(57)【要約】      （修正有）【課題】ＳＣＲ触媒システムの調量モジュール内の還元剤の調量エラーを検知するための方法に関する。【解決手段】まず最初に、調量弁が閉鎖２００される。システム内の第１の圧力値ｐ１において、フィードポンプが遮断接続２０１され、次いで戻し管路のフローバルブの第１の圧力比の測定２０２が行われる。次いで、フィードポンプは、システム内の圧力ｐが再び第１の圧力値ｐ１に達して２０４、フィードポンプの新たな遮断接続２０５が行われるまで、再び作動接続２０３される。それと同時にまたはそれに続いて、調量弁が開放２０６され、戻し管路および調量弁のフローバルブの第２の圧力比の新たな測定２０７が行われる。最後に、前記２つの圧力比の比率Ｖが演算２０９され、それに基づいて、調量弁を通る実際の体積流量が検査２１０される。【選択図】図２
2018031368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＣＲ触媒システムの、調量弁（１３１）およびフローバルブ（１３２）を有する調量モジュール（１３０）内で還元剤の調量エラーを検知するための方法において、前記ＳＣＲ触媒システムが、フィードポンプ（１１１）を備えたフィードモジュール（１１０）と戻し管路（１６０）とを有していて、該戻し管路（１６０）内に、この戻し管路（１６０）の有効横断面（Ａｅｆｆ）を変えるフローバルブ（１６１）が配置されており、前記方法は、
前記調量弁（１３１）が閉鎖（２００）されたときに、前記システム（１００）内の第１の圧力値（ｐ１）で前記フィードポンプ（１１１）を遮断接続（２０１）するステップと、
前記戻し管路（１６０）の前記フローバルブ（１６１）の第１の圧力比（β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ）を測定（２０２）するステップと、
前記フィードポンプ（１１１）を作動接続（２０３）するステップと、
前記システム（１００）内の圧力（ｐ）が再び前記第１の圧力値（ｐ１）に達したときに（２０４）、前記フィードポンプ（１１１）を遮断接続（２０５）するステップと、
前記圧力（ｐ）が第２の圧力値（ｐ２）に低下するまで、前記調量弁（１３１）を開放（２０６）するステップと、
前記調量弁（１３１）が開放したときに、前記戻し管路（１６０）および前記調量弁（１３１）の前記フローバルブ（１６１）の第２の圧力比（β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶ）を測定（２０７）するステップと、
前記２つの圧力比（β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ，β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶ）の比率（Ｖ）を演算（２０９）するステップと、
前記比率（Ｖ）を用いて前記調量弁（１３１）を通る実際の体積流量（ＱＤＶ）を検査（２１０）するステップと、
を有している、調量エラーを検知するための方法。
【請求項２】
ＳＣＲ触媒システムの、調量弁（１３１）およびフローバルブ（１３２）を有する調量モジュール（１３０）内で還元剤の調量エラーを検知するための方法において、前記ＳＣＲ触媒システムが、フィードポンプ（１１１）を備えたフィードモジュール（１１０）と戻し管路（１６０）とを有していて、該戻し管路（１６０）内に、この戻し管路（１６０）の有効横断面（Ａｅｆｆ）を変えるフローバルブ（１６１）が配置されており、前記方法は、
前記調量弁（１３１）が閉鎖（３００）されたときに、前記システム（１００）内の第１の圧力値（ｐ１）で前記フィードポンプ（１１１）を遮断接続（３０１）するステップと、
前記戻し管路（１６０）の前記フローバルブ（１６１）の第１の圧力比（β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ）を測定（３０２）するステップと、
前記フィードポンプ（１１１）を作動接続（３０３）するステップと、
前記システム（１００）内の圧力（ｐ）が再び前記第１の圧力値（ｐ１）に達したとき（２０４）に、前記調量弁（１３１）を開放（３０５）するステップと、
前記フィードポンプ（１１１）を遮断接続（３０６）するステップと、
前記調量弁（１３１）が開放したときに、前記戻し管路（１６０）および前記調量弁（１３１）の前記フローバルブ（１６１）の第２の圧力比（β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶ）を測定（３０７）するステップと、
前記２つの圧力比（β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ，β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶ）の比率（Ｖ）を演算（３０９）するステップと、
前記比率（Ｖ）を用いて前記調量弁（１３１）を通る実際の体積流量（ＱＤＶ）を検査（３１０）するステップと、
を有している、調量エラーを検知するための方法。
【請求項３】
前記フィードポンプ（１１０）を、このフィードポンプが回転式のフィードポンプ（１１０）であれば、前記２回の測定（２０２，２０７；３０２，３０７）時に同じ回転角度（ω）で停止（２０１，２０５；３０１，３０６）させ、前記フィードポンプ（１１０）がリニア駆動式のフィードポンプであれば、前記２回の測定（２０２，２０７；３０２，３０７）前に同じストロークだけ移動させる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記戻し管路（１６０）の有効横断面（Ａｅｆｆ）を変える、前記戻し管路内の前記フローバルブ（１６１）がオリフィス（１６１）である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記戻し管路の有効横断面（Ａｅｆｆ）を変える、前記戻し管路（１６０）内のフローバルブ（１６１）が、絞りである、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記圧力比が平均的な相対圧力比（β−）である、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記圧力比が平均的な絶対圧力比である、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
還元剤の衝撃が避けられる程度に、前記フィードポンプ（１１１）をゆっくりと遮断接続し、かつ前記調量弁（１３１）をゆっくりと開放させることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記圧力比（β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶ，β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶ）の測定（２０７；３０７）時に、追加的な調量量を調量プログラムで考慮（２１１；３１１）することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータプログラムにおいて、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法の各ステップを実施するために設計されている、コンピュータプログラム。
【請求項１１】
機械読み取り可能な記憶媒体において、該記憶媒体に請求項１０記載のコンピュータプログラムが記憶されている、機械読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１２】
電子制御装置（１５０）において、該電子制御装置（１５０）が、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法によってＳＣＲ触媒システムで還元剤の調量エラーを検知するように設計されている、電子制御装置（１５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＣＲ触媒システムのフィードモジュール内の還元剤の調量エラーを検知するための方法に関する。また本発明は、計算機で実施されるときに、本発明による方法の各ステップを実行するコンピュータプログラム、並びにこのコンピュータプログラムを記憶する機械読み取り可能な記憶媒体に関する。さらに本発明は、本発明による方法を実施するために設計された電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、排気ガスを後処理する際に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元するために、ＳＣＲ法（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：選択触媒還元法）が使用される。ＳＣＲ法は重点的に自動車に使用される。この場合、商業的にはＡｄＢｌｕｅ（Ｒ）としても公知である尿素水溶液（ＨＷＬ）が、酸素含有量の多い排気ガスに加えられる。このために、ＨＷＬを排気ガス流に噴霧するためのノズルを有する調量モジュールが使用される。さらに、調量モジュールを通過する流れを制御することができる調量弁が実装されている。ＳＣＲ触媒システム内でＨＷＬがアンモニアに反応し、次いでアンモニアが窒素酸化物と結合し、その結果、水と窒素が発生する。ＨＷＬはフィードモジュールを介してタンクから調量モジュールにポンプで供給される。追加的に、フィードモジュールは戻し管路を介してタンクに接続されているので、余剰のＨＷＬは戻し案内され得る。戻し管路内のオリフィスまたは絞りが戻し流を制御する。
【０００３】
排気ガス中へのＨＷＬの供給量は、ＳＣＲ触媒システムの機能形式に影響を及ぼす。従って、ＨＷＬの調量エラーは窒素酸化物排出に影響する。
【０００４】
特許文献１は、ＳＣＲ触媒システムの調量装置の量的公差を減少させるための方法に関する。劣化に基づいて、調量装置内で試薬剤調量時にエラーが発生する。このようなエラーは、還元剤の過剰調量および過少調量の形で現れ、ひいてはエミッション限界を侵害することになる。前記方法によって、要求された目標量と調量された実際量との間の誤差を検知して、この誤差を制御装置の相応の制御に関連して考慮し、次いで調量量を調量ポンプの制御間隔に関連して修正することができる。この方法の基本的な考え方は、試薬剤吐出管路内の、例えば調量ポンプと調量ノズルとの間で試薬剤の質量流量を検出する、という点にある。
【０００５】
特許文献２は、ＳＣＲ触媒システムのための液圧式のフィードおよび調量システムを運転するための方法に関する。必要に応じて調量するために、このようなシステムのフィードポンプは、タンクから所望の若しくは必要な量の試薬剤溶液を送り出す。試薬剤溶液はライン圧力範囲内で吐出管路内に供給され、単数または複数の調量弁を有していてよい調量ユニットを介して排ガス管路内に噴霧される。従ってこのシステムは、所定のライン圧力または予め規定可能なライン圧力範囲内で運転されなければならない。この方法では、システム内での圧力形成中に既に圧力変動が妥当化され、この際に、概ね連続的な圧力上昇が検出可能であるかどうかが検査されるようになっている。つまり、圧力形成が連続的に監視されかつ評価されるので、システム内のエラーが非常に迅速に検知され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９００００６１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１３２１８５５３号明細書
【発明の概要】
【０００７】
ＳＣＲ触媒システムのフィードモジュール内の還元剤の調量エラーを検知するための方法が開示される。このＳＣＲ触媒システムは、流れ抵抗を有する調量弁と、前記フィードモジュール内のフィードポンプと、フィードモジュールと還元剤タンクとの間の戻し管路とを有している。戻し管路内にフローバルブが配置されており、このフローバルブは、部分的な流れ抵抗を提供し、それによって戻し管路の有効横断面を変化させる。例えばこのフローバルブは、戻し管路内に配置されたオリフィスまたは絞りであってよい。
【０００８】
この方法は、次のステップを有している。出発点として、閉鎖された調量弁が用いられる。調量弁が例えば調量要求に基づいて開放されているべきであれば、調量弁は初めに閉鎖される。システム内に第１の圧力値に応じた圧力が支配していれば、フィードポンプは遮断接続される。還元剤は戻し管路およびフローバルブを通って流れ、これによってシステム内の圧力は低下される。この際に、戻し管路のフローバルブのこのような圧力比が測定される。次いでフィードポンプは再び作動接続され、それによってシステム内に新たに圧力が形成される。
【０００９】
以下に動的と称呼されるケースにおいて、システム内の圧力が新たに第１の圧力値に達すると直ちに、フィードポンプが再び遮断接続され、それと同時にまたはそれに続いて調量弁が開放される。この際に調量弁は、圧力が第２の圧力値に低下するまで、開放維持される。選択的に、このプロセスは、以下に静的と称呼されるケースにおいて逆転して行われ、調量弁がフィードポンプの遮断接続前に既に開放される。両ケースにおいて、還元剤は、前と同じ形式で、フローバルブの戻し管路も、また調量弁も通って流れる。次いで、調量弁が開放されているときに、第２の圧力比が測定される。
【００１０】
このプロセスの開示された連続は、本発明の保護範囲に限って効果があるというものではない、ことを指摘しておく。むしろ、実行された測定の連続は、その前提が満たされている限り、つまり、１つの測定時に調量弁が閉鎖されていて、相応に別の測定時に調量弁が開放されているという前提が満たされている限り、任意であるとみなされてよい。しかも、２つの測定は同じ圧力で開始され、フィードポンプは２つの測定中に遮断接続されている。
【００１１】
最後に２つの圧力比の比率が演算される。その結果から、調量弁を通過する還元剤の実際の体積流量が算出され、検査される。
【００１２】
特に好適には、フィードポンプは、このフィードポンプが回転式のフィードポンプであれば、２つの圧力比の測定時に、それぞれ同じ回転角度で停止させ、フィードポンプがリニア駆動式のフィードポンプ、例えばマグネットを有する往復動ポンプであれば、このフィードポンプが遮断接続の前に同じストローク、好適な形式で全ストロークを実施するように、遮断接続される。これによって、２つの圧力比の比率の演算時に、フィードポンプに関するアーチファクトが低減され、それによってこの比率からより正確な判断が得られる。
【００１３】
特に好適には、戻し管路の有効横断面を変える、戻し管路内のフローバルブが調量モジュール内のフローバルブに相当する。それによって、２つの圧力比の比率と、戻し管路と調量弁との間の有効横断面の比率とが一致する、という利点が得られる。
【００１４】
好適な形式で、圧力比の演算のために、平均的な相対圧力比が使用される。オプション的に、圧力比の演算のために、概ね平均的な絶対圧力比が使用されてよい。２つのケースにおいて、この方法の公差を小さくするために、圧力比は使用された圧力範囲に亘って平均化される。圧力比は、オリフィスの場合のための圧力の乗根に比例する。従って、好適には平均的な相対圧力比のための平均化において重み係数が発生する。平均的な絶対圧力比を使用した場合、重み係数は省略され、それによって追加的な数値的な公差が発生し得る。
【００１５】
本発明の発展形態によれば、フィードポンプは、ゆっくりと、標準的には１００ｍｓ乃至３００ｍｓ以内に遮断接続され、調量弁はゆっくりと、同様に標準的には１００ｍｓ乃至３００ｍｓ以内に開放される。正確な時間はシステム特性に基づいていて、例えば衝撃に基づく圧力変動ができるだけ避けられるように、選定されている。
【００１６】
オプション的に、圧力比の測定時に調量弁を通って流れる追加的な調量量が、別の調量プログラムにおいて考慮される。これによって、量の誤差はこの方法に基づいて減少され得る。
【００１７】
コンピュータプログラムは、特にこれが計算機または制御装置で実行されるときに、この方法の各ステップを実施するために設計されている。コンピュータプログラムは、構造的な変更を行う必要なしに、従来の電子制御装置でこの方法を実現することを可能にする。このために、このコンピュータプログラムは、機械読み取り可能な記憶媒体に記憶されている。
【００１８】
コンピュータプログラムを従来の電子制御装置で実行することによって、ＳＣＲ触媒システムのフィードモジュール内における還元剤の調量エラーを検知するために設計された本発明による電子制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による方法の一実施例を用いて調量エラーを検知することができる、ＳＣＲ触媒システムの還元剤フィードシステムの概略図である。
【図２】本発明による方法の一実施例のフローチャートである。
【図３ａ】本発明の方法の一実施例による圧力時間線図であり、この場合、調量弁は動的なケースで遮断されている。
【図３ｂ】本発明の方法の一実施例による圧力時間線図であり、この場合、調量弁は動的なケースでフィードポンプの遮断接続後に開放されている。
【図４ａ】調量弁が遮断されていない動的なケースのための、本発明による方法の一実施例による、閉じられたおよび開放された調量弁における平均的な圧力比の経時変化の線図である。
【図４ｂ】調量弁が部分的に遮断されている動的なケースのための、本発明による方法の別の実施例による、閉じられたおよび開放された調量弁における平均的な圧力比の経時変化の線図である。
【図５】本発明による方法の別の実施例のフローチャートである。
【図６】本発明による方法の一実施例による、圧力時間線図であり、この場合、調量弁が静的なケースでフィードポンプの遮断接続前に開放されている。
【図７ａ】調量弁が遮断されていない静的なケースのための、本発明による方法の一実施例による、閉鎖されたおよび開放された調量弁における平均的な圧力比の経時変化の線図である。
【図７ｂ】調量弁が部分的に遮断されている静的なケースのための、本発明による方法の別の実施例の、閉鎖されたおよび開放された調量弁における平均的な圧力比の経時変化の線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面に示した本発明の実施例を以下に詳しく説明する。
【００２１】
ＳＣＲ触媒システム（図示せず）の還元剤フィードシステム１００が図１に示されている。還元剤フィードシステム１００はフィードモジュール１１０を有していて、このフィードモジュール１１０は回転式のフィードポンプ１１１を有しており、このフィードポンプ１１１は、還元剤を還元剤タンク１２０から高圧管路１２１を介して調量モジュール１３０に供給するように構成されていて、ここで還元剤は図示していない排ガス管路内に噴射される。追加的に調量モジュール１３０は、開放または閉鎖されていてよい調量弁１３１と、調量モジュール１３０への還元剤流を制御して、調量モジュール１３０を通る還元剤の体積流量ＱＤＶを変えるオリフィス１３２とを有している。さらに、還元剤フィードシステム１００内に圧力センサ１４０が配置されていて、フィードモジュール１１０と調量モジュール１３０との間の圧力ｐを所定の時間にわたって測定するために設計されている。電子制御装置１５０が圧力センサ１４０に接続されていて、この圧力センサ１４０からシステム１００内の圧力ｐに関する情報を受信する。しかも、電子制御装置１５０は、フィードポンプ１１１並びに調量モジュール１３０および調量弁１３１を含むフィードモジュールに接続されていて、これらを制御することができる。
【００２２】
さらに、還元剤フィードシステム１００は戻し管路１６０を有していて、この戻し管路１６０によって、還元剤がこのシステムから還元剤タンク１２０へ戻し案内される。この戻し管路１６０内にオリフィス１６１が配置されていて、このオリフィス１６１が部分的な流れ抵抗を提供し、戻し管路１６０の有効横断面Ａｅｆｆを縮小する。
【００２３】
戻し管路１６０を通過する還元剤の体積流量ＱＲＬは、オリフィス１６１によって調整され、オリフィスのための、以下に記載する流量法則を用いて算出される：
【数１】
2018031368.tif 000003
この式中、Ａｅｆｆは、前述のように、オリフィス１６１の有効横断面であって、ρは還元剤の密度、Δｐはオリフィス１６１の上流と下流との圧力差である。体積流量ＱＲＬは、圧力差Δｐの乗根に依存することを指摘しておく。
【００２４】
調量モジュール１３０内のオリフィス１３２および戻し管路１６０内のオリフィス１６１は機能的に同じ作用を有していて、調量モジュール１３０内のオリフィス１３２は、前記式１に類似して、戻し管路１６０内のオリフィス１６１が戻し管路１６０を通過する体積流量ＱＲＬに影響を及ぼすのと同じ形式で、調量弁１３１を通過する体積流量ＱＤＶの流過特性に影響を及ぼす。
【００２５】
別の実施例では、調量モジュール１３０内および戻し管路１６０内にフローバルブとして絞りが配置されていてよい。この場合、戻し管路１６０を通る体積流量ＱＲＬは絞りのための流量法則を用いて算出される。この場合、体積流量ＱＲＬは圧力差Δｐに比例する。ここでも、２つの絞りは機能的に同じ作用を有していて、体積流量ＱＤＶおよびＱＲＬの流過特性に同じ形式で影響を及ぼす
【００２６】
調量モジュール１３０内での還元剤の調量を算出するために、調量弁１３１を通る還元剤の体積流量ＱＤＶが考慮される。以下に、システム１００内の圧力ｐの変化と体積流量Ｑとの間の関係が示される。算出のために、以下のような、圧力の経時変化ｄｐ（ｔ）／ｄｔから得られる相対圧力比βを用いた。
【数２】
2018031368.tif 000004
【００２７】
圧力の経時変化ｄｐ（ｔ）／ｄｔは、式３による剛性κおよび体積の経時変化ｄＶ（ｔ）／ｄｔを用いて、式４によって計算される。
【数３】
2018031368.tif 000005
【数４】
2018031368.tif 000006
【００２８】
連続の方程式（式５）に従って、全体積流量Ｑｇｅｓによる体積の経時変化ｄＶ（ｔ）／ｄｔが生じる。戻し管路１６０内のオリフィス１６１だけが開放されている場合、全体積流量Ｑｇｅｓは、オリフィス１６１を通過する体積流量ＱＲＬに相当する。
【数５】
2018031368.tif 000007
【００２９】
オリフィス１６１を通過する体積流量ＱＲＬを演算する場合、式５および式１を式３に代入し、その結果を式２に従って変形する。それによって、オリフィス１６１の特性値に関する相対圧力比βのための式が得られる。
【数６】
2018031368.tif 000008
【００３０】
より良い演算のために、平均的な相対圧力比β−を得るために、最小圧力ｐ１から最大圧力Ｐｈまでの相対圧力比βの平均値が、式７に従って求められる。
【数７】
2018031368.tif 000009
【００３１】
適用時に、積分は分析的に算出されるのではなく、数値的な近似が実施される。この場合、相応のリーマン和に関する積分が次のように表される。
【数８】
2018031368.tif 000010
【００３２】
以下の実施例のために、還元剤フィードシステム１００の次の構成が使用される。
−フィードモジュール１１０は、調量モジュール１３０の、１時間毎に１０ｋｇの還元剤の最大質量流量のために設計されている。
−調量モジュール１３０は、排ガス管路内に噴射される、１時間毎に７．２ｋｇの還元剤の最大質量流量に設計されている。
−高圧管路１２１は長さ４７５ｃｍで、６ｍｍの内径を有していて、圧力形成後に手動で通気される。
−この方法は室温で実施される。
【００３３】
図２は、以下では動的なケースと称呼される、本発明による方法の実施例のフローチャートを示す。まず、調量弁１３１の閉鎖２００が行われる。規定された圧力ｐ１において、フィードポンプ１１１の遮断接続２０１が行われ、この際に、回転するフィードポンプ１１１は２００ｍｓ以内に遮断接続され、規定された回転角度ωで停止する。これに直接続いて、戻し管路１６０の平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬの測定２０２が行われる。測定２０２が終了すると、フィードポンプ１１１は再び作動接続２０３され、システム１００内の圧力ｐが上昇する。問い合わせ２０４によって、圧力ｐが再び規定された圧力値ｐ１に達することが確認される。その場合、フィードポンプ１１１が新たに遮断接続２０５される。ここでも、フィードポンプ１１１の遮断接続２０５は２００ｍｓ以内に行われ、フィードポンプ１１１は同じ回転角度ωにおいて停止する。これに直接続いて、調量弁１３１は、２００ｍｓ以内で開放２０６され、戻し管路１６０および調量弁１３１の平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶの新たな測定２０７が行われる。測定２０７が終了すると、調量弁１３１が新たに閉鎖２０８される。
【００３４】
調量モジュール１３０に通じる高圧管路１２１と戻し管路１６０とは接続されているので、両管路内の圧力ｐは同じである。それに基づいて、２つの平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬとβ−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶとは互いに比較することができる。前述のように、相対圧力比β、およびひいては平均的な相対圧力比β−は、体積流量Ｑに依存している。別のステップで、式９に従って、２つの平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬとβ−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶとの商が形成されることによって、２つの体積流量ＱＲＬとＱＲＬ＆ＤＶとの間の比率Ｖの演算２０９が行われる。
【数９】
2018031368.tif 000011
【００３５】
次いで、調量弁を通る実際の体積流量ＱＤＶの検査２１０が、算出された比率Ｖを介して行われる。さらに、追加的に調量された小規模の量が別の調量プログラムで考慮２１１される。
【００３６】
図３ａおよび図３ｂは、前記動的なケースのための還元剤フィードシステム１００内の圧力ｐの経時変化を示す。図３ａでは調量弁１３１が閉鎖されていて、圧力ｐｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬがもっぱら戻し管路１６０を介して減圧されている。圧力ｐ１のときにフィードポンプ１１１が遮断接続２０１された後で、フィードポンプ１１１は概ね０．７秒で停止２０１させられる。その後、圧力ｐｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬは、オリフィスのために特徴付けられた逆変化を示す。
【００３７】
図３ｂは、開放された調量弁１３１における圧力ｐｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶの変化を示す。ここでは、フィードポンプ１１１は同様に約０．７秒で停止２０５させられる。約１．３秒で調量弁１３１は開放２０６され、圧力ｐｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶは、戻し管路１６０を介しても、また開放された調量弁１３１を介しても減圧され得る。その結果、逆変化は、図３ａと比較して変化している。開放された調量弁１３１における平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶの測定２０７は、圧力ｐが第２の圧力値ｐ２に達すると直ちに、調量弁が続いて再び閉鎖２０８されるまで、約２秒の継続時間にわたって行われる。
【００３８】
図４ａおよび図４ｂには、６時間までのより長い測定時間に亘る、２つの平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬおよびβ−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶがそれぞれ示されており、この場合、本発明による方法に従ってそれぞれ個別の測定の測定点から成る曲線が、動的なケースで上昇されている。図４ａは、調量弁１３１が遮断されていない構成を示す。ここでは、戻し管路１６０および調量弁１３１の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶが、戻し管路１６０の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬを上回っていることが容易にわかる。さらに、２つの変化の比率は概ね同じであることが確認される。そのことから、調量弁１３１を通過する体積流量ＱＤＶはこの時間を超えて一定に維持され、その結果、調量エラーも発生していないことが推論されてよい。
【００３９】
その他の点では、図４ｂは調量弁１３１が１／３だけ遮断されている構成を示す。さらに、戻し管路１６０および調量弁１３１の平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶは、戻し管路１６０の平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬを上回っている。しかしながら、相対的な間隔はより僅かであることが分かり、これは、より少量の体積流量ＱＤＶが調量弁１３１を通ることを示唆している。
【００４０】
図５には、以下では静的なケースと称呼される、本発明による方法の別の実施例のフローチャートが示されている。ここでは同様に、まず調量弁１３１の閉鎖３００が行われる。同様に、規定された圧力ｐ１において、フィードポンプ１１１の遮断接続３０１が行われ、この際に、回転するフィードポンプ１１１が２００ｍｓ以内に遮断接続され、規定された回転角度ωで停止させられる。これに直接続いて、戻し管路１６０の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬの測定３０２が行われる。測定３０２が終了されると、フィードポンプ１１１が再び作動接続３０３され、システム１００内の圧力ｐは上昇する。問い合わせ３０４によって、圧力ｐが再び規定された圧力値ｐ１に達することが確認される。この実施例では、まず調量弁１３１が２００ｍｓ以内に開放３０５され、次いでフィードポンプ１１１が新たに遮断接続３０６される。ここでも、フィードポンプ１１１の遮断接続３０６は２００ｍｓ以内に行われ、フィードポンプ１１１は同じ回転角度ωで停止させられる。戻し管路１６０および調量弁１３１の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶの測定３０７が行われる。測定３０７が終了すると、調量弁１３１は新たに閉鎖３０８される。
【００４１】
別のステップで、２つの平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬおよびβ−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶの比率Ｖの演算３０９が、式１０に従って、上記やり方と同様に行われる。
【数１０】
2018031368.tif 000012
【００４２】
次いで、演算された比率Ｖに関する、調量弁を通る実際の体積流量ＱＤＶの検査３１０も行われ、追加的な調量された量が別の調量プログラムで考慮３１１される。
【００４３】
図６は、調量弁１３１がフィードポンプ１１１の遮断接続３０６の前に開放３０５されている圧力ｐｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶの変化を示す。ここでは、フィードポンプ１１１がやはり約０．７秒で停止３０６させられ、圧力ｐｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶは、戻し管路１６０を介しても、また開放された調量弁１３１を介しても減圧され得る。
【００４４】
圧力変化の特性を明らかにするために、平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬおよびβ−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶが用いられる。図７ａおよび図７ｂには、２つの異なる構成のためのそれぞれ両方が、約７．５時間のより長い測定継続時間に亘って示されている。特に図７ａでは、調量弁１３１は遮断されておらず、分析は動的なケースにおける図４ａと同様に実施され得る。ここでは、戻し管路１６０および調量弁１３１の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶが、戻し管路１６０の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬを上回っていることが容易に分かる。さらに、２つの変化の比率Ｖが概ね同じであって、想定公差内にあることが確認される。そのことから、調量弁１３１を通過する体積流量ＱＤＶはこの時間を超えて一定に維持され、その結果、調量エラーも発生していないことが推論されてよい。
【００４５】
図７ｂは、同じ意図で調量弁１３１が１／３だけ遮断されている構成を示す。さらに、戻し管路１６０および調量弁１３１の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶは、戻し管路１６０の平均的な相対圧力比β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬを上回っている。しかしながら、相対的な間隔はより小さくなっていることがわかり、このことは、調量弁１３１を通る体積流量ＱＤＶがより少ないことを示唆する。
【００４６】
剛性κおよびひいては平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ，β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶ，β−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬおよびβ−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶも、システム１００を空気で満たすことに著しく依存しており、またシステム１００の運転時間に著しく依存していることを考慮する必要がある。従って、これらの剛性および平均的な相対圧力比は、同じ調量弁１３１で異なっていて、例えば図４ａ，４ｂ，７ａおよび７ｂの間で、閉じられている調量弁１３１における平均的な相対圧力比β−ｄｙｎａｍｉｓｃｈ／ＲＬおよびβ−ｓｔａｔｉｓｃｈ／ＲＬ＆ＤＶの比較は簡単には可能ではない。
【符号の説明】
【００４７】
１００  還元剤フィードシステム
１１０  フィードモジュール
１１１  フィードポンプ
１３０  調量モジュール
１３１  調量弁
１３２  オリフィス、フローバルブ
１５０  電子制御装置
１６０  戻し管路
１６１  オリフィス、フローバルブ
２００  閉鎖
２０１  遮断接続、停止
２０２  測定
２０３  作動接続
２０４  問い合わせ
２０５  遮断接続、停止
２０６  開放
２０７  測定
２０９  演算
２１０  検査
２１１  考慮
３００  閉鎖
３０１  遮断接続、停止
３０２  測定
３０３  作動接続
３０５  開放
３０６  遮断接続、停止
３０７  測定
３０９  演算
３１０  検査
３１１  考慮
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【外国語明細書】
2018031368000001.pdf