(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気清浄化のためのＳＣＲシステムに関する方法であって、液体を給送装置（２３０）に供給し、次にこの給送装置（２３０）を介して液体をＳＣＲシステムの消費ポイントで投与ユニット（２５０）に供給する方法であり、
−液体用の新しいまたは清浄化されたフィルタユニット（Ｆ）の使用が開始されてから前記投与ユニット（２５０）を介して投与される液体の累積量を連続的に決定するステップと、
−前記決定された累積量に基づいて、前記フィルタユニット（Ｆ）の交換または清浄化の必要性を決定するステップと、を含む方法。
【請求項２】
さらに、
−前記決定された累積量を所定の値と比較することによって、前記必要性を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記液体が還元剤である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、
−フィルタユニットの交換または清浄化が必要であると決定された場合、表示構成を起動するステップを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
排気清浄化のためのＳＣＲシステムを備えた装置であって、液体を給送装置（２３０）に供給し、次にこの給送装置（２３０）を介して液体を前記ＳＣＲシステムの消費ポイントで投与ユニット（２５０）に供給する装置であり、
−液体用の新しいまたは清浄化されたフィルタユニット（Ｆ）の使用が開始されてから前記投与ユニット（２５０）を介して投与された液体の累積量を連続的に決定する手段（２００、２１０、５００）と、
−前記決定された累積量に基づいて、前記フィルタユニット（Ｆ）の交換または清浄化の必要性を決定する手段（２００、２１０、５００）と、を備える装置。
【請求項６】
前記必要性を決定する手段（２００、２１０、５００）は、前記決定された累積量を所定の値と比較することによって、前記必要性を決定する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記液体が還元剤である、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
表示構成と、
フィルタユニットの交換または清浄化が必要であると決定された場合に前記表示構成を起動する手段（２００、２１０、５００）と、をさらに備える、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか一項に記載の装置を備える自動車（１００、１１０）。
【請求項１０】
トラック、バスまたは乗用車の内のいずれかである、請求項９に記載の自動車（１００、１１０）。
【請求項１１】
排気清浄化のためのＳＣＲシステムに関するコンピュータプログラム（Ｐ）であって、電子制御ユニット（２００、５００）または前記電子制御ユニット（２００、５００）に接続された別のコンピュータ（２１０、５００）に、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法のステップを実行させるプログラムコードを含んでいるコンピュータプログラム（Ｐ）。
【請求項１２】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するために、コンピュータ可読媒体上に格納されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品であって、コンピュータプログラムが電子制御ユニット（２００、５００）上で、または前記電子制御ユニット（２００、５００）に接続された別のコンピュータ（２１０、５００）上で実行される、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気清浄化のためのＳＣＲシステムに関する方法であって、液体を給送装置に供給し、次にこの給送装置を介して液体をＳＣＲシステムの消費ポイントで投与ユニットに供給する方法に関する。本発明は、コンピュータが本発明に従って１つの方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品にも関する。本発明は、さらに、ＳＣＲシステムを有する装置に関し、かつその装置を装備している自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の車両は、例えばＳＣＲ（選択的触媒還元）システムにおける還元体として尿素を使用するが、このＳＣＲシステムはＳＣＲ触媒を有し、この中で前記還元体とＮＯＸガスが反応し、かつ窒素ガスと水に変換され得る。ＳＣＲシステムでは、様々なタイプの還元体が使用されてもよい。アドブルー（ＡｄＢｌｕｅ）は、一般に用いられる還元体の一例である。
【０００３】
１つのタイプのＳＣＲシステムは、還元体を保持する容器を有する。そのＳＣＲシステムはまた、吸引ホースを介して容器から前記還元体を引き出し、かつ加圧されたホースを介して還元体を車両の排気システムに隣接して、例えば排気システムの排気パイプに隣接して位置する投与ユニットに供給するように構成されたポンプを具備する。投与ユニットは、車両の制御ユニットに格納された動作手順に従って、必要な量の還元体をＳＣＲ触媒の上流にある排気パイプの中に注入するように構成されている。投与量が少ないまたは全くない場合には、圧力を調節するのを容易にするため、システムはまた、システムの圧力側から容器へと逆に延びるリターンホースを具備してもよい。この構成により、還元体によって投与ユニットを冷却することが可能であるが、還元体は冷却中にポンプおよび投与ユニットを介して容器から流動し、かつ容器へと逆流動する。したがって、投与ユニットは能動的な冷却を備えている。投与ユニットから容器へのリターン流は実質的に一定であってもよく、かつ特別の目的のために作られたバルブまたはそのようなユニットによって一般には制御されない、または調節されない。
【０００４】
ポンプは、投与ユニットを介して投与する前に、還元体をろ過するためのフィルタを一般に具備する。このフィルタは、粒子状物質、例えば土粒子、ほこりなどによって投与ユニットが閉塞するのを防ぐために設けられる。フィルタは紙フィルタであってもよく、しかし他の種類のフィルタをもちろん使用してもよい。
【０００５】
フィルタの耐用年数は、現在、ＳＣＲシステムのサプライヤによって、車両が走行した所定の累積距離として定義されている。ポンプ用の通常タイプのフィルタは、１２０，０００キロメートル後に交換されることが推奨されている。商用車に対する推奨は、８０，０００ｋｍかもしれない。ある場合には、これらの推奨はそれぞれの車両に対する保守作業として実行されるが、このことは、サービススタッフが車両保守の際に、前回のフィルタ交換から車両がどれくらいの距離を走行したかを点検し、かつ所定の距離に既に達しているまたはそれに近い場合には、前記フィルタを交換することを意味する。
【０００６】
フィルタの閉塞度合いの尺度として、所定の走行距離を用いることには様々な不都合がある。
【０００７】
１つの不都合は、動作中にＳＣＲシステムが平均以上の還元体を投与するような応用では、車両が所定距離を走行する前にフィルタが閉塞する可能性があるというリスクが含まれることである。このことは、投与ユニットの冷却を阻害し、かつその結果として機能的な劣化および／または材料破壊を引き起こす可能性がある。
【０００８】
車両が走行されておらず、かつ走行距離を蓄積していないにもかかわらず、車両のＳＣＲシステムが還元体の投与を要求するような応用が頻繁に使用される場合、所定距離が走行される以前に、フィルタが同様に閉塞する可能性がある。
【０００９】
平均未満に投与する応用では、フィルタの実際の耐用年数が十分に利用されないという結果から、所定距離は短すぎる可能性がある。これはコストの観点からは否定的である。それはまた、フィルタ交換の際に、還元体および投与システムの実際の部品が汚染するリスクが増加することを伴うために、安全の観点からも否定的である。
【００１０】
従来技術の別の不都合は、ＳＣＲシステムにおけるポンプのフィルタ交換間隔の基準として走行距離を用いることには、極めて大きな安全マージンンが含まれていることである。これは、多くのフィルタが一般にはあまりに早く、すなわち、交換が実際に必要である前に交換されることを意味する。これはもちろん、コストの観点から否定的である。
【００１１】
ＳＣＲシステムの様々な応用は一般に定常的性質のものであり、このため、ポンプのフィルタのための交換間隔に対する主要パラメータとして、所定の走行距離を定義することが可能となっている、ことは注目されるべきである。
【００１２】
それゆえに、上記の不都合を減少させるまたは除去することによって、今日のＳＣＲシステムを改善する必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、ＳＣＲシステムに関する新規でしかも有利な方法を提案することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、排気清浄化のためのＳＣＲシステムを有する新規でしかも有利な装置、およびＳＣＲシステムに関する新規でしかも有利なコンピュータプログラムを提案することである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、ＳＣＲシステムの給送装置の還元剤用フィルタの、可変な交換間隔を達成するための方法、装置およびコンピュータプログラムを提案することである。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、ＳＣＲシステムの給送装置の還元剤用フィルタが閉塞するかもしれないというリスクを低減させるための方法、装置およびコンピュータプログラムを提案することである。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、前記ＳＣＲシステムの還元剤用フィルタの使用法を最適化することによって、ＳＣＲシステムの性能改善をコスト効率の良い方法で達成するための方法、装置およびコンピュータプログラムを提案することである。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、コスト効率が良くかつユーザフレンドリーな方法で、ＳＣＲシステムの改善を達成するための方法、装置およびコンピュータプログラムを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
これらの目的は、請求項１に記載された排気清浄化のためのＳＣＲシステムに関する方法で達成される。
【００２０】
本発明の一態様は、排気清浄化のためのＳＣＲシステムに関する方法であって、液体を給送装置に供給し、次に、この給送装置を介して、液体をＳＣＲシステムの消費ポイントで投与ユニットに供給する方法を提供する。この方法は、
−投与ユニットを介して投与された液体の累積量を連続的に決定するステップ
を有する。この方法は、さらに、
−投与された液体の前記累積量に基づいて前記液体用フィルタユニットの交換または清浄化の必要性を決定するステップと、
−給送装置を介して供給される液体の少なくとも一部を投与するステップと、
−投与されなかった液体が前記給送装置に再び供給されることが可能となるよう、投与されなかった液体をリターン流中に戻すステップと
をさらに有する。
【００２１】
ＳＣＲシステムの一般的に用いられる応用では、液体の一部は、前記システムの動作の間に前記消費ポイントで、投与のために使用される。投与されなかった液体の部分は、リターン流中に戻されて、投与されなかった液体が前記給送装置に再び供給されることが可能となる。液体のこの部分は、投与ユニット用の冷却媒体として、有利に使用される。リターン流中の液体はろ過され、かつＳＣＲシステムは、液体が閉じた系にある場合には、したがってある程度は、自己清浄化的となることは注目されるべきである。戻されたろ過された液体は、したがって、給送手段のフィルタユニットのさらなる閉塞の原因とはならない。本発明によれば、投与ユニットのための前述の冷却機能を考慮に入れた後は、フィルタユニットのための交換間隔に対する基準として役立つのは、投与された液体の累積量だけである。本発明によれば、給送装置のフィルタユニットを交換する必要性は、ＳＣＲシステムにおける液体の全流量または車両が走行した累積距離に基づいて決定されるのではなく、前記消費ポイントでの液体の実際の投与量に基づいて決定される。
【００２２】
本発明の一態様は、最も近いフィルタユニット交換からのＳＣＲシステムの還元剤の投与された累積量に基づいて、フィルタユニットに対する交換間隔を最適化する機能を提案する。フィルタ交換に続いて、変数のゼロ調整が行われる可能性があり、これは投与された還元剤の累積量を示す。このゼロ調整は、例えばサービススタッフまたはＳＣＲシステムのオペレータによって手動で実行されてもよい。それは、代わりに、適切な構成の結果として、自動的に実行されてもよい。
【００２３】
有利にも、本発明は、フィルタユニットの閉塞によるＶＯＲ（停止とも呼ばれる）の回避に寄与するが、ＶＯＲとは、フィルタユニットにわたって比較的大きな圧力低下を伴う望ましくない状態であり、これによって給送装置が投与ユニットに対して適切な圧力を構築することが不可能となる。本発明はまた、フィルタユニットが完全に閉塞するリスクを減少させるが、このリスクは、給送ユニットへの液体流のスロットリングの原因となり、したがって恐らく結果として加熱状態となる。
【００２４】
本発明の利点は、フィルタユニットの交換間隔が最適化されることであり、それによって、適切な閉塞度合いでまたは適切な時間で、フィルタユニットが交換されることが可能となる。
【００２５】
本発明の利点は、給送装置のフィルタの交換間隔が固定であることによる早すぎるフィルタ交換に関連する余分なコストを減少させる、または最小化することである。
【００２６】
この方法は、
−投与された液体の累積量を表す値を所定の値と比較することにより、その必要性を決定するステップ、
をさらに有する。これにより、フィルタユニットが交換を必要としているか否かを決定する、正確で且つコスト効率の良い方法が得られるという利点が得られる。所定の値は、応用に特定の値であってもよい。一例によれば、所定の値は１０００リットルである。別の例によれば、所定の値は２５，０００リットルである。１つのバージョンによれば、所定の値は１，０００リットルと２５，０００リットルとの間の範囲内にあってもよい。所定の値は、特定のＳＣＲシステムまたはＳＣＲシステムを具備するある車両に基づいて選択されてもよい。
【００２７】
投与された液体の累積量を表す量と所定の値を比較することによって、フィルタユニットがすぐ近い将来に交換の必要がある程度にまで閉塞しそうか、またはその交換は、ＳＣＲシステムのまたはＳＣＲシステムを備えた車両の予定された将来の保守まで待つことができるか否かを決定することが可能である。
【００２８】
この方法は、戻される、投与されなかった液体の量に基づいて、必要性を決定するステップをさらに含んでもよい。前記リターン流によって戻される液体の量に基づいて、投与された液体の累積量を表す値と前記比較を行うための、より良い所定の値を定義することが可能である。戻された液体が既にろ過されているという事実は、ＳＣＲシステム内の液体の一種の自己清浄化に帰着し、これによって前記フィルタユニットに対するより長い交換間隔が可能となる。
【００２９】
この方法は、前記液体が投与されている際に、少なくともある時間期間の間に、前記消費ポイントでの液体の圧力に基づいて、投与される液体の前記累積量を決定するステップをさらに含んでもよい。その結果は、投与された液体の前記累積量を決定する上での、信頼できるしかもかなり正確な方法である。前記液体の圧力を測定するための圧力センサは正確で、しかも比較的安価であり、このことは、ＳＣＲシステムの前記フィルタユニットに対する交換期間を最適化するための、コスト効率の良い手続きに帰着する。投与時間に相当する時間期間は、応用に特定のものである。それは短い期間、例えば０．００１秒、０．０１秒、０．１秒、または１．０秒であってもよい。それはまた、より長い期間、例えば何秒または何分であってもよい。それはまた、何時間であってもよい。投与が連続的になされるバージョンにおいては、１つ以上の適切な時間期間が選択されてもよい。
【００３０】
この方法は、液体の実勢温度および／または前記消費ポイントでの液体と前記ＳＣＲシステムの排気流との間の差動圧力に基づいて、投与された液体の前記累積量を決定するステップをさらに有してもよい。これによって、投与された液体の前記累積量を決定する方法には、さらなる信頼性と正確さが備えられる。それはまた、ＳＣＲシステムの前記フィルタユニットに対する交換間隔を最適化するための、さらに洗練された手続きに帰着する。
【００３１】
前記フィルタユニットは、前記給送装置の中で取り外し可能に構成されてもよい。前記フィルタユニットは、投与ユニットに給送されるべき前記液体をろ過しかつ清浄化するための、給送装置の中に設置された紙フィルタであってもよい。フィルタユニットは、代わりに、ＳＣＲシステム中の前記液体を外部に前記給送装置へとろ過するように構成されてもよい。フィルタユニットは、一例によれば、前記給送装置の上流に位置してもよい。フィルタユニットは、一例によれば、前記給送装置の下流に位置してもよい。
【００３２】
前記液体は還元剤、例えば尿素をベースとした還元剤であってもよい。
【００３３】
この方法は、必要性が決定される場合には、表示構成を起動するステップをさらに有してもよい。この表示構成は、ＳＣＲシステムのフィルタユニットが交換する時期になっていることを合図するための光装置であってもよい。光装置は、ＳＣＲシステムに隣接して、または前記ＳＣＲシステムを備えている車両の運転室の中に、位置していてもよい。一例によれば、前記必要性が決定された際には、赤ランプが点灯する。
【００３４】
別の例によれば、表示構成は、ＳＣＲシステムの制御ユニットにおいて起動される。１つのバージョンにおいて、それは、ＳＣＲシステムのフィルタユニットが交換する時期となっている場合に表示するための、制御ユニットに格納されたコンピュータプログラムにおけるフラグの形態をとる。このフラグは、例えば、ＳＣＲシステムの保守または検査の際にサービススタッフによって検知されてもよい。
【００３５】
この方法は、必要性が決定される場合には、前記フィルタユニットを別のフィルタユニットと手動で交換する、または前記フィルタユニットを手動で清浄化するステップをさらに有してもよい。
【００３６】
本発明の一態様では、排気清浄化用のＳＣＲシステムを有する装置が提案され、それによって液体が給送装置へ供給され、この給送装置は液体をＳＣＲシステムの消費ポイントで投与ユニットに供給するように構成されている。その装置は、投与ユニットを介して投与された液体の累積量を連続的に決定する手段を有する。この装置は、
−投与された液体の前記累積量に基づいて、前記液体用のフィルタユニットの交換の必要性を決定する手段と、
−給送装置を介して供給された液体の少なくとも一部を投与する手段と、
−投与されなかった液体が前記給送装置に再び供給されることが可能になるよう、投与されなかった液体をリターン流中に戻すための手段と、
をさらに有する。
【００３７】
この装置は、投与された液体の累積量を表す値を所定の値と比較することによって、必要性を決定する手段をさらに有してもよい。
【００３８】
この装置は、戻される投与されなかった液体の量に基づいて、必要性を決定する手段をさらに有してもよい。
【００３９】
この装置は、前記液体が投与されている際に、少なくとも１つの時間期間の間に、前記消費ポイントでの液体の圧力に基づいて、投与された液体の前記累積量を決定する手段をさらに有してもよい。
【００４０】
この装置は、液体の実勢温度および／または、前記消費ポイントでの液体と前記ＳＣＲシステムの排気流との間の差動圧力に基づいて、投与された液体の前記累積量を決定する手段をさらに有してもよい。
【００４１】
前記フィルタユニットは、前記給送装置の中で取り外し可能に構成されてもよい。
【００４２】
前記液体は還元剤、例えば尿素をベースとした還元剤であってもよい。
【００４３】
この装置は、必要性が決定される場合には、表示構成の起動をさらに有してもよい。
【００４４】
上記目的はまた、本発明の一態様による装置を具備する自動車で達成される。車両は、トラック、バスまたは乗用車の内のいずれであってもよい。
【００４５】
本発明の一態様では、排気清浄化のためのＳＣＲシステム用のコンピュータプログラムが提案され、このコンピュータプログラムは、電子制御ユニットまたは電子制御ユニットに接続された別のコンピュータに、請求項１〜１０のいずれかに記載されたステップを実行させるための、コンピュータ可読媒体上に格納されたプログラムコードを有する。
【００４６】
本発明の一態様では、前記コンピュータプログラムが電子制御ユニット上または電子制御ユニットに接続された別のコンピュータ上で実行される場合に、請求項１〜１０のいずれかに記載された方法ステップを実行するための、コンピュータ可読媒体上に格納されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品が提案される。
【００４７】
本発明による方法は、現存の自動車において実施することが容易である。本発明によるＳＣＲシステムに関する前記方法のためのソフトウエアは、車両の製造中に、車両の制御ユニットにインストールされてもよい。したがって、車両の購入者は、方法の機能をオプションとして選択する可能性を具備してもよい。代わりに、ＳＣＲシステムに関する革新的な方法を達成するためのプログラムコードを有するソフトウエアは、サービスステーションでアップグレードする際に、車両の制御ユニットにインストールされてもよく、この場合には、ソフトウエアは制御ユニット中のメモリにロードされてもよい。それゆえに、革新的な方法を実施することは、コスト効率が良い。ＳＣＲシステムに関する前記方法のためのプログラムコードを有するソフトウエアは、アップデートするまたは交換することが容易である。そのうえ、ＳＣＲシステムに関する前記方法のためのプログラムコードを有するソフトウエアの様々な部分は、互いに独立して交換されてもよい。このモジュール方式の構成は、メンテナンスの観点から有利である。
【００４８】
本発明のさらなる目的、利点、および新規な特徴は、以下の詳細から、および本発明を実施することによっても、当業者に明らかとなるであろう。本発明は以下で説明されるが、それは説明された特定の詳細に制限されないことに注目されるべきである。本明細書の教示にアクセスする専門家は、さらなる応用、変更および他の分野における合体を認識するであろうが、それらは本発明の範囲内にある。
【００４９】
本発明のより完全な理解および本発明のさらなる目的および利点のために、以下に並べられた詳細記述は添付図面と共に読まれるべきであり、これらの添付図面において、同一の参照表記は様々な図において類似の項目を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態による車両を概略的に例示した図である。
【図２】本発明の実施形態による、図１に描かれた車両用のサブシステムを概略的に例示した図である。
【図３】本発明の実施形態による、図１に描かれた車両用のサブシステムを概略的に例示した図である。
【図４ａ】本発明の実施形態による方法の概略的フローチャートである。
【図４ｂ】本発明の実施形態による方法のより詳細な概略的フローチャートである。
【図５】本発明の実施形態によるコンピュータを概略的に例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１には、車両１００の側面図が描かれている。例証された車両１００は、トラクタユニット１１０およびトレーラ１１２を有する。車両は、重い車両、例えばトラックまたはバスであってもよい。代わりに、車両は乗用車であってもよい。
【００５２】
本発明が、任意のＳＣＲシステムにおける応用に対して適切であり、かつ、それゆえに、自動車のＳＣＲシステムに制限されないことは、注目されるべきである。本発明の一態様による革新的方法および革新的装置は、ＳＣＲシステムを具備する他のプラットフォーム、例えば船舶、に良く適している。船舶は、任意の種類、例えばモーターボート、汽船、フェリーまたは大型船であってもよい。
【００５３】
本発明の一態様による革新的方法および革新的装置はまた、例えば、汎用機関および／またはエンジンを動力とする工業用ロボットを有するシステムにも良く適している。
【００５４】
本発明の一態様による革新的方法および革新的装置はまた、様々な種類の原動所に、例えばディーゼル発電機を有する発電所に良く適している。
【００５５】
革新的方法および革新的装置はまた、エンジンおよびＳＣＲシステムを有する任意のエンジンシステムに、例えば機関車またはいくつかの他のプラットフォームに良く適している。
【００５６】
革新的方法および革新的装置はまた、ＮＯＸ発生器およびＳＣＲシステムを有する任意のシステムに良く適している。
【００５７】
本明細書で説明される給送装置は、任意の給送装置であってもよく、かつ本明細書で説明されるような膜ポンプである必要はない。
【００５８】
ＳＣＲシステムの液体は、任意の還元剤、例えばアドブルーであってもよい。
【００５９】
用語「リンク」は本明細書では通信リンクのことを指し、これは光電子通信回線のような物理的接続であってもよく、またはワイヤレス接続、例えば無線リンクやマイクロ波リンクのような無形の接続であってもよい。
【００６０】
用語「ライン」は、本明細書では、流体、例えば液体形態にある還元体を、保持および運搬するための通路を指す。ラインは、任意の望ましいサイズのパイプであってもよい。ラインは、任意の適切な材料、例えばプラスチック、ゴムまたは金属で構成されてもよい。
【００６１】
用語「還元体」または「還元剤」は本明細書では、ＳＣＲシステム中のある放出物と反応するために使用される作用剤を指す。これらの放出物は、例えばＮＯＸガスであってもよい。用語「還元体」と「還元剤」は、本明細書では同義的に使用される。他の種類の還元体も、もちろん使用してもよい。アドブルーは本明細書で還元体の例として引用されるが、しかし専門家は、革新的な方法および革新的な装置は、革新的な方法に従ってソフトウエアコードを実行するための制御アルゴリズムにおいて、例えば選択された還元体に対して適切な凝固点に適応させるなどの必要な適応を条件として、他のタイプの還元体と共に利用可能である、ことを認識するであろう。
【００６２】
図２には、車両１００のサブシステム２９９が描かれている。サブシステム２９９は、トラクタユニット１１０に位置している。サブシステム２９９は、ＳＣＲシステムの一部分であってもよい。サブシステム２９９は、本例では、還元体を保持するように構成された容器２０５を有する。容器２０５は、適切な量の還元体を保持するのに適合しており、かつ必要に応じて補充することも可能である。容器は、例えば７５リットルまたは５０リットルの還元体を収容できるかもしれない。
【００６３】
第１ライン２７１は、容器２０５からポンプ２３０に還元体を導くのに適合している。ポンプ２３０は、任意の適切なポンプであってもよい。ポンプ２３０は、膜ポンプであってもよい。
【００６４】
ポンプはフィルタＦを具備する。フィルタＦは、ＳＣＲシステムの主フィルタであってもよい。１つのバージョンによれば、本発明で重要なのはフィルタＦである。
【００６５】
フィルタＦは、ＳＣＲシステムの保守の間にモニタリングポイントとしての役割を果たしうる適切な種類のフィルタである。本発明は、主フィルタＦに対する交換間隔を最適化することに関する。
【００６６】
本発明の一態様によれば、フィルタＦは、新しいフィルタと交換される代わりに清浄化される。したがって、障害の程度は、清浄化されたフィルタＦのろ過機能が、未使用のフィルタのろ過機能と実質的に同じであるという点において、最小にまで低減される。
【００６７】
１つのバージョンによれば、ＳＣＲシステム内で還元体をろ過するためのさらなるフィルタ（図示せず）が、必要に応じて設けられる。一例によれば、フィルタは、容器２０５における第１ライン２７１への入口に設けられてもよい。別の例によれば、フィルタは、ポンプ２３０への入口に設けられてもよい。さらなる例によれば、フィルタは、ポンプ２３０の下流に設けられてもよい。
【００６８】
本発明の一態様によれば、投与ユニット２５０を介して投与される還元剤の累積量に基づいて、フィルタＦを交換する必要性が決定される場合に、１つ以上のこれらのフィルタもまた、交換され、または清浄化されてもよい。
【００６９】
本発明の一態様によれば、投与ユニット２５０を介して投与される還元剤の累積量に基づいて、１つ以上のこれらのフィルタもまた、交換され、または清浄化されてもよい。
【００７０】
したがって、これらのさらなるフィルタの少なくとも１つは、フィルタＦが交換または清浄化を必要としているか否かによって、交換または清浄化される。これらのさらなるフィルタの少なくとも１つは、フィルタＦが交換され、または清浄化されるのと同時に、交換され、または清浄化されてもよい。
【００７１】
これらのさらなるフィルタは、相互に独立した所定の交換間隔を具備してもよく、その交換間隔はフィルタのタイプまたはそれらの他のいくつかの特性による。
【００７２】
図２を参照して説明される実施形態は、主フィルタをポンプ２３０の中に具備してはいるが、主フィルタＦがポンプ２３０に対して外側でＳＣＲシステム内に位置してもよいことは、注目されるべきである。
【００７３】
ポンプ２３０は、電動機によって駆動されるように構成されている。ポンプ２３０は、第１ライン２７１を介して容器２０５から還元体を引き出し、かつ第２ライン２７２を介して前記還元体を投与ユニット２５０に供給するように適合されている。投与ユニット２５０は電気的に制御された投与バルブを有し、この投与バルブによって排気システムに加えられる還元体の流動が制御され得る。ポンプ２３０は、第２ライン２７２中の還元体に加圧するように構成されている。投与ユニット２５０はチョークユニットを備えており、このチョークユニットに対して、還元体の前記圧力がサブシステム２９９の中で増大する。この圧力は、以下ではＳＣＲシステムの動作圧力と呼ばれる。
【００７４】
投与ユニット２５０は、車両１００の排気システム（図３参照）に前記還元体を供給するように適合されている。より具体的には、投与ユニット２５０は、制御された方法で、還元体の適切な量を車両１００の排気システムに供給するように適合されている。このバージョンでは、ＳＣＲ触媒（図示せず）は、還元体の供給が行われる排気システムにおけるある場所の下流に位置している。排気システムの中に供給される還元体の量は、望ましくない放出物の量を従来の方法で減少させるために、従来の方法でＳＣＲ触媒の中で使用されるように意図されている。
【００７５】
投与ユニット２５０は、例えば排気パイプに隣接して位置しており、この排気パイプは、車両１００の内燃機関（図示せず）からＳＣＲ触媒へ排気ガスを導くように設けられている。投与ユニット２５０は、車両１００の排気システムと熱的接触状態にある。このことは、例えば排気パイプ、消音器およびＳＣＲ触媒の中に蓄積された熱エネルギーが、したがって、投与ユニットへ移動され得ることを意味する。
【００７６】
投与ユニット２５０は、制御ユニット２００との通信を処理するのに適合した電子制御カードを有する。投与ユニット２５０はまた、プラスチックおよび／またはゴムの部品を有するが、それらは溶融する可能性がある、または溶融しなくても、あまりに高い温度によって不利な影響を受ける可能性がある。
【００７７】
投与ユニット２５０は、ある一定の値、例えば１２０℃を超える温度に対して敏感である。例えば車両１００の排気パイプ、消音器およびＳＣＲ触媒はこの温度値を超えるので、それに対して冷却が施されない場合、車両の動作中または動作後に投与ユニットが過熱するかもしれないというリスクがある。部分的にまたは完全に閉塞しつつある、上述の主フィルタＦは、投与ユニット２５０に対して冷却効果を低減させることになるかもしれず、このことは、あまりに高い温度に関連した前記不都合につながる。
【００７８】
第３ライン２７３は、投与ユニット２５０と容器２０５との間に延びている。第３ライン２７３は、投与ユニット２５０を介して投与されてこなかった還元体の一部を容器２０５に逆に導くように意図されている。この構成によって、結果として投与ユニット２５０の有利な冷却が行われる。したがって、還元体の流動が投与ユニット２５０を通り、ポンプ２３０から容器２０５へと汲み上げられる時、投与ユニット２５０は還元体の流動によって冷却される。
【００７９】
第１冷却液ライン２８１は、車両１００のエンジン用の冷却液を保持し、かつ運搬するように適合されている。第１冷却液ライン２８１は、還元体が冷却されている場合、その中で還元体を温めるために、部分的に容器２０５の中に位置している。この例では、第１冷却液ライン２８１は、車両１００のエンジンによって温められたラジエータ液体を、ポンプ２３０および第２ラジエータ液体ライン２８２を介して、容器２０５を通る閉路の中でエンジンへと逆に導くように適合されている。１つのバージョンによれば、図２に概略的に描かれているように、第１ラジエータ液体ライン２８２は、容器２０５の中に位置する実質的にＵ字型の部分で構成されている。還元体があまりに低い温度にあるために望み通りに機能しない場合、この構成によって、容器２０５の中の還元体の温熱の改善が達成される。第１冷却液ライン２８１が、任意の適切な構成であってもよいことは、注目されるべきである。還元体が所定の値を超える温度にある場合、ラジエータ液体による還元体の温熱は自動的に停止される。
【００８０】
第１制御ユニット２００は、リンク２９３を介して圧力センサ２２０と通信するように構成されている。圧力センサ２２０は、センサが取り付けられている場所での還元体の実勢圧力を検出するように適合されている。圧力センサ２２０は、ＳＣＲシステムの実勢動作圧力を検出するように適合されている。このバージョンによれば、ポンプ２３０の下流の還元体の動作圧力を測定するために、圧力センサ２２０は第２ライン２７２に隣接して位置している。圧力センサ２２０は、還元体の実勢圧力についての情報を含む信号を第１制御ユニット２００に連続的に送るように適合されている。
【００８１】
第１制御ユニット２００は、リンク２９２を介したポンプ２３０と通信するように構成されている。第１制御ユニット２００は、サブシステム２９９内の還元体の流動を調節するために、ポンプ２３０の動作を制御するように適合されている。第１制御ユニット２００は、関連する電動機を調節することによって、ポンプ２３０の動作電力出力を制御するように適合されている。
【００８２】
第１制御ユニット２００は、投与ユニット２５０から容器２０５へのリターン流を決定するように適合されている。本発明の一態様によれば、これによって、戻される投与されなかった還元体の量に基づいて、主フィルタＦを交換する必要性を決定することが可能になる。本発明の一態様によれば、主フィルタＦを交換する必要性を決定するために、投与された還元体の累積量を表す値と比較される所定の値は、戻される投与されなかった還元体について決定された量に基づいて、選択され、および／または変更される。
【００８３】
第１制御ユニット２００は、リンク２９１を介しての投与バルブと通信するように構成されている。第１制御ユニット２００は、例えば車両１００の排気システムへの還元体の供給を調節するために、投与ユニット２５０の動作を制御するように適合されている。第１制御ユニット２００は、投与ユニット２５０の動作を制御するように適合されている。
【００８４】
第１制御ユニット２００は、投与される還元体の累積量を連続的に決定するように適合されている。これは、様々な方法で行うことができる。
【００８５】
１つのバージョンによれば、革新的方法の一態様によるＳＣＲシステムの主フィルタＦを交換する必要性を決定するための基準として、第１制御ユニット２００は、圧力センサ２２０の領域に隣接する還元体の実勢圧力を含む受領信号を使用するように適合されている。この例によれば、第１制御ユニットは、その間に還元体の投与が行われた多くの時間期間を制御するために使用されてきた情報を使用する。投与ユニットに隣接する還元体の投与時間および実勢圧力はそれゆえに知られているので、投与される還元体の累積量は第１制御ユニット２００によって決定され得る。
【００８６】
第２制御ユニット２１０は、リンク２９０を介した第１制御ユニット２００と通信するように構成されている。第２制御ユニット２１０は、第１の制御ユニット２００に取り外し可能に接続されてもよい。第２制御ユニット２１０は、車両１００に対して外側の制御ユニットであってもよい。第２制御ユニット２１０は、本発明による革新的方法のステップを実行するように適合されている。第２制御ユニット２１０は、第１制御ユニット２００に対してソフトウエアを、特に革新的方法を適用するためのソフトウエアをクロスロードするために使用されてもよい。代わりに、第２制御ユニット２１０は、車両における内部ネットワークを介した第１制御ユニット２００と通信するように構成されてもよい。第２制御ユニット２１０は、例えば投与ユニット２５０での還元体の実勢圧力を含む受領信号に基づいて、第１制御ユニット２００に実質的に類似の機能を実行することに適合してもよい。革新的な方法は、第１制御ユニット２００または第２制御ユニット２１０によって、もしくは第１制御ユニット２００と第２制御ユニット２１０の両方によって適用されてもよい。
【００８７】
図３には、投与ユニット２５０を組み込むサブシステムが例示されている。そこには、第２ライン２７２および第３ライン２７３が描かれている。
【００８８】
このバージョンでは、投与ユニット２５０は、第３ライン２７３と流動連通状態にあるライン３４１における還元体の実勢圧力を測定することに適合した内蔵の圧力センサ３４０を具備する。圧力センサ３４０は、投与ユニット２５０中の還元体の実勢圧力についての情報を含む信号を、リンク２９４を介して第１制御ユニット２００に連続的に送るように適合されている。
【００８９】
第１制御ユニット２００は、リンク２９５を介した投与ユニット３５０と通信するように構成されている。投与ユニット３５０はピン３６０を備えている。ピン３６０は、ＳＣＲシステムの排気パイプ３１０の中でスライドするように構成されており、この排気パイプ３１０は、エンジンからＳＣＲシステムの周囲へ排気ガスを導くように適合されている。投与ユニット３５０は、リンク２９５を介して第１制御ユニット２００から受領された信号を、投与ユニット２５０に給送された還元体を排気パイプ３１０中に投与することを達成するために、ピン３６０をピンの長手方向に移動させるための基準として、使用するように適合されている。
【００９０】
図３を参照して例示されたサブシステムは、投与ユニット２５０中の還元体の温度を連続的に決定することに適合した温度センサ３８０を有する。温度センサ３８０は、リンク３８１を介した第１制御ユニット２００と通信するように構成されている。温度センサ３８０は、ＳＣＲシステムにおける還元体の実勢温度についての情報を含む信号を、第１制御ユニット２００に連続的に送るように適合されている。本発明の一態様によれば、第１制御ユニット２００は、還元体の実勢温度に基づいて、投与された還元体の累積量を決定するように適合されている。還元体の様々な特性、例えば体積および粘度、は温度依存的であるので、投与される還元体の温度は、投与された還元体の累積量をより正確に決定するために使用され得る。前記温度センサ３８０はＳＣＲシステムの中の任意の適切な場所に位置してもよく、かつ必ずしも投与ユニット２５０の中に位置しなくてもよいことは注目されるべきである。
【００９１】
別の実施形態によれば、投与ユニット２５０は、排気パイプ３１０中に投与される還元体の部分に対する実勢の質量流量を連続的に決定するための流量センサ（図示せず）を有する。この流量センサは、排気パイプ３１０中に投与される還元体の部分に対する実勢の質量流量についての情報を含む信号を、リンクを介して第１制御ユニット２００に連続的に送るように適合されている。本発明の一態様によれば、したがって、第１制御ユニット２００は、投与ユニット２５０の投与された還元体の累積量を連続的に決定するように適合されている。
【００９２】
本発明の一態様によれば、圧力センサ（図示せず）は、排気パイプ３１０の中に設けられる。この圧力センサは、リンクを介しての第１制御ユニット２００と通信するように構成される。この圧力センサは、排気パイプ３１０中の実勢排気圧力についての情報を含む信号を、第１制御ユニット２００に連続的に送るように適合されている。第１制御ユニット２００は、第３ライン中の還元体と前記排気パイプ３１０の排気流との間の差動圧力に基づいて、投与された還元体の累積量を決定するように適合されている。
【００９３】
本発明の実施形態によれば、図４ａには排気清浄化用ＳＣＲシステムに関する方法のフローチャートが概略的に例示されており、これによって液体は給送装置に供給され、この給送装置を介して液体は次にＳＣＲシステムの消費ポイントで投与ユニットに供給される。その方法は、第１ステップｓ４０１を有する。ステップｓ４０１は、投与ユニットを介して投与された液体の累積量を連続的に決定するステップを有する。ステップｓ４０１はまた、投与された液体の前記累積量に基づいて、前記液体用のフィルタユニットの交換または清浄化の必要性を決定するステップを有する。ステップｓ４０１はさらに、給送装置によって供給された液体の少なくとも一部分を投与するステップと、投与されなかった液体が前記給送装置に供給されることが可能となるよう、投与されなかった液体をリターン流中に戻すステップと、を有する。その方法は、ステップｓ４０１の後に終了する。
【００９４】
本発明の実施形態によれば、図４ｂには排気清浄化用ＳＣＲシステムに関する方法のフローチャートが概略的に例示されており、これによって還元剤は給送装置に供給されるが、この給送装置を介して還元剤は次にＳＣＲシステムの消費ポイントで投与ユニットに供給される。
【００９５】
この方法は、第１ステップｓ４１０を有する。ステップｓ４１０は、投与された還元剤の累積量を連続的に決定するステップを有する。これは、様々な可能な方法で行うことができる。一例において、投与された還元剤の累積量は、ＳＣＲシステムの排気システム中に投与される還元体の質量流量を測定することに適合した流量センサによって決定されてもよい。別の例において、投与された還元剤の累積量は、例えば第１制御ユニット２００によって計算されてもよい。これらの計算は、前記還元剤がＳＣＲシステムの排気システム中に投与されている際、少なくとも１つの時間期間の間での、投与ユニット２５０での還元体の圧力に基づいてもよい。代わりに、これらの計算は、還元体の実勢温度および／または、投与ユニット２５０中の還元体と前記ＳＣＲシステムの排気流との間の差動圧力に基づいてもよい。ステップｓ４１０の次にステップｓ４２０が続く。
【００９６】
方法ステップｓ４２０は、投与された還元剤の累積量に基づいて、前記液体用フィルタＦの交換または清浄化の必要性を決定するステップを有する。必要性を決定するステップは、投与された還元剤の累積量を表す値を所定の値と比較することによって実行されてもよい。１つのバージョンにおいては、投与された還元剤の累積量を表す値が所定の値を超える場合、フィルタＦの交換または清浄化の必要性が決定される。別のバージョンにおいては、投与された還元剤の累積量を表す値が所定の範囲以内にある場合、フィルタＦの交換または清浄化の必要性が決定される。この所定の範囲は、本発明が適用される特別な種類のＳＣＲシステムに基づいて選択されてもよい。ステップｓ４２０の次にステップｓ４３０が続く。
【００９７】
方法ステップｓ４３０は、ＳＣＲシステムのフィルタＦを直ちに交換するまたは清浄化することが適切か否か、または交換をしばらくの間待つことができるか否か、を決定するステップを有する。ステップ４３０は、先立つステップｓ４２０に基づいて実行される。フィルタＦを交換することが適切でない場合には、ステップｓ４１０が再び実行される。フィルタＦを交換することが適切な場合には、続くステップｓ４４０が実行される。
【００９８】
方法ステップｓ４４０は、ＳＣＲシステムのフィルタＦが交換する時期になっている場合、例えばＳＣＲシステムのオペレータに通知するための表示構成を起動するステップを有する。様々な種類の表示構成は、上述されている。ステップｓ４４０の次にステップｓ４５０が続く。
【００９９】
方法ステップｓ４５０は、前記ＳＣＲシステムのフィルタＦを手動で交換、または清浄化するステップを有する。フィルタＦが対応する新しくしかも未使用のフィルタＦに交換された後、または現存のフィルタＦが清浄化された後、投与された還元剤の累積量を表す値はゼロとされてもよい。これは、例えば第１制御ユニット２００に作用することによって、行われてもよい。投与された還元剤の累積量を表す値がゼロとされた後、そのカウントは、新しいまたは清浄化されたフィルタＦに対する交換間隔を最適化するために、再開されてもよい。その方法は、ステップｓ４５０の後に終了する。
【０１００】
図５は、装置５００の１つのバージョンの図である。図２を参照して説明された制御ユニット２００および２１０は、１つのバージョンにおいて、装置５００を有してもよい。装置５００は、不揮発性メモリ５２０、データ処理ユニット５１０および読み出し／書き込みメモリ５５０を有する。不揮発性メモリ５２０は第１メモリ素子５３０を具備するが、第１メモリ素子５３０の中には、装置２００の機能を制御するためのコンピュータプログラム、例えばオペレーティングシステムが格納されている。装置５００は、バスコントローラ、シリアル通信ポート、Ｉ／Ｏ手段、Ａ／Ｄコンバータ、日時入力および転送ユニット、イベントカウンタおよび割込み制御装置（図示せず）をさらに有する。不揮発性メモリ５２０はまた、第２メモリ素子５４０を具備する。
【０１０１】
コンピュータプログラムＰが提供され、それは投与ユニットを介して投与された液体の累積量を連続的に決定するためのルーチンを有する。コンピュータプログラムＰは、投与された液体の前記累積量に基づいて、前記液体用フィルタユニットの交換または清浄化の必要性を決定するためのルーチンを有する。コンピュータプログラムＰは、給送装置によって供給された液体の少なくとも一部分を投与するためのルーチンを有するが、その一方で、投与されなかった液体は投与ユニットからリターン流に戻されて、投与されなかった液体が前記給送装置に再び供給されることが可能となっている。プログラムＰは、投与された液体の累積量を表す値を所定の値と比較することによって、その必要性を決定するためのルーチンを有する。プログラムＰは、戻される投与されなかった液体の量に基づいて、その必要性を決定するためのルーチンを有する。プログラムＰは、メモリ５６０および／または読み出し／書き込みメモリ５５０に実行可能な形式または圧縮された形式で格納されてもよい。
【０１０２】
データ処理ユニット５１０がある機能を実行することが述べられる場合、それは、データ処理ユニット５１０が、メモリ５６０に格納されたプログラムのある部分、または読み出し／書き込みメモリ５５０に格納されたプログラムのある部分を実行する、ことを意味する。
【０１０３】
データ処理ユニット５１０は、データバス５１５を介してデータポート５９９と通信できる。不揮発性メモリ５２０は、データバス５１２を介してデータ処理ユニット５１０と通信することが意図されている。分離メモリ５６０は、データバス５１１を介してデータ処理ユニット５１０と通信することが意図されている。読み出し／書き込みメモリ５５０は、データバス５１４を介してデータ処理ユニット５１０と通信するように構成されている。リンク２９０、２９１、２９２、２９３、２９４および２９５は、例えばデータポート５９９に接続されてもよい（図２および図３参照）。
【０１０４】
データがデータポート５９９上で受領された時、データは第２メモリ素子５４０に一時的に格納される。受領された入力データが一時的に格納された時、データ処理ユニット５１０は、上述のやり方でコード実行を達成する準備ができるであろう。１つのバージョンにおいては、データポート５９９上で受領された信号は、投与ユニット２５０の中の、または投与ユニット２５０に隣接する還元体の実勢温度についての情報を含む。１つのバージョンにおいては、データポート５９９上で受領された信号は、投与ユニット２５０の中の、または投与ユニット２５０での還元剤の実勢圧力についての情報を含む。１つのバージョンにおいては、データポート５９９上で受領された信号は、ＳＣＲシステムの排気システム中に投与される、投与ユニット２５０の還元体に対する実勢の質量流量についての情報を含む。データポート５９９上で受領された信号は、ＳＣＲシステムの投与された還元体の累積量を計算するために、装置５００によって使用されてもよい。データポート５９９上で受領された信号は、ＳＣＲシステムの投与された還元体の前記計算された累積量に基づいて、前記液体用のフィルタユニットの交換または清浄化の必要性を決定するために、装置５００によって使用されてもよい。
【０１０５】
本明細書に記載された方法の部分は、メモリ５６０または読み出し／書き込みメモリ５５０に格納されたプログラムを実行させるデータ処理ユニット５１０を使用することで、装置５００によって達成されてもよい。装置５００がプログラムを実行させる時、本明細書で説明された方法が実行される。
【０１０６】
本発明の好ましい実施形態の先の記述は、例証的かつ記述的な目的のために提供される。それは網羅的であることを意図したものではなく、本発明を説明された変形例に制限することを意図したものでもない。多くの変更例および変形例が、当業者によって示唆されるのは明らかであろう。実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用を最も良く説明するために選択されかつ説明されてきたが、それによって、様々な実施形態に対して、および意図された使用法に適切な様々な変更例に関して、専門家が本発明を理解することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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