[发明专利]使用泵输送液体的方法

说明书

本申请涉及使用泵将一种液体从第一储箱输送至第二储箱的方法。它具体涉及一种方法，该方法用于输送取决于本地气候条件在环境温度下能冻结的尿素的水溶液或另一种氨前体的水溶液。

随着对重型货车的废气排放的欧四(Euro IV)标准于2005年生效，必须将用于NO_x(或氮氧化物类)的污染控制的装置付诸实施。

被多数重型货车制造商使用的用于将NO_x排放减少至所要求的值的系统总体上在于与还原剂如尿素(“Urea SCR”或使用通过尿素的分解在废气中原位生成的氨进行的选择性催化还原)进行一种选择性的催化反应。

为了做到这一点，必须为这些车辆装备一个包含尿素溶液的储箱并且还装备有用于对有待注入排气管线中的尿素的量值进行计量的装置。鉴于通过为此目的通常使用的水性尿素溶液(低共熔的32.5wt％尿素溶液)在负11℃下冻结，因此必须提供一种加热装置以使该溶液液化以便遇到在冻结条件启动时能够将其注入排气管线中。

出于增加这些车辆的自主性的目的，并考虑这些车辆的负担/结构，有时候希望具有至少两个储箱用于储存尿素溶液。出于防止冻结、限制系统的成本以及还有所消耗功率的问题的目的，另外已知仅对这两个储箱之一进行加热。要求这样一种加热是因为这些轿车制造商们通常要求防污染系统在至少一个给定量的公里数和/或时间过程中(如果有可能还在冻结状态的过程中)是有效的。因为越来越严格的环境标准，这样一种规范是或者将变得越来越适用。考虑到该系统消耗的所述液体，这样一种规范暗示着应有可供使用的一个最小体积的液体。

已经提出了具有两个储箱的尿素系统。因此，专利US 5 884 475说明了使用两个串联的尿素储箱：一个主(存储)储箱和一个第二(低体积)储箱(还被称为有源储箱)，该第二储箱被加热并且它被用于在冻结的情况下启动。一个主尿素进料泵将该尿素溶液吸入该第二储箱中。专利US‘475没有说明如何控制以下情形，在这些情形中第二储箱不能从存储储箱中供给尿素溶液，因为后者不再包含足够的尿素或者因为包含在存储储箱中的尿素是冻结的并且不能从一个储箱输送至另一个储箱中。如果不能为第二储箱供给尿素溶液以便包含足够量的有待被注入排气管线中的溶液，则存在着主泵空载运行(这会损害这个泵)以及系统未被供给添加剂的危险。此外，在这份文件中，主存储储箱被加热(或者因为整个系统被加热(图3的实施方案)或者因为所述储箱配备有一个加热器，这个加热器例如存在于循环发动机冷却剂的一个热交换器中(图4的实施方案))，这给系统增加了额外的成本。

此外，从先有技术中还知道了多种方法，这些方法使用一个输送泵将尿素从一个存储储箱输送至一个第二储箱，该输送泵在整个过程中保持运行而不管这些运行条件如何，具体地是在该尿素冻结时或该存储储箱未包含用于供给该第二储箱的尿素时。这类方法可能损害该输送泵。

本发明旨在通过提供一种方法来解决这些问题，该方法使用一个输送泵将溶液从储存储箱输送至第二储箱中，而该输送泵仅在要求时以及当这些运行状况(具体地是这些储箱外面的温度以及最终是它们的热历史)使之有可能应付冻结问题时被启动(甚至通过仅加热这些储箱之一)并且有可能应付在储存储箱中的尿素不够供给第二储箱使用的问题。

出于该目的，本发明涉及一种方法，该方法使用一个泵将一种液体从用于储存该液体的一个无源储箱1传输至一个有源储箱2中，该泵是旨在用于泵送容纳在无源储箱1中的液体并将其传输至有源储箱2中，根据该方法当所述有源储箱2具有的液位低于一个设定点液位Lsp时并且当无源储箱1包含的液体处于高于液体的冰点的温度时，对该泵发出命令以便将液体从无源储箱1传输至有源储箱2中。

这种方法仅当它有要求时(即，仅当储箱2中的液位低于一个设定点液位时)、当无源储箱1不是空的时并且当它包含的液体没有被冻结时，才允许液体从无源储箱1中被抽出。此外，使用这样一种方法，为储箱2装备一种加热装置以便在储箱2中的液体冻结的情况下具有一种有效的方法就是足够的。因此，可以避免在无源储箱1中存在一个加热器。

根据本发明的一个优选的实施方案，将液体从无源储箱1输送至有源储箱2中直至达到一个目标液位。该液位总体上处于所述储箱的至少盈满的液位，这是基于其几何形状和汽车制造商的规范来计算的。

该设定点与目标液位可以是相同的但优选它们是显著不同的，这样输送泵就不会不断地被打开和关闭。因此，优选地是，Lt＞Lsp。