(57)【要約】  本発明は、燃料用の投入ユニット（２５０）を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する方法であって、排気流が停止した後に、燃料投入ユニットに供給される燃料により、前記燃料投入ユニットを冷却する必要について決定するステップと、前記必要について決定するための基礎として投入ユニット（２５０）の温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に、投入ユニット（２５０）が所定の温度に達するかどうか予測するステップとを含む方法に関する。本発明はまた、本発明に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。本発明はまた、ＨＣ投入システム、およびＨＣ投入システムを備えた自動車に関する。
2013529747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料用の投入ユニット（２５０）を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する方法であって、
−排気流が停止する前に、前記燃料投入ユニットに供給される燃料により、前記燃料投入ユニット（２５０）を冷却する必要について決定するステップ
を含み、
−前記必要について決定するための基礎として前記投入ユニット（２５０）の温度パターンを予測するステップ、及びそれに基づいて、
−排気流が前記停止した後に、前記投入ユニット（２５０）が所定の温度に達するかどうか予測するステップ
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記所定の温度が前記投入ユニット（２５０）の機能的臨界温度である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
粒子フィルタ、消音器、および前記燃料のうちの任意のものを含む、前記ＨＣ投入システムの少なくとも１つの別の部分の温度パターンを予測する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記投入ユニット（２５０）の未来の温度を間接的に決定するために、前記ＨＣ投入システムの前記少なくとも一部分の温度パターンの前記予測を使用する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記温度パターンを予測するステップが、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の再加熱効果を考慮することを含む、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】
−所定のパラメータ構成を含む計算モデルにより、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の前記温度パターンを予測するステップ
をさらに含む、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】
排気流が前記停止する前に、または排気流が前記停止した後に、前記必要について決定するステップを実施する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記燃料が、ディーゼル燃料または他の何らかの炭化水素ベースの燃料である、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】
燃料用の投入ユニット（２５０）を備える、排気浄化のための装置を備えるＨＣ投入システムであって、
−排気流が停止した後に、前記燃料投入ユニットに供給される燃料によって、前記燃料投入ユニット（２５０）を冷却する必要について決定する手段（２００；２１０；５００）を備えており、
−前記必要について決定するための基礎として前記投入ユニット（２５０）の温度パターンを予測する手段（２００；２１０；５００）、及びそれに基づいて、
−排気流が前記停止した後に、前記投入ユニット（２５０）が所定の温度に達するかどうか予測する手段（２００；２１０；５００）
を特徴とする、ＨＣ投入システム。
【請求項１０】
前記所定の温度が前記投入ユニット（２５０）の機能的臨界温度である、請求項９に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１１】
前記投入ユニットの温度パターンを予測するための前記手段（２００；２１０；５００）が、粒子フィルタ、消音器、または前記燃料のうちの任意のものを備える前記ＨＣ投入システムの、少なくとも１つのさらに別の部分の温度パターンを予測するように構成されている、請求項９または１０に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１２】
前記ＨＣ投入システムの前記少なくとも一部分の温度パターンを前記予測することにより、前記投入ユニット（２５０）の未来の温度を間接的に決定することができる、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１３】
前記温度パターンを前記予測することが、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の再加熱効果を考慮することを含む、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１４】
−所定のパラメータ構成を含む計算モデルにより、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の前記温度パターンを予測する手段（２００；２１０；５００）
をさらに備えている、請求項９ないし１３のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１５】
前記必要について決定するための前記手段が、排気流が前記停止する前にそのような決定を行うように構成されているか、または排気流が前記停止した後にそのような決定を行うように構成されている、請求項１４に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１６】
前記燃料が、ディーゼル燃料または他の何らかの炭化水素ベースの燃料である、請求項９ないし１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
請求項９ないし１６のいずれか一項に記載のＨＣ投入システムを備える自動車（１００；１１０）。
【請求項１８】
トラック、バス、または乗用車のうちのいずれかである、請求項１７に記載の自動車（１００；１１０）。
【請求項１９】
燃料用の投入ユニット（２５０）を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連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）に接続された他のコンピュータ（２１０；５００）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プログラムコードを含むコンピュータプログラム（Ｐ）。
【請求項２０】
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）に接続された他のコンピュータ（２１０；５００）で前記コンピュータプログラムが実行されるとき、請求項１ないし８のいずれか一項による方法ステップを実行するための、コンピュータ読取り可能な媒体に記憶されたプログラムコードを含むコンピュータプログラミング製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料用の投入ユニットを備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する方法に関する。本発明はまた、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。本発明はまた、燃料用の投入ユニットを備える、排気浄化のためのＨＣ投入システム、ならびにこのＨＣ投入システムを装備した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の車両では、粒子フィルタを備えるＤＰＦ（ディーゼル排気粒子フィルタ）システムにおいて、燃料としてディーゼル燃料が使用される。粒子フィルタは、たとえばディーゼル排気粒子および煤煙を取り込むように構成されている。粒子フィルタの能動再生中、ディーゼル燃料が、エンジンの下流側の排気パイプに供給され、ＤＯＣとも呼ばれる酸化触媒に導かれる。酸化触媒においては、前記ディーゼル燃料が燃焼し、排気システムの温度が上昇する。したがって、酸化触媒の下流側に位置している粒子フィルタの能動再生を実現することができる。
【０００３】
ＤＰＦシステムの一種は、ディーゼル燃料用の容器を備える。ＤＰＦシステムはまた、吸込みホースを介してこの容器から前記ディーゼル燃料を引き込み、車両の排気システムに隣接して、たとえば排気システムの排気パイプに隣接して位置している投入ユニットに、圧力ホースを介してこの燃料を供給するように構成されたポンプを有してもよい。投入ユニットは、車両の制御ユニットに記憶された動作ルーチンに従って、粒子フィルタの上流側の排気パイプに必要な量のディーゼル燃料を噴射するように構成されている。全くのゼロまたはほんの少量しか投入されないときに圧力の調節を容易にするために、このシステムはまた、システムの圧力側から容器へと戻る、戻しホースを備える。この構成により、前記ディーゼル燃料によって投入ユニットを冷却することが可能になり、この燃料が、冷却中に容器からポンプおよび投入ユニットを介して、また容器へと流れて戻る。これにより、投入ユニットの能動的な冷却が実現する。投入バルブから容器に戻る流れは、一般には実質的に一定である。
【０００４】
投入ユニットは一般に、たとえばエンジンの負荷に応じて、車両の運転中に暖かくなる車両の排気システムに隣接して位置しているので、投入バルブが過熱するリスクがある。投入ユニットの過熱は、投入ユニットの機能の低下を招き、場合によっては投入ユニットの性能を損なうことがある。
【０００５】
現行の投入ユニットは電気構成部品を備えており、この構成部品の一部には回路カードが設けられている。前記回路カードは、たとえば、車両の排気システムへのディーゼル燃料の投入を制御するように構成されてもよい。様々な理由により、これらの電気構成部品は高温の影響を受けやすい。投入ユニットの温度が高くなりすぎると、結果として電気構成部品の劣化を生じ、場合によってはサービス工場で高額な修理費を支払うことになる。さらに、温度が高すぎると、投入ユニット内に存在するディーゼル燃料は少なくとも部分的に固形に変化し、場合によっては投入ユニットの障害につながる。一例によれば、前記ディーゼル燃料は、投入ユニット内で熱分解を受け、それにより少なくとも部分的にコークスに変化する。したがって、前記ディーゼル燃料の少なくとも一部分が炭化することがある。したがって、ＤＰＦシステムの投入ユニットの温度が臨界レベルを超えてはならないことがもっとも重要である。
【０００６】
車両のＤＰＦシステムの投入ユニットの冷却は一般に、前述の通りＤＰＦシステム内を前記ディーゼル燃料が循環する結果として、車両の通常の運転中に連続的に実行される。ある程度までは、車両の運転中の投入ユニットの冷却は、一般に満足に働く。しかし、特に競争の視点から、車両の既存サブシステム、たとえばＤＰＦシステムの性能を改善することが常に必要である。
【０００７】
車両の運転中および運転後には、車両の運転による大量の熱エネルギーが、主に排気システム内に蓄積される。この熱エネルギーが、たとえば消音器および粒子フィルタから投入ユニットに導かれ、臨界値を超える温度にまでこの投入ユニットを加熱することがある。
【０００８】
車両のスイッチをオフにし、したがって排気システム内の排気の流れが止まると、通常動作中と同じように前記ディーゼル燃料により、所定時間たとえば約３０分間、ディーゼル燃料投入ユニットが冷却される。
【０００９】
この構成には、特定の欠点が伴う。欠点の１つは、車両のスイッチがオフになった後で、ＤＰＦシステムにおいてポンプに出力供給するのに使用されるエネルギーの量が比較的大きくなることである。したがって、ＤＰＦシステムのポンプに出力供給するのに使用されるどんな車両用バッテリーも、放電するかまたは比較的低い充電レベルにしか達しない可能性がある。
【００１０】
通常動作中と同様にして冷却される投入ユニットの別の欠点は、たとえば、車両の運転手が特に運転の後に運転席で寝なければならないとき、または車両のすぐ近くにいるときに、この運転手が不愉快に感じる邪魔な雑音を、ＤＰＦシステムのポンプが発することである。
【００１１】
したがって、上記の欠点を軽減または排除するために、ＨＣ投入システム内の投入ユニットを冷却するための現在の方法を改善する必要がある。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の一目的は、ＨＣ投入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。
【００１３】
本発明の別の目的は、新規の有利なＨＣ投入システム、およびＨＣ投入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】
本発明の別の目的は、内部の排気の流れが停止した後にＨＣ投入システムの投入ユニットの冷却を実行するための新規の有利な方法を提案することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、新規の有利なＨＣ投入システム、およびＨＣ投入システム内の排気の流れが停止した後にＨＣ投入システムの投入ユニットの冷却を実行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。
【００１６】
さらなる目的は、ＨＣ投入システム内の排気の流れが停止した後に、ＨＣ投入システム内の投入ユニットが過熱しうるリスクを軽減するための、方法、ＨＣ投入システム、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】
さらなる目的は、ＨＣ投入システム内の排気の流れが停止した後に、ＨＣ投入システム内の投入ユニットが過熱しうるリスクを軽減するための、代替方法、代替のＨＣ投入システム、および代替のコンピュータプログラムを提案することである。
【００１８】
これらの目的は、請求項１による排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する方法によって達成される。
【００１９】
本発明の一態様は、燃料用の投入ユニットを備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する方法であって、
−  排気流が停止した後に、投入ユニットに供給される燃料により、ＨＣ投入システムの一部分を形成する前記燃料投入ユニットを冷却する必要について決定するステップと、
−  前記必要について決定するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に、投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測するステップと
を含む方法を提案する。
【００２０】
投入ユニット内にエネルギーが蓄積されていると仮定して、排気流が停止する際にＨＣ投入システムの投入ユニットが達する未来の最高温度を計算するように構成された計算モデルを使用して、ＨＣ投入システムの影響を低減させることができる。ＨＣ投入システムのさらに別の部分にエネルギーが蓄積されていると仮定して、排気流が停止する際に、投入ユニットが達する未来の最高温度を計算するように構成された計算モデルを使用して、ＨＣ投入システムの影響を低減させることができる。この計算モデルは、排気流が停止する直前に、かつ／または排気流が停止した後に、ＨＣ投入システムの投入ユニットの温度をサンプリングするように構成してもよく、そのことに基づいて、高すぎて投入ユニットに損傷を与えうる温度に、投入ユニットが達するかどうか予測することができてもよい。この計算モデルは、排気流が停止する直前に、かつ／または排気流が停止した後に、ＨＣ投入システムのさらに別の部分の温度をサンプリングするように構成してもよく、そのことに基づいて、高すぎて投入ユニットに損傷を与えうる温度に、投入ユニットが達するかどうか予測することができてもよい。燃料投入ユニットが、高すぎる温度にまで達する可能性が非常に高いと判定される場合、任意の適切なレベルで、燃料による投入ユニットの冷却を維持してもよい。燃料投入ユニットが、高すぎる温度にまで達する可能性が非常に低いと判定される場合、燃料による投入ユニットの冷却を自動的に停止してもよい。したがって、排気流が停止する際に、燃料によって燃料投入ユニットを継続して冷却する必要のある場合の回数を減らすことができ、このことは、たとえばＨＣ投入システム内の前記燃料用の送り装置を作動させるための電気エネルギーの不必要な使用を避けることなど、いくつかの視点から有利である。
【００２１】
投入ユニットの温度パターンを予測することにより、電気エネルギーの使用に対して最適な方式で、ＨＣ投入システム内の燃料送り装置の動作を制御することが可能になる。投入ユニットの温度パターンを予測し、継続している送り装置の動作を停止させるべきかどうか自動的に判定することにより、投入ユニットを不必要に冷却することを回避することができる。
【００２２】
前記所定の温度は、投入ユニットの機能にとって臨界的な温度でもよい。この機能的臨界温度は、たとえば、投入ユニットの電子構成部品が受ける損傷が大きくて、その機能が劣化または消失する温度である。前記所定の温度を適切な値に設定することは、ＨＣ投入システム内の投入ユニットが、ＨＣ投入システム内の排気流が停止した後に過熱状態になるというどんなリスクをも軽減するための頑強な方法を示す。
【００２３】
前記ＨＣ投入システムの前記さらなる部分は、粒子フィルタ、たとえばＤＰＦ、消音器、投入ユニット、および燃料のうちの任意のものを含んでもよい。具体的には、投入ユニットの温度パターンを予測することが有利である。ＨＣ投入システムの他の構成部品、たとえば粒子フィルタまたは消音器について、温度パターンが予測される場合、そのことに基づいて、投入ユニットの所定の温度パターンをモデリングすることが可能である。したがって、前記ＨＣ投入システムの前記少なくとも一部分の温度パターンを前記予測することにより、投入ユニットの未来の温度を間接的に決定することが可能になる。具体的には、このことにより、投入ユニットの未来の最高温度を間接的に決定することが可能になる。
【００２４】
温度パターンの前記予測は、ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の再加熱効果を考慮に入れることを含んでもよい。ＨＣ投入システムがどのように動作してきたかに応じて、ＨＣ投入システムの様々な部分に、様々な量の熱エネルギーが蓄積されることがある。この熱エネルギーは、排気流が停止した後にも、投入ユニットに導かれることがある。本発明の一態様は、投入ユニットの温度パターンをモデリングするとき、再加熱効果を考慮に入れる。
【００２５】
この方法はさらに、所定のパラメータ構成を含む計算モデルにより、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の前記温度パターンを予測するステップを含んでもよい。このパラメータ構成は、たとえば、粒子フィルタの現在の温度、および／または消音器の現在の温度、および／または燃料もしくは投入ユニットの現在の温度を含む、任意の適切なパラメータ構成でもよい。
【００２６】
前記必要について決定するステップは、排気流の前記停止の前またはその後に実施してもよい。排気流が停止する前の前記必要についての決定は、投入ユニットの冷却を中止する決定が、排気流が前記停止した後にそのように決定するステップが実施される場合よりも早く実施されてもよいことを意味する。排気流が前記停止した後の前記必要についての決定は、投入ユニットの冷却を中止する決定が、排気流が停止する前に前記必要について決定される場合よりも更新された情報に基づいて実施されてもよいことを意味する。
【００２７】
前記燃料は、ディーゼル燃料でも、または他の炭化水素ベースの燃料でもよい。
【００２８】
この方法は、既存の自動車で実施するのが容易である。本発明による排気浄化用のＨＣ投入システムに関連するソフトウェアは、車両の製造中に、車両の制御ユニット内にインストールしてもよい。したがって、車両の購入者は、この方法の機能をオプションとして選択できてもよい。あるいは、排気浄化用のＨＣ投入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は、サービスステーションでアップグレードをおこなう場合は車両の制御ユニット内にインストールしてもよく、こうした場合には、ソフトウェアは制御ユニット内のメモリにロードしてもよい。したがって、具体的には、車両には任意のさらなる構成部品またはサブシステムを設ける必要がないので、この革新的な方法を実施することは費用対効果が大きい。関連するハードウェアは、一般には、既に車両に設けられている。したがって、本発明は、前述の諸問題に対して費用対効果の大きい解決策を提示する。
【００２９】
本発明の一態様により、排気流が停止した後に、投入ユニットに供給される燃料により、ＨＣ投入システムの一部分を形成する燃料投入ユニットを冷却し、前記必要について決定するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に、投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測する必要について決定するためのプログラムコードを含むソフトウェアは、更新または置換えが容易である。さらに、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の様々な部分は、互いに独立して置き換えてもよい。このモジュラー構成は、保守の観点から有利である。
【００３０】
本発明の一態様は、燃料用の投入ユニットを備える、排気浄化のための装置を備えるＨＣ投入システムを提案する。この装置は、排気流が停止した後に、投入ユニットに供給される燃料により、ＨＣ投入システムの一部分を形成する前記燃料投入ユニットを冷却する必要について決定する手段と、前記必要について決定するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に、投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測する手段を備える。
【００３１】
前記所定の温度は、投入ユニットの機能にとって臨界的な温度でもよい。
【００３２】
前記ＨＣ投入システムは、投入ユニットの温度パターンを予測する手段であって、粒子フィルタ、消音器、または燃料のうち任意のものを備える前記ＨＣ投入システムの、少なくとも１つのさらに別の部分の温度パターンを予測するように構成された手段を備えてもよい。
【００３３】
前記ＨＣ投入システムの前記少なくとも１つのさらに別の部分の温度パターンを前記予測することにより、投入ユニットの未来の温度を間接的に決定することが可能になってもよい。
【００３４】
温度パターンの前記予測は、ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の再加熱効果を考慮に入れることを含んでもよい。
【００３５】
ＨＣ投入システムはさらに、所定のパラメータ構成を含む計算モデルにより、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の前記温度パターンを予測する手段を備えてもよい。
【００３６】
前記必要について決定する手段は、排気流の前記停止の前またはその後に、そのように決定するよう構成してもよい。
【００３７】
上記目的はまた、ＨＣ投入システムを備えた自動車で実現される。車両は、トラック、バス、または乗用車でもよい。
【００３８】
本発明の一利点は、燃料送り装置を監視し制御するために、車両の制御ユニットを起動する必要のない時間が以前と同じ頻度または長さになることである。
【００３９】
本発明の一態様は、ＨＣ投入システムを備える任意の適切なプラットフォーム、たとえば船舶を提案する。船舶は、どんな種類でもよく、たとえばモータボート、汽船、フェリーまたは大型船でもよい。
【００４０】
本発明の一態様は、燃料用の投入ユニットを備える排気浄化用のＨＣ投入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。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この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、コンピュータ読取り可能な媒体に記憶されたプログラムコードを含む。
【００４１】
本発明の一態様は、燃料用の投入ユニットを備える排気浄化用のＨＣ投入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。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この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。
【００４２】
本発明の一態様は、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他のコンピュータでプログラムが実行されるとき、請求項１〜８のいずれかによる方法ステップを実行するための、コンピュータ読取り可能な媒体に記憶されたプログラムコードを含むコンピュータプログラミング製品を提案する。
【００４３】
本発明のさらなる目的、利点、および新規の特徴は、以下の詳細から、また本発明を実施に移すことによって当業者に明らかとなろう。本発明が以下に記載されているが、本発明は、記載された特定の詳細に限定されないことに留意されたい。本発明の範囲内にあるさらなる用途、修正形態、および他の分野の組込みが、本明細書の教示を利用できる専門家には理解されよう。
【００４４】
本発明、ならびに本発明のさらなる目的および利点をより完全に理解するために、添付図面とともに以下に述べる詳細説明を読まれたい。添付図面においては、様々な図で同じ参照記号は同様のアイテムを示す。
【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の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１に示した車両用のサブシステムの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図１に示した車両用のサブシステムの概略図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態による一方法の概略流れ図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態による一方法のさらに詳細な概略流れ図である。
【図５】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には、車両１００の側面図が示してある。例示された車両１００は、エンジン１５０を有するトラクタユニット１１０、およびトレイラ１１２を備える。この車両は、重い車両、たとえばトラックまたはバスでもよい。あるいは、車両は乗用車でもよい。
【００４７】
本発明は、任意の適切なＨＣ投入システムに適用可能であり、したがって自動車のＤＰＦシステムに限定されないことに留意されたい。本発明の一態様による革新的な方法および革新的なＨＣ投入システムは、自動車以外のＨＣ投入システムを有する他のプラットフォーム、たとえば船舶に良好に適している。船舶は、どんな種類でもよく、たとえばモータボート、汽船、フェリーまたは大型船でもよい。
【００４８】
本発明の一態様による革新的な方法および革新的なＨＣ投入システムはまた、たとえば産業機関、および／またはエンジンを動力とする産業ロボット、および／または定置機関を備えるシステムに良好に適している。
【００４９】
本発明の一態様による革新的な方法および革新的なＨＣ投入システムはまた、様々な種類の発電所、たとえばディーゼル発電機を備える発電所に良好に適している。
【００５０】
革新的な方法および革新的なＨＣ投入システムは、たとえば機関車または他の何らかのプラットフォーム上の、エンジンおよびＨＣ投入システムを備える任意のエンジンシステムに良好に適している。
【００５１】
革新的な方法および革新的なＨＣ投入システムは、粒子発生器（たとえば燃焼機関）およびＨＣ投入システムを備える任意のシステムに良好に適している。
【００５２】
本明細書において、用語「リンク」は、光電子通信線などの物理的な接続でもよく、または無線接続、たとえばラジオリンクもしくはマイクロ波リンクなどの非物理的な接続でもよい通信リンクを指す。
【００５３】
本明細書において、用語「ライン」は、流体たとえば液状の燃料を保持し運搬するための通路を指す。ラインは、任意の適切なサイズのパイプでよい。ラインは、任意の適切な材料、たとえばプラスチック、ゴム、または金属から作製してもよい。
【００５４】
本明細書において、用語「燃料」は、ＨＣ投入システムの粒子フィルタの能動再生のために使用される薬剤を指す。一バージョンによる前記燃料はディーゼル燃料である。もちろん、他の種類の炭化水素ベースの燃料を使用してもよい。ディーゼル燃料は、本明細書においては燃料の一例として述べられているが、革新的な方法および革新的な装置は、革新的な方法によって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、必要な適応たとえば採用された燃料についての適切な炭化温度への適応を条件に、他のタイプの燃料においても実現可能であることが当業者には理解されよう。
【００５５】
用語「ＨＣ投入システム」は、本明細書において粒子フィルタシステムを示すのに使用されるが、本発明は、ディーゼル粒子フィルタの使用に限定されない。それどころか、本発明により、他のタイプの粒子フィルタを使用してもよい。採用された粒子フィルタを再生するのに、どの種類の燃料がもっとも適しているのか当業者には理解されよう。
【００５６】
図２は、車両１００のサブシステム２９９を示している。サブシステム２９９は、トラクタユニット１１０内に位置している。サブシステム２９９は、ＨＣ投入システムの一部分を形成してもよい。この例によれば、サブシステム２９９は、燃料を貯蔵するように構成された容器２０５から構成される。容器２０５は、適切な量の燃料を貯蔵し、必要に応じて補充可能であるように構成されている。この容器は、たとえば２００リットルまたは１５００リットルの燃料を収容することができる。
【００５７】
第１のライン２７１は、容器２０５からポンプ２３０に燃料を導くように構成されている。ポンプ２３０は、任意の適切なポンプでよい。ポンプ２３０は、少なくとも１つのフィルタを備えたダイヤフラムポンプでもよい。ポンプ２３０は、電気モータによって駆動されるように構成される。ポンプ２３０は、容器２０５から第１のライン２７１を介して燃料を引き込み、第２のライン２７２を介して投入ユニット２５０に燃料を供給するように構成される。投入ユニット２５０は、排気システムに加えられた燃料の流れを制御するための、電気制御された投入バルブを備える。ポンプ２３０は、第２のライン２７２内の燃料を加圧するように構成される。投入ユニット２５０には、スロットルユニットが設けられ、このスロットルユニットに対して、サブシステム２９９内で燃料の前記圧力が増大する。
【００５８】
投入ユニット２５０は、車両１００の排気システム（図示せず）に前記燃料を供給するように構成される。より具体的には、投入ユニット２５０は、車両１００の排気システムに適切な量の燃料を制御されたやり方で供給するように構成される。このバージョンによれば、粒子フィルタ（図示せず）たとえばＤＰＦは、排気システム内の燃料供給が実行される場所の下流に位置している。排気システムに供給される燃料の量は、粒子フィルタの能動再生のために、ＨＣ投入システム内で通常の方式で使用されるものである。
【００５９】
投入ユニット２５０は、たとえば、車両１００の燃焼機関１５０から前記粒子フィルタへと排気ガスを導くようにそれ自体が構成された排気パイプに隣接して位置している。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た位置にある。このことは、たとえば排気パイプ、消音器、粒子フィルタ、およびＳＣＲ触媒に蓄積された熱エネルギーを、このように投入ユニット２５０に導くことができることを意味する。
【００６０】
投入ユニット２５０は、制御ユニット２００との通信を扱うように構成された電子制御カードを備えている。投入ユニット２５０はまた、プラスチックおよび／またはゴムの構成部品を備えるが、これらの構成部品は、高温になりすぎると溶解したり、または他の悪影響を受けたりすることもある。
【００６１】
投入ユニット２５０は、特定の値、たとえば摂氏１２０度を超える温度に影響を受ける。たとえば、車両１００の排気パイプ、消音器、および粒子フィルタの温度がこの値を超えると、冷却をおこなわない場合には車両の運転中または運転後に投入ユニット２５０が過熱しうるというリスクがある。
【００６２】
第３のライン２７３は、投入ユニット２５０と容器２０５の間にある。第３のライン２７３は、投入ユニット２５０に供給された特定量の燃料を容器２５０に戻すように構成される。この構成により、投入ユニット２５０の冷却を達成することが有利である。したがって、燃料が投入ユニット２５０を介してポンプ２３０から容器２０５へとポンプで送り出されるとき、投入ユニット２５０は、この燃料の流れによって冷却される。
【００６３】
第１の制御ユニット２００が、リンク２９３を介して温度センサ２２０と通信するように構成される。温度センサ２２０は、センサが取り付けられている場所での燃料の現在の温度を検出するように構成される。このバージョンによれば、温度センサ２２０は、容器２０５内に位置している。温度センサ２２０は、燃料の現在の温度についての情報を含む第１の制御ユニット２００に、連続的に信号を送出するように構成される。
【００６４】
代替バージョンによれば、投入ユニット２５０での現在の温度を検出するために、温度センサ２２０がこの投入ユニットに隣接して位置している。別のバージョンによれば、ＨＣ投入システムの粒子フィルタでの現在の温度を検出するために、温度センサ２２０はこのＨＣ投入システムの粒子フィルタに隣接して位置している。任意の所望の数の温度センサをサブシステム２９９に設けて、このサブシステムに隣接する現在の温度を検出してもよい。（１つまたは複数の）温度センサ２２０が、サブシステム２９９内の適切な場所で現在の温度を検出するように構成され、これらのセンサは、燃料の前記流れによって投入ユニットを冷却するようにポンプ２３０の動作を制御するための基本としての働きをすることができる。
【００６５】
第１の制御ユニット２００は、リンク２９２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、ポンプ２３０の動作を制御して、たとえばライン２７２内での圧力を調節するように構成される。この点において、投入ユニット２５０から容器２０５に戻る燃料の流れは、投入ユニット２５０の上流側での燃料の圧力の関数として記述してもよい。第１の制御ユニット２００は、ポンプ２３０の動作を制御することによって、投入ユニットの現在の温度を調節するように構成される。
【００６６】
第１の制御ユニット２００は、リンク２９１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、投入ユニット２５０の動作を制御して、たとえば車両１００の排気システムへの燃料供給を調節するように構成される。第１の制御ユニット２００は、投入ユニット２５０の動作を制御して、たとえば容器２０５への燃料供給の戻りを調節するように構成される。
【００６７】
一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、ポンプ２３０を制御するための基本として、ＨＣ投入システムの任意の適切な位置での燃料の現在の温度についての情報を含む、温度センサから受信する信号を使用するように構成される。具体的には、一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、エンジンからの排気流が停止した後に、通常動作より低い出力で、ポンプ２３０の動作を間欠的に制御するための基本として、温度センサ２２０の領域内での燃料の現在の温度を含む受信信号を使用するように構成される。
【００６８】
第２の制御ユニット２１０は、リンク２９０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に取り外し可能な状態で接続してもよい。第２の制御ユニット２１０は、車両１００の外部の制御ユニットでもよい。第２の制御ユニット２１０は、本発明による革新的な方法ステップを実行するように構成してもよい。第２の制御ユニット２１０は、第１の制御ユニット２００に、ソフトウェア、特に革新的な方法を用いるためのソフトウェアを相互にクロスして読み込む（ｃｒｏｓｓ−ｌｏａｄ）ために使用してもよい。あるいは、第２の制御ユニット２１０は、車両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してもよい。第２の制御ユニット２１０は、第１の制御ユニット２００の機能と実質的に同様の機能、たとえば、投入ユニットの未来の最大温度の値を計算するための基本として、燃料の現在の温度を含む受信信号を使用するステップと、計算された温度の値に基づいて、任意の適切な方式でポンプ２３０の動作を制御するステップとを実行するように構成してもよい。第２の制御ユニット２１０は、排気流が停止した後に、投入ユニットに供給される燃料により、ＨＣ投入システムの一部分を形成する燃料投入ユニットを冷却する必要について決定し、前記必要について決定するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に、投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測するように構成してもよい。
【００６９】
革新的な方法は、第１の制御ユニット２００および第２の制御ユニット２１０、または、第１の制御ユニット２００と第２の制御ユニット２１０の両方に適用されてもよいことに留意されたい。
【００７０】
図２に概略を示した実施形態によれば、第１の制御ユニット２００は、安全性に関する少なくとも一の臨界温度まで投入ユニット２５０を冷却するのに必要となりうる任意の電気エネルギー量が従来技術より小さくなるように、エンジンからの排気流が停止した後に、通常動作より低い出力でポンプ２３０の動作を制御するように構成される。
【００７１】
このバージョンによれば、ライン２６１を介して投入ユニット２５０に圧縮空気を供給するための圧縮空気源２６０が設けられる。投入ユニット２５０は、前記圧縮空気の供給を使用して、投入される燃料をより微細に分割するように構成される。圧縮空気はまた、少なくとも部分的に、投入ユニットが排気ダクト内に前記燃料を投入するようにさせるために使用してもよい。圧縮空気はまた、たとえば投入ユニット２５０から、内部に存在しうる任意の燃料を吹き出すために使用してもよい。これは、エンジン１５０の動作中、またはエンジン１５０がオフになった後に実行してもよい。
【００７２】
一バージョンによれば、容器２０５は車両の燃料タンクでもよく、そのケース内には、本発明による車両の既存の燃料システムの各部分が利用されている。別の例によれば、容器は別個の容器でもよい。すなわち、車両の燃料タンクと同じ容器でなくてもよい。
【００７３】
一バージョンによれば、投入ユニット２５０は、ＨＣ投入システムの排気ダクトのすぐ隣に位置している。別の例によれば、投入ユニット２５０には、前記排気ダクトを通って、前記燃料を排気ダクト内に直接投入する受動ノズルが設けられている。
【００７４】
一バージョンによれば、前記ポンプ２３０は、エンジン１５０の噴射システム用の燃料圧力を通常生成するのと同じポンプである。別の例によれば、前記ポンプ２３０は別個のポンプである。すなわち、噴射システム用の燃料圧力を通常生成するのと同じポンプではない。
【００７５】
一例によれば、プレ触媒および／または酸化触媒が、粒子フィルタと直列に、かつ粒子フィルタの上流側に取り付けられる。
【００７６】
図３は、車両１００のサブシステム３９９を概略的に示している。サブシステム３９９は、図２を参照して前に述べた特定の構成部品、たとえば、第１の制御ユニット２００、第２の制御ユニット２１０、および容器２０５内の燃料の現在の温度を検出するための温度センサ２２０を備える。
【００７７】
サブシステム３９９は、粒子フィルタの上流側の排気システム内での排気ガスの現在の温度を測定するように構成された温度センサ３１０を備える。温度センサ３１０は、リンク３１１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。温度センサ３１０は、排気流の現在の温度についての情報を含む信号を、リンク３１１を介して第１の制御ユニット２００に連続的に送出するように構成される。一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、排気流の現在の温度についての情報を含む受信信号に基づいて、粒子フィルタの現在の温度を推定するように構成される。
【００７８】
サブシステム３９９は、粒子フィルタの現在の温度を測定するように構成された温度センサ３２０を備える。温度センサ３２０は、リンク３２１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。温度センサ３２０は、粒子フィルタの現在の温度についての情報を含む信号を、リンク３２１を介して第１の制御ユニット２００に連続的に送出するように構成される。
【００７９】
サブシステム３９９は、投入ユニット２５０の現在の温度を測定するように構成された温度センサ３３０を備える。温度センサ３３０は、リンク３３１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。温度センサ３３０は、投入ユニット２５０の現在の温度についての情報を含む信号を、リンク３３１を介して第１の制御ユニット２００に連続的に送出するように構成される。
【００８０】
サブシステム３９９は、ＨＣ投入システム内の燃料の現在の流れを測定するように構成された流量センサ３４０を備える。流量センサ３４０は、ＨＣ投入システムの任意の適切な位置、たとえば、投入ユニット２５０の下流側のライン２７３に隣接して配置してもよい。流量センサ３４０は、リンク３４１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。流量センサ３４０は、燃料の現在の流れについての情報を含む信号を、リンク３４１を介して第１の制御ユニット２００に連続的に送出するように構成される。
【００８１】
それぞれのセンサ３１０、３２０、３３０、３４０、および２２０が送出する信号を第１の制御ユニットが使用して、本発明の一態様による投入ユニット２５０の温度パターンをモデリングしてもよい。一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、それぞれのセンサ３１０、３２０、３３０、３４０、および２２０から受信した信号のうち少なくとも１つの信号での情報に基づいて、投入ユニット２５０の温度パターンをモデリングするように構成される。
【００８２】
図４ａは、本発明の一実施形態による、燃料用の投入ユニットを備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する方法の概略流れ図である。この方法は、第１のステップｓ４０１を含む。方法ステップｓ４０１は、排気流が停止した後に、投入ユニットに供給される燃料により、ＨＣ投入システムの一部分を形成する前記燃料投入ユニットを冷却する必要について決定するステップと、前記必要について決定するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に、投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測するステップとを含む。この方法は、ステップｓ４０１の後に終了する。
【００８３】
図４ｂは、本発明の一実施形態による、燃料用の投入ユニットを備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する方法の概略流れ図である。
【００８４】
この方法は、第１のステップｓ４１０を含む。方法ステップｓ４１０は、車両１００の燃焼エンジンからの排気の流れを遮断するステップを含む。この段階で、投入ユニット２５０は、通常の方式すなわちポンプ２３０の運転出力で冷却され、この運転出力は、投入ユニットにおいて通常動作中と同じ冷却の流れを実質的に維持するのに必要とされる。排気の流れの遮断は、車両１００のエンジンをオフにすることによって実行される。ステップｓ４１０に続いてステップｓ４１５に移る。
【００８５】
方法ステップｓ４１５は、第１の制御ユニット２００または第２の制御ユニット２１０に記憶された計算モデルにより、投入ユニット２５０の未来の温度パターンを計算するステップを含む。温度パターンの計算は、任意の所望のパラメータ、たとえば、車両の粒子フィルタの現在の温度、燃料の現在の温度、ＨＣ投入システム内の燃料の流れ、車両の消音器の現在の温度、投入ユニット２５０の現在の温度、停止する前の排気流の温度、および／もしくは前記排気流が停止する前の特定の期間での推定されたエンジン負荷に関連するパラメータのうちの、１つまたは複数のパラメータに基づいてもよい。計算モデルは、ＨＣ投入システムの様々な部分に蓄積されたエネルギーの現在の量を順に計算して、その計算に基づいて、投入ユニット２５０を冷却する必要について決定するための基礎として、投入バルブ２５０の温度パターンを計算し、したがってこの温度パターンを予測するように構成される。投入ユニット２５０の未来の温度パターンを計算することにより、排気流が停止した後に冷却が継続しない、または冷却が中止される場合に、投入ユニット２５０が達する可能性のある最高温度がどの程度なのか決定することも可能になる。投入ユニット２５０の未来の最大温度についてのモデリングされた値を決定することにより、その決定に基づいて、最適な方式でポンプ２３０の動作を制御することが可能になる。ステップｓ４１５に続いてステップｓ４２０に移る。
【００８６】
方法ステップｓ４２０は、ＨＣ投入システムでの燃料の流れによって投入ユニットを冷却することが引き続き必要かどうか評価するステップを含む。前記冷却を継続する必要があるかどうか判定するステップは、投入ユニット２５０の未来の最高温度について決定された、モデリングされた値に基づいてもよい。一例によれば、冷却を継続する必要があるかどうか判定するステップは、センサ２２０、センサ３１０、センサ３２０、センサ３３０、およびセンサ３４０のうち少なくとも１つからの信号に基づく。これらの信号は、図３を参照して前に述べた情報を含む。冷却を継続する必要がない場合、この方法は終了する。冷却を継続する必要がある場合、後続のステップｓ４３０が実行される。
【００８７】
方法ステップｓ４３０は、ポンプ２３０が間欠的に、かつ／または通常動作より低い運転出力で作動されるよう、ポンプ２３０の動作に影響を及ぼすステップを含む。一バージョンによれば、ポンプ２３０は、所定の間隔構成で間欠的に作動される。一バージョンによれば、ポンプ２３０は、通常動作に対応する運転出力で作動される。一バージョンによれば、ポンプ２３０は、通常動作中に投入ユニット２５０の冷却の流れを維持するのに利用される運転出力に比べて、低減された運転出力で間欠的に作動される。ステップｓ４３０に続いてステップｓ４４０に移る。
【００８８】
方法ステップｓ４４０は、ＨＣ投入システム内の燃料の流れによって投入ユニットの冷却を継続することが引き続き必要かどうか評価するステップを含む。前記冷却を継続する必要があるかどうか判定するステップは、投入ユニット２５０の未来の最高温度について更新された、モデリングされた値に基づいてもよい。一バージョンによれば、計算モデルは、投入ユニット２５０の未来の最高温度について決定された、モデリングされた値を連続的に更新するように構成される。前記最高温度についての更新値を計算するステップは、たとえば方法ステップｓ４１５を参照して前に述べた方式と実質的に同じ方式で実行してもよい。一例によれば、冷却を継続する必要があるかどうか判定するステップは、センサ２２０、センサ３１０、センサ３２０、センサ３３０、およびセンサ３４０のうち少なくとも１つからの信号に基づく。これらの信号は、図３を参照して前に述べた情報を含む。冷却を継続する必要がないと分かった場合、この方法は終了する。冷却を継続する必要があると分かった場合、投入ユニット２５０の有効な冷却を確実におこなうのに適切な任意の方式で、ポンプ２３０の動作が継続する。たとえば、ポンプ２３０は、間欠的に、また場合によっては通常動作より低い運転出力で作動されてもよい。
【００８９】
図５は、装置５００の一バージョンの図である。図２を参照して説明した制御ユニット２００および２１０は、一バージョンでは装置５００を備える。装置５００は、不揮発性メモリ５２０、データ処理ユニット５１０、および読取り／書込みメモリ５５０を備える。不揮発性メモリ５２０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、たとえばオペレーティングシステムが記憶されている第１のメモリ素子５３０を有する。装置５００はさらに、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、日時の入力／転送ユニット、イベントカウンタ、および割込みコントローラ（図示せず）を備える。不揮発性メモリ５２０はまた、第２のメモリ素子５４０を有する。
【００９０】
革新的な方法によれば、提案されたコンピュータプログラムＰは、排気流が停止した後に、投入ユニットに供給される燃料により、ＨＣ投入システムの一部分を形成する前記燃料投入ユニットを冷却する必要について決定するためのルーチンと、前記必要について決定するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に、投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測するためのルーチンとを含む。このプログラムＰは、排気流が前記停止した後に、投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測するためのルーチンを含む。プログラムＰは、実行可能な形式または圧縮された形式で、メモリ５６０および／または読取り／書込みメモリ５５０内に記憶してもよい。
【００９１】
データ処理ユニット５１０が、特定の機能を実行するものとして説明されている場合、そのことは、このデータ処理ユニット５１０が、メモリ５６０に記憶されたプログラムの特定の部分、または読取り／書込みメモリ５５０に記憶されたプログラムの特定の部分を実行することを意味する。
【００９２】
データ処理装置５１０は、データバス５１５を介してデータポート５９９と通信することができる。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と通信するものである。別個のメモリ５６０は、データバス５１１を介してデータ処理ユニット５１０と通信するものである。読取り／書込みメモリ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。データポート５９９は、たとえば、リンク３１１、３２１、３３１、３４１、２９３、および２９０を有しており、これらのリンクはデータポート５９９に接続されている（図３参照）。
【００９３】
データは、データポート５９９で受信されると、第２のメモリ素子５４０に一時的に記憶される。受信した入力データが一時的に記憶されると、データ処理ユニット５１０は、前述の通りコード実行を実施する。一バージョンによれば、データポート５９９で受信される信号は、車両１００の粒子フィルタの現在の温度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５９９で受信される信号は、ＨＣ投入システム内の燃料の現在の温度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５９９で受信される信号は、たとえばライン２７３内での燃料の現在の流れ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５９９で受信される信号は、ＨＣ投入システムの投入ユニット２５０の現在の温度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５９９で受信される信号は、車両１００の排気システム内での排気流の現在の温度についての情報を含む。
【００９４】
データポート５９９で受信された信号を装置５００が使用して、排気流が停止した後に、投入ユニットに供給される燃料により、ＨＣ投入システムの一部分を形成する燃料投入ユニットを冷却する必要について、装置５００に記憶された計算モデルによって決定し、前記必要について決定するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに基づいて、排気流が前記停止した後に投入ユニットが所定の温度に達するかどうか予測してもよい。
【００９５】
本明細書に記載の方法の各部分は、装置５００により、データ処理ユニット５１０を用いて実行されてもよく、このデータ処理ユニット５１０は、メモリ５６０または読取り／書込みメモリ５５０に記憶されたプログラムを実行する。装置５００がプログラムを走らせているとき、本明細書に記載の方法が実行される。
【００９６】
本発明の好ましい実施形態の前述の説明は、例示および説明を目的としてなされたものである。この前述の説明は、包括的なものではなく、または記載した変形形態に本発明を限定するものではない。多くの修正形態および変形形態が当業者に明白になることは明らかである。本発明の原理および本発明の実際の適用例をもっとも良好に説明するために、各実施形態を選択し説明してきたが、そのことにより、様々な実施形態について、また意図された使用に適した様々な修正形態とともに、専門家は本発明を理解できるようになる。
【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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【国際調査報告】
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