尿素scr用尿素水配管闭塞检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用尿素水对发动机的废气中的NOx进行选择还原的尿素SCR系统，尤其涉及能够检测在到喷射尿素水的定量阀为止的配管中尿素水是否闭塞的尿素SCR用尿素水配管闭塞检测装置。
【背景技术】
[0002]作为用于对柴油发动机的废气中的NOx进行净化的废气净化系统，开发有使用了选择还原催化剂的选择性催化还原(Selective Catalytic Reduct1n)系统(SCR系统)。
[0003]该SCR系统为，将尿素水箱中所存积的尿素水向SCR装置的废气上游供给，通过废气的热使尿素水水解而生成氨，通过该氨并利用SCR装置内的催化剂对NOx进行还原而将其净化。从设置于SCR装置的上游侧的定量阀喷射尿素水，由此向SCR的废气上游供给尿素水。
[0004]通过具备供给模块栗(SM栗)、尿素水压力传感器等的供给模块，进行尿素水向定量阀的供给。供给模块经由吸入管路与尿素水箱连接，将通过吸入管路从尿素水箱汲取的尿素水，通过将供给模块与定量阀进行连接的压送管路供给至定量阀。定量阀由DCU(定量控制单元)控制，根据设置于SCR装置的下游的NOx传感器的检测值对定量阀进行开闭控制，而调整尿素喷射量。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2011-247137号公报
[0008]专利文献2:日本特开2012-2061号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]然而，在将尿素水向NOx催化剂内喷射的定量阀内、以及到达该定量阀的压送管路内由于杂质而发生堵塞的情况下，无法进行尿素水喷射，因此通过设置于SCR装置的下游的NOx传感器来检测SCR净化率是否异常，由此能够进行堵塞的检测。
[0011]但是，根据净化率的异常判定，无法区分是SCR装置内的催化剂的异常还是尿素水喷射系统的异常。此外，在由于尿素水的低温冻结时而在配管部发生堵塞的情况下，无法立即判定为异常，而需要等待解冻才能够进行定量，在这种现状下，存在无法判断是由杂质引起的堵塞还是由冻结引起的堵塞的问题。
[0012]因此，本发明的目的在于解决上述课题，提供一种尿素SCR用尿素水配管闭塞检测装置，能够准确地检测在到喷射尿素水的定量阀为止的配管上尿素水是否闭塞。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]为了实现上述目的，本发明为一种尿素SCR用尿素水配管闭塞检测装置，用于在通过供给栗吸入尿素水箱内的尿素水，并将该尿素水从压送管路和设置于SCR装置的上游侧的定量阀喷射时，检测从供给栗到定量阀的配管部的闭塞，其特征在于，具备:尿素水传感器，检测尿素水箱内的尿素水温度；压力传感器，检测压送管路的压力；排气温度传感器，设置于SCR装置的上游侧的排气管；以及闭塞判定单元，在键开关被开启时，在实施了驱动上述供给栗而使上述配管部升压的起动控制之后，在排气温度传感器的检测值为设定温度以下、尿素水传感器的检测值为冻结温度以上时，实施使配管部内的尿素水返回到尿素水箱的排空控制，并根据该排空控制时的上述压力传感器的检测值来检测配管部的堵塞。
[0015]优选为，上述闭塞判定单元为，在由尿素水传感器检测到的尿素水温度为冻结温度以下时，为了使发动机冷却水向尿素水箱和定量阀流动来进行解冻，而驱动解冻单元。
[0016]优选为，上述闭塞判定单元为，在根据压力传感器的检测值而稳定地进行起动控制，且未实施配管部的闭塞判定时，实施排空控制。
[0017]优选为，如果在上述排空控制时由上述压力传感器检测到的压力为正常范围，则上述闭塞判定单元判定为无堵塞，而结束配管部的闭塞判定。
[0018]优选为，在上述排空控制时由上述压力传感器检测到的压力为正常范围外的负压、且该负压持续一定时间时，上述闭塞判定单元对闭塞判定的计数进行累加，之后，在经过规定时间后再次反复进行起动控制和排空控制，在该闭塞判定的计数成为规定次数时，判定为由杂质引起的堵塞。
[0019]发明的效果
[0020]本发明能够发挥的优异效果为:在键开关开启时，在规定的许可条件下，强制地进行以往在车辆停止时进行的排空控制，并根据此时的供给栗的吸入压力来检测配管部的堵塞，由此能够准确地检测除了冻结以外的由杂质引起的堵塞。
【附图说明】
[0021 ] 图1是本发明的SCR系统的概要图。
[0022]图2是表示本发明的尿素SCR用尿素水配管闭塞检测装置的流程图的图。
【具体实施方式】
[0023]以下，基于附图对本发明的优选的一个实施方式进行详细说明。
[0024]图1表示SCR系统的概要，在柴油发动机(未图示)的排气管10上连接有SCR装置11，在该SCR装置11的上游侧设置有喷射尿素水的定量阀12，在SCR装置11的下游侧设置有NOx传感器13。
[0025]NOx传感器13的检测值被输入至D⑶(定量控制单元)14，通过D⑶14对定量阀12进行开闭控制。
[0026]从定量阀12喷射的尿素水U，存积于尿素水箱15，从吸引管路16吸引到供给模块17的供给栗18，从供给栗18通过过滤器19而被除去杂质，并通过压送管路20向定量阀12压送。此外，剩余的尿素水U从过滤器19的排出侧的压送管路20通过返回管路21而返回到尿素水箱15内。
[0027]在供给栗18上连接有切换吸入侧和排出侧的四通阀，但对此未图示，并且，在压送管路20上设置有检测尿素水的压力的压力传感器27，其检测值被输入至DCU14。
[0028]在尿素水箱15内设置有检测尿素水液面、尿素水温度、基于尿素水浓度的品质等的尿素水传感器22，尿素水传感器22对尿素水箱15内的尿素水温度等进行计测，并将其向DCU14发送。
[0029]D⑶14计算向SCR装置11喷射尿素水的量、定时，驱动供给栗18而将尿素水提高至规定压力，对定量阀12的开闭进行控制，在适当的定时喷射适当的量。
[0030]NOx传感器13为，为了监视通过从定量阀12适当地喷射尿素水而SCR装置11下游的废气中的NOx值成为恒定的情况，而向DCU14发送计测值。
[0031]D⑶14连接有主要进行燃料喷射控制的ECM(发动机控制模块)23，从ECM23向DCU14发送车速信号等运转信息、外部气体温度等控制信息。
[0032]此外，D⑶14连接有蓄电池24，并且点火键25的开启、关闭信号被输入D⑶14。
[0033]在SCR装置11的上游侧的排气管10上，设置有对向SCR装置11流入的废气温度进行检测的排气温度传感器26，其检测值被输入至D⑶14。
[0034]在尿素水箱15中设置有在冬季等尿素水冻结时供发动机冷却水流动来进行解冻的解冻用配管28，此外，在定量阀12中也设置有解冻用配管28，在该解冻用配管28上设置有作为解冻单元的解冻用阀29，该解冻用阀29由DCU14控制。
[0035]在该SCR系统中，D⑶14基于ECM23的信息以使NOx传感器13的检测值成为恒定的方式决定从定量阀12喷射的尿素水的喷射指示量，并基于该决定值对定量阀12进行开闭控制，根据废气中的NOx来喷射尿素水。由此，在SCR装置11中尿素水水解成为氨，通过该氨在存在SCR装置11内的催化剂的情况下使NOx脱硝。
[0036]在通常的SCR系统中，在通过点火键25使键开关开启之后，进行供给栗18的起动控制。该起动控制为，向压送管路20流入尿素水，使尿素水充满配管部内而升高至起动压力。
[0037]在该起动控制之后，在进行了使尿素水压力进一步升高至增大压力而成为能够喷射的状态的增大控制之后，从定量阀12喷射尿素水，进行车辆行驶中的NOx除去。
[0038]之后，点火键25被关闭，在车辆停止之后，在使定量阀12打开的状态下，实施规定时间的排空(Empting)控制，该排空控制为，对供给栗18的四通阀进行切换而将残留在压送管路20内的尿素水回收到尿素水箱15，之后停止供给栗18。
[0039]然而，在从供给栗18到压送管路20和定量阀12的路径上由于冻结、杂质等而发生堵塞时，仅根据NOx传感器13的检测值无法判定是否从定量阀12适当地喷射尿素水。
[0040]关于尿素水的冻结，D⑶14根据来自ECM23的外部气体温度信息以及尿素水传感器22的尿素水温度，在降低至尿素水的冻结温度(虽然也基于尿素水浓度，但在通常浓度32.5%、为-1rC )附近时，打开作为解冻单元的解冻用阀29，使发动机冷却水在解冻用配管28中流动来对定量阀12、尿素水箱15进行加热而实施解冻控制，但在压送管路20等中残留了一部分冻结的尿素水的情况下，会发生与由杂质引起的相同的堵塞。
[0041]