加壓罐車用流體傳送系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于將車用流體傳送到車輛部件的系統(tǒng)和方法。選擇性催化劑還原系統(tǒng)的還原劑傳送系統(tǒng)向車輛部件輸送車用流體。該還原劑傳送系統(tǒng)包括壓縮空氣源，與所述壓縮空氣源流體連通的罐，與所述罐流體連通的噴射模塊，以及電連接到所述壓縮空氣源的控制模塊。罐可以含有車用尿素溶液，且所述噴射模塊與接收所述車用尿素溶液的部件流體連通。所述控制模塊用于調(diào)節(jié)該罐中的空氣壓力總量，并將該車用流體輸送到噴射模塊。該系統(tǒng)省略了車用流體泵，使得來自所述壓縮空氣源的壓縮空氣利用車用流體對(duì)噴射模塊加壓。
【專利說明】加壓罐車用流體傳送系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)主要涉及車用流體傳送系統(tǒng)的【技術(shù)領(lǐng)域】。更具體地，本申請(qǐng)涉及一種的用于選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)的流體傳送系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在具有內(nèi)燃機(jī)(例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī))的車輛中，氮氧化物(NOx)的化合物可以在尾氣中被排放。為了降低NOx的排放，可以采用SCR處理方法并借助催化劑和還原劑，實(shí)現(xiàn)將NOx化合物轉(zhuǎn)化為更加中性的化合物，如雙原子氮，水或二氧化碳。催化劑可以被包括在車輛的尾氣系統(tǒng)的催化劑室中。還原劑(例如，無水氨，氨水或尿素等)通常在進(jìn)入催化劑室之前進(jìn)入到尾氣流中。為了將還原劑引入尾氣流中以進(jìn)行該SCR處理，在SCR系統(tǒng)可以通過噴射模塊定量的或其他方式引入還原劑，所述噴射模塊將該還原劑蒸發(fā)或噴霧到尾氣系統(tǒng)的尾氣管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于向車輛提供流體的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)壓縮空氣源，與所述壓縮空氣源流體連通(例如，空氣)的罐，與所述罐流體連通的噴射模塊，以及連接到所述壓縮空氣源和所述噴射模塊的控制器機(jī)構(gòu)。該罐被配置包含車用流體。該噴射模塊與接收車用流體的車輛部件流體連通。所述控制器機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)該罐中的空氣壓力量，通過該噴射模塊并控制該車用流體的計(jì)量。該系統(tǒng)不包括車用流體泵，使得來自該壓縮空氣源的壓縮空氣使用車用流體對(duì)該噴射模塊加壓。
[0004]另一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于控制車用流體傳送的方法。該方法包括:使用控制模塊并利用來自壓縮空氣源的壓縮空氣對(duì)含有車用流體的罐加壓。該方法還包括使用控制模塊并通過噴射模塊選擇性地將該車用流體釋放到車量的部件中。沒有車用流體泵與該罐或者該噴射模塊流體連通，使得來自壓縮空氣源的壓縮空氣使用車用流體充當(dāng)泵送機(jī)構(gòu)對(duì)所述噴射模塊加壓。
[0005]進(jìn)一步的實(shí)施例涉及一種還原劑傳送系統(tǒng)，用于向具有產(chǎn)生含有氮氧化物的尾氣的發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的選擇性催化還原系統(tǒng)提供流體。該還原傳送系統(tǒng)基本上由壓縮空氣源，與壓縮空氣源流體連通(例如，空氣)的罐，與所述罐流體連通的噴射模塊，與所述罐及所述噴射模塊聯(lián)通的減壓閥，及與所述壓縮空氣源鏈接的控制器機(jī)構(gòu)組成。該罐被配置包含車用尿素溶液。該噴射模塊與接收車用尿素溶液的車輛部件流體連通。該減壓閥用于響應(yīng)于所述車輛的停用從所述罐清除所述壓縮氣體。所述控制器機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)該罐中的空氣壓力量。在一些實(shí)施例中，該還原劑傳送系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括壓力計(jì)或其他壓力傳感器。
[0006]本文的實(shí)施例所描述的這些特征和其它特征，以及這些特征和其他特征的組合和操作方式，根據(jù)下述的具體描述并結(jié)合隨附的附圖將變得顯而易見，其中，在下面描述的若干圖中，相同的元件將具有相同的標(biāo)號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)將在隨附的附圖和說明書中進(jìn)行闡述。根據(jù)說明書、附圖和權(quán)利要求，本發(fā)明公開的其他特征、各方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中:
[0008]圖1是用于還原劑傳送系統(tǒng)的具有空氣式輔助車用流體泵的選擇性催化還原系統(tǒng)的方框示意圖；
[0009]圖2是用于還原劑傳送系統(tǒng)的具有無空氣輔助車用流體泵的選擇性催化還原系統(tǒng)的方框示意圖；
[0010]圖3是具有加壓罐的選擇性催化還原系統(tǒng)的示例性還原劑傳送系統(tǒng)的方框示意圖；
[0011]圖4是具有多個(gè)用于控制圖3中的選擇性催化還原系統(tǒng)的還原劑傳送系統(tǒng)的部件的子模塊的控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5是用于操作圖3的選擇性催化還原系統(tǒng)的還原劑傳送系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
[0013]應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是，所述附圖的全部或部分是為說明目的而采用的示意性描述。所述提供的附圖是為了能夠更加清楚地理解一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，而不是用于限定權(quán)利要求的范圍。

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下對(duì)關(guān)于方法、設(shè)備和系統(tǒng)的各種概念和實(shí)施方式進(jìn)行了更加詳細(xì)的描述，以通過壓力罐將還原劑引入到尾氣系統(tǒng)中。由于所描述的概念不限于任何特定的實(shí)施方式，因此，上面介紹的和將在下文中更詳細(xì)地討論的各種概念可以任意的多種方式來實(shí)現(xiàn)。提供【具體實(shí)施方式】和應(yīng)用的示例主要目的是為了說明。
[0015]圖1和圖2描述了用于將車用流體傳送到車輛部件的傳統(tǒng)還原劑傳送系統(tǒng)100，200的兩個(gè)示例。簡單地參見圖1，一個(gè)示例性常規(guī)還原劑傳送系統(tǒng)100包括用于將車用流體(例如，車用尿素溶液)傳送到噴射模塊140的空氣式輔助車用流體泵120，如由EMITEC股份有限公司提供的空氣輔助計(jì)量泵。該噴射模塊140被設(shè)置在車輛的尾氣系統(tǒng)的部分190內(nèi)，以將所述車用流體噴射到隨后其中的尾氣中。
[0016]在圖1所示的示例系統(tǒng)100中，該空氣式輔助車用流體泵120與車用壓縮空氣源102流體連通和流體連接，例如，空氣壓縮機(jī)連接到發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓器，增壓器，和/或任何其它的車輛的壓縮氣體發(fā)生源。油氣分離器104插入在該車用壓縮空氣源102和該空氣式輔助車用流體泵120之間，并且與該車用壓縮空氣源102和該空氣式輔助車用流體泵120流體連通。該油氣分離器104可包括凝聚過濾器，用于從車用壓縮空氣源102的壓縮空氣中去除油。該車用于壓縮空氣源102、油氣分離器104和空氣式輔助車用流體泵120可以通過管道、軟管、直接連接裝置，和/或任何其他方式流體連接，從而使流體(如來自于車用壓縮空氣源102的空氣)流到空氣式輔助車用流體泵120。
[0017]所述空氣式輔助車用流體泵120經(jīng)由吸入管路122和回流管路124連接至車用流體的油罐110。該空氣式輔助車用流體泵120利用來自于車用壓縮空氣源102的壓縮空氣，以從罐110中抽出車用流體，并進(jìn)入將該空氣式輔助車用流體泵120連接到該噴射模塊140和該噴射模塊140的冷藏噴嘴的流體管路126。該車用壓縮空氣源102可以向該空氣式輔助車用流體泵120提供約8巴(bar)至10巴的壓縮空氣。從該空氣式輔助車用流體泵120輸出的車用流體可以在大約4.5巴時(shí)，通過增壓進(jìn)入到噴射模塊140。本系統(tǒng)100的噴射模塊140可以包括3個(gè)或4個(gè)孔噴嘴，以將車用流體輸送或者噴射到尾氣系統(tǒng)的部分190。然而，也可以使用其它構(gòu)造的噴射模塊140。
[0018]控制模塊150電連接到所述空氣式輔助車用流體泵120，用于向該空氣式輔助車用流體泵120規(guī)定和輸出將要傳送或噴射的車用流體量。該空氣式輔助車用流體泵120用于噴射合適數(shù)量的車用流體。因此，控制模塊150僅電連接到空氣式輔助車用流體泵120。
[0019]另一個(gè)示例性常規(guī)還原劑傳送系統(tǒng)200包括:無空氣輔助車用流體泵220，如由羅伯特博世股份有限公司(GmbH)提供的Den0xtix)nic2.2尿素噴射系統(tǒng)的無空氣供給單元，該單元用于將車用流體例如車用尿素溶液輸送到噴射模塊240。該噴射模塊240被設(shè)置在車輛的尾氣系統(tǒng)的部分190內(nèi)，以將所述車用流體噴射到隨后其中的尾氣中。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液是用來冷卻該噴射模塊240的噴嘴。
[0020]在如圖2所示的實(shí)施例的系統(tǒng)200中，該無空氣輔助車用流體泵220經(jīng)由吸入管路122和回流管路124連接至車用流體罐110。該無空氣輔助車用流體泵220利用內(nèi)部流體泵經(jīng)由吸入管路122將車用流體從罐110中泵出，并泵送到將無空氣輔助車用流體泵220流體連接到噴射模塊240的流體管路126。在一個(gè)具體實(shí)施例中，從該無空氣輔助車用流體泵220輸出的車用流體可以在大約9巴時(shí)，通過增壓以進(jìn)入到該噴射模塊240，然而，根據(jù)具體的系統(tǒng)要求和規(guī)格，可以對(duì)壓力級(jí)別進(jìn)行變化。
[0021]該控制模塊250被電連接到所述無空氣輔助車用流體泵220和噴射模塊240。相應(yīng)的，該控制模塊250用于向該無空氣輔助車用流體泵220和該噴射模塊240規(guī)定和輸出將要噴射或者注入的車用流體的數(shù)量。該無空氣輔助車用流體泵220用于將車用流體在合適的壓力和流量下，傳送到將該無空氣輔助車用流體泵220流體連接到噴射模塊240的流體管路126。該噴射模塊240用于將車將合適的車用流體量噴射到車輛的尾氣系統(tǒng)的部分190。因此，該控制模塊250被電連接到兩部分，即，該無空氣輔助車用流體泵220和該噴射模塊240。
[0022]上述的兩個(gè)系統(tǒng)100，200都包括將車用流體輸送到車輛部件的兩個(gè)階段:(I)將車用流體從罐運(yùn)輸?shù)絿娮欤?2)控制向該車輛部分噴射的車用流體的噴射量。在這兩個(gè)系統(tǒng)100，200中，兩個(gè)單獨(dú)的部件被用來執(zhí)行該兩個(gè)階段。S卩，對(duì)于系統(tǒng)100，該空氣式輔助車用流體泵120控制車用流體的噴射，該車用壓縮空氣源102將車用流體輸送到該噴射模塊140。對(duì)于系統(tǒng)200中，該噴射模塊240控制車用流體的噴射，并通過無空氣輔助車用流體泵220提供的壓力將該車用流體輸送到該噴射模塊240。
[0023]根據(jù)各種實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)方式，還提供了一種不使用泵的系統(tǒng)，然而仍然能夠完成前面所討論的兩個(gè)階段，以將車用流體輸送到該車輛部件。這樣的系統(tǒng)可以(通過去除泵120,220的初始成本和不需要更換的可能隨時(shí)間發(fā)生磨損的泵)降低成本，移除吸入和回流管路(和潛在的加熱系統(tǒng))，并簡化整個(gè)系統(tǒng)。
[0024]圖3描述了這樣的流體傳送系統(tǒng)的例子，如用于車輛的SCR系統(tǒng)中的還原劑傳送系統(tǒng)300。還原劑傳送系統(tǒng)300將還原劑如無水氨，氨水或尿素輸送到車輛尾氣系統(tǒng)中的尾氣流中。雖然本文所描述的實(shí)施例參考了還原劑傳送系統(tǒng)300，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所描述的系統(tǒng)可被用于各種各樣的流體。所述尾氣系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，且接收發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后的尾氣。除了還原劑傳送系統(tǒng)300，該SCR系統(tǒng)還可以包括與尾氣系統(tǒng)流體連通且位于該噴射模塊340下游的SCR催化器。該SCR系統(tǒng)可進(jìn)一步包括與該尾氣系統(tǒng)流體連通的柴油氧化催化器(DOC)，以氧化排出氣體中的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸?。SCR系統(tǒng)可以包括與尾氣系統(tǒng)流體連通的柴油微粒過濾器(DPF)，以去除排出氣體中的顆粒物質(zhì)，例如油煙。
[0025]在本實(shí)施例中，該SCR系統(tǒng)的還原劑傳送系統(tǒng)300包括壓縮空氣源302，油氣分離過濾器304，罐310，減壓閥320，壓力計(jì)330，噴射模塊340和控制器機(jī)構(gòu)350。該壓縮空氣源302可以包括車用壓縮空氣源，例如，與發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器、增壓器連接的空氣壓縮機(jī)，和/或任何其它的車用氣體壓縮源。在一些其它的實(shí)施方式中，該壓縮空氣源302可以是獨(dú)立于車輛的部件，例如，便攜或遠(yuǎn)程的空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣缸等。該壓縮空氣源302與該罐310流體(如空氣)連通且由流體連接。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該壓縮空氣源302的液力耦合器可以通過管路、軟管、直接連接裝置和/或任何其他方式使流體(例如來自于壓縮空氣源302的空氣)流入到罐310中。如在下文中將會(huì)更詳細(xì)地描述，本實(shí)施例的控制器機(jī)構(gòu)350控制該壓縮空氣源302和/或來自該壓縮空氣源302的壓縮空氣的流動(dòng)，從而可以使用大約8巴(包括8巴)到大約10巴(包括10巴)的壓力維持該還原劑傳送系統(tǒng)300。在一些實(shí)施方式中，該控制器機(jī)構(gòu)可以包括用于電子控制的控制模塊。在其它實(shí)現(xiàn)方式中，還可以采用其它的壓力，前述的情況僅僅是一個(gè)例子。此外，雖然在本實(shí)施例中以用于電子控制的處理模塊對(duì)控制器機(jī)構(gòu)350進(jìn)行說明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，該壓縮空氣源302的機(jī)械控制還可以使用的部件例如致動(dòng)器、伺服電機(jī)、液壓技術(shù)、真空管、馬達(dá)等。
[0026]在圖3所示的還原劑傳送系統(tǒng)300包括插入在該壓縮空氣源302和罐310之間，且與所述壓縮空氣源302和罐310流體連通和流體連接的油氣分離器304。通過示例的方式，該壓縮空氣源302可以通過管路、軟管、直接連接裝置和/或任何其他方式流體連接到油氣分離器304，以使流體(例如來自于該壓縮空氣源302的空氣)流入到該油氣分離器304。該油氣分離器304可包括凝聚過濾器，用于從該壓縮空氣源302的壓縮空氣中去除油。如果該壓縮空氣源302為能夠?qū)⒂鸵氲娇諝庵械能囕v壓縮空氣源，其中，該油可作為渦輪增壓器、增壓器或其它空氣壓縮機(jī)的潤滑劑，則該油氣分離器304是有用的。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，該油氣分離器304可以從還原劑傳送系統(tǒng)300中完全被省略。
[0027]該壓縮空氣源302流體連接到罐310，其中，可以帶有或不帶有中間插入的油氣分離器304。在示出的例子中，該壓縮空氣源302流體連接到該罐310的上部312。在其他實(shí)施方式中，該壓縮空氣源302可以流體連接到該罐310的下部314。本實(shí)施例的罐310被配置為包含在所述下部314的車用流體，所述車用流體可通過來自壓縮空氣源302的壓縮空氣進(jìn)行增壓。在一些實(shí)施例中，該車用流體包括用于SCR系統(tǒng)的還原劑，例如，氨或尿素。該罐310可以被構(gòu)造，以使得內(nèi)部壓力維持在大約8巴(包括8巴)到大約10巴(包括10巴)之間。當(dāng)然，該罐310也可以采用其它結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部的壓力低于8巴或大于10巴的那些結(jié)構(gòu)，因?yàn)?巴-10巴的范圍實(shí)際上僅僅是示例性的。該罐310包括在罐310的下部314的大約底部的出口或吸入點(diǎn)。將該出口設(shè)置在罐310的底部或者附近，可以減少來自于壓縮空氣源302的空氣和/或在該罐310內(nèi)部的壓縮空氣經(jīng)由出口離開該罐310的可能性。本實(shí)施例的罐310包括過濾器316，該濾波器316連接到下部314，且基本定位在罐310的出口處，以充分防止顆粒物質(zhì)(例如，灰塵，污垢等)從出口和該車用流體一起排出。
[0028]該罐310經(jīng)由出口與噴射模塊340流體連通并進(jìn)行流體連接。該罐310的液壓耦合器可以通過管路、軟管、直接連接裝置和/或任何其他方式使流體(例如，罐310內(nèi)的車用流體)流到噴射模塊340。在一些實(shí)施方式中，該罐310可包括可選的可開合部，如蓋子，以使得車用流體可以被添加到該罐310。在其他實(shí)施例中，該罐310可被配置為可移動(dòng)的方式，這樣，空罐310 (例如，沒有車用流體或具有很少車用流體的罐310)可從還原劑傳送系統(tǒng)300分離出來，并更換為具有車用流體的罐310。在一些實(shí)施方式中，該罐310可以是大約30加侖的罐310。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，該罐310的流體可以是其他車用流體，如柴油，汽油，乙醇等。
[0029]該罐310與噴射模塊340流體連通并流體連接。該噴射模塊340被設(shè)置在尾氣系統(tǒng)的部分190內(nèi)，該噴射模塊340使得來自于罐310的加壓的車用流體進(jìn)入到流經(jīng)尾氣系統(tǒng)的部分190的尾氣中。該噴射模塊340用于噴射或氣化車用流體，例如，還原劑，比如，尿素，以促進(jìn)車輛流體與尾氣系統(tǒng)的尾氣的混合。
[0030]在圖3所示的還原劑傳送系統(tǒng)300中，壓力計(jì)330可以被插入在該罐310的出口和噴射模塊340之間，且與該罐310和噴射模塊340流體連通并進(jìn)行流體連接。例如，該壓力計(jì)330可以連接到流體管路上和/或位于所述流體管路內(nèi)，所述流體管路用于連接所述罐310的出口與噴射模塊340。在其他的一些實(shí)施例中，該壓力計(jì)330可以連接到罐310上或者位于罐310內(nèi)。該壓力計(jì)330用于測(cè)量流體管路或者罐310內(nèi)部的壓力，并輸出信號(hào)以指示壓力。如將在下文中更詳細(xì)地描述的，該壓力計(jì)330被電連接到該控制器機(jī)構(gòu)350，使得該控制器機(jī)構(gòu)350接收并使用來自壓力計(jì)330的信號(hào)以控制該噴射模塊340、該壓縮空氣源302和/或還原劑傳送系統(tǒng)300的任何其他部件。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，該壓力計(jì)330可以從還原劑傳送系統(tǒng)300中完全被省略。在其他實(shí)施方式中，可以使用兩個(gè)壓力計(jì)330，例如，第一壓力計(jì)連接到流體管路上和/或位于流體管路內(nèi)，其中，所述流體管路用于連接所述罐310的出口和噴射模塊340，第二壓力計(jì)330位于罐310內(nèi)，這樣，可以對(duì)連接所述罐310的出口和噴射模塊340的流體管路內(nèi)的壓力以及罐310內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)然，也可以使用其他的不同于壓力計(jì)340的壓力感器。
[0031]減壓閥320與該罐310和噴射模塊340流體連通并進(jìn)行流體連接。在圖3中所示的示意性實(shí)施例中，該減壓閥320被連接到連接該罐310和該噴射模塊340的流體管路上，然而這僅為一示例。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，該減壓閥320可以直接連接到罐310、噴射模塊340或還原劑傳送系統(tǒng)300的其它部件上。除了與連接所述罐310和噴射模塊340之間的所述流體管路連接，所述減壓閥320還可以與另一個(gè)流體管路305流體連拉，所述流體管路305與所述罐310的上部312連接。該減壓閥320用于選擇性地從連接罐310和噴射模塊340的流體管路中排出車用流體，例如，排出車用尿素溶液。在一些實(shí)施方式中，減壓閥320被進(jìn)一步配置為從罐310內(nèi)排出壓縮空氣。在所示的例子中，當(dāng)減壓閥320打開時(shí)，來自罐310的上部312內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)入到連接該罐310和噴射模塊340的流體管路，以將車用流體流排放流回該罐310和/或排放流出該噴射模塊340，同時(shí)降低罐310內(nèi)的空氣壓力。如將在這里更詳細(xì)地描述的，該減壓閥320用于選擇性地清除所述流體管路和排放所述壓縮空氣，以響應(yīng)所述車輛的停用。
[0032]圖3所示的還原劑傳送系統(tǒng)300中，應(yīng)當(dāng)理解的是，該系統(tǒng)不包括流體連通在罐310和該噴射模塊340之間的車用流體泵。因此，只能通過壓縮空氣源302的壓縮空氣對(duì)該罐310進(jìn)行加壓來對(duì)將罐310的車用流體輸送到噴射模塊340進(jìn)行控制。因此，可以從還原劑傳送系統(tǒng)300中去除車用流體泵，從而潛在地降低了系統(tǒng)的成本和/或復(fù)雜性，同時(shí)仍允許在期望的壓力下，能夠?qū)墓?10到噴射模塊340的車用流體進(jìn)行有效的控制和輸送，以有效的向車輛部件噴射車用流體，例如，將車用尿素流體到噴射到尾氣系統(tǒng)的部分190。
[0033]該還原劑傳送系統(tǒng)300還包括控制器機(jī)構(gòu)350，以控制SCR系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)部件。在一個(gè)實(shí)施方式中，該控制器機(jī)構(gòu)350可以包括控制模塊，所述控制模塊用于在功能上執(zhí)行一些操作，以控制SCR系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件。在圖3中所示的實(shí)施方式中的控制器機(jī)構(gòu)350包括電連接到該壓縮空氣控制源302、減壓閥320、壓力計(jì)330和噴射模塊340 (由虛線示出)的控制模塊。在某些實(shí)施例中，該控制器機(jī)構(gòu)350的控制模塊構(gòu)成處理子系統(tǒng)的一部分，該處理子系統(tǒng)包括具有存儲(chǔ)器的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置、處理和通信的硬件。例如，該控制器機(jī)構(gòu)350可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)來實(shí)現(xiàn)。該控制器機(jī)構(gòu)350的控制模塊可以是可以單一裝置或分布式裝置，并且所述控制器機(jī)構(gòu)350的控制模塊的功能可以通過硬件或者軟件執(zhí)行。該控制器機(jī)構(gòu)350的控制模塊可包括若干子模塊，以用于功能上執(zhí)行控制器機(jī)構(gòu)350的操作。例如，參考圖4，該控制器機(jī)構(gòu)350的控制模塊包括壓縮空氣控制模塊352、壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354、計(jì)量控制模塊356和減壓閥控制模塊358。在一些實(shí)施方式中，前述的一個(gè)或多個(gè)模塊可以經(jīng)由機(jī)械部件，如致動(dòng)器，伺服機(jī)構(gòu)，液壓技術(shù)，真空管線，馬達(dá)等，進(jìn)行實(shí)施。
[0034]在一些實(shí)施方式中，該壓縮空氣控制模塊352用于擇性地啟動(dòng)和停用該壓縮空氣源302。例如，如果壓縮空氣源302是一種獨(dú)立于車輛的空氣壓縮機(jī)，例如，便攜式或遠(yuǎn)程空氣壓縮機(jī)，則該壓縮空氣控制模塊352可以用于選擇性地啟動(dòng)或停用該壓縮空氣源302，以調(diào)節(jié)罐310中的壓力。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，該壓縮空氣控制模塊352用于選擇性地打開或關(guān)閉閥門(未示出)，以選擇性地允許壓縮空氣從該壓縮空氣源302進(jìn)入到罐310，以調(diào)節(jié)罐310中的壓力總量。例如，如果該壓縮空氣源302是一臺(tái)連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器、增壓器和/或任何其車輛的壓縮氣體生成源的空氣壓縮機(jī)，則該壓縮空氣控制模塊352用于選擇性的打開或關(guān)閉閥門，以根據(jù)需要對(duì)罐310增壓。該壓縮空氣控制模塊352從指示車輛啟動(dòng)的點(diǎn)火器接收輸入信號(hào)，從而使得壓縮空氣控制模塊352啟動(dòng)該壓縮空氣源302和/或打開該閥。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，該壓縮空氣控制模塊352可以接收來自于減壓閥控制模塊358的輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)用于指示該減壓閥320已關(guān)閉和/或該車輛已被啟動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，該壓縮空氣控制模塊352可通過機(jī)械地利用一些部件(例如致動(dòng)器，伺服機(jī)構(gòu)，液壓，真空管，馬達(dá)等)進(jìn)行實(shí)施。
[0035]該壓縮空氣控制模塊352從控制器機(jī)構(gòu)350的壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)指示罐310內(nèi)的壓力和/或從罐310到噴射模塊340的流體管路內(nèi)的壓力。該壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354從壓力計(jì)330接收信號(hào)，該信號(hào)指示罐310內(nèi)的壓力和/或從罐310到噴射模塊340的流體管路內(nèi)的壓力。該壓力計(jì)監(jiān)視模塊354可以接收信號(hào)并將原始信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值，以使得壓縮空氣控制模塊352可以根據(jù)該數(shù)值來確定是否選擇性地啟動(dòng)或停用壓縮空氣源302和/或選擇性地打開或關(guān)閉壓縮空氣源302和罐310之間的閥。例如，壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354可接收原始信號(hào)數(shù)據(jù)，并將該信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以巴為單位的壓力值。當(dāng)然，在其他實(shí)現(xiàn)方式中，該壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354的輸出可以是在其他單位的壓力值，比如帕斯卡、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、磅/每平方英寸(Psi)、英寸汞柱(以Hg計(jì))、汞毫米(毫米汞柱)以及托(Torrs)等。在一些實(shí)施方式中，該壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354可通過機(jī)械地使用部件(例如閥，液壓模塊，真空線路等)進(jìn)行實(shí)施。
[0036]該控制器機(jī)構(gòu)350進(jìn)一步包括計(jì)量控制模塊356。該計(jì)量控制模塊356用于控制該噴射模塊340，以選擇性的將罐310的車用流體噴射到尾氣系統(tǒng)的部分190中。在一些實(shí)施方式中，本示例的計(jì)量控制模塊356接收由壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354輸出的壓力值。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，該計(jì)量控制模塊356可以從其他傳感器接收輸入，例如，尾氣溫度傳感器、NOx傳感器，和/或任何其它用于控制將要進(jìn)入到尾氣系統(tǒng)的部分190車用流體(例如，車用尿素溶液)的總量。
[0037]該控制器機(jī)構(gòu)350還包括減壓閥控制模塊358。該減壓閥控制模塊358用于控制所述減壓閥320選擇性地打開和關(guān)閉該減壓閥320的閥。在一些實(shí)施方式中，該減壓閥控制模塊358從指示是否該車輛是被啟動(dòng)或停用的點(diǎn)火器接收輸入信號(hào)。當(dāng)車輛起動(dòng)時(shí)，該減壓閥控制模塊358關(guān)閉該減壓閥320或保持減壓閥320處于閉合位置，從而允許壓縮空氣源302對(duì)罐310、與罐310流體連通的任何流體管路以及噴射模塊340進(jìn)行增壓。該減壓閥控制模塊358可以向該壓縮空氣控制模塊352輸出信號(hào)，以用于指示該減壓閥320是閉合的和/或該車輛被啟動(dòng)，從而使壓縮空氣控制模塊352激活該壓縮空氣源302和/或利用來自壓縮空氣源302的壓縮空氣打開閥門以對(duì)罐310增壓。在一些實(shí)施方式中，該減壓閥控制模塊358可以通過機(jī)械地利用部件(例如致動(dòng)器，伺服機(jī)構(gòu)，液壓模塊，真空管，馬達(dá)等)進(jìn)行實(shí)施。
[0038]當(dāng)車輛被停用，例如通過從點(diǎn)火器接收的信號(hào)所指示的，該減壓閥控制模塊358打開減壓閥320以從罐310的內(nèi)部、任何與所述罐310和噴射模塊340流體連通的流體管路的內(nèi)部排放壓力。該減壓閥320還可以從罐310的內(nèi)部排出壓縮空氣。在一些實(shí)施方式中，該減壓閥控制模塊358還可以接收由壓力計(jì)監(jiān)視模塊354輸出的壓力值，以在車輛操作的過程中，當(dāng)壓力值超過了一數(shù)值時(shí)(在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，如10巴)時(shí)，選擇性排出罐310、任何與罐310流體連通的流體管路以及噴射模塊340內(nèi)部的壓力。該減壓閥控制模塊358可以向該壓縮空氣控制模塊352輸出信號(hào)，以指示該減壓閥320是打開的和/或該車輛被停用，從而使壓縮空氣控制模塊352停用該壓縮空氣源302和/或關(guān)閉罐310和壓縮空氣源302之間的閥。
[0039]圖5描述了用于操作圖3示出的選擇性催化還原系統(tǒng)300的還原劑傳送系統(tǒng)的方法的流程圖400的示例。該方法400開始于利用壓縮空氣對(duì)包含車用流體(例如，車用尿素溶液)的罐310進(jìn)行增壓(框圖402)，所述壓縮空氣從壓縮空氣源302接收。在一些實(shí)施例中，增壓可以通過啟動(dòng)壓縮空氣源302發(fā)生。在其他的實(shí)施例中，增壓可以通過打開插入在壓縮空氣源302和該罐310之間，且與該壓縮空氣源302和該罐310流體連通的減壓閥發(fā)生。在一些實(shí)施方式中，增壓可通過壓縮空氣控制模塊352在從點(diǎn)火器接收到表示車輛啟動(dòng)的輸入信號(hào)后進(jìn)行控制，從而使壓縮空氣控制模塊352啟動(dòng)壓縮空氣源302和/或打開該閥。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，壓縮空氣控制模塊352可以接收來自于減壓閥控制模塊358的輸出，該輸出指示了該減壓閥320是關(guān)閉的和/或該車輛是被啟動(dòng)的?？梢詫?duì)所述罐310繼續(xù)增壓，直到罐310內(nèi)的壓力和/或流體連接罐310和噴射模塊340的流體管路內(nèi)的壓力超過閾值，例如，在一示例性實(shí)施例中的10巴。該壓力可以通過壓力傳感器確定，該傳感器設(shè)置在罐310內(nèi)和/或流體連接該罐310和噴射模塊的340的流體管路內(nèi)，或者連接到罐310上和/或流體連接該罐310和噴射模塊的340的流體管路上，例如，壓力計(jì)330。
[0040]方法400還包括通過噴射模塊340，將該車用流體選擇性地釋放到車輛部件(框圖404)。在一些實(shí)施方式中，該車輛的部件是尾氣系統(tǒng)的部分190。所述車用流體的選擇性釋放由控制器機(jī)構(gòu)350的計(jì)量控制模塊356進(jìn)行控制?？梢愿鶕?jù)壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354、尾氣溫度傳感器、NOx傳感器，和/或任何其它的用于控制將要引入到尾氣系統(tǒng)的部分190的車用流體(例如車用尿素溶液)總量的傳感器的輸出的壓力值，對(duì)通過該噴射模塊340的車用流體的選擇性的釋放進(jìn)行控制。
[0041]該方法400還包括監(jiān)測(cè)壓力計(jì)330的輸出(框圖406)。所述壓力計(jì)330的輸出的監(jiān)測(cè)可以通過控制器機(jī)構(gòu)350的壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，如果指示罐310內(nèi)的壓力和/或流體連接到該罐310到噴射模塊340的流體管路內(nèi)的壓力的輸出降低到低于第一值，例如，8巴，則罐310可進(jìn)一步利用來自壓縮空氣源302的壓縮空氣進(jìn)行增壓。如果壓力計(jì)330的輸出指示該壓力降低到低于所述第一值，則該壓縮空氣源302可以被啟動(dòng)和/或該閥可以被打開，以增加壓力至第二值，例如10巴。一旦罐310內(nèi)的壓力超過所述第二值時(shí)，例如可以通過壓力計(jì)監(jiān)測(cè)模塊354由壓力計(jì)330輸出進(jìn)行指示，則該被壓縮空氣源302可被停用和/或該閥可通過壓縮空氣控制模塊352被關(guān)閉。
[0042]該方法400還包括確定該車輛是否是停用(框圖408)，例如，該減壓閥控制模塊358從點(diǎn)火器接收指示該車輛是否是被啟動(dòng)或停用的輸入。如果車輛將保持啟動(dòng)狀態(tài)，該方法400返回到利用壓縮空氣對(duì)含有車用流體的罐310進(jìn)行增壓(框402)，如果在監(jiān)測(cè)過程中，來自壓力計(jì)330的輸出(框圖406)指示該罐310中的壓力已降低到低于預(yù)定值，例如8巴。如果壓力計(jì)330的輸出的監(jiān)測(cè)(框圖406)指示該罐310內(nèi)的壓力已高于預(yù)定值，例如10巴，則該方法400可以返回到利用噴射模塊，將車用流體選擇性的釋放到車輛部件(框圖404)。如果該確定的結(jié)果指示車輛是停用的，該方法400包括:對(duì)將所述噴射模塊340連接到所述罐310的流體管路(框圖410)進(jìn)行清除，以對(duì)所述車輛的停用進(jìn)行響應(yīng)。對(duì)將該罐310連接到該噴射模塊340的所述流體管路的清除是通過控制器機(jī)構(gòu)350的減壓閥控制模塊358進(jìn)行控制的。例如，該減壓閥控制模塊358可以打開減壓閥320的閥門以允許將該罐310連接到噴射模塊340的管線內(nèi)的車用流體排出。從流體管路排放的車用流體(例如，車用尿素溶液)可能會(huì)導(dǎo)致車用流體被排放返回到該罐310 (例如，經(jīng)由流體管路305)和/或返回到另一個(gè)容器。除了或代替將車用流體排放返回到罐310中，該車用流體可以從噴射模塊中被排出而進(jìn)入尾氣系統(tǒng)的部分190。在其它情況下，車用流體的排放可以簡單地將車用流體從車輛中完全排放出去(例如，排放到環(huán)境中或以其他的方式)。
[0043]該方法400還包括:響應(yīng)于所述車輛的停用，從所述罐310中排放所述壓縮氣體(框圖412)。從該罐310排放壓縮空氣也是通過控制器機(jī)構(gòu)350的減壓閥控制模塊358進(jìn)行控制。例如，該減壓閥控制模塊358可以打開減壓閥320的閥(或者，在一些實(shí)施方式中，第二減壓閥)，以使罐310內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)由流體管路305被排出。從罐310內(nèi)排放的壓縮空氣可以排放到廢氣系統(tǒng)的該部分190或者排放到大氣中。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，過濾器可以被連接到所述減壓閥320的輸出端，使得壓縮空氣中的顆?；蛘舭l(fā)的液體可在將壓縮空氣排放到尾氣系統(tǒng)的部分190或者排放到大氣中之前被過濾掉。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)連接在噴射模塊340和310之間的流體管路(框圖410)進(jìn)行清除和將壓縮空氣從罐310中排放掉(框圖412)幾乎可以同時(shí)發(fā)生。
[0044]在這里，某些操作被描述為接收輸入和/或輸出值。這里所使用的所述接收輸入和/或輸出值包括通過本領(lǐng)域已知的任何方法接收或輸出值，至少包括通過數(shù)據(jù)鏈路或網(wǎng)絡(luò)通信接收或輸出值，接收或輸出指示該值的電子信號(hào)(例如，電壓、頻率、電流或PWM信號(hào))，接收或輸出指示該值的軟件參數(shù)，以及從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的存儲(chǔ)器位置讀取該值等坐寸ο
[0045]如本文中所使用的，術(shù)語“約”、“大約”、“幾乎”以及類似術(shù)語旨在具有寬泛的含義，以使本發(fā)明揭露的本質(zhì)與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知的和可接受的用法一致。應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在審查本發(fā)明時(shí)，這些術(shù)語意在允許所描述和要求保護(hù)的某些特征的描述，而不是要將這些特征限制在所提供的精確數(shù)值范圍內(nèi)。相應(yīng)地，這些術(shù)語應(yīng)被解釋為:對(duì)所述描述和要求保護(hù)的主題的非實(shí)質(zhì)性或無關(guān)緊要的修改或改變被認(rèn)為是在本發(fā)明所附的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)注意，因?yàn)楦鶕?jù)美國專利法，如果沒有在其中使用術(shù)語“裝置(means) ”，則權(quán)利要求中不應(yīng)當(dāng)解釋為構(gòu)成“裝置加功能”的限制。
[0046]所述術(shù)語“連接(coupled) ”、“連接(connected) ”和本文中所用的類似的術(shù)語是指兩個(gè)部件彼此直接或間接的接合。這種接合可以是固定的(例如，永久的)或可移動(dòng)的(例如，可移動(dòng)的或可釋放的)。這種接合可以用兩個(gè)部件，或該兩個(gè)部件和任何彼此或與該兩個(gè)部件固有形成為一個(gè)單個(gè)的整體的額外的中間部，或該兩個(gè)部件和彼此連接到一起的兩個(gè)中間部件來實(shí)現(xiàn)。
[0047]“流體連接”、“流體連通”和本文所用的類似術(shù)語是指兩個(gè)部件或?qū)ο缶哂行纬稍趦蓚€(gè)部件或?qū)ο笾g的通路，其中，流體(例如水、空氣等)可以在通路中流通，可以具有也可以沒有干擾的部件或?qū)ο?。作為示例地，使流體連通的流體耦合器或流體連接結(jié)構(gòu)可以包括管道、通道或任何使流體從一個(gè)部件或?qū)ο罅鞯搅硪粋€(gè)部件或?qū)ο蟮暮线m部件。
[0048]要注意，在各種示例性實(shí)施方式中示出的SCR系統(tǒng)的部分的結(jié)構(gòu)和布局僅僅用于說明，而不是限制性的。所有的在本發(fā)明說描述示例的精神和/或范圍內(nèi)的改變和修改都是期望被保護(hù)的。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，某些特征可能不是必需的，并且缺乏各種特征的實(shí)施方式可以也是考慮在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)的，以及隨附的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)。在閱讀權(quán)利要求，應(yīng)注意，當(dāng)使用諸如“一個(gè)(a)”、“一個(gè)(an)”、“至少一個(gè)”或“至少一部分”等詞時(shí)，目的不是在于限制權(quán)利要求僅有一個(gè)項(xiàng)目，除非在權(quán)利要求特別說明相反的情況。當(dāng)適用“至少一部分”和/或“一部分”時(shí)，該條目可以包括一部分和/或整個(gè)項(xiàng)目，除非明確有相反的說明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在車輛中提供流體的系統(tǒng)，包括: 壓縮空氣源； 與所述壓縮空氣源流體連通的罐，且所述罐用于容納車用流體； 與所述罐流體連通的噴射模塊，其中，所述噴射模塊與接收所述車用流體的車輛部件流體連通； 與所述壓縮空氣源和所述噴射模塊連接的控制器機(jī)構(gòu)，該控制器機(jī)構(gòu)用于: 調(diào)節(jié)所述罐中的空氣壓力量；以及 使用所述噴射模塊控制對(duì)所述車用流體的噴射； 其中，所述系統(tǒng)不包括車用流體泵，以使得來自所述壓縮空氣源的壓縮空氣使用所述車用流體對(duì)所述噴射模塊增壓。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車用流體包括尿素。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮空氣源由車用壓縮空氣源或者空氣壓縮機(jī)提供。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器機(jī)構(gòu)包括電連接到所述壓縮空氣源和所述噴射模塊的控制模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括:與所述罐流體連通的壓力計(jì)，所述壓力計(jì)輸出信號(hào)到所述控制模塊，所述信號(hào)指示至少一個(gè)罐內(nèi)的壓力或者流體連接所述罐和所述噴射模塊的流體管路內(nèi)的壓力。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括:油分離器，所述油分離器與所述壓縮空氣源和所述罐流體連通，所述油氣分離器插入在所述壓縮空氣源和所述罐之間。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮空氣源與所述罐的上部流體連通且流體連接，并且其中所述噴射模塊與所述罐的下部流體連通且流體連接。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述罐包括過濾器，所述過濾器與所述罐的下部連接，且與所述噴射模塊流體連通。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:與所述罐和所述噴射模塊流體連通的減壓閥，所述減壓閥用于從將所述噴射模塊流體連接到所述罐的流體管路中排出車用流體，以及從所述罐中排放壓縮空氣。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊用于當(dāng)車輛停用時(shí)使得減壓閥從所述流體管路排出車用流體以及從所述罐中排出所述壓縮空氣。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊進(jìn)一步電連接到所述噴射模塊，其中，所述控制模塊用于控制向接收車輛流體的車輛部件的車輛流體的噴射。
12.—種控制車用流體傳送的方法，包括: 使用控制模塊利用來自壓縮空氣源的壓縮空氣對(duì)包含所述車用流體的罐進(jìn)行增壓； 使用控制模塊經(jīng)由噴射模塊將車用流體選擇性地釋放到車輛部件； 其中，沒有車用流體泵與所述罐或者所述噴射模塊流體連通，從而使來自所述壓縮空氣源的壓縮空氣使用所述車用流體對(duì)所述噴射模塊增壓。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述車用流體包括尿素。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于所述車輛的停用，使用所述控制模塊去除流體連接所述噴射模塊和所述罐的流體管路。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于所述車輛的停用，使用控制模塊排出所述罐中的壓縮空氣。
16.一種還原劑傳送系統(tǒng)，用于為具有產(chǎn)生含有氮氧化物的排放氣體的發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的選擇性催化還原系統(tǒng)提供流體，所述還原劑傳送系統(tǒng)包括: 壓縮空氣源； 與所述壓縮空氣源流體連通罐，且所述罐用于容納車用尿素溶液； 與所述罐流體連通的噴射模塊，其中，所述噴射模塊與接收所述車用尿素溶液的車輛部件流體連通； 與所述罐和所述噴射模塊流體連接的減壓閥，所述減壓閥響應(yīng)于所述車輛的停用，從所述罐中排出所述壓縮空氣；和 連接到所述壓縮空氣源的控制器機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述罐中的空氣壓力量。
17.如權(quán)利要求16所述的還原劑傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述車用尿素溶液包括尿素。
18.如權(quán)利要求16所述的還原劑傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)不包括與所述噴射模塊和所述罐流體連接的車用流體泵。
19.如權(quán)利要求16所述的還原劑傳送系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步 與所述罐流體連通的壓力計(jì)，所述壓力計(jì)輸出信號(hào)到所述控制模塊，所述信號(hào)指示至少一個(gè)罐內(nèi)的壓力或者流體連接到所述罐和所述噴射模塊的流體管路內(nèi)的壓力；以及與所述壓縮空氣源和所述罐流體連通的油氣分離器，且所述油氣分離器插入在所述壓縮空氣源和所述罐之間。
20.如權(quán)利要求16所述的還原劑傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器機(jī)構(gòu)包括電連接到所述壓縮空氣源的控制模塊，所述控制模塊用于調(diào)節(jié)所述罐中的空氣壓力量。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK104420947SQ201410395754
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】蒂亞戈·克魯茲 申請(qǐng)人:康明斯排放處理公司