制する事が出来る。
In step S209, the heater
以上に説明した様に、還元剤解凍装置100に於いては、還元剤タンク102内の還元剤温に応じヒータ出力を変更する為、還元剤タンク102内の還元剤温が高くてもヒータ105の近傍に配置した部品が過熱状態と成る事を抑制する事が出来る。
As described above, in the reducing
100 還元剤解凍装置
101 選択触媒還元システム
102 還元剤タンク
103 還元剤
104 還元剤供給配管
105 ヒータ
106 コントローラ
107 エンジン
108 還元剤インジェクタ
109 第一還元剤温センサ
110 排気管
111 選択触媒還元触媒
112 サプライモジュール
113 第二還元剤温センサ
114 ヒータ出力変更部
115 吸気管
116 吸気温センサ
100 reducing
Claims (5)
前記選択触媒還元システムの還元剤タンク内の還元剤温に応じヒータ出力を変更するヒータ出力変更部
を備える
事を特徴とする還元剤解凍装置。 In a reducing agent thawing apparatus in which a heater is used when thawing a reducing agent in a reducing agent supply pipe of a selective catalyst reduction system,
A reducing agent thawing apparatus comprising: a heater output changing unit that changes a heater output according to a reducing agent temperature in a reducing agent tank of the selective catalyst reduction system.
請求項1に記載の還元剤解凍装置。 When the reducing agent temperature in the reducing agent tank during thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is less than a first temperature threshold, the heater output changing unit sets the heater output as the first heater output, and reduces the reducing agent. When the reducing agent temperature in the reducing agent tank during thawing of the reducing agent in the agent supply pipe is equal to or higher than the first temperature threshold, the heater output is compared with the first heater output, The reducing agent thawing device according to claim 1.
請求項2に記載の還元剤解凍装置。 The reducing agent thawing device according to claim 2, wherein the heater output changing unit determines the first temperature threshold based on a battery voltage, a reducing agent temperature, an outside air temperature, a reducing agent remaining amount, and a reducing agent concentration.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の還元剤解凍装置。 The heater output changing unit is configured such that the reducing agent temperature in the reducing agent tank during the retention of the reducing agent in the reducing agent supply pipe after the thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is completed is a second temperature threshold value. If less than, the heater output is set as the third heater output, and the reducing agent in the reducing agent tank is kept warm while the reducing agent in the reducing agent supply pipe is being thawed after thawing of the reducing agent in the reducing agent supply pipe is completed. 4. The reducing agent thawing device according to claim 1, wherein when the agent temperature is equal to or higher than the second temperature threshold value, the heater output is compared with the third heater output to obtain a low output fourth heater output. 5. .
請求項4に記載の還元剤解凍装置。 The reducing agent thawing device according to claim 4, wherein the heater output changing unit determines the second temperature threshold based on a battery voltage, a reducing agent temperature, an outside air temperature, a reducing agent remaining amount, and a reducing agent concentration.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170801 |