(57)【要約】  本発明は、還元試剤を排気ダクト（２４０）に供給するための投入ユニット（２５０）を備える、エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムに関連する方法に関し、この方法は、前記投入ユニット（２５０）が望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するステップ（ｓ３４０）を含む。また、方法は、前記望ましくない温度レベルにあることがわかった場合には、暖められた還元試剤を排気ダクト（２４０）に供給することによって、投入ユニット（２５０）から暖められた還元試剤を除去するステップ（ｓ３６０）を含み、そのステップは、−投入ユニット（２５０）の現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し（ｓ３５０）、除去すること、又は−投入ユニット（２５０）の暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を投入ユニット（２５０）から排気ダクトに除去すること（ｓ３６０）を伴う。また、本発明は、本発明よる方法を実施するためのコンピュータ（２００、２１０）用のプログラムコード（Ｐ）を含むコンピュータプログラム製品に関する。また、本発明は、ＳＣＲシステムのデバイス、及びそのデバイスを備える自動車（１００）に関する。
2013529750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元試剤を排気ダクト（２４０）に供給するための投入ユニット（２５０）を備える、エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムに関連する方法であって、
−前記投入ユニット（２５０）が望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するステップ（ｓ３４０）
を含み、
−前記望ましくない温度レベルにあることがわかった場合には、暖められた還元試剤を前記排気ダクト（２４０）に供給することによって、該暖められた還元試剤を前記投入ユニット（２５０）から除去するステップ（ｓ３６０）
であって、
−前記投入ユニット（２５０）の現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し（ｓ３５０）、除去すること、又は
−前記投入ユニット（２５０）の前記暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を前記投入ユニット（２５０）から前記排気ダクトに除去すること
（ｓ３６０）を伴うステップ
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するステップを、排気流が停止した後に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記還元試剤の流れによって前記投入ユニット（２５０）を絶えず冷却するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
還元試剤を前記排気ダクト（２４０）に供給することによって、前記投入ユニット（２５０）から該還元試剤を断続的に除去するステップ（ｓ３６０）を含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記望ましくない温度レベルが所定の範囲内、例えば、８０℃ないし１３０℃の範囲内にある、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
−前記投入ユニット（２５０）が望ましくない温度レベルにあるか否かを絶えず判断するために、前記投入ユニット（２５０）の現行温度を絶えず特定するステップ
を含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
−前記投入ユニット（２５０）内に既存の前記還元試剤の加圧状態によって前記投入ユニットから還元試剤を除去するステップ（ｓ３６０）
を含む、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記還元試剤が尿素系還元試剤である、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
還元試剤を排気ダクト（２４０）に供給するための投入ユニット（２５０）を備える、エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムのデバイスであって、
−前記投入ユニット（２５０）が望ましくない温度レベルにあるか否かを判断する手段（２００、２１０、４００）
を備えており、
−前記投入ユニット（２５０）が前記望ましくない温度レベルにあることがわかった場合には、暖められた還元試剤を前記排気ダクト（２４０）に供給することによって、前記暖められた還元試剤を前記投入ユニット（２５０）から除去する手段（２００、２１０、４００）であって、
−前記投入ユニット（２５０）の現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し、除去する手段（２００、２１０、４００）、又は
−前記投入ユニット（２５０）の前記暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を前記投入ユニット（２５０）から前記排気ダクトに除去する手段（２００、２１０、４００）
を用いることを要する手段
を特徴とするデバイス。
【請求項１０】
前記望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するステップが、排気流の停止後に行われる、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
−前記還元試剤の流れによって前記投入ユニット（２５０）を絶えず冷却する手段（２３０）
を備えている、請求項９又は１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
−還元試剤を前記排気ダクト（２４０）に供給することによって、前記投入ユニット（２５０）から前記還元試剤を断続的に除去する手段（２００、２１０、４００）
を備えている、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記望ましくない温度レベルが、所定の範囲内、例えば、８０℃ないし１３０℃の範囲内にある、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
−前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルの発生を絶えず検出するために、前記投入ユニット（２５０）の現行温度を絶えず特定する手段（２００、２１０、４００）
を備えている、請求項９ないし１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
−前記投入ユニット（２５０）内に既存の前記還元試剤の加圧状態によって、前記投入ユニットから還元試剤を除去する手段（２００、２１０、４００）
を備えている、請求項９ないし１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
請求項９ないし１５のいずれか一項に記載のデバイスを備える自動車（１００、１１０）。
【請求項１７】
トラック、バス又は乗用車のいずれかである、請求項１６に記載の自動車（１００、１１０）。
【請求項１８】
電子制御ユニット（２００、４００）又は前記電子制御ユニット（２００、４００）に接続される別のコンピュータ（２１０、４００）に請求項１ないし８のいずれか一項に記載のステップを実行させるためのプログラムコードを含む、排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連するコンピュータプログラム（Ｐ）。
【請求項１９】
前記コンピュータプログラムが電子制御ユニット（２００、４００）又は前記電子制御ユニット（２００、４００）に接続される別のコンピュータ（２１０、４００）上で作動されるときに、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の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記憶されるプログラムコードを含む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、排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットを備える、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムに関連する方法に関する。また、本発明は、本発明による方法を実施するためのコンピュータ用のプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。また、本発明は、排気を浄化するためのＳＣＲシステムのデバイス、及びそのデバイスを備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は今日、例えば、ＳＣＲ（選択触媒還元）システムにおける還元剤として尿素を使用し、ＳＣＲシステムはＳＣＲ触媒を含み、触媒において前記還元剤とＮＯｘガスを反応させて、窒素ガス及び水に変換することができる。ＳＣＲシステムでは種々のタイプの還元剤を用いることができる。アドブルー（ＡｄＢｌｕｅ）が一般的に用いられる還元剤の一例である。
【０００３】
１つのタイプのＳＣＲシステムは還元剤用の容器を含む。また、ＳＣＲシステムはポンプも有し、ポンプは、吸込ホースを介して容器から前記還元剤を吸い込み、その還元剤を、耐圧ホースを介して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管に隣接して位置する投入ユニットに供給する。投入ユニットは、車両の制御ユニットに記憶される動作ルーチンに従って、必要な量の還元剤をＳＣＲ触媒の上流の排気管の中に注入する。投入量がないか、又は少なすぎるときに圧力を調整するのをより容易にするために、そのシステムは戻りホースも備えており、戻りホースはシステムの圧力側から容器に戻る。この構成は、還元剤を用いて投入ユニットを冷却できるようにし、冷却中に、還元剤は容器からポンプ及び投入ユニットを介して流れ、その後容器に戻る。したがって、投入ユニットは能動冷却を施される。投入ユニットから容器への返流は実質的に一定にすることができる。
【０００４】
ＳＣＲシステムの動作中に、排気システム内に熱エネルギーが蓄積される。この熱エネルギーは、例えば、投入ユニットに伝達される場合がある。
【０００５】
投入ユニットのための冷却流が不十分である特定の動作状況では、投入ユニットが機能的に劣化し、過熱状態になり、永久的な損傷を受けるか、更には完全に分解するという危険性がある。ＳＣＲシステムのハードウェアにとって致命的でない温度であっても、その中にある還元剤があまりにも高い温度によって悪影響を及ぼされる場合があるという危険性を伴い、結果として、還元剤が結晶化し、例えば、投入ユニットの閉塞を引き起こす可能性がある。
【０００６】
ＷＯ２００９／０２０５４１号は、注入システムから還元物質を取り出して空にするシステムを記述する。そのシステムは、注入システム内の遮断を回避するために、例えば、注入器から物質を蒸発させるという目的で、注入器に接続されるヒータを有する。しかしながら、ヒータは空間を占有し、その動作は、開発、取付け、動作中の監視及び維持管理に関するコストを要する。
【０００７】
ＷＯ２００８／００６８４０号は、排気システム内に添加物を蓄積し、供給するためのシステムを記述する。
【０００８】
ＷＯ２０１０００３４２４Ａ１号明細書は主に排気ダクトの壁の温度に関係しており、特定の温度、例えば、２００℃よりも高い温度において、還元試剤を排気ダクトに供給するノズル内に尿素堆積物が生成されることがわかった。それゆえ、特定の温度よりも高い場合、ノズルから堆積物を吹き飛ばして取り除くために時々還元試剤が使用される動作モードが利用される。
【０００９】
したがって、上記の不都合を緩和するか、又は解消するために、現在のＳＣＲシステムを改善することが必要とされている。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、ＳＣＲシステムの性能を改善するための新規の有利な方法を提案することである。
【００１１】
本発明の目的は、投入ユニットの冷却流が不十分であるか、又はないときに、ＳＣＲシステムの性能を改善するための新規の有利な方法を提案することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、ＳＣＲシステムの新規の有利なデバイス、及びＳＣＲシステムの性能を改善するための新規の有利なコンピュータプログラムを提案することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、投入ユニットの冷却流が不十分であるか、又はないときに、ＳＣＲシステムの新規の有利なデバイス、及びＳＣＲシステムの性能を改善するための新規の有利なコンピュータプログラムを提案することである。
【００１４】
本発明の目的は、ＳＣＲシステムに関連する方法を提案することであり、その方法によれば、結果として、ＳＣＲシステムの構成要素の好ましくない機能的劣化の危険性が低減され、かつ／又は還元試剤によるＳＣＲシステムの構成要素、例えば、投入ユニットの閉塞の危険性が低減される。
【００１５】
本発明の更なる目的は、ＳＣＲシステムに関連する代替の方法、ＳＣＲシステムに関連する代替のコンピュータプログラム、及びＳＣＲシステムの代替のデバイスを提案することである。
【００１６】
これらの目的は、請求項１に記載の排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連する方法を用いて達成される。
【００１７】
本発明の一態様は、排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットを備える、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムに関連する方法を提案し、その方法は、前記投入ユニットが望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するステップを含む。また、その方法は、前記望ましくない温度レベルにあることがわかった場合には、暖められた還元試剤を前記排気ダクトに供給することによって、前記投入ユニットから暖められた還元試剤を除去するステップも含み、そのステップは、
投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し、除去すること、又は
投入ユニットの暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を投入ユニットから前記排気ダクトに除去することを伴う。
【００１８】
これは還元試剤の副生成物が投入ユニット内に形成される危険性を低減し、もし低減しなければ、機能不全に陥る、例えば、制御システム内のコードが不正確なコードになる恐れがある。また、これらの副生成物の結果として、ＳＣＲシステムの排出物が望ましい程度まで低減されない恐れもある。
【００１９】
前記望ましくない温度レベルにあるか否かの前記判断は、排気流の停止後に行うことができる。高出力オフテイク（offtake）において作動した後にＳＣＲシステムのエンジンが切られた動作状況において、投入ユニット内の暖められた還元試剤を排除することによって、投入ユニットの望ましくない高い温度を下げるのを助けることができる。
【００２０】
その方法は、前記還元試剤の流れによって前記投入ユニットを絶えず冷却するステップを含むことができる。前記還元試剤によって投入ユニットを絶えず冷却することと、暖められた還元試剤を投入ユニットから排気ダクトに投入することとを組み合わせる結果として、正の相乗効果が生じ、特にＳＣＲシステムのエンジンが切られた後に、投入ユニットの冷却が改善されることにつながる。
【００２１】
その方法は、還元試剤を前記排気ダクトに供給することによって前記投入ユニットから還元試剤を断続的に除去するステップを含むことができる。還元試剤を断続的に除去することによって、投入ユニットと還元試剤との間で制御された形で熱を伝達できるようになる。こうして、還元剤のエネルギー値を上げることができる。適切な時点で、投入ユニットの暖められた還元剤の少なくとも一部をＳＣＲシステムの排気ダクトに投入することができる。
【００２２】
排気ダクトの排気流を停止した直後に、あまりにも多くの還元試剤が排気ダクトに供給されないように、除去される還元試剤の量は制限される必要がある。ＳＣＲシステムの始動中に、排気ダクトは暖められ、従来通りにＳＣＲ触媒内で使用するために、除去された還元試剤の量を蒸発させるのを助ける。
【００２３】
前記望ましくない温度レベルは、所定の範囲、例えば、８０℃〜１３０℃とすることができる。前記望ましくない温度レベルのための適切な値は、それぞれの還元試剤の特性に基づいて選択することができる。
【００２４】
その方法は、投入ユニットが望ましくない温度レベルにあるか否かを絶えず判断するために、投入ユニットの現行温度を絶えず特定するステップを含むことができる。その結果、ＳＣＲシステムに関連する方法は信頼性があり、その方法によれば、除去されることになる還元試剤の量の計算は関連する入力データに基づくことができる。
【００２５】
その方法は、投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算するステップを含むことができる。これにより、投入ユニットから排気ダクトの中に、最適な量の還元試剤が除去されるようにすることができる。計算された量の還元試剤を、決まった適切な時点で投入することができる。計算された還元試剤の量を、適切な方法で断続的に投入することができる。
【００２６】
その方法は前記投入ユニットから所定の量の還元試剤を除去するステップを含むことができる。所定の量の還元試剤は、投入ユニットの入手可能な暖められた還元試剤の概ね全てとすることができる。このステップは、計算能力が少なくて済む変形形態を構成するという利点を有する。
【００２７】
その方法は、前記投入ユニット内に既存の還元試剤の加圧状態によって前記投入ユニットから還元試剤を除去するステップを含むことができる。前記既存の加圧状態は、ＳＣＲシステムのポンプによることができる。代替的なバージョンによれば、前記還元試剤をＳＣＲシステムの内圧によって除去することができる。
【００２８】
前記還元試剤は尿素系還元試剤、例えば、アドブルーとすることができる。
【００２９】
本発明の一態様は、排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットを備える、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムのデバイスを提案し、そのデバイスは、前記投入ユニットが望ましくない温度レベルにあるか否かを判断する手段と、前記望ましくない温度レベルにあることがわかった場合には、暖められた還元試剤を前記排気ダクトに供給することによって、前記投入ユニットから暖められた還元試剤を除去する手段とを含み、その手段は、
投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し、除去する手段、又は
投入ユニットの暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を投入ユニットから前記排気ダクトに除去する手段を使用することを伴う。
【００３０】
望ましくない温度レベルにあるか否かの前記判断は、排気流の停止後に行うことができる。
【００３１】
そのデバイスは、前記還元試剤の流れによって前記投入ユニットを絶えず冷却する手段を含むことができる。
【００３２】
そのデバイスは、還元試剤を前記排気ダクトに供給することによって、前記投入ユニットから還元試剤を断続的に除去する手段を含むことができる。
【００３３】
そのデバイスは、投入ユニットが望ましくない温度レベルにあるか否かを絶えず判断するために、投入ユニットの現行温度を絶えず特定する手段を含むことができる。
【００３４】
そのデバイスは、投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である暖められた還元試剤の量を計算する手段を含むことができる。
【００３５】
そのデバイスは、前記投入ユニットから所定の量の還元試剤を除去する手段を含むことができる。
【００３６】
そのデバイスは、投入ユニット内に既存の還元試剤の加圧状態によって前記投入ユニットから還元試剤を除去する手段を含むことができる。
【００３７】
上記の目的は、ＳＣＲシステムの本明細書に記載のデバイスの特徴を含む自動車によっても達成される。その車両はトラック、バス又は乗用車とすることができる。
【００３８】
本発明の一態様は、電子制御ユニット又は電子制御ユニットに接続される別のコンピュータに請求項１ないし８のいずれか一項に記載のステップを実行させるためのプログラムコードを含む、排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連するコンピュータプログラムを提案する。
【００３９】
本発明の一態様は、電子制御ユニット又は電子制御ユニットに接続される別のコンピュータに請求項１ないし８のいずれか一項に記載の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記憶されたプログラムコードを含む、排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連するコンピュータプログラムを提案する。
【００４０】
本発明の一態様は、プログラムが電子制御ユニット又は電子制御ユニットに接続される別のコンピュータ上で作動されるときに、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の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含むコンピュータプログラム製品を提案する。
【００４１】
その方法は、既存の自動車において実施するのが容易である。本発明による排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連するソフトウェアを、車両の製造中に車両の制御ユニット内にインストールすることができる。したがって、車両の購入者は、オプションとして、その方法の機能を選択できる場合がある。代替的には、排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連する革新的な方法を適用するためのプログラムコードを含むソフトウェアを、サービスステーションにおけるアップグレードの機会に車両の制御ユニット内にインストールすることができ、その場合、ソフトウェアを制御ユニット内のメモリにロードすることができる。それゆえ、特に車両内に更なるセンサ又は更なる構成要素が設置される必要がないので、その革新的な方法を実施することは費用対効果が高い。関連するハードウェアは、現在、既に車両内に設けられている。それゆえ、本発明は、上記の問題に対する費用対効果が高い解決策を示す。
【００４２】
排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連するプログラムコードを含むソフトウェアは、更新又は交換するのが容易である。更に、排気を浄化するためのＳＣＲシステムに関連するプログラムコードを含むソフトウェアの異なる部分は、互いに独立して交換することができる。このモジュール構成は、維持管理の観点から好都合である。
【００４３】
本発明の更なる目的、利点及び新規の特徴は、以下の詳細な説明から、また本発明を実践することによって当業者には明らかになるであろう。本発明は以下に説明されるが、本発明は説明される具体的な細部には限定されないことに留意されたい。本明細書における教示を入手できる専門家は他の分野における更なる応用、変更及び組込みを認識することになり、それも本発明の範囲内にある。
【００４４】
本発明、並びにその更なる目的及び利点を更に十分に理解するために、以下に提示される詳細な説明は、添付の図面とともに読まれるべきであり、添付の図面では、同じ参照表記は種々の図において同様の物品を表す。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態による車両を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１に示される車両のサブシステムを示す概略図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態による方法の概略的な流れ図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態による方法の更に詳細な概略的な流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態によるコンピュータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、車両１００の側面図を示す。例示される車両１００は、エンジン１５０を有するトラクタユニット１１０及びトレーラ１１２を含む。車両は大型車両、例えば、トラック又はバスとすることができる。代替的には、車両は乗用車とすることができる。
【００４７】
本発明は任意のＳＣＲシステムに適用可能であり、それゆえ、自動車のＳＣＲシステムには限定されないことに留意されたい。ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、及び本発明の一態様によるデバイスの革新的な考案は、自動車以外のＳＣＲシステムを有する他のプラットフォーム、例えば、船舶にも非常に適している。船舶は任意の種類、例えば、モーターボート、汽船、フェリー又は大型船とすることができる。
【００４８】
ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、及び本発明の一態様によるデバイスの革新的な考案は、種々の種類の発電所、例えば、ディーゼル発電機を含む、発電装置にも非常に適している。
【００４９】
ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、及びデバイスの革新的な考案は、エンジン及びＳＣＲシステムを含む任意のエンジンシステム、例えば、機関車又は他のプラットフォーム上のエンジンシステムに非常に適している。
【００５０】
ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、及びデバイスの革新的な考案は、ＮＯｘ発生器、及びＳＣＲシステムを含む任意のシステムに非常に適している。
【００５１】
本明細書において、用語「リンク」は通信リンクを指しており、通信リンクは、光電子通信線のような物理的接続、又はワイヤレス接続、例えば、無線リンク又はマイクロ波リンクのような非物理的接続とすることができる。
【００５２】
本明細書において、用語「ライン」は流体、例えば、液状の還元剤を保持し、搬送するための通路を指している。ラインは任意の適切なサイズの管とすることができる。ラインは、任意の適切な材料、例えば、プラスチック、ゴム又は金属から形成することができる。
【００５３】
本明細書において、用語「還元剤」又は「還元試剤」はＳＣＲシステム内の特定の排出物と反応するために用いられる試剤を指している。これらの排出物は、例えば、ＮＯｘガスとすることができる。本明細書において、用語「還元剤」及び「還元試剤」は同義語として用いられる。一バージョンによる還元剤はいわゆるアドブルーである。当然、他の種類の還元剤を用いることができる。本明細書において、アドブルーが還元剤の一例として記載されるが、革新的な方法及び革新的な考案は、革新的な方法に従いソフトウェアコードを実行するための制御アルゴリズムにおいて、必要な適応を条件として、例えば、所与の還元剤の機能的な劣化が開始される温度レベルに関して、他のタイプの還元剤でも実現可能であることは専門家には理解されよう。
【００５４】
図２は、車両１００のサブシステム２９９を示す。サブシステム２９９はトラクタユニット１１０内に位置する。サブシステム２９９は、ＳＣＲシステムの一部とすることができる。サブシステム２９９は、この例では、還元剤を保持するように構成される容器２０５を備える。容器２０５は、適切な量の還元剤を収容し、必要に応じて補充可能である。容器は、例えば、７５リットル又は５０リットルの還元剤を収容することができる。
【００５５】
第１のライン２７１は、容器２０５からポンプ２３０に還元剤を導く。ポンプ２３０は、任意の適切なポンプとすることができる。ポンプ２３０は、薄膜ポンプとすることができる。ポンプ２３０は、電気モータによって駆動される。ポンプ２３０は、第１のライン２７１を介して容器２０５から還元剤を汲み上げ、その還元剤を第２のライン２７２を介して投入ユニット２５０に供給する。投入ユニット２５０は、電気的に制御される投入バルブを備え、そのバルブによって、追加される還元剤の流出を制御することができる。ポンプ２３０は、第２のライン２７２内の還元剤を加圧する。投入ユニット２５０はスロットルユニットを設けられ、サブシステム２９９内で、スロットルユニットに対して還元剤の圧力が増大する。
【００５６】
投入ユニット２５０は、車両１００の排気システム（図示せず）の排気ダクト２４０に還元剤を供給する。排気ダクト２４０は、エンジン１５０からＳＣＲシステムの周囲環境に排気ガスを導く。より具体的には、投入ユニット２５０は、車両１００の排気ダクト２４０に、適切な量の還元剤を制御しながら供給する。このバージョンによれば、ＳＣＲ触媒（図示せず）が、還元剤供給が実施される排気システム内の場所の下流に位置する。１つの変形形態によれば、排気システム内に供給される還元剤の量は、既知の方法で好ましくない排出物の量を低減するために、ＳＣＲ触媒内で従来通りに用いられることが意図される。本発明の一態様によれば、適用可能な場合に、投入される還元剤の量は、ＳＣＲ触媒において直に用いられることを主に意図しているのではなく、還元剤とともに熱エネルギーを投入ユニット２５０から排気ダクト２４０に運ぶことを意図している。
【００５７】
投入ユニット２５０は、排気ダクト２４０に隣接して位置し、排気ダクト２４０は、車両１００の燃焼機関１５０からＳＣＲ触媒に排気ガスを導く。投入ユニット２５０は、車両１００の排気システムと熱的に接触して位置する。したがって、これは、例えば、排気ダクト２４０、消音器、及びＳＣＲ触媒内に蓄積された熱エネルギーを投入ユニット２５０に導くことができることを意味する。こうして、投入ユニット２５０内に存在する還元剤も暖められる。
【００５８】
投入ユニット２５０は、制御ユニット２００との通信を取り扱う電子制御カードが設けられる。また、投入ユニット２５０は、温度が高すぎる結果として溶融する場合があるか、又はそれ以外に悪影響を及ぼされる場合があるプラスチック及び／又はゴム構成要素も含む。
【００５９】
投入ユニット２５０そのものは、特定の値、例えば、１２０℃より高い温度に影響されやすい。例えば、車両１００の排気ダクト２４０、消音器及びＳＣＲ触媒がこの温度値を超えて、冷却されない場合には、車両の動作中に、又は動作後に投入ユニットが過熱状態になる場合があるという危険性がある。
【００６０】
投入ユニット２５０内に存在する還元剤は、先述の１２０℃よりも著しく低い温度による悪影響を受ける場合があることに留意されたい。例えば、７０℃よりも高い温度において、還元剤は不安定になる場合があり、その後、それよりも幾分高い温度において結晶化する可能性があり、それゆえ、投入ユニット２５０の閉塞を引き起こす危険性がある。
【００６１】
第３のライン２７３は、投入ユニット２５０と容器２０５との間に延在する。第３のライン２７３は、投入ユニット２５０に送り込まれた還元剤の特定量を容器２０５に戻す。この構成は、投入ユニット２５０を都合良く冷却するという利点を達成する。したがって、還元剤が投入ユニット２５０を通してポンプ２３０から容器２０５に送り込まれるときに、投入ユニット２５０は還元剤の流れによって冷却される。第３のラインの返流によって投入ユニットを冷却することは、車両がオフに切り替えられ、排気ダクト内の排気流が途絶えた後に利用することもできる。この冷却が投入ユニット２５０にとって不十分であることがわかった場合には、投入ユニット２５０内で暖められた還元試剤の少なくとも一部を排気ダクト２４０に排除するステップを含む革新的な方法を適用することによって、利点をもたらすことができる。
【００６２】
第１の制御ユニット２００はリンク２２１を介して第１の温度センサ２２０と通信するように構成される。第１の温度センサ２２０は、投入ユニット２５０内の現行温度を検出する。第１の温度センサ２２０は、投入ユニット２５０内の現行の第１の温度Ｔ１についての情報を含む信号を第１の制御ユニット２００に絶えず送信する。
【００６３】
第１の制御ユニット２００は、リンク２３１を介して、ポンプ２３０と通信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、例えば、サブシステム２９９内の還元剤の流れを調整するために、ポンプ２３０の動作を制御する。第１の制御ユニット２００は、その関連する電気モータを調整することによって、ポンプ２３０の動作出力を制御する。
【００６４】
第１の制御ユニット２００は、リンク２８１を介して第２の温度センサ２８０と通信するように構成される。第２の温度センサ２８０は、排気ダクト２４０の現行温度Ｔ２を検出する。第２の温度センサ２８０は、排気ダクト２４０の現行温度Ｔ２についての情報を含む信号を第１の制御ユニット２００に絶えず送信する。
【００６５】
第１の制御ユニット２００は、第２の温度センサ２８０から受信された信号に基づいて投入ユニット２５０の現行温度を計算する。
【００６６】
第１の制御ユニット２００は、リンク２５１を介して、投入ユニット２５０と通信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、例えば、車両１００の排気システムへの還元剤供給を調整するために、投入ユニット２５０の動作を制御する。一例によれば、第１の制御ユニット２００は、例えば、容器２０５に供給される還元剤の戻りを調整するために、投入ユニット２５０の動作を制御する。
【００６７】
一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、必要な場合には、すなわち、投入ユニットが望ましくない温度レベルにあることがわかった場合には、暖められた還元剤を排気ダクトに供給することによって投入ユニットから暖められた還元剤を除去するための根拠として、第１の温度センサ２２０及び／又は第２の温度センサ２８０から受信された信号を使用するように適合され、その使用は、革新的な方法の一態様に従えば、
投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し、除去すること、又は
投入ユニットの暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を投入ユニットから排気ダクトに除去することを伴う。
【００６８】
詳細には、革新的な方法の一態様に従えば、一バージョンでは、第１の制御ユニット２００は、必要な場合には、投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である暖められた還元試剤の量を計算するための根拠として、第１の温度センサ２２０及び／又は第２の温度センサ２８０から受信された信号を使用する。
【００６９】
第２の制御ユニット２１０は、リンク２０１を介して、第１の制御ユニット２００と通信するように構成される。第２の制御ユニット２１０は、第１の制御ユニット２００に着脱可能に接続することができる。第２の制御ユニット２１０は、車両１００の外部にある制御ユニットとすることができる。第２の制御ユニット２１０は、本発明による革新的な方法のステップを実行するように適合されうる。第２の制御ユニット２１０を用いて、ソフトウェア、詳細には、革新的な方法を適用するためのソフトウェアを第１の制御ユニット２００にクロスロードすることができる。代替的には、第２の制御ユニット２１０は、車両内の内部ネットワークを介して、第１の制御ユニット２００と通信するように構成される。第２の制御ユニット２１０を、第１の制御ユニット２００の機能と概ね類似の機能を実行するように適合することができ、例えば、投入ユニット２５０が望ましくない温度レベルにあるか否かを判断し、望ましくない温度レベルにある場合には、投入ユニットの適切な量の暖められた還元試剤を排気ダクト２４０の中に投入するように適合することができる。その革新的な方法は、第１の制御ユニット２００若しくは第２の制御ユニット２１０によって、又は第１の制御ユニット２００及び第２の制御ユニット２１０の両方によって適用される場合がある。
【００７０】
図３ａは、本発明の一実施形態による、還元試剤を排気ダクトに供給するための投入ユニットを備える、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムに関連する方法の概略的な流れ図である。その方法は第１のステップｓ３０１を含む。方法ステップｓ３０１は、投入ユニットが望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するステップと、望ましくない温度レベルにあることがわかった場合には、暖められた還元試剤を排気ダクトに供給することによって、暖められた還元試剤を投入ユニットから除去するステップとを含み、そのステップは、
投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し、除去すること、又は
投入ユニットの暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を投入ユニットから排気ダクトに除去することを伴う。その方法ステップはステップｓ３０１後に終了する。
【００７１】
図３ｂは、本発明の一実施形態による、還元試剤を排気ダクト２４０に供給するための投入ユニット２５０を備える、エンジン１５０からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムに関連する方法の概略的な流れ図である。
【００７２】
その方法は、第１のステップｓ３１０を含む。方法ステップｓ３１０は、投入ユニット２５０の現行温度を特定するステップを含む。これは、投入ユニット２５０に隣接する現行温度を直に測定することによって果たされる。ステップｓ３１０は投入ユニット２５０の現行温度を表す第１の温度値Ｔ１を測定する。ステップｓ３１０の後にステップｓ３２０が続く。
【００７３】
方法ステップｓ３２０は、投入ユニット２５０の推定現行温度を間接的に特定するステップを含む。これは、投入ユニット２５０以外のＳＣＲシステムの幾つかの構成要素に隣接する温度を測定することによって果たされる。ステップｓ３２０は、投入ユニット２５０以外の何らかの構成要素の第２の温度値Ｔ２を測定する。測定温度Ｔ２を用いて、投入ユニット２５０の第１の推定現行温度Ｔ１ｅｓｔを求めることができる。代替形態として、入力値として、ＳＣＲシステムの構成要素の温度以外の何らかのパラメータを有する計算モデルによって、投入ユニット２５０の第２の推定現行温度Ｔ２ｅｓｔを求める（計算する）ことができる。そのような入力パラメータは、例えば、エンジン１５０にかかる現行負荷とすることができる。ステップｓ３１０及びｓ３２０は概ね同時に、又は逆の順序で実行できることに留意されたい。一バージョンによれば、以下のように、最も高い温度値Ｔmaxを求めるために投入ユニット２５０の測定温度Ｔ１のみを用いることができることにも留意されたい。特定の場合には、以下のように、最も高い温度値Ｔmaxを求めるために、測定温度Ｔ１と、並びに推定現行温度Ｔ１ｅｓｔ及びＴ２ｅｓｔのうちの少なくとも一方との両方を用いることが好都合であり、結果として、よりロバストな方法になる。ステップｓ３２０の後にステップｓ３３０が続く。
【００７４】
方法ステップｓ３３０は、投入ユニット２５０の求められた第１の温度Ｔ１と、推定現行温度Ｔ１ｅｓｔ及びＴ２ｅｓｔのうちの少なくとも一方とを比較するステップを含む。ステップｓ３３０の後にステップｓ３４０が続く。
【００７５】
方法ステップｓ３４０は、比較された値のうちの最高値を選択するための根拠として、求められた第１の温度Ｔ１と、推定現行温度Ｔ１ｅｓｔ及びＴ２ｅｓｔのうちの少なくとも一方との比較結果を使用するステップを含む。最も高い温度値はＴｍａｘとも呼ばれる。ステップｓ３４０は、投入ユニットが望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するステップも含み、その場合、投入ユニット２５０は還元試剤を排気ダクトに供給する。これは、どの種類の還元剤がＳＣＲシステムにおいて用いられるかに応じて、所定の温度値、例えば、７０℃又は１００℃のような限界値Ｔｔｈと比較することによって果たすことができる。ＴｍａｘがＴｔｈ以上である場合には、投入ユニットが望ましくない温度レベルにあることがわかる場合がある。ＴｍａｘがＴｔｈよりも小さい場合には、投入ユニットの温度レベルが望ましいとわかる場合がある。ステップｓ３４０の後にステップｓ３５０が続く。
【００７６】
代替的なバージョンによれば、上記のように、本発明の一態様では、投入ユニットの測定温度Ｔ１のみに基づいて、投入ユニット２５０が望ましくない温度レベルにあるか否かを判断することができ、結果として、より簡単な方法になる。
【００７７】
方法ステップｓ３５０は、投入ユニット２５０から除去されることになる還元試剤の量を計算するための根拠として、選択された値Ｔｍａｘを用いるステップを含む。これは、記憶された計算モデルによって果たすことができる。こうして、例えば、種々の時点において除去されることになる還元試剤のそれぞれの量に関して、適切な投入構成を決定することができる。ステップｓ３５０の後にステップｓ３６０が続く。
【００７８】
方法ステップｓ３６０は、投入ユニット２５０の温度に影響を及ぼす尺度を採用するための根拠として、選択された値Ｔｍａｘを用いるステップを含む。その後、適切な時点において、決定された量の還元試剤が除去される。その結果として、それぞれの決定された時点において、種々の異なる量の還元試剤を投入することができる。ステップｓ３６０の後に、その方法は終了する。
【００７９】
図４は、デバイス４００の一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及び２１０は、一バージョンにおいてデバイス４００を含む場合がある。デバイス４００は、不揮発性メモリ４２０と、データ処理ユニット４１０と、読出し／書込みメモリ４５０とを備える。不揮発性メモリ４２０は、第１のメモリ素子４３０を有し、第１のメモリ素子には、デバイス４００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記憶される。デバイス４００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、日時入力及び転送ユニット、イベントカウンタ、及び割込みコントローラ（図示せず）を更に備える。不揮発性メモリ４２０は、第２のメモリ素子４４０も有する。
【００８０】
提案されるコンピュータプログラムＰは、還元試剤を排気ダクトに供給するために、投入ユニット２５０が望ましくない温度レベルにあるか否かを判断するためのルーチンを含む。プログラムＰは、望ましくない温度レベルにあることがわかったとき、暖められた還元剤を排気ダクト２４０に供給することによって投入ユニット２５０から暖められた還元剤を除去するためのルーチンを含み、そのルーチンは、革新的な方法の一態様によれば、
投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算し、除去すること、又は
投入ユニットの暖められた還元試剤の概ね全てに相当する所定の量を投入ユニットから排気ダクトに除去することを伴う。
【００８１】
プログラムＰは、投入ユニットが望ましくない温度レベルにあるか否かを絶えず判断するために、投入ユニットの現行温度を絶えず特定するためのルーチンを含む。プログラムＰは、投入ユニットの現行温度に基づいて除去可能である還元試剤の量を計算するためのルーチンを含む。プログラムＰは、還元試剤の流れによって投入ユニット２５０を絶えず冷却するためのルーチンを含む。
【００８２】
プログラムＰは、還元試剤を排気ダクトに供給することによって、投入ユニットから還元試剤を断続的に除去するためのルーチンを含む。
【００８３】
プログラムＰを、メモリ４６０に、かつ／又は読出し／書込みメモリ４５０に、実行可能形式で、又は圧縮形式で記憶することができる。
【００８４】
データ処理ユニット４１０が特定の機能を実行していると説明される場合、それは、データ処理ユニット４１０が、メモリ４６０に記憶されるプログラムの特定の部分を実施するか、又は読出し／書込みメモリ４５０に記憶されるプログラムの特定の部分を実施することを意味する。
【００８５】
データ処理ユニット４１０は、データバス４１５を介して、データポート４９９と通信することができる。不揮発性メモリ４２０は、データバス４１２を介して、データ処理ユニット４１０と通信するように意図される。別のメモリ４６０は、データバス４１１を介して、データ処理ユニット４１０と通信するように意図される。読出し／書込みメモリ４５０は、データバス４１４を介して、データ処理ユニット４１０と通信する。データポート４９９は、例えば、データポート４９９に接続されるリンク２０１、２２１、２３１、２５１及び２８１を有することができる（図２を参照）。
【００８６】
データポート４９９上でデータが受信されるとき、データは第２のメモリ素子４４０に一時的に記憶される。受信された入力データが一時的に記憶されたとき、データ処理ユニット４１０は、上記のようにコード実行を実施する準備ができている。一バージョンによれば、データポート４９９上で受信された信号は、投入ユニット２５０の第１の測定温度Ｔ１についての情報を含む。一バージョンによれば、データポート４９９上で受信された信号は、投入ユニット２５０以外のＳＣＲシステムの構成要素の第２の測定温度Ｔ２についての情報を含む。データポート４９９上で受信された信号は、相応しい場合には、ＳＣＲシステムの投入ユニット２５０から暖められた還元試剤を除去するためにデバイス４００によって用いられる場合がある。
【００８７】
本明細書において説明される方法の一部は、メモリ４６０又は読出し／書込みメモリ４５０に記憶されるプログラムを作動するデータ処理ユニット４１０を用いて、デバイス４００によって実施される場合がある。デバイス４００がプログラムを作動し、本明細書において説明される方法が実行される。
【００８８】
本発明の好ましい実施形態のこれまでの説明は、例示し、説明するために提供される。その説明は、本発明を余すところなく説明することも、本発明を説明される変形形態に限定することも意図していない。数多くの変更及び変形が当業者には当然明らかになるであろう。それらの実施形態は、本発明の原理及びその実用的な応用形態を最もわかりやすく説明し、それゆえ、種々の実施形態の場合に、かつ意図した用途に相応しいように種々の変更を加えて、専門家が本発明を理解できるようにするために選択され、説明された。
【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４】
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【国際調査報告】
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