液体还原剂判别装置的制作方法

专利名称：液体还原剂判别装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用浓度传感器来高精度地判别液体还 原剂是空、正常或者异常水溶液中的哪一个的技术，其中，该
浓度传感器根据靠近的2点之间的热传递特性来间接地测定液 体还原剂的浓度。
背景技术：
作为除去发动机排气中所包含的氮氧化物(N O x)的催化剂 净化系统，提出了在日本特开2000-27627号公报(专利文献1) 中记载的排气净化装置。这种排气净化装置向配置在发动机排 气系统中的还原催化剂的排气上游喷射提供与发动机运转状态 相应的液体还原剂，从而使排气中的NOx与还原剂进行催化还 原反应，将NOx净化处理为无害成分。
专利文献l:日本特开2000-27627号公报

发明内容
发明要解决的问题
然而，根据上述以往的排气净化装置，当净化效率随着液 体还原剂的浓度而发生变化时，如果没有察觉到这种变化而继 续进行发动机运转，就有可能无法发挥所需的NOx净化功能而 导致大量排放NOx。特别是在液体还原剂是空的、或者使用了 不作为液体还原剂而发挥功能的异常水溶液的情况下，会明显
地出现这样的问题。
因此，考虑设置根据接近的2个点之间的热传递特性来间 接地测定液体还原剂的浓度的浓度传感器，在将该浓度传感器
装载在汽车等移动车辆上时，有可能产生以下的问题。即，在 移动车辆的行驶中，车身由于路面的起伏而不断振动，因此储
存容器内的液体还原剂产生对流。另外，在为了防止液体还原 剂冻结而使发动机冷却水等对储存容器进行循环时，液体还原 剂的温度分布变得不均匀，储存容器内的液体还原剂与车辆振 动时同样地产生对流。并且，当储存容器内的液体还原剂产生 对流时，将其作为热传递介质的热传递特性发生变化，导致液 体还原剂的浓度测定精度明显下降。
因此，鉴于以上现有的问题，本发明的目的在于提供一种 利用如下的事实可高精度地判別液体还原剂是空、正常或者异 常水溶液中的哪一个的液体还原剂判別装置，其中，所述事实 是只要液体还原剂是正常的，则即使产生了对流，其浓度也极 少多次连续超出规定范围。 用于解决问题的方案
因此，在本发明中，在储存液体还原剂的储存容器中安装 有浓度传感器，该浓度传感器构成为在相接近的2个位置上分别 配置温度传感器，并且对一侧的温度传感器附设加热器。并且， 内置有计算机的控制单元在发动机起动后每隔规定时间使上述 浓度传感器的加热器工作，根据由各温度传感器分别检测出的 温度来间接地测定液体还原剂的浓度，在该浓度小于下限阈值、 下限阈值以上且上限阈值以下、大于上限阈值时，分别判别为 上述液体还原剂是异常水溶液、正常、空。然后，在进行了上 述液体还原剂是异常水溶液的异常判别时，控制单元根据由各 温度传感器分别检测出的温度以及测定的浓度来判断异常判别 是否正确，在判断为异常判别正确时，对异常判别次数进行计 数。另外，在进行了上述液体还原剂是空的空判别时，控制单 元根据由各温度传感器分别检测出的温度来判断空判别是否正
确，在判断为空判别正确时，对空判别次数进行计数，另一方 面，在判断为上述液体还原剂正常时，分別将异常判别次数以 及空判别次数进行复位。并且，在异常判别次数以及空判别次 数为第1规定次数以上时，控制单元分别确定异常判别以及空判别。
发明的效果
根据本发明所涉及的液体还原剂判别装置，在发动机起动 后每隔规定时间测定液体还原剂的浓度，在该浓度小于下限阈 值、大于等于下限阈值并且小于等于上限阈值、大于上限阈值 时，判别为液体还原剂是异常水溶液、正常、空。另外，在进 行液体还原剂是异常水溶液的异常判别时，判断该异常判别是 否正确，仅在异常判别正确时对异常判别次数进行计数。另一 方面，在进行液体还原剂为空的空判别时，判断该空判别是否 正确，仅在空判别正确时对空判别次数进行计数。然后，在异 常判另'j次数以及空判别次数为第1规定次数以上时，分別确定异 常判別以及空判别。因此，不进行液体还原剂的类别判别精度 较低的状态下的计数，能够与车辆状态无关地、高精度地判別 液体还原剂是空、正常或者异常水溶液中的哪一个。


图l是具备本发明所涉及的液体还原剂判别装置的排气净 化装置的整体结构图。
图2是浓度传感器的检测部以及检测原理的说明图。
图3是构成液体还原剂判别装置的各种功能的框图。
图4是表示测定触发信号输出处理的流程图。
图5是表示浓度测定处理以及还原剂类别判別处理的流程
图6是表示空判别正确性判断处理的流程图。
图7是表示空判别次数计数处理的流程图。
图8是表示异常判别正确性判断处理的流程图。
图9是表示异常判别正确性判断处理的流程图。
图10是表示异常判别次数计数处理的流程图。
图ll是表示还原剂类别确定处理的流程图。
图12是表示车辆行驶中的浓度的测定值的特性图。
附图标记i兌明
10:发动机；18:储存容器；32:浓度传感器；32B:检 测部；34:控制单元；34A:测定触发信号输出部；34B:浓度 测定部；34C:还原剂类別判别部；34D:空判别正确性判断部； 34E:空判别次数计数部；34F:异常判别正确性判断部；34G: 异常判别次数计^:部；34H:还原剂类别确定部；36:发动机 控制单元。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明。
图1表示具备本发明所涉及的液体还原剂判另'J装置的排气 净化装置的整体结构。
发动机10的排气从排气岐管12经过配置有NOx还原催化剂 .4的排气管16排出到大气中。详细地说，在排气管16中从排气 上游侧起依次配置 一 氧化氮(NO)的氧化催化剂、NOx还原催化 剂14以及氨滑移式(只U 、;/7°式7乂乇二7)氧化催化剂的3种 催化剂、并在其前后配置温度传感器、氧传感器等传感器来构 成排气系统，不进行详细图示。另外，储存在储存容器18中的 液体还原剂经过还原剂提供装置20以及喷射喷嘴22与空气一起 被喷射提供给NOx还原催化剂14的排气上游。在此，在本实施
方式中使用尿素7K溶液作为液体还原剂，但是对应于N()X还原 催化剂14的规格，也可以使用氨水溶液和以烃为主要成分的轻 油、石油或者汽油等。
尿素水溶液是溶解了固体或者粉状体的尿素的水溶液，从
在储存容器18的底部附近的下部位置开口的吸入口 24一皮吸入， 通过提供配管26提供给还原剂提供装置20。在此，提供给还原 剂提供装置20的尿素水溶液之中没有用于喷射的剩余的尿素水 溶液，通过返回配管28从在储存容器18的上部位置开口的返回 口 30返回到其内部。
被喷射提供给N 0 x还原催化剂14的排气上游的尿素水溶液 由于排气热以及排气中的水蒸气而被水解并容易产生氨。所产 生的氨可知在NOx还原催化剂14中与排气中的NOx进行反应， 被净化为水和无害气体。
另外，在储存容器18中安装有输出与尿素水溶液的浓度相 关联的信号的浓度传感器32。即，在储存容器18的顶壁固定了 内置有电路基板的基部32A，并且从基部32A向储存容器18的底 部垂下4全测部32B。
在此，如图2所示，作为4全测部32B,构成为在相接近的2 个位置上分别配置温度传感器A以及温度传感器B，并且对一侧 的温度传感器A附设加热器。并且，当使附设在温度传感器A 上的加热器工作规定时间t,时，溫度传感器A本身的温度上升， 并且温度传感器B的温度也由于与尿素水溶液的热传递度相应 的特性而逐渐上升。因此，根据紧接在加热器停止之后由温度 传感器A以及温度传感器B分别检测出的温度的差即将尿素水 溶液作为热传递介质的热传递特性，间接地测定尿素水溶液的 浓度。另一方面，在加热器停止后，温度传感器A以及温度传 感器B的温度逐渐下降，经过时间12返回到加热器工作前的温
度。因此，能够每隔规定时间(t!+t2)测定尿素水溶液的浓度。 此外，该图仅示出了由温度传感器A以及温度传感器B分别检测
出的温度的相对关系。作为这种浓度传感器32，已知的是三井 金属矿业(抹)制造销售的浓度传感器。
浓度传感器32的输出信号、具体地说由温度传感器A以及 温度传感器B分別检测出的温度信号，被输出到内置有计算机 的控制单元34。另外，从进行发动机10的各种控制的发动机控 制单元36通过CAN(Controller Area Network:控制器局域网)等 向控制单元34输入发动机转速信号、点火开关信号、车速信号 等。然后，在控制单元34中，通过存储在其ROM(Read Only Memory:只读存储器)中的控制程序，如图3所示，分别实现测 定触发信号输出部34A、浓度测定部34B、还原剂类别判別部 34C、空判别正确性判断部34D、空判别次数计数部34E、异常 判别正确性判断部3 4 F 、异常判别次数计数部3 4 G以及还原剂类 别确定部34H。此外，在本实施方式中，发动机控制单元36作 为转速传感器以及车速传感器而发挥功能。
测定触发信号输出部3 4 A在点火开关信号成为ON (导通)时 被起动，每隔图2所示的身见定时间(t!+t2)输出表示应该开始测定 尿素水溶液的浓度的测定触发信号。当输出测定触发信号时， 浓度测定部34B使浓度传感器32的加热器工作规定时间t、，根据 其温度信号来间接地测定尿素水溶液的浓度。还原剂类别判另'J 部34C根据由浓度测定部34B测定的浓度，判别尿素水溶液是 空、正常或者异常水溶液中的哪一个，并输出与该判别结果相 应的空判别信号、正常判别信号或者异常判别信号。在输出空 判别信号时，空判别正确性判断部34D根据来自浓度传感器32 的温度信号来判断空判别是否正确，并且根据需要输出表示应 该对空判别次数进行计数的空判别次数计数信号。在输出空判别次数计数信号时，空判别次数计数部34E对空判别次数进行 计数。当输出异常判别信号时，异常判別正确性判断部34F根 据温度信号、浓度信号、发动机转速信号以及车速信号判断异 常判别是否正确，并且根据需要输出表示应该对异常判别次数 进行计数的异常判别次数计数信号。在输出异常判另'J次数计数 信号时，异常判别次数计数部3 4 G对异常判別次数进行计数。 在空判别次数或者异常判别次数成为第l规定次数以上时，还原 剂类別确定部34H确定空判别或者异常判别，并输出空判别确 定信号或者异常判别确定信号。
接下来，参照图4 图ll的流程图来说明液体还原剂判别装 置的各种功 能。
在表示由测定触发信号输出部3 4 A进行的测定触发信号输 出处理的图4中，在步骤l(在图中简记为"S1"。以下相同)中， 判断点火开关信号是否为ON,换言之，判断发动机10是否起动。 然后，如果点火开关信号是ON，则进入步骤2(是)，另一方面， 如果点火开关信号是OFF(断开)，则待机(否)。
在步骤2中，输出测定触发信号。
在步骤3中，判断从输出测定触发信号起是否经过了规定时 间(trH2)。然后，如果从输出测定触发4言号起经过了身见定时间 则结束处理(是)，另 一方面，如果没有经过规定时间则待机(否)。
根据这种测定触发信号输出处理，在发动机IO起动时每隔 规定时间(t,+t2)输出测定触发信号。因此，可以通过监视有无 测定触发信号输出来掌握是否能够通过浓度传感器32来测定尿 素水溶液的浓度。
在表示由浓度测定部34B以及还原剂类别判别部34C进行 的浓度测定处理以及还原剂类别判别处理的图5中，在步骤11 中，判断是否输出了测定触发信号。然后，如果输出测定触发
信号则进入步骤12(是)，另一方面，如果没有输出测定触发信 号则待机(否)。
在步骤12中，测定尿素水溶液的浓度。即，使浓度传感器 3 2的加热器工作身见定时间t 」，根据由温度传感器A以及溫度传感 器B分别检测出的温度的差来间接地测定尿素水溶液的浓度。
在步骤13中，判断尿素水溶液的浓度是否大于上限阈值。 在此，上限阈值是用于判别尿素水溶液是否为空的阈值，设定 为只要是正常的尿素水溶液即使产生 一 定程度的对流也通常不 能够被测定的上限值。然后，如果尿素水溶液的浓度大于上限 阈值，则进入步骤14(是)，输出空判别信号。另一方面，如果 尿素水溶液的浓度小于等于上限阈值，则进入步骤1 5(否)。
在步骤1 5中判断尿素水溶液的浓度是否小于下限阈值。在 此，下限阈值是用于判别尿素水溶液是否是异常水溶液的阈值， 设定为只要是正常的尿素水溶液即使产生 一 定程度的对流也通 常不能够被测定的下限值。然后，如果尿素水溶液的浓度小于 下限阈值则进入步骤16(是)，输出异常判别信号。另一方面， 如果尿素水溶液的浓度大于等于下限阈值则进入步骤17(否)， 输出正常判别信号。
根据这种浓度测定处理以及还原剂类别判别处理，每当输 出测定触发信号时测定尿素水溶液浓度。然后，如果尿素水溶 液的浓度大于上限阔值，则判别尿素水溶液为空，输出表示其 判别结果的空判别信号。另外，如果尿素水溶液的浓度小于下 限阈值，则判别为尿素水溶液是异常水溶液，输出表示其判別 结果的异常判别信号。另一方面，如果尿素水溶液的浓度在下 限阈值以上且上限阈值以下，则判别为尿素水溶液正常，输出
表示其判别结果的正常判别信号。
在表示由空判別正确性判断部34D进行的空判别正确性判
断处理的图6中，在步骤21中判断是否输出了空判別信号。然后， 如果输出了空判別信号则进入步骤22(是)，另一方面，如果没 有输出空判别信号，则结束处理(否)。
在步骤22中，根据在加热器即将工作时来自浓度传感器32 的温度信号来判断尿素水溶液的温度是否在规定温度以上。在 此，规定温度是用于判断是否是尿素水溶液的至少一部分冻结 而使浓度测定精度下降的阈值，设定为比尿素水溶液的溶剂的 凝固点高若干的温度。然后，如果尿素水溶液的温度在规定温 度以上则进入步骤23(是)，另一方面，如果尿素水溶液的温度 低于规定温度，则结束处理(否)。
在步骤23中，根据在加热器即将工作时来自浓度传感器32 的温度信号，判断由温度传感器A以及温度传感器B分另'j检测出 的温度的差(以下称为"初始温度差")是否在规定温度差以下。 在此，初始温度差是用于通过分别配置了温度传感器A以及温 度传感器B的2点之间的温度差来判断是否在尿素水溶液中产 生对流的阈值，i殳定为即卩吏在尿素水溶液中产生一定程度的对 流也通常不能够产生的温度差。然后，如果初始温度差在规定 温度差以下则进入步骤24(是)，输出空判别次数计数信号。另 一方面，如果初始温度差比规定温度差大，则结束处理(否)。
根据这种空判别正确性判断处理，在输出空判別信号时， 如果尿素水溶液的溫度在规定温度以上且初始温度差在规定温 度差以下，则判断为空判别是正确的，并输出空判别次数计数 信号。因此，在尿素水溶液的温度低且其至少一部分已冻结的 状态下、或在尿素水溶液中产生强对流而使热传递特性发生变 化的状态下，不会判断为空判别是正确的，能够进行可靠性高 的空判别。
在表示由空判别次数计数部34E进行的空判别计数处理的 图7中，在步骤31中判断是否输出了空判别次数计数信号。然后， 如果输出了空判别次数计数信号则进入步骤32(是)，在空判别 次数上加上l。另一方面，如果没有输出空判別次数计数信号， 则进入步骤33(否)。
在步骤33中，判断是否输出了正常判别信号或者异常判别 确定信号。然后，如果输出正常判别信号或者异常判别确定信 号，则进入步骤34(是)，空判别次数被复位。另一方面，如果 没有输出正常判别信号或者异常判别确定信号中的任 一 个信 号，则结束处理(否)。
根据这种空判别次数计数处理，每当输出空判别次数计数 信号时，在空判别次数上加上l。另一方面，在输出正常判别信 号或者异常判别确定信号时，尿素水溶液是正常或者异常水溶 液的可能性高，因此从头开始重新进行空判别次数的计数处理， 为了尽可能防止液体还原剂的错误确定而将空判别次数进行复 位。
在表示由异常判别正确性判断部34F进行的异常判别正确 性判断处理的图8以及图9中，在步骤41中判断是否输出了异常 判別信号。然后，如果输出了异常判别信号，则进入步骤42(是)， 另一方面，如果没有输出异常判别信号，则结束处理(否)。
在步骤42中，表示异常判别是否正确的标记Flag被设定为 O(正确)，并且表示对异常判別次数的进行计数的次数的变量 Count被设定为O。在此，在变量Count上相加异常判别次数时一皮 设定为正值，在变量Count中減去异常判別次数时被设定为负 值。
在步骤43中，根据来自温度传感器32的温度信号来判断尿 素水溶液的温度是否在规定温度以上。然后，如果尿素水溶液 的温度在规定温度以上，则进入步骤45(是)。另一方面，如果
尿素水溶液的温度低于规定温度，则进入步骤44(否)，标记Flag 被设定为l(不正确)，并且变量Count被减去规定值m,。
在步骤45中，根据来自温度传感器32的溫度信号，判断由 加热器工作引起的尿素水溶液的温度变化率即每单位时间的温 度变化是否在规定变化率以下。在此，规定变化率是用于判断 是否通过尿素水溶液的温度变化而产生强对流的阈值，设定为 在对流比较弱的状态下通常无法得到的变化率。然后，如果尿 素水溶液的温度变化率在规定变化率以下，则进入步骤47(是)。 另一方面，如果尿素水溶液的温度变化率比规定变化率大，则 进入步骤46(否)，将标记Flag设定为l,并且变量Count被减去规 定值m2 。
在步骤47中，根据浓度信号来判断尿素水溶液的浓度是否 在规定浓度以上。在此，规定浓度是用于通过根据来自浓度传 感器3 2的温度信号来测定的浓度大幅度降低的情形而判断在尿 素水溶液中是否产生了强对流的阈值，设定为即使产生一定程 度的对流也无法测定的低浓度。然后，如果尿素水溶液的浓度 在规定浓度以上，则进入步骤49(是)。另一方面，如果尿素水 溶液的浓度小于规定浓度，则进入步骤48(否)，将标记Flag设定 为l，并且变量Count被减去规定值m3。
在步骤49中，根据浓度信号来判断上次测定的尿素水溶液 的浓度与这次测定的尿素水溶液的浓度之间的偏差(以下称为 "浓度偏差")是否在规定偏差以下。在此，失见定偏差是用于通过 尿素水溶液的浓度大幅度发生变化的情形而判断在尿素水溶液 中是否产生了强对流的阈值，设定为即使产生一定程度的对流 也不会变化的范围的偏差。并且，如果浓度偏差在规定偏差以 下，则进入步骤51(是)。另一方面，如果浓度偏差比规定偏差 大，则进入步骤50(否)，标记Flag被设定为l，并且变量Count
寸皮减去规定值m4 。
在步骤51中，判断初始温度差是否在规定温度差以下。然 后，如果初始温度差在规定温度差以下，则进入步骤53(是)。 另 一 方面，如果初始温度差比规定温度差大，则进入步骤 52(否)，标记Flag一皮设定为1,并且变量Count被减去规定值m5。
在步骤53中，判断标记Flag是否为O、即异常判別是否正确。 然后，如果标记Flag是O,则进入步骤54(是)，另一方面，如果 标记Flag为l，则进入步骤58(否)。
在步骤54中，判断发动机转速是否在第l规定值以下。在 此，第l规定值是用于判断车辆是否停车的阈值之一，根据发动 机转速的检测精度而被适当设定。然后，如果发动机转速在第l 规定值以下，则进入步骤55(是)，另一方面，如果发动机转速 比第l规定值大，则进入步骤57(否)。
在步骤55中，判断车速是否在第2规定值以下。在此，第2 规定值是用于判断车辆是否停车的另 一个阈值，根据车速的检 测精度而被适当设定。然后，如果车速在第2规定值以下则进入 步骤56(是)，另一方面，如果车速比第2规定值大，则进入步骤 57(否)。
在步骤56中，判断为车辆处于停车状态，将变量Count设为 2以上的自然数n。
在步骤57中，判断为车辆处于行驶状态，变量Count被设为1 。
在步骤58中，输出异常判别次数计数信号，该异常判别次 数计数信号包括被设定为变量Count的计数次数。
根据这种异常判别正确性判断处理，在输出异常判别信号 时，如果尿素水溶液的温度在规定温度以上、尿素水溶液的溫 度变化率在规定变化率以下、尿素水溶液的浓度在规定浓度以 上、浓度偏差在^L定偏差以下且初始温度差在^L定温度差以下， 则判断为异常判别正确。因此，在尿素水溶液的温度低且其至 少 一部分已冻结的状态下、在尿素水溶液中产生强对流而 <吏热 传递特性发生变化的状态下，不会判断为异常判别是正确的， 而能够进行可靠性高的异常判别。此时，根据发动机转速以及 车速来判断车辆是停车中还是行驶中，如果是停车中，为了能 够在短时间内确定是异常水溶液，作为计数次数而输出设定为2 以上的自然数n的异常判别次数计数信号。另 一方面，如果是行 驶中，作为计数次数而输出设定为l的异常判别次数计数信号。
另一方面，如果尿素水溶液的溫度低于规定温度、尿素水 溶液的温度变化率比规定变化率大、尿素水溶液的浓度小于规 定浓度、浓度偏差比失见定偏差大、初始温度差比规定温度差大， 则判断为进行了在尿素水溶液中产生了强对流的状态下的异常 判别，为了取消异常判别次数，作为计数次数而输出设定为负 值的异常判别次数计数信号。此时，在步骤44、 46、 48、 50以 及52中作为计数次数而减去自然数m广m5,但是在不使用进行 减法运算的条件的情况下，关于各自然数m, ms适当设定0即 可。此外，在将全部自然数m, m5设定为0时，可以不减去异常 判别次数而维持其计数次数。
在表示由异常判别次数计数部34G进行的异常判别次数计 数处理的图10中，在步骤61中，判断是否输出了异常判别次数 计数信号。然后，如果输出了异常判别次数计数信号，则进入 步骤62(是)，另一方面，如果没有输出异常判别次数计数信号， 则进入步骤64(否)。
在步骤62中，对异常判别次数进行计数。即，在异常判别 正确时，根据包含在异常判别次数计数信号中的由正整数构成 的计数次数，对异常判别次数进行加法运算。另一方面，在异
常判别不正确时，为了取消不正确的状态下的计数，根据包含 在异常判别次数计数信号中的由负整数构成的计数次数，对异 常判别次数进行减法运算。
在步骤63中，在表示连续进行了异常判別的次数的备份计 数器上加上l。
在步骤64中，判断是否输出了正常判別信号或者空判别确 定信号。然后，如果输出了正常判别信号或者空判別确定信号， 则进入步骤65(是)，另一方面，如果没有输出正常判别信号或 者空判别确定信号中的任一个信号，则结束处理(否)。
在步骤65中，异常判别次数被复位。
在步骤66中，备份计数器被复位。
根据这种异常判别次数计数处理，每当输出异常判别次数 计数信号时，对异常判别次数进行计数。此时，如果异常判别 正确，根据车辆状态(停车中或者行驶中)对异常判别次数加上 不同的计凄l次凄丈,因止匕,净争另'J是能 够提高尿素水溶液的对流较 弱的停车中的计数速度。另外，在异常判别不正确时，为了取 消尿素水溶液的对流较强的状态下的计数、即取消难以进行尿 素水溶液的类别判别的状态下的计数，对异常判別次数进行减
法运算，因此能够提高判别精度。并且，每当输出异常判别次 数计数信号时，与异常判别的正确性无关地在备份计数器上加 上l。
另 一方面，在输出了正常判别信号或者空判别确定信号 时，尿素水溶液是正常或者空的可能性较高，因此为了从头开 始重新进行异常判别次数的计数处理并尽可能防止液体还原剂 类别的错误确定，分别使异常判别次数以及备份计数器复位。
在表示由还原剂类别确定部34H进行的还原剂类别确定处 理的图ll中，在步骤71中，判断空判别次数是否在第l规定次数
以上。然后，如果空判别次数在第l规定次数以上，则进入步骤
72(是)，输出表示确定空判别的空判别确定信号。另一方面， 如果空判别次数小于第l规定次数，则进入步骤73(否)。
在步骤73中，判断异常判别次数是否在第l规定次数以上。 然后，如果异常判别次数在第l规定次数以上，则进入步骤 74(是)，输出表示确定异常判别的异常判別确定信号。另一方 面，如果异常判别次数小于第l规定次数，则进入步骤75(否)。
在步骤75中，判断备份计数器是否大于等于第2规定次数。 在此，第2规定次数是用于防止长时间不能确定异常判断的阈 值，被设定为比第l规定次数大的值、例如第1规定次数的10倍 的值。然后，如果备份计数器大于等于第2规定次数，则进入步 骤74(是)，输出异常判别确定信号。另一方面，如果备份计数 器小于第2规定次数，则结束处理(否)。
根据这种还原剂类别确定处理，当空判别次数或者异常判 别次数大于等于第l规定次数时，确定空判别或者异常判别，并 输出与其确定结果相应的信号。另外，与异常判别是否正确无 关地，当表示连续进行异常判别的次数的备份计数器大于等于 第2规定次数时，确定为异常判别并输出异常判别确定信号。
即，在尿素水溶液中产生对流时，由附设在浓度传感器32 的温度传感器A上的加热器产生的热量通过对流而被传递，因 此导致传递到温度传感器B的热量减少，浓度测定精度下降。 但是，在实际测量由浓度传感器32所测定的尿素水溶液的浓度 时，如图12所示能够发现如下事实只要尿素水溶液是正常的， 即使产生对流，浓度也极少多次连续超出规定范围。
因此，在尿素水溶液的浓度大于上限阈值或者小于下限阈 值时，判别为尿素水溶液是空或者是异常水溶液，分别对该判 别次数进行计数，另一方面，当判别次数大于等于第l规定次数
时确定该判别，由此能够与车辆状态如何无关地进行该判别。 此时，判断空判别或者异常判别的正确性，并仅在其判別正确 时对判別次数进^f计数，由此防止在尿素水溶液中产生强对流 的状态下进行计数，能够提高判别精度。
此外，在图8以及图9所示的异常判别正确性判断处理中， 也可以为了实现控制程序的简化而不考虑车辆状态，作为异常 判别次数的计数次数而 一 律设定为1 。
另外，在图ll所示的还原剂类别确定处理中，当确定为空 判别或者异常判别时，也可以使用警报器等报告装置来将其意 思报告给车辆驾驶员。这样一来，车辆驾驶员能够尽早掌握尿 素水溶液不正常的情况，例如可以通过采耳又交换等适当措施来 维持作为排气净化装置的功能。
并且，也可以在使发动机10停止时，将异常判别次数以及 空判别次数分别写入作为非易失性存储器的EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: 电可擦 可编程只读存储器)，另一方面，在起动发动机10时，分别读出 写入到EEPROM中的异常判别次数以及空判别次数。这样就继 承了起动发动机10前的异常判别次数以及空判別次数，因此每 当起动发动机10时，不需要从头开始进行计数处理，能够在短 时间内进行尿素水溶液的判别。
因此，根据本发明所涉及的液体还原剂判别装置，对于移 动车辆，即使装载根据相接近的2个点之间的热量传递特性来间 接地测定液体还原剂的浓度的浓度传感器，也能够高精度地判 别液体还原剂是空、正常或者异常水溶液中的哪 一 个。
权利要求
1.一种液体还原剂判别装置，其特征在于，包括浓度传感器，其构成为在储存液体还原剂的储存容器内的相接近的2个位置上分别配置温度传感器，并且对一侧的温度传感器附设加热器；以及控制单元，其内置有计算机，上述控制单元在发动机起动后每隔规定时间使上述浓度传感器的加热器工作，根据由上述各温度传感器分别检测出的温度来间接地测定液体还原剂的浓度，在该浓度小于下限阈值、在下限阈值以上且上限阈值以下、大于上限阈值时，分别判别为上述液体还原剂是异常水溶液、正常、空，在进行上述液体还原剂是异常水溶液的异常判别时，根据由上述各温度传感器分别检测出的温度以及测定的浓度来判断上述异常判别是否正确，在判断为上述异常判别正确时对异常判别次数进行计数，在进行上述液体还原剂是空的空判别时，根据由上述各温度传感器分别检测出的温度来判断上述空判别是否正确，在判断为上述空判别正确时对空判别次数进行计数，在判断为上述液体还原剂正常时，分别将上述异常判别次数以及空判别次数进行复位，在上述异常判别次数以及空判别次数为第1规定次数以上时，分别确定上述异常判别以及空判别。
2. 根据权利要求l所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，当上述加热器即将工作时的温度在规定温度以上、上述加 热器即将工作时的温度差在规定温度差以下、由上述加热器工 作引起的溫度的变化率在规定变化率以下、上述浓度在小于下 限阈值的规定浓度以上、且上次测定的浓度与这次测定的浓度 之间的偏差在规定偏差以下时，上述控制单元判断为上述异常 判别正确。
3. 根据权利要求l所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，当上述加热器即将工作时的温度在规定温度以上、且上述 加热器即将工作时的温度差在规定温度差以下时，上述控制单 元判断为上述空判别正确。
4. 根据权利要求l所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，当确定了上迷空判别时，上述控制单元将上述异常判别次 数进行复位，另一方面，当确定了上述异常判别时，上述控制 单元将上述空判另'j次数进行复位。
5. 根据权利要求l所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，上述控制单元与上述异常判别次数是否为第1规定次数以 上无关地，当连续判别为上述液体还原剂是异常水溶液的次数 成为大于上述第l规定次数的第2规定次数以上时确定上述异常判别。
6. 根据权利要求l所述的液体还原剂判別装置，其特征在于，上述控制单元判断车辆在行驶中还是停车中，在判断为车 辆是停车中时，对上述异常判别次数相加2以上的自然数。
7. 根据权利要求6所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，具备检测发动机转速的转速传感器、以及检测车速的车 速传感器，当由上述转速传感器检测出的转速在第l规定值以下、且由 上述车速传感器^r测出的车速在第2规定值以下时，上述控制单 元判断为上述车辆是停车中，另一方面，在其它情况时，上述 控制单元判断为上述车辆是行驶中。
8. 根据权利要求l所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，在判断为上迷异常判别不正确时，上述控制单元从上述异 常判另'J次数减去规定次数。
9. 根据权利要求l所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，在发动机停止时，上述控制单元将上述异常判別次数以及 空判别次数分别写入非易失性存储器，另一方面，在发动机起 动时，上述控制单元从上述存储器分别读出异常判别次数以及 空判别次数。
10. 根据权利要求l所述的液体还原剂判别装置，其特征在于，在确定了上述空判别或者异常判别时，上述控制单元通过 报告装置报告其意思。
全文摘要
在储存液体还原剂的储存容器中安装有浓度传感器，浓度传感器构成为在相接近的2个位置上分别配置温度传感器，并且在一侧的温度传感器中附设加热器。并且，在发动机起动后每隔规定时间使浓度传感器的加热器工作，根据由各温度传感器分别检测出的温度来间接地测定液体还原剂的浓度，在该浓度小于下限阈值、下限阈值以上且上限阈值以下、大于上限阈值时，分别判别上述液体还原剂是异常水溶液、正常、空。另外，在进行了空判别或者异常判别时，根据液体还原剂的状态来判断该判别是否正确，在空判别或者异常判别正确时，对进行了空判别或者异常判别的空判别次数或者异常判别次数进行计数。然后，如果空判别次数以及异常判别次数为第1规定次数以上则分别确定该判别。
文档编号F01N3/08GK101194088SQ20068002051
公开日2008年6月4日 申请日期2006年5月12日 优先权日2005年6月10日
发明者仁科充广, 松永英树 申请人:日产柴油机车工业株式会社