(57)【要約】  本発明は、燃料用の投入ユニット（２５０）および前記燃料用の送り装置（２３０）を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する投入ユニットを冷却する方法であって、前記燃料投入ユニット（２５０）に供給される燃料によって前記燃料投入ユニット（２５０）を冷却するステップを含む方法に関する。この方法はまた、通常動作より低い出力で前記冷却用燃料を供給する前記送り装置（２３０）を作動させるステップを含む。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このＨＣ投入システムを装備した自動車に関する。
2013533420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料用の投入ユニット（２５０）および前記燃料用の送り装置（２３０）を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する投入ユニットを冷却する方法であって、
−前記燃料投入ユニット（２５０）に供給される燃料によって前記燃料投入ユニット（２５０）を冷却するステップ
を含み、
−通常動作より低い出力で冷却用燃料を供給する前記送り装置（２３０）を作動させるステップ
を特徴とする方法。
【請求項２】
−冷却が続く限り、前記投入ユニット（２５０）の冷却力を実質的に変化させることなく、最小限の出力で前記送り装置（２３０）を作動させるステップ
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送り装置（２３０）を作動させるステップが、通常動作中の出力の１０〜３０％に相当する出力で前記送り装置（２３０）を作動させることを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
−所定の期間にわたって前記送り装置（２３０）を作動させるステップ
をさらに含む、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ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の測定温度に基づいて前記送り装置（２３０）を作動させるステップ
をさらに含む、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】
前記送り装置（２３０）を作動させるステップが、再加熱効果を提供することを含む、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】
−通常動作より低い出力で前記送り装置（２３０）を連続的に作動させるステップ
をさらに含む、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】
前記送り装置（２３０）が、エンジン（１５０）の噴射システムに燃料を供給するように構成された送り装置を備えるか、または別個の送り装置（２３０）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】
圧縮空気源（２６０）によって前記投入ユニット（２５０）に出力供給するステップを含む、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
−排気の流れが停止した後に、燃料によって前記燃料投入ユニット（２５０）を冷却するステップ
を含む、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
燃料用の冷却可能な投入ユニット（２５０）および前記燃料用の送り装置（２３０）を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムであって、
−前記燃料投入ユニット（２５０）に供給される燃料によって前記燃料投入ユニット（２５０）を冷却する手段（２３０）
を備えており、
−通常動作より低い出力で冷却用燃料を供給する前記送り装置（２３０）を作動させる手段（２００；２１０；４００）
を特徴とするＨＣ投入システム。
【請求項１２】
−冷却が続く限り、前記投入ユニット（２５０）の冷却力を実質的に変化させることなく、最小限の出力で前記送り装置（２３０）を作動させる手段（２００；２１０；４００）
を備えている、請求項１１に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１３】
通常動作中の出力の１０〜３０％に相当する出力で前記送り装置（２３０）を作動させる手段（２００；２１０；４００）を備えている、請求項１１または１２に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１４】
−前記排気の流れが停止した後の所定の期間にわたって前記送り装置（２３０）を作動させる手段（２００；２１０；４００）
をさらに備えている、請求項１１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ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の測定温度に基づいて前記送り装置（２３０）を作動させる手段（２００；２１０；４００）
をさらに備えている、請求項１１ないし１４のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１６】
前記送り装置（２３０）の作動が、再加熱効果の提供を含んでいる、請求項１１ないし１５のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１７】
−通常動作より低い出力で前記送り装置（２３０）を連続的に作動させる手段（２００；２１０；４００）
をさらに備えている、
請求項１１ないし１６のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１８】
前記送り装置（２３０）が、エンジン（１５０）の噴射システムに燃料を供給するように構成された送り装置を備えるか、または別個の送り装置（２３０）である、請求項１１ないし１７のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項１９】
前記投入ユニット（２５０）に出力供給するように構成された圧縮空気手段（２６０）を備えている、請求項１１ないし１８のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項２０】
−排気の流れが停止した後に、燃料によって前記燃料投入ユニット（２５０）を冷却する手段（２００；２１０；４００）
を備えている、請求項１１ないし１９のいずれか一項に記載のＨＣ投入システム。
【請求項２１】
請求項１１ないし２０のいずれか一項に記載のＨＣ投入システムを備えている自動車（１００；１１０）。
【請求項２２】
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２１に記載の自動車（１００；１１０）。
【請求項２３】
燃料用の投入ユニット（２５０）および前記燃料用の送り装置（２３０）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；４００）または前記電子制御ユニット（２００；４００）に接続された他のコンピュータ（２１０；４００）に、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のステップを実行するようにさせるための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２４】
電子制御ユニット（２００；４００）または前記電子制御ユニット（２００；４００）に接続された他のコンピュータ（２１０；４００）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１０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ム製品。
【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および前記燃料用の送り装置を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する投入ユニットを冷却する方法に関する。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、排気浄化のためのＨＣ投入システム、およびこの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】
現行の投入ユニットは、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行われる。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、車両の運転で発生す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、臨界レベル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を作動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、車両のスイッチがオフになった後にＤＰＦ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（炭化水素）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、動作中、また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投入システムと、動作中に、またはＨＣ投入システム内の排気の流れが停止した後に、ＨＣ投入システムの投入ユニットの冷却を実行する新規の有利なコンピュータプログラムとを提案することである。
【００１６】
さらなる目的は、動作中、または内部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、動作中、または内部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投入ユニットを冷却するための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および前記燃料用の送り装置を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する投入ユニットを冷却する方法であって、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を冷却するステップを含む方法を提案する。この方法はまた、通常動作より低い出力で前記冷却用燃料を供給するための前記送り装置を作動させるステップを含む。したがって、前記送り装置は、通常動作より低い出力で作動される。
【００２０】
車両への影響を最小限に抑えるために、動作中に、または前記排気の流れが停止した後に投入ユニットの冷却が行われるときに、ＨＣ投入システムの送り装置のポンプの速度を低下させる機能が提案される。この減少されたポンプの速度は、ＨＣ投入システムの通常動作中よりも低いかまたは実質的に低く、車両が動いているときのＨＣ投入システムの動作、または前記排気の流れが停止した後の投入ユニットの冷却中のＨＣ投入システムの早期の通常動作を意味する。
【００２１】
後続の冷却手順の最中、車両のエンジンがオフになっているとき、以前は車両の電池からの電気エネルギーを必要としていたが、その必要性が低くなっていることが有利である。
【００２２】
投入ユニットの冷却力を実質的に変化させることなく送り装置の運転出力を低減させることにより、以前と同様にフル出力で送り装置を作動させるよりも雑音が少なくなる。本発明の発明性の一部分は、送り装置の運転出力が低減されるときに、投入ユニットの冷却力がほんのわずか低減すると分かったことである。
【００２３】
投入ユニットの冷却力を実質的に変化させることなく送り装置の運転出力が低減されるにも関わらず、投入ユニットの障害を引き起こし、それによってＨＣ投入システムの修理に高額な費用がかかることにもなり得る、温度が高すぎることによって引き起こされる燃料の炭化を避けることが可能である。
【００２４】
投入ユニットの冷却力を実質的に変化させることなく送り装置の運転出力が低減されるにも関わらず、投入ユニットの電気構成部品への温度に関連する損傷を防止できることが有利である。
【００２５】
送り装置の運転出力を低減させるには、通常動作中よりも低い速度でこの送り装置を作動させなければならないことがある。送り装置の出力を低減させると、結果として、投入ユニットへの燃料の圧力が、通常動作中よりも低下する。
【００２６】
一実施形態によれば、投入ユニットの冷却力は実質的に変化しないが、これまでの最新技術のものよりも実質的にエネルギーが少ないレベルにまで、燃料送り装置の出力が少なくとも１段階低減される。
【００２７】
この方法は、冷却が続く限り、前記投入ユニットの冷却力を実質的に変化させることなく、最小限の出力で前記送り装置を作動させるステップを含んでもよい。これにより、前記投入ユニットの冷却力は実質的に変化しないが、ＨＣ投入システムの影響は望ましいやり方で低減する冷却機能が生じることが有利である。
【００２８】
前記送り装置を作動させるステップは、通常動作中の出力の１０〜３０％に相当する出力でこの送り装置を作動させるステップを含んでもよい。これにより、ＨＣ投入システムの投入ユニットを適切に冷却するのに必要とされるエネルギーの量が実質的に低減することが有利である。好ましい一実施形態によれば、前記送り装置を作動させるステップは、通常動作中の出力の１０％未満に相当する出力でこの送り装置を作動させるステップを含んでもよい。一実施形態によれば、この革新的な方法により、これまでの最新技術による冷却方法に比べて１０〜５０％の総エネルギー節減が実現される。
【００２９】
この方法は、前記排気の流れが停止した後の所定の期間にわたって前記送り装置を作動させるステップをさらに含んでもよい。排気の流れが停止した後に前記期間が経過したときに投入ユニットの冷却のスイッチを自動的にオフにできるように、十分な期間を使用することができる。
【００３０】
この方法はさらに、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の測定温度に基づいて、前記送り装置を作動させるステップを含んでもよい。排気の流れが停止した後、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の温度に達したとき、投入ユニットの冷却を自動的に電源オフにすることができるように、前記ＨＣ投入システムの前記少なくとも一部分の任意の適切な前記温度を採用してもよい。
【００３１】
前記送り装置を作動させることは、再加熱効果を提供することを含んでもよい。前記所定の期間、および前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の前記適切な温度は、ＨＣ投入システムの既に知られている加熱効果に基づいて、車両の制御ユニット内に記憶されているコンピュータモデルによって事前に決定してもよい。加熱効果は、排気システム内に蓄積されている予測されたエネルギーに基づいて決定してもよい。
【００３２】
この方法は、通常動作より低い出力で前記送り装置を連続的に作動させるステップをさらに含んでもよい。送り装置は、投入ユニットの冷却を終了することができると分かり、その結果、送り装置のスイッチがオフにされるまで、低減された運転出力で連続的に作動される。一実施形態によれば、前記送り装置は、通常動作に比べて一定または可変の低減された運転出力で、連続的に、すなわち停止することなく作動される。このため、前記送り装置を作動させるために、比較的単純なアルゴリズムが提案される。このバージョンは、開発が容易である一実施形態となり、投入ユニットの将来の温度パターンに関してとても良い予測可能性ともなる。
【００３３】
送り装置は、エンジンの噴射システムに燃料を供給するように構成された送り装置を備えてもよい。これにより、車両の既存の送り装置を新規の目的に利用することができるようになる。あるいは、別個の送り装置を採用してもよい。
【００３４】
この方法は、圧縮空気源によって前記投入ユニットに出力供給するステップを含んでもよく、こうした場合には、圧縮空気を使用して、投入される燃料をより微細に分割し、および／または有利なやり方で燃料の投入に出力供給することができる。前記圧縮空気はまた、排気の流れが停止した後に排気ダクトに供給されてもよい。
【００３５】
この方法は、排気の流れが停止した後、燃料によって前記燃料投入ユニットを冷却するステップを含んでもよい。
【００３６】
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、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する投入ユニットを冷却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。
【００３７】
本発明の一態様により、動作中または排気の流れが停止した後に、燃料投入ユニットに供給される燃料によって燃料投入ユニットを冷却し、通常動作より低い出力で前記冷却用燃料を供給するための送り装置を作動させ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。この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。このモジュール構成は、保守の観点から有利である。
【００３８】
本発明の一態様は、燃料用の冷却可能な投入ユニットおよび前記燃料用の送り装置を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムであって、
動作中または排気の流れが停止した後に、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を冷却する手段と、
通常動作より低い出力で前記冷却用燃料を供給するための前記送り装置を作動させる手段とを備える装置を提案する。したがって、前記送り装置は、低減された出力で作動される。
【００３９】
ＨＣ投入システムは、冷却が続く限り、前記投入ユニットの冷却力を実質的に変化させることなく、最小限の出力で前記送り装置を作動させる手段を備えてもよい。
【００４０】
前記送り装置の動作は、通常動作中の出力の１０〜３０％に相当する出力で前記送り装置を作動させることを含んでもよい。
【００４１】
ＨＣ投入システムは、前記排気の流れが停止した後の所定の期間にわたって前記送り装置を作動させる手段をさらに備えてもよい。
【００４２】
ＨＣ投入システムは、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の測定温度に基づいて前記送り装置を作動させる手段をさらに備えてもよい。
【００４３】
前記送り装置の作動は、再加熱効果の提供を含んでもよい。
【００４４】
ＨＣ投入システムは、通常動作より低い出力で前記送り装置を連続的に作動させる手段をさらに備えてもよい。
【００４５】
ＨＣ投入システムは、前記投入ユニットに出力供給するように構成された圧縮空気手段を備えてもよい。
【００４６】
ＨＣ投入システムは、排気の流れが停止した後に燃料によって前記燃料投入ユニットを冷却する手段を備えてもよい。
【００４７】
上記目的はまた、ＨＣ投入システムの特色を備える自動車で実現される。自動車は、トラック、バス、または乗用車でもよい。
【００４８】
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。
【００４９】
本発明の一態様は、燃料用の投入ユニットおよび前記燃料用の送り装置を備える、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であって、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が請求項１〜１０のいずれかに記載のステップを実行するように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を提案する。
【００５０】
本発明の一態様は、燃料用の投入ユニットおよび前記燃料用の送り装置を備える、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であって、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に請求項１〜１０のいずれかに記載のステップを実行させる、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ムを提案する。
【００５１】
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１〜１０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ム製品を提案する。
【００５２】
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。
【００５３】
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】
【００５４】
【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３ａ】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３ｂ】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】
【００５５】
図１は、車両１００の側面図である。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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、汎用機関を備えるシステムおよび／またはエンジンを動力とする産業ロボットに良好に適している。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
革新的な方法および革新的なＨＣ投入システムはまた、粒子を有する排気ガスを生成する任意の種類のシステムおよび粒子を蓄積しておくフィルタを備える任意のシステムに良好に適しており、この粒子は、前記フィルタの再生中、特に前記フィルタの能動再生中に燃やされる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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る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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、たとえばサブシステム２９９内での燃料の流れを調節するように構成される。
【００７６】
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。
【００７７】
一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、革新的な方法の一態様によってポンプ２３０を制御する基本として、温度センサ２２０の領域での燃料の現在の温度、および／または、ＨＣ投入システムの任意の所望の構成部品、たとえば投入ユニットもしくはサブシステム２９９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。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、革新的な方法の一態様によって、間欠的にかつ通常動作より低い出力でポンプ２３０の動作を制御する基本として、温度センサ２２０の領域での燃料の現在の温度、および／または、ＨＣ投入システムの任意の所望の構成部品もしくはサブシステム２９９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。
【００７８】
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、たとえば、間欠的にかつ通常動作より低い出力でポンプ２３０の動作を制御する基本として、温度センサ２２０の領域での燃料の現在の温度、および／または、ＨＣ投入システムの任意の所望の構成部品もしくはサブシステム２９９の現在の温度を含む受信信号を使用して、第１の制御ユニット２００の機能と実質的に同様の機能を実行するように構成してもよい。
【００７９】
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、安全性に関して少なくとも１つの臨界的な温度まで投入ユニット２５０を冷却するのに必要となることがある任意の量の電気エネルギーが、これまでの最新技術のものよりも少なくなるよう、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。
【００８０】
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、内部に存在することがあ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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
図３ａは、本発明の一実施形態による、燃料用の投入ユニットおよび前記燃料用の送り装置を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する投入ユニットを冷却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ｓ３０１を含む。方法ステップｓ３０１は、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を冷却するステップと、通常動作より低い出力で前記燃料を供給するための前記送り装置を作動させるステップとを含む。この方法は、ステップｓ３０１の後に終了する。
【００８６】
図３ｂは、本発明の一実施形態による、燃料用の投入ユニットおよび前記燃料用の送り装置を備える、排気浄化のためのＨＣ投入システムに関連する投入ユニットを冷却するための方法の概略流れ図である。
【００８７】
この方法は、第１のステップｓ３１０を含む。方法ステップｓ３１０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。一バージョンによれば、ステップｓ３１０は実行されず、すなわち、この革新的な方法は、エンジン１５０の動作中に適用される。排気の流れが遮断される場合、圧縮空気源２６０は、粒子フィルタの能動再生中、投入された燃料が燃焼するのを助けるために、空気を排気ダクトに連続的または間欠的に投入することができる。ステップｓ３１０に続いてステップｓ３２０に移る。
【００８８】
方法ステップｓ３２０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、様々なパラメータに基づいてもよい。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、車両１００のＨＣ投入システムまたはサブシステム２９９のうち少なくとも１つの構成部品の現在の温度についての情報を含む、温度センサ２２０からの信号に基づく。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ｓ３３０が実行される。
【００８９】
方法ステップｓ３３０は、ポンプ２３０が通常動作より低い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。一例によれば、ポンプ２３０は、一例によれば、通常動作中に投入ユニット２５０の冷却流を維持するのに使用される出力の約１０％に相当する出力で作動される。一例によれば、ポンプ２３０は、通常動作中に用いられる出力の１０％未満に相当する出力で作動される。別の例によれば、ポンプ２３０は、通常動作中に用いられる出力の１０〜３０％に相当する出力で作動される。一例によれば、ポンプ２３０は、通常動作中に用いられる出力に比べて低減された出力で連続的に作動される。ステップｓ３３０に続いてステップｓ３４０に移る。
【００９０】
方法ステップｓ３４０は、所定の基準を満たしているかどうか判断するステップを含む。この所定の基準は、任意の適切な基準でよい。前記基準は、前記排気の流れが停止した後の所定の期間に関連付けられてもよい。前記基準は、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の測定温度に関連付けられてもよい。前記基準は、前記ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の再加熱効果に関連付けられてもよい。したがって、低減された出力で送り装置の動作が始まってから一定の時間が経過した場合、所定の基準を満たすことができる。前記時間が経過した場合、投入ユニット２５０が、さらなる冷却を必要としない所望の温度に達したと仮定してもよい。ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の所定の温度に達した場合、投入ユニット２５０が、さらなる冷却を必要としない所望の温度に達したと仮定してもよい。所定の基準を満たしたとステップｓ３４０で判定されると、この方法は終了する。所定の基準が満たされないとステップｓ３４０で判定される場合、通常動作より低い出力でポンプ２３０の動作は継続し、再度ステップｓ３４０が実行される。この方法は、ステップｓ３４０の後に終了する。
【００９１】
図４は、装置４００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４００を備える。装置４００は、不揮発性メモリ４２０、データ処理ユニット４１０、および読取り／書込みメモリ４５０を備える。不揮発性メモリ４２０は、装置４００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４３０を有する。装置４００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４２０はまた、第２のメモリ素子４４０を有する。
【００９２】
提案されたコンピュータプログラムＰは、この革新的な方法により、燃料投入ユニットに供給される燃料によって燃料投入ユニットを冷却し、通常動作より低い出力で前記冷却用燃料を供給するための送り装置を作動させ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４６０および／または読取り／書込みメモリ４５０内に記憶してもよい。
【００９３】
データ処理ユニット４１０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４１０が、メモリ４６０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４５０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。
【００９４】
データ処理装置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と通信するものである。別個のメモリ４６０は、データバス４１１を介してデータ処理ユニット４１０と通信するものである。読取り／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と通信するように構成されている。データポート４９９は、たとえば、リンク２６０、２９０、２９１、２９２、および２９３を有しており、これらのリンクはデータポート４９９に接続されている（図２参照）。
【００９５】
データは、データポート４９９で受信されると、第２のメモリ素子４４０に一時的に記憶される。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４１０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４９９で受信される信号は、ＨＣ投入システムの少なくとも一部分の現在の温度についての情報を含む。本発明の一態様により、データポート４９９で受信される信号を装置４００が使用して、ポンプ２３０を作動させてもよい。
【００９６】
本明細書に記載の方法の各部分は、装置４００により、データ処理ユニット４１０を用いて実行してもよく、このデータ処理ユニット４１０は、メモリ４６０または読取り／書込みメモリ４５０に記憶されたプログラムを実行する。装置４００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。
【００９７】
本発明の一態様は、燃料用の投入ユニットおよび前記燃料用の送り装置を備える、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であって、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が、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を冷却するステップと、通常動作より低い出力で前記冷却用燃料を供給するための前記送り装置を作動させるステップとを実行するようにさせる、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プログラムを提案する。
【００９８】
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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