(57)【要約】  本発明は、排気ダクト（２４０）に燃料を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ＨＣ投入システムに関連する方法であって、前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップ（ｓ３４０）を含む方法に関する。この方法は、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記排気ダクト（２４０）に燃料を供給することによって前記投入ユニット（２５０）から加熱された燃料を除去するステップ（ｓ３６０）も含み、このステップ（ｓ３６０）は、−投入ユニット（２５０）の現在の温度に基づいて除去可能である燃料の量を計算し（ｓ３５０）、除去するステップ、または−投入ユニット（２５０）から、前記投入ユニット（２５０）の加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を前記排気ダクトへと除去するステップ（ｓ３６０）を伴う。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（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も関する。本発明は、装置、およびこの装置を備えた自動車（１００）にも関する。
2013534990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ダクト（２４０）に燃料を供給するための投入ユニット（２５０）を備えた、エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＨＣ投入システムに関連する方法であって、
−前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップ（ｓ３４０）
を含み、
−前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記排気ダクト（２４０）に燃料を供給することによって前記投入ユニット（２５０）から加熱された燃料を除去するステップ（ｓ３６０）であって、
−前記投入ユニット（２５０）の現在の温度に基づいて除去可能である燃料の量を計算し（ｓ３５０）、除去するステップ、または
−前記投入ユニット（２５０）から前記投入ユニット（２５０）の前記加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を前記排気ダクトへ除去するステップ（ｓ３６０）
を伴うステップ（ｓ３６０）
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が存在するかどうかの前記判定を、排気の流れが停止した後に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記燃料の流れによって前記投入ユニット（２５０）を連続的に冷却するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記排気ダクト（２４０）に燃料を供給することによって前記投入ユニット（２５０）から燃料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、たとえば摂氏８０〜１３０度である、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）の望ましくない温度レベルが存在するかどうかを連続的に判定するために、前記投入ユニット（２５０）の現在の温度を連続的に判定するステップ
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）中に既存の前記燃料の加圧状態によって前記投入ユニットから燃料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】
排気ダクト（２４０）に燃料を供給するための投入ユニット（２５０）を備えた、エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＨＣ投入システムの装置であって、
−前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定する手段（２００；２１０；４００）
を備えており、
−前記投入ユニット（２５０）の前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記排気ダクト（２４０）に燃料を供給することによって前記投入ユニット（２５０）から加熱された燃料を除去する手段（２００；２１０；４００）であって、
−前記投入ユニット（２５０）の現在の温度に基づいて除去可能である燃料の量を計算し、除去する手段（２００；２１０；４００）、または、
−前記投入ユニット（２５０）から前記投入ユニット（２５０）の前記加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を前記排気ダクトへ除去する手段（２００；２１０；４００）
を使用することを伴う手段（２００；２１０；４００）
を特徴とする装置。
【請求項１０】
前記望ましくない温度レベルが存在するかどうかの前記判定が、排気の流れが停止した後に行われる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
−前記燃料の流れによって前記投入ユニット（２５０）を連続的に冷却する手段（２３０）
を含む、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
−前記排気ダクト（２４０）に燃料を供給することによって前記投入ユニット（２５０）から燃料を断続的に除去する手段（２００；２１０；４００）
を備える、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記望ましくない温度レベルが、所定の範囲内、たとえば摂氏８０〜１３０度である、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載の装置。
【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連続的に検出するために、前記投入ユニット（２５０）の現在の温度を連続的に判定する手段（２００；２１０；４００）
を備える、請求項９ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
−前記投入ユニット（２５０）中に既存の前記燃料の加圧状態によって前記投入ユニットから燃料を除去する手段（２００；２１０；４００）
を備える、請求項９ないし１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
請求項９ないし１５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１７】
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１６に記載の自動車（１００；１１０）。
【請求項１８】
燃料を排気ダクト（２４０）に供給するための投入ユニット（２５０）を備えた、エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するための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７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１９】
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、排気ダクトに燃料を供給するための投入ユニットを備えた、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＨＣ（炭化水素）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、排気ダクトに燃料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ＨＣ投入システムの装置、およびＨＣ投入システムが設けられた自動車に関する。
【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、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ことになる。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作動ルーチンに従って、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流れて、また容器へと戻る。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】
ＨＣ投入システムの動作中、熱エネルギーが排気システム内に蓄積される。この熱エネルギーは、たとえば投入ユニットに伝達される可能性がある。
【０００５】
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、このユニットの機能の低下を招き、場合によってはその性能を損なう。
【０００６】
投入ユニットのための冷却流が不十分な特定の動作状況は、投入ユニットが機能的に劣化し、過熱状態になり、永久的な損傷を被ることになるか、または場合によっては完全に崩壊するリスクを伴っている。ＨＣ投入システムのハードウェアにとって重要でない温度でさえも、高すぎる温度によって内部の燃料が悪影響を受け得るリスクも伴う。
【０００７】
投入ユニットは、一般に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に影響されやすい。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。
【０００８】
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おこなわれる。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。
【０００９】
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。
【００１０】
したがって、上記の欠点を軽減または排除するために、現在のＨＣ投入システムを改善する必要がある。
【発明の概要】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の一目的は、投入ユニットに不十分な冷却流しかないとき、または全く冷却流がないときに、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、ＨＣ投入システムの新規の有利な装置、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、ＨＣ投入システムの新規の有利な装置、および、投入ユニットに不十分な冷却流しかないとき、または全く冷却流がないときに、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。
【００１５】
本発明の別の目的は、ＨＣ投入システムに関連する方法であって、ＨＣ投入システムの構成部品の望ましくない機能劣化のリスク、および／または燃料に対するＨＣ投入システムの構成部品の障害リスク、たとえば投入ユニットの障害リスクを低減させる方法を提案することである。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、ＨＣ投入システムに関連する代替方法、およびＨＣ投入システムに関連する代替コンピュータプログラム、ならびにＨＣ投入システムの代替装置を提案することである。
【００１７】
これらの目的は、請求項１による、排気ダクトに燃料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ＨＣ投入システムに関連する方法によって達成される。
【００１８】
本発明の一態様は、排気ダクトに燃料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ＨＣ投入システムに関連する方法であって、前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップを含む方法を提案する。この方法は、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記排気ダクトに燃料を供給することによって前記投入ユニットから加熱された燃料を除去するステップも含み、このステップは、
−投入ユニットの現在の温度に基づいて除去されることになる燃料の量を計算し、除去するステップ、または
−前記投入ユニットから前記排気ダクトへの投入ユニットの加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を除去するステップ
を伴う。
【００１９】
これは、それ以外に制御システムにおける不具合、たとえば不正確なコード化をもたらし得る投入ユニット中の燃料の炭化のリスクを低減する。投入ユニット中の燃料の炭化は、より少ない燃料の量が投入され、それによって排気システムの温度が下がり得るという点で、粒子フィルタの再生に悪影響を及ぼす可能性もある。したがって、粒子フィルタの望ましい再生には、より多くの時間かかることになり、こうした場合には、再生中に、排気システムの所望の温度を調節するのがより困難にもなる。
【００２０】
前記望ましくない温度レベルが存在するかどうかの前記判定は、排気の流れが停止した後になされてもよい。高パワーのオフテイクで実行した後に、ＨＣ投入システムのエンジンのスイッチをオフにする動作状況では、投入ユニット中の加熱された燃料の退避により、投入ユニットの望ましくない高温が下がるのを助けることができる。
【００２１】
この方法は、前記燃料の流れによって前記投入ユニットを連続的に冷却するステップを含んでもよい。前記燃料による投入ユニットの連続的な冷却と、投入ユニットから排気ダクトへの加熱された燃料の投入との組み合わせは、ポジティブな相乗効果となり、特にＨＣ投入システムのエンジンのスイッチがオフにされた後に、投入ユニットの冷却の改善をもたらす。
【００２２】
この方法は、前記排気ダクトに燃料を供給することによって前記投入ユニットから燃料を断続的に除去するステップを含んでもよい。燃料を断続的に除去することにより、投入ユニットと燃料の間の熱伝達が、制御された形でできることが可能になる。したがって、燃料のエネルギー値は、上昇し得る。適切な時間に、投入ユニットの加熱された燃料の少なくとも一部は、ＨＣ投入システムの排気ダクトに投入できる。
【００２３】
排気ダクトの排気の流れが停止した直後に、除去される燃料の量は多すぎる燃料が排気ダクトに供給されないように制限される必要がある。ＨＣ投入システムの起動中、従来のやり方で用いるように、排気ダクトは加熱され、除去される燃料の量を気化させるのを助ける。
【００２４】
前記望ましくない温度レベルが、所定の範囲内、たとえば摂氏８０〜１３０度であってもよい。前記望ましくない温度レベルの適切な値は、それぞれの燃料の特性に基づいて選択することができる。
【００２５】
この方法は、投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうかを連続的に判定するために、投入ユニットの現在の温度を連続的に判定するステップを含んでもよい。この結果、除去されることになる燃料の量の計算が関連する入力データに基づくことができるＨＣ投入システムに関連する信頼できる方法になる。
【００２６】
この方法は、投入ユニットの現在の温度に基づいて除去可能である加熱された燃料の量を計算するステップを含んでもよい。これによって、最適化された燃料の量が、投入ユニットから排気ダクトに除去されることが可能になる。計算された燃料の量が、決定された適切な時間で投入できる。計算された燃料の量は、適切なやり方で断続的に投入されてもよい。
【００２７】
この方法は、前記投入ユニットから所定量の燃料を除去するステップを含んでもよい。所定量の燃料は、投入ユニットの利用可能な加熱された燃料のほぼ全てであり得る。このステップは、より少ない計算容量を伴う一変形形態であるという利点を有する。
【００２８】
この方法は、投入ユニット中の燃料の既存の加圧によって前記投入ユニットから燃料を除去するステップを備えてもよい。前記既存の加圧は、ＨＣ投入システムのポンプによるものであり得る。代替バージョンによれば、前記燃料は、ＨＣ投入システムの内部圧力によって除去することができる。
【００２９】
前記燃料は、ディーゼル燃料でも、または他の何らかの炭化水素ベースの燃料でもよい。
【００３０】
本発明の一態様は、排気ダクトに燃料を供給するための投入ユニットを備えた、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＨＣ投入システムに関連する装置を提案する。この装置は、前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定する手段と、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記排気ダクトに燃料を供給することによって前記投入ユニットから加熱された燃料を除去する手段とを備え、加熱された燃料を除去する手段は、
−投入ユニットの現在の温度に基づいて除去可能である燃料の量を計算し、除去する手段、または
−投入ユニットから、前記投入ユニットの加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を前記排気ダクトへと除去する手段
を使用することを伴う。
【００３１】
前記望ましくない温度レベルが存在するかどうかの前記判定は、排気の流れが停止した後になされてもよい。
【００３２】
この装置は、前記燃料の流れによって前記投入ユニットを連続的に冷却する手段を備えてもよい。
【００３３】
この装置は、前記排気ダクトに燃料を供給することによって前記投入ユニットから燃料を断続的に除去する手段を備えてもよい。
【００３４】
この装置は、投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうかを連続的に判定するために、投入ユニットの現在の温度を連続的に判定する手段を備えてもよい。
【００３５】
この装置は、投入ユニットの現在の温度に基づいて除去可能である加熱された燃料の量を計算する手段を備えてもよい。
【００３６】
この装置は、前記投入ユニットから所定量の燃料を除去する手段を備えてもよい。
【００３７】
この装置は、投入ユニット中の燃料の既存の加圧によって前記投入ユニットから燃料を除去する手段を備えてもよい。
【００３８】
この送り装置は、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、車両の既に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、別個の送り装置を使用してもよい。
【００３９】
上記目的はまた、ＨＣ投入システムの本明細書に記載の装置の特徴を備える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。
【００４０】
本発明の一態様は、排気ダクトに燃料を供給するための投入ユニットを備えた、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＨＣ投入システムに関連するコンピュータプログラムを提案する。このプログラムは、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１〜８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んでいる。
【００４１】
本発明の一態様は、排気ダクトに燃料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、このプログラムが、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１〜８のいずれか一項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。
【００４２】
本発明の一態様は、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。
【００４３】
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、排気浄化のための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、排気ダクトに燃料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、特にさらなる構成部品またはサブシステムを車両に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。
【００４４】
排気ダクトに燃料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ＨＣ投入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、更新または置換えが容易である。さらに、排気ダクトに燃料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ＨＣ投入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。
【００４５】
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。
【００４６】
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】
【００４７】
【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】
【００４８】
図１には、車両１００の側部が示してある。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。
【００４９】
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装置は、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。
【００５０】
本発明の一態様による革新的な方法および革新的な装置はまた、たとえば、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。
【００５１】
本発明の一態様によるＨＣ投入システムに関連する革新的な方法およびＨＣ投入システムの革新的な装置はまた、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。
【００５２】
ＨＣ投入システムに関連する革新的な方法、およびＨＣ投入システムの革新的な装置は、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適切なエンジンシステムに良好に適している。
【００５３】
革新的な方法および革新的な装置は、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適切なシステムに良好に適している。
【００５４】
革新的な方法および革新的な装置はまた、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適切な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。
【００５５】
本明細書において、用語「リンク」は、光電子通信回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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。一バーシ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、この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。
【００５８】
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。
【００５９】
図２には、車両１００のサブシステム２９９が示してある。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。
【００６０】
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つのフィルタが設けられ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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
投入ユニット２５０には、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が備えられている。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。
【００６４】
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２４０、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が過熱することもあるというリスクがある。
【００６５】
投入ユニット２５０内に存在する燃料は、前述の摂氏１２０度よりも有意に低い温度によって悪影響を受けることがあることに留意されたい。たとえば、摂氏７０度を超える温度では、燃料が不安定になることがあり、それよりもいくらか高い温度では炭化し始めることもあり、したがって、潜在的に投入ユニット２５０の障害を引き起こすこともある。
【００６６】
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、投入バルブ２５０に供給された特定量の燃料を容器２０５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。第３のラインの戻り流による投入ユニットの冷却はまた、車両がオフになり、排気ダクト中の排気の流れが止まった後に用いられてもよい。この冷却が投入ユニット２５０には不十分であると判明した場合、投入ユニット２５０内で加熱された燃料の少なくとも一部を排気ダクト２４０に退避させるステップを含む革新的な方法を適用することが有利である。
【００６７】
第１の制御ユニット２００が、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の現在の温度を検出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の現在の第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に連続的に送出するように構成される。
【００６８】
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、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。第１の制御ユニット２００は、関連する電気モータを調節することにより、ポンプ２３０の動作パワーを制御するように構成される。
【００６９】
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の現在の温度Ｔ２を検出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の現在の温度Ｔ２についての情報を含む信号を、第１の制御ユニット２００に連続的に送出するように構成される。
【００７０】
第１の制御ユニット２００は、第２の温度センサ２８０から受信した信号に基づいて、投入ユニット２５０の現在の温度を計算するように構成される。
【００７１】
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、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。一例によれば、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。
【００７２】
一バーションによれば、第１の制御ユニット２００は、必要な場合には、すなわち前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在する場合、革新的な方法の一態様により、前記排気ダクトに燃料を供給することによって投入ユニットから加熱された燃料を除去する基礎として、第１の温度センサ２２０および／または第２の温度センサ２８０から受信した信号を使用するように構成される。
【００７３】
具体的には、第１の制御ユニット２００は、一バーションによれば、必要な場合には、革新的な方法の一態様により、投入ユニットの現在の温度に基づいて除去可能である加熱された燃料の量を計算するための基礎として、第１の温度センサ２２０および／または第２の温度センサ２８０から受信した信号を使用するように構成される。
【００７４】
具体的には、第１の制御ユニット２００は、一バーションによれば、必要な場合には、本発明の一態様により、前記投入ユニットから前記排気ダクトへの投入ユニットの加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を除去するための基礎として、第１の温度センサ２２０および／または第２の温度センサ２８０から受信した信号を使用するように構成される。
【００７５】
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２５０の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定し、存在する場合、投入ユニットの加熱された燃料を排気ダクト２４０に適切な量投入する機能を実行するように構成してもよい。革新的な方法は、第１の制御ユニット２００もしくは第２の制御ユニット２１０、または、第１の制御ユニット２００および第２の制御ユニット２１０の両方に適用してもよい。
【００７６】
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が停止した後に実行してもよい。
【００７７】
一バーションによれば、容器２０５は車両の燃料タンクでもよく、その場合、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。
【００７８】
一バーションによれば、投入ユニット２５０は、ＨＣ投入システムの排気ダクト２４０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。
【００７９】
一バーションによれば、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。
【００８０】
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。
【００８１】
本発明の一実施形態によれば、図３ａは、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＨＣ投入システムであって、排気ダクトに燃料を供給するための投入ユニットを備える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ｓ３１０を含む。方法ステップｓ３０１は、前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップと、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記排気ダクトに燃料を供給することによって前記投入ユニットから加熱された燃料を除去するステップとを含み、燃料を除去するステップは、
−投入ユニットの現在の温度に基づいて除去可能である燃料の量を計算し、除去するステップ、または
−前記投入ユニットから前記排気ダクトへの投入ユニットの加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を除去するステップを伴う。この方法は、ステップｓ３０１の後に終了する。
【００８２】
本発明の一実施形態によれば、図３ｂは、エンジン１５０からの排気ガスを浄化するためのＨＣ投入システムであって、排気ダクト２４０に燃料を供給するための投入ユニット２５０を備えるＨＣ投入システムに関連する方法の概略流れ図である。
【００８３】
この方法は、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の現在の温度を決定するステップを含む。このことは、投入ユニット２５０に隣接する現在の温度を直接測定することによって実行される。ステップｓ３１０は、投入ユニット２５０の現在の温度を表す第１の温度値Ｔ１を測定する。ステップｓ３１０に続いてステップｓ３２０に移る。
【００８４】
方法ステップｓ３２０は、投入ユニット２５０の推定された現在の温度を間接的に決定するステップを含む。このことは、投入ユニット２５０以外のＨＣ投入システムの他の何らかの構成部品に隣接する温度を測定することによって実行される。ステップｓ３１０は、投入ユニット２５０以外の、他の何らかの構成部品の第２の温度値Ｔ２を測定する。測定温度Ｔ２を使用して、投入ユニット２５０の第１の推定された現在の温度Ｔ１ｅｓｔを決定してもよい。代替の選択肢は、ＨＣ投入システムの一構成部品の温度以外の、他の何らかのパラメータを入力値として有する計算モデルにより、投入ユニット２５０の第２の推定された現在の温度Ｔ２ｅｓｔを決定（計算）してもよいことである。このような入力パラメータは、たとえばエンジン１５０への現在の負荷でもよい。ステップｓ３１０およびｓ３２０は、実質的に同時に、または逆の順序で実行してもよいことに留意されたい。一バーションによれば、以下のような最高温度値Ｔｍａｘを決定するために、投入ユニット２５０の測定された温度Ｔ１だけを使用することが可能であることにも留意されたい。場合によっては、以下のような最高温度値Ｔｍａｘを決定するために、測定温度Ｔ１と、推定された現在の温度Ｔ１ｅｓｔおよびＴ２ｅｓｔのうち少なくとも１つの温度とを両方使用することが有利であり、結果として、より頑強な方法を実現できる。ステップｓ３２０に続いてステップｓ３３０に移る。
【００８５】
方法ステップｓ３３０は、決定された第１の温度Ｔ１と、投入ユニット２５０の前記推定された現在の温度Ｔ１ｅｓｔおよびＴ２ｅｓｔのうち少なくとも１つの温度とを比較するステップを含む。ステップｓ３３０に続いてステップｓ３４０に移る。
【００８６】
方法ステップｓ３４０は、比較された値の中でもっとも高い値を選択するための基礎として、決定された第１の温度Ｔ１と、推定された現在の温度Ｔ１ｅｓｔおよびＴ２ｅｓｔのうち少なくとも１つとの間の前記比較の結果を使用するステップを含む。この最高温度値は、Ｔｍａｘとも呼ぶ。ステップ３４０はまた、投入ユニット２５０が排気ダクトに燃料を供給するように構成される場合、投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップを含む。このことは、ＨＣ投入システムにどのような種類の燃料を使用するかに応じて、所定の温度値、たとえば摂氏７０度または１００度などの限界値Ｔｔｈと比較することによって実行される。ＴｍａｘがＴｔｈよりも高いか、またはＴｔｈと等しい場合、投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在すると理解してもよい。ＴｍａｘがＴｔｈよりも低い場合、投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在しないと理解してもよい。ステップｓ３４０に続いてステップｓ３５０に移る。
【００８７】
代替バージョンによれば、前述の通り、投入ユニットの測定温度Ｔ１にのみ基づいて、投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定することが可能であり、その結果、本発明の一態様による比較的単純な方法を実現できる。
【００８８】
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燃料の量を計算するための基礎として、選択された値Ｔｍａｘを使用するステップを含む。これは、記憶された計算モデルによっておこなうことができる。したがって、たとえば様々な時間で除去されることになるそれぞれの燃料の量に関して、適切な投入設定を決定することが可能である。ステップｓ３５０に続いてステップｓ３６０に移る。
【００８９】
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測定値を採用するための基礎として、選択された値Ｔｍａｘを使用するステップを含む。次いで、決定された燃料の量が、適切な時間で除去される。この結果、様々な異なる量の燃料が、それぞれ決定された時間で投入できることになる。この方法は、ステップｓ３６０の後に終了する。
【００９０】
図４は、装置４００の一バーションの図である。図２を参照して説明した制御ユニット２００および２１０は、一バーションでは装置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。
【００９１】
提案されたコンピュータプログラムＰは、投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するためのルーチンを含む。プログラムＰは、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記排気ダクトに燃料を供給することによって前記投入ユニットから加熱された燃料を除去するためのルーチンを含み、これは、
−投入ユニットの現在の温度に基づいて除去可能である燃料の量を計算し、除去するステップ、または、
−革新的な方法の一態様により、前記投入ユニットから前記排気ダクトへの投入ユニットの加熱された燃料のほぼ全ての形態で所定量を除去するステップを伴う。このプログラムＰは、投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうかを連続的に判定するために、投入ユニットの現在の温度を連続的に判定するためのルーチンを含む。プログラムＰは、投入ユニットの現在の温度に基づいて除去可能である加熱された燃料の量を計算するためのルーチンを含む。プログラムＰは、前記燃料の流れによって投入ユニット２５０を連続的に冷却するためのルーチンを含む。
【００９２】
プログラムＰは、前記排気ダクトに燃料を供給することによって前記投入ユニットから加熱された燃料を断続的に除去するためのルーチンを含む。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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２０１、２２１、２３１、２５１、および２８１を有しており、これらはデータポート４９９に接続されている（図２参照）。
【００９６】
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。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４１０は、前述の通りコード実行を実施することになる。一バーションによれば、データポート４９９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。一バーションによれば、データポート４９９で受信された信号は、投入ユニット２５０ではなくＨＣ投入システムの構成部品の第２の測定温度Ｔ２についての情報を含む。データポート４９９で受信された信号は、必要に応じて、ＨＣ投入システムの投入ユニット２５０から加熱された燃料を除去するために装置４００によって使用することができる。
【００９７】
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がプログラムを実行しているとき、本明細書に記載の方法が実行される。
【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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2013534990.tif 000009
2013534990.tif 000010