(57)【要約】  本発明は、排気を浄化するために排気ダクト（２４０）に還元試剤を供給するための投入ユニット（２５０）と、還元試剤の容器とを備えるＳＣＲシステムに関連する方法に関し、本方法は、前記容器（２０５）内の還元試剤の限界レベルを選択するステップ（ｓ３１０、ｓ３４０）を含む。また、本方法は、前記投入ユニット（２５０）の冷却要件を決定するステップ（ｓ３２０）と、冷却要件に基づいて容器（２０５）内の還元試剤の限界レベルを選択するステップ（ｓ３４０）とを含む。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（２００；２１０；４００）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、排気を浄化するために排気ダクト（２４０）に還元試剤を供給するための投入ユニット（２５０）を備える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。【選択図】図３ｂ
2013531167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気を浄化するために排気ダクト（２４０）に還元試剤を供給するための投入ユニット（２５０）と、還元試剤の容器（２０５）とを備え、それにより前記投入ユニット（２５０）に送り込まれる前記還元試剤のうちの特定量が前記容器（２０５）に戻されるＳＣＲシステムに関連する方法であって、
−前記容器（２０５）内の還元試剤の限界レベルを選択するステップ（ｓ３１０、ｓ３４０）
を含み、
−前記投入ユニット（２５０）の冷却要件を決定するステップ（ｓ３２０）と、
−前記冷却要件に基づいて前記容器（２０５）内の還元試剤の限界レベルを選択するステップ（ｓ３４０）と
を含むことであって、前記容器（２０５）内の還元試剤の前記限界レベルが、前記容器（２０５）内の還元試剤の所望の最小体積に対応することを特徴とする方法。
【請求項２】
−前記容器（２０５）内の前記還元試剤の現行温度を特定するステップと、
−前記容器（２０５）内の前記還元試剤の前記特定された現行温度に基づいて前記投入ユニット（２５０）の前記冷却要件を決定するステップ（ｓ３２０）と
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−前記投入ユニット（２５０）内の前記還元試剤の現行温度を特定するステップと、
−前記投入ユニット（２５０）内の前記還元試剤の前記特定された現行温度に基づいて前記投入ユニット（２５０）の前記冷却要件を決定するステップ（ｓ３２０）と
を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
−前記容器（２０５）の現行周囲温度、前記ＳＣＲシステムのエンジン（１５０）の現行運転出力、前記排気ダクト（２４０）内の排気ガスの現行温度、及び投入された還元試剤の累積量のうちの少なくとも１つの所定のパラメータに基づいて前記投入ユニット（２５０）の前記冷却要件を決定するステップ（ｓ３２０）
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】
−所定の範囲内で前記容器（２０５）内の還元試剤の前記限界レベルを選択するステップ（ｓ３４０）
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】
−前記投入ユニット（２５０）の冷却要件を絶えず決定するステップ（ｓ３２０）と、
−前記絶えず決定される冷却要件に基づいて前記容器（２０５）内の還元試剤の更新された限界レベルを選択するステップ（ｓ３４０）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】
前記ＳＣＲシステムの性能、及び／又は前記ＳＣＲシステムに想定される未来の出力に基づいて、例えば、前記ＳＣＲシステムのエンジン（１５０）にかかる推定平均負荷、及び前記ＳＣＲシステムの前記エンジン（１５０）にかかる推定最大負荷との関連で、容器（２０５）内の還元試剤の初期限界レベルを選択するステップ（ｓ３１０）
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】
前記還元試剤は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】
排気を浄化するために排気ダクト（２４０）に還元試剤を供給するための投入ユニット（２５０）と、還元試剤の容器（２０５）とを備え、それにより前記投入ユニット（２５０）に送り込まれる前記還元試剤の特定量が前記容器（２０５）に戻されるＳＣＲシステムのデバイスであって、
−前記容器（２０５）内の還元試剤の限界レベルを選択する手段（２００；２１０；４００）
を備えており、
−前記投入ユニット（２５０）の冷却要件を決定する手段（２００；２１０；４００）と、
−前記冷却要件に基づいて前記容器（２０５）内の還元試剤の限界レベルを選択する手段（２００；２１０；４００）と
を備えることであって、前記容器（２０５）内の還元試剤の限界レベルは、前記容器（２０５）内の還元試剤の所望の最小体積に対応することを特徴とする、デバイス。
【請求項１０】
−前記容器（２０５）内の前記還元試剤の現行温度を特定する手段（２９０）と、
−前記容器（２０５）内の前記還元試剤の前記特定された現行温度に基づいて前記投入ユニット（２５０）の前記冷却要件を決定する手段（２００；２１０；４００）と
を備えている、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
−前記投入ユニット（２５０）内の前記還元試剤の現行温度を特定する手段（２２０）と、
−前記投入ユニット（２５０）内の前記還元試剤の前記特定された現行温度に基づいて前記投入ユニット（２５０）の前記冷却要件を決定する手段（２００；２１０；４００）と
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】
−前記容器（２０５）の現行周囲温度、前記ＳＣＲシステムのエンジン（１５０）の現行運転出力、前記排気ダクト（２４０）内の排気ガスの現行温度、及び投入された還元試剤の累積量のうちの少なくとも１つの決定されたパラメータに基づいて前記投入ユニット（２５０）の前記冷却要件を決定する（ｓ３２０）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】
−所定の範囲内で前記容器（２０５）内の還元試剤の前記限界レベルを選択する手段（２００；２１０；４００）
を備えている、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）の冷却要件を絶えず決定する手段（２００；２１０；４００）と、
−前記絶えず決定される冷却要件に基づいて前記容器（２０５）内の還元試剤の更新された限界レベルを選択する手段（２００；２１０；４００）と
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ＳＣＲシステムの性能、及び／又は前記ＳＣＲシステムに想定される未来の出力に基づいて、例えば、前記ＳＣＲシステムのエンジン（１５０）にかかる推定平均負荷、及び前記ＳＣＲシステムの前記エンジン（１５０）にかかる推定最大負荷との関連で、容器（２０５）内の還元試剤の初期限界レベルを選択する手段（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】
前記還元試剤は尿素系還元試剤である、請求項９ないし１５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１７】
請求項９ないし１６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１８】
トラック、バス又は乗用車のいずれかである、請求項１７に記載の自動車（１００；１１０）。
【請求項１９】
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９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プログラム（Ｐ）。
【請求項２０】
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）上で実行されるときに、請求項１ないし９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、排気を浄化するために排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットと、還元試薬の容器とを備える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に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、ＳＣＲ（選択触媒還元）システムにおける還元剤として例えば尿素を使用し、ＳＣＲシステムはＳＣＲ触媒を含み、触媒において還元剤と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システムは還元剤を保持する容器を含む。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、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ように構成される。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ように構成される。投入量が少ないか、又はないときに圧力を調整するのを更に容易にするために、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概ね一定にすることができる。
【０００４】
今日の車両では、投入ユニットの冷却は、容器内にかなり高い最小許容体積の還元試剤を有することによって保証される。それゆえ、投入ユニットの冷却は、極端な屋外温度の中でも保証され得る。この技法の不都合な点は、容器内に保持される還元試剤のうちの相対的に大きな割合が、ＳＣＲ触媒において使用するために、排気管内に投入して使用できないことである。これは、実際には還元試剤が或る程度バラストとしての役割を果たしており、結果として幾つかの悪影響が生じること、例えば、車両の全負荷容量が、重量及び体積の両方に関して可能である容量よりも小さいことを意味する。
【０００５】
ＷＯ００／２１８８１は、尿素溶液を排気システムに注入するための温度制御式システムを記述しており、そのシステムによれば、十分な注入を可能にするだけでなく、関連する注入器を十分に低い温度まで冷却するのに十分な質量流量の尿素溶液がタンクから汲み上げられる。冷却剤尿素溶液はタンクに戻るように導くことができる。そのシステムは、タンク内に体積流量計及び温度センサを含む。偏差が生じるとき、そのシステムは尿素溶液の循環を停止することができる。これは、注入器において望ましくない温度が生じる可能性があるという不都合を伴う。
【０００６】
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】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明の目的は、ＳＣＲシステムの性能を改善し、それにより、十分な体積の還元試剤が投入されるように最適化するための新規の有利な方法を提案することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、ＳＣＲシステムの性能を改善するための、ＳＣＲシステムの新規の有利なデバイス及び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。
【００１０】
本発明の別の目的は、ＳＣＲシステムの性能を改善し、それにより、投入される還元試剤の十分な体積を最適化するための、ＳＣＲシステムの新規の有利なデバイス及び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。
【００１１】
本発明の目的は、結果としてＳＣＲシステムの構成要素の望ましくない機能的な劣化が生じる危険性を低減し、及び／又は還元試剤に関連して、ＳＣＲシステムの構成要素、例えば、投入ユニットに閉塞が生じる危険性を低減する、ＳＣＲシステムに関連する方法及びデバイスを提案することである。
【００１２】
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及び代替のコンピュータプログラム、並びにＳＣＲシステムの代替のデバイスを提案することである。
【００１３】
これらの目的は、請求項１に記載の、ＳＣＲシステムに関連する方法によって達成され、このシステムは、排気を浄化するために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。
【００１４】
本発明の一態様はＳＣＲシステムに関連する方法を提案し、このシステムは排気を浄化するために排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットと、還元試剤の容器とを備え、本方法は容器内の還元試剤の限界レベルを選択するステップを含む。本方法は、投入ユニットの冷却要件を決定するステップと、その冷却要件に基づいて容器内の還元試剤の限界レベルを選択するステップとを更に含む。
【００１５】
容器内の還元試剤の温度が高くなりすぎることを確実に防ぐため、投入ユニットの実効的冷却を確実に行うために、提案される革新的な方法は、十分な体積の還元試剤を選択することを含む。これにより、最も少ない望ましい量の還元試剤の最適化を達成できるようになる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、容器内で還元試剤の可変の最小許容体積を可能にし、その体積は投入ユニットの実際の冷却要件に基づいて決定される。
【００１７】
本発明の利点は、投入するために利用可能な還元試剤の体積を最大にできることである。
【００１８】
このＳＣＲシステムが自動車に取り付けられる場合、重量及び体積の両方に関して、負荷容量を都合良く高めることができる。
【００１９】
本発明の別の利点は、特定の場合に、容器の体積を最適化する、例えば、小さくすることができ、ＳＣＲシステムの他の構成要素及びＳＣＲシステムに隣接して取り付けられる他のシステムのための空間を解放できる可能性があることである。
【００２０】
本発明の別の利点は、ＳＣＲシステムが正常に動作する地域又は気候に基づいて、残留体積方策を選択する余地があることである。
【００２１】
本発明の一態様によれば、例えば、ＳＣＲシステムのエンジンの利用可能なトルクの自動低下を回避するために必要とみなされる場合には、容器内の還元試剤の望ましい最小体積を指示する限界値レベルを一時的に下げることができるようにする。
【００２２】
本方法は、
−容器内の還元試剤の現行温度を特定するステップと、
−容器内の還元試剤の特定された現行温度に基づいて投入ユニットの冷却要件を決定するステップとを含む。これは、簡単な計算モデルによって冷却要件を決定できるという利点を提供し、結果として、本方法では計算はほとんど複雑にならない。
【００２３】
本方法は、
−容器内の還元試剤の現行温度を特定するステップと、
投入ユニット内の還元試剤の特定された現行温度に基づいて投入ユニットの冷却要件を決定するステップとを含む。これは、簡単な計算モデルによって冷却要件を決定できるという利点を提供し、結果として、本方法では計算はほとんど複雑にならない。
【００２４】
本方法は、
−容器の現行周囲温度、ＳＣＲシステムのエンジンの現行運転出力、排気ダクト内の排気ガスの現行温度、投入された還元試剤の累積量の中から選択された少なくとも１つの決定されたパラメータに基づいて、投入ユニットの冷却要件を決定するステップを含むことができる。この結果として、より高い精度で冷却要件を決定するための改善された基礎をもたらすことができる。
【００２５】
本方法は、
−容器内の還元試剤の限界レベルを所定の範囲内で選択するステップを含むことができる。限界レベルの選択に関して限界を導入する結果として、投入ユニットの望ましくない閉塞が生じる危険性を低減するための、より信頼性の高い方法がもたらされる。容器内の還元試剤のための下限レベルは、例えば、容器内の還元試剤の３リットル又は５リットルに対応することができる。容器内の還元試剤のための上限レベルは、容器の全容積よりも幾分少ない体積、例えば、全容積の９０％に対応することができる。
【００２６】
本方法は、
−投入ユニットの冷却要件を絶えず決定するステップと、
−絶えず決定された冷却要件に基づいて容器内の還元試剤の更新された限界レベルを選択するステップとを含むことができる。その結果として、例えば、負荷が大きく変動するＳＣＲシステムの動作中に、変化する状況に迅速に対応する方法がもたらされる。
【００２７】
本方法は、
−ＳＣＲシステムの性能、及び／又はＳＣＲシステムに想定される未来の出力に基づいて、例えば、ＳＣＲシステムのエンジンにかかる推定平均負荷、及びＳＣＲシステムのエンジンにかかる推定最大負荷との関連で、容器内の還元試剤の初期限界レベルを選択するステップを含むことができる。これは、結果として、容器内の限界レベルをより迅速に適応させ、かつよりロバストな方法がもたらされるという利点を提供する。
【００２８】
還元試剤は尿素系還元試剤とすることができる。容器内の還元試剤の限界レベルは、容器内の還元試剤の望ましい最小体積に対応する。
【００２９】
本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に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ＳＣＲ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することができる。それゆえ、車両の購入者は、オプションとして、本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に排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットと、還元試剤の容器とを備える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は、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、ソフトウェアは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。
【００３０】
排気を浄化するために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。さらに、排気を浄化するために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。
【００３１】
本発明の一態様は、排気を浄化するために排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットと、還元試剤の容器とを備えるＳＣＲシステムのデバイスを提案し、このデバイスは、容器内の還元試剤の限界レベルを選択する手段を含む。また、このデバイスは、投入ユニットの冷却要件を決定する手段と、冷却要件に基づいて容器内の還元試剤の限界レベルを選択する手段とを備える。
【００３２】
本デバイスは、
−容器内の還元試剤の現行温度を特定する手段と、
−容器内の還元試剤の特定された現行温度に基づいて投入ユニットの冷却要件を決定する手段とを備えることができる。
【００３３】
本デバイスは、
−容器内の還元試剤の現行温度を特定する手段と、
−投入ユニット内の還元試剤の特定された現行温度に基づいて投入ユニットの冷却要件を決定する手段とを備えることができる。
【００３４】
本デバイスは、
−容器の現行周囲温度、ＳＣＲシステムのエンジンの現行運転出力、排気ダクト内の排気ガスの現行温度、投入された還元試剤の累積量の中から選択された少なくとも１つの決定されたパラメータに基づいて投入ユニットの冷却要件を決定する手段を備えることができる。
【００３５】
本デバイスは、
−容器内の還元試剤の限界レベルを所定の範囲内で選択する手段を備えることができる。
【００３６】
本デバイスは、
−投入ユニットの冷却要件を連続して絶えず決定する手段と、
−絶えず決定された冷却要件に基づいて容器内の還元試剤の更新された限界レベルを選択する手段とを備えることができる。
【００３７】
本デバイスは、
−ＳＣＲシステムの性能、及び／又はＳＣＲシステムに想定される未来の出力に基づいて、例えば、ＳＣＲシステムのエンジンにかかる推定平均負荷、及びＳＣＲシステムのエンジンにかかる推定最大負荷との関連で、容器内の還元試剤の初期限界レベルを選択する手段を備えることができる。
【００３８】
上記の目的は、排気を浄化するために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ＳＣＲシステムのデバイスの機構を備える自動車によっても達成される。この車両はトラック、バス又は乗用車とすることができる。
【００３９】
本発明の一態様は、排気を浄化するために排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットと、還元試剤の容器とを備えるＳＣＲシステムに関連するコンピュータプログラムを提案し、このプログラムは、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１〜９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るプログラムコードを含む。
【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実行されるとき、請求項１〜９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を提案する。
【００４１】
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。
【００４２】
本発明、並びにその更なる目的及び利点をより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】
【００４３】
【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】
【００４４】
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。
【００４５】
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。本発明の一態様による、排気を浄化するために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、排気を浄化するために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ＳＣＲシステムの革新的なデバイスは、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、モーターボード、汽船、フェリー又は大型船とすることができる。
【００４６】
本発明の一態様による革新的な方法及び革新的なデバイスは、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所にも非常に適している。
【００４７】
革新的な方法及び革新的なデバイスは、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。
【００４８】
革新的な方法及び革新的なデバイスは、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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及び搬送するための通路を指している。ラインは任意の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。
【００５１】
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質と反応させるために用いられる試剤を指している。これらの排出物質は、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システムは、革新的な方法による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、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、必要な適応が行われるならば、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。
【００５２】
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ように構成される。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。
【００５３】
第１のライン２７１は、容器２０５からポンプ２３０に還元剤を導くように構成される。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、少なくとも１つのフィルタが設けられた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ように構成される。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に供給するように構成される。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内で還元剤の前記圧力が増大される。
【００５４】
投入ユニット２５０は、車両１００の排気システム（全体が図示されてはいない）の排気ダクト２４０に還元剤を供給するように構成される。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の排気ダクト２４０に、適切な量の還元剤を制御しながら供給するように構成される。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。排気システム内に供給される還元剤の量は、既知の方法で望ましくない排出物質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。
【００５５】
投入ユニット２５０は、排気ダクト２４０に隣接して位置し、排気ダクトは、車両１００の燃焼機関１５０からＳＣＲ触媒に排気ガスを導くように構成される。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て位置する。それゆえ、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。投入ユニット内に存在する還元試剤は、その熱エネルギーによって、その中で暖められる場合がある。
【００５６】
投入ユニット２５０には、制御ユニット２００との通信を取り扱うように構成される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。
【００５７】
投入ユニット２５０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るときに、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。
【００５８】
投入ユニット２５０内に存在する還元剤は、先に示された１２０℃よりも著しく低い温度によって悪影響を及ぼされ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、還元剤は結晶化する場合があり、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。
【００５９】
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に戻すように構成される。この構成は、投入ユニット２５０を都合良く冷却するという目的を達成する。このように、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。
【００６０】
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内の還元剤の現行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内の還元剤の現行の第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に絶えず送信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、第１の温度センサ２２０から受信された信号に基づいて投入ユニット２５０の冷却要件を計算するように構成される。
【００６１】
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の動作を制御するように構成される。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の運転出力を制御するように構成される。
【００６２】
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に絶えず送信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、第２の温度センサ２８０から受信される信号に基づいて投入ユニット２５０内の還元剤の現行温度Ｔｅｓｔを計算するように構成される。第１の制御ユニット２００は、第２の温度センサ２８０から受信される信号に基づいて投入ユニット２５０の冷却要件を計算するように構成される。
【００６３】
第１の制御ユニット２００は、リンク２９１を介して第３の温度センサ２９０と通信するように構成される。第３の温度センサ２９０は、容器２０５内の還元剤の現行温度Ｔ３を検出するように構成される。第３の温度センサ２９０は、容器２０５内の還元剤の現行温度についての情報を含む信号を第１の制御ユニット２００に絶えず送信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、第３の温度センサ２９０から受信された信号に基づいて投入ユニット２５０の冷却要件を計算するように構成される。
【００６４】
第１の制御ユニット２００は、リンク２６１を介してレベルセンサ２６０と通信するように構成される。レベルセンサ２６０は、容器２０５内の還元剤の現行体積を検出するように構成される。レベルセンサ２６０は、容器２０５内の還元剤の現行体積についての情報を含む信号を第１の制御ユニット２００に絶えず送信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、レベルセンサ２６０から受信された信号に基づいて投入ユニット２５０の冷却要件を計算するように構成される。
【００６５】
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の動作を制御するように構成される。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の動作を制御するように構成される。
【００６６】
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従って、投入ユニット２５０の冷却要件を決定するための、かつ冷却要件に基づいて容器２０５内の還元試剤の限界レベルを選択するための基礎として、第１の温度センサ２２０、第２の温度センサ２８０、第３の温度センサ２９０及びレベルセンサ２６０から受信された信号のうちの少なくとも１つを使用するように構成される。
【００６７】
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ステップを実行するように構成される。第２の制御ユニット２１０を用いて、ソフトウェア、具体的には、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は、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構成することができ、例えば、投入ユニット２５０の冷却要件を決定し、その冷却要件に基づいて容器２０５内の還元試剤の限界レベルを選択するように構成することができる。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することができる。
【００６８】
サブシステム２９９は、容器２０５の現行周囲温度Ｔ４を検出し、第１の制御ユニット２００にこの情報を含む信号を送信するための第４の温度センサ（図示せず）も備える場合がある。第１の制御ユニット２００は、容器２０５の測定された現行周囲温度に基づいて投入ユニット２５０の冷却要件を決定するように構成される。
【００６９】
サブシステム２９９は、投入された還元試剤の累積量を求め、第１の制御ユニット２００にこの情報を含む信号を送信する手段（図示せず）も備える場合がある。第１の制御ユニット２００は、投入された還元試剤の求められた累積量に基づいて投入ユニット２５０の冷却要件を決定するように構成される。
【００７０】
サブシステム２９９は、ＳＣＲシステムのエンジン１５０の現行運転出力を特定し、この情報を含む信号を第１の制御ユニット２００に送信する手段（図示せず）も備える場合がある。第１の制御ユニット２００は、ＳＣＲシステムのエンジン１５０の所定の現行運転出力に基づいて投入ユニット２５０の冷却要件を決定するように構成される。
【００７１】
図３ａは、本発明の一実施形態による、排気を浄化するために排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットと、還元試剤の容器とを備える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、容器内の還元試剤の限界レベルを選択するステップを含む。ステップｓ３０１は、投入ユニットの冷却要件を決定するステップと、冷却要件に基づいて容器内の還元試剤の限界レベルを選択するステップとを含む。ステップｓ３０１後に、その方法は終了する。
【００７２】
図３ｂは、本発明の一実施形態による、排気を浄化するために排気ダクトに還元試剤を供給するための投入ユニットと、還元試剤の容器とを備えるＳＣＲシステムに関連する方法の概略的な流れ図である。
【００７３】
その方法は第１のステップｓ３１０を含む。方法ステップｓ３１０は、容器２０５内の還元試剤の初期限界レベルを選択するステップを含む。この限界レベルは、容器２０５内の還元試剤の所望の最小残留体積に対応する。この残留体積は、ＳＣＲシステムが動作する可能性が高いと想定される態様に基づいて設定することができる。ＳＣＲシステムが自動車に取り付けられる場合には、この残留体積は、車両の動作タイプに、及び／又は車両が使用されると想定される最大エンジン能力及び／又は地域環境に基づいて設定することができる。容器２０５内の還元試剤の初期限界レベルは、適切な値、例えば、５リットル、１０リットル、１５リットル又は２０リットルに設定することができる。ステップｓ３１０の後にステップｓ３２０が続く。
【００７４】
方法ステップｓ３２０は、投入ユニット２５０の冷却要件を決定するステップを含む。これは、種々の異なる方法において行うことができる。一例は、容器２０５内の還元試剤の測定された温度のみを考慮に入れる。一例は、投入ユニット２５０内の還元試剤の測定された温度のみを考慮に入れる。一例は、容器２０５内の還元試剤の測定された温度、及び投入ユニット２５０内の還元試剤の測定された温度を考慮に入れる。別の例では、容器２０５の現行周囲温度、及び／又はＳＣＲシステムのエンジン１５０の現行運転出力、及び／又は排気ダクト２４０内の排気ガスの現行温度、及び／又は投入された還元試剤の累積量のようなパラメータを用いて、投入ユニット２５０の冷却要件を特定することができる。ステップｓ３２０の後にステップｓ３３０が続く。
【００７５】
方法ステップｓ３３０は、容器２０５内の還元試剤の現在の限界レベルが変更されるべきであるか否かを判断するステップを含む。これは、種々の方法において行うことができる。ＳＣＲシステムが特定の時間にわたって相対的に高い能力において動作していること、及び／又は、例えば容器２０５内の還元剤の温度が望ましくないレベルまで上昇していることがわかった場合には、投入ユニット２５０の必要な冷却を確保するために、還元試剤の限界レベルを変更することが必要な場合がある。一例によれば、通常の動作中であっても、還元試剤が機能的に劣化し、その後、投入ユニット２５０を全体的に、又は部分的に閉塞するのを避けるために、容器２０５内の還元試剤の温度は５０℃を超えるべきではない。
【００７６】
容器２０５内の還元試剤の現在の限界レベルが変更されるべきでないことがわかった場合には、方法ステップｓ３２０が再び実行される。容器２０５内の還元試剤の現在の限界レベルが変更されるべきであることがわかった場合には、後続の方法ステップｓ３４０が実行される。
【００７７】
方法ステップｓ３４０は、冷却要件に基づいて、容器内の還元試剤の限界レベルを選択するステップを含む。この限界レベルは現在の限界レベルよりも高い場合、又は低い場合がある。その革新的な方法によれば、ＳＣＲシステム毎に容器２０５内の還元試剤のための最適な限界レベルを設定できるようになることに留意されたい。
【００７８】
一例によれば、容器２０５内の還元試剤のための適した限界レベルに適応させるのに、数日、又は数週間かかる場合がある。
【００７９】
一例によれば、ＳＣＲシステムの動作状況の一時的な変化に応答して、容器２０５内の還元試剤に適した限界レベルをより短期間に適応させるための機能も提案される。
【００８０】
この方法はステップｓ３４０後に終了する。
【００８１】
図４は、デバイス４００の１つの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。
【００８２】
提案されるコンピュータプログラムＰは投入ユニットの冷却要件を決定するためのルーチンを含む。プログラムＰは、容器内の還元試剤の現行温度を特定するためのルーチン、及び容器内の還元試剤の特定された現行温度に基づいて投入ユニットの冷却要件を決定するためのルーチンを含む。代替形態として、又はそれに加えて、プログラムＰは、投入ユニット内の還元試剤の現行温度を特定するためのルーチン、及び投入ユニット内の還元試剤の特定された現行温度に基づいて投入ユニットの冷却要件を決定するためのルーチンを含む。
【００８３】
プログラムＰは、容器２０５の現行周囲温度、ＳＣＲシステムのエンジン１５０の現行運転出力、排気ダクト２４０内の排気ガスの現行温度、及び投入された還元試剤の累積量のうちの少なくとも１つの決定されたパラメータに基づいて投入ユニットの冷却要件を決定するためのルーチンを含む。
【００８４】
プログラムＰは、冷却要件に基づいて容器内の還元試剤の限界レベルを選択するためのルーチンを含む。
【００８５】
プログラムＰは、メモリ４６０に、及び／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。
【００８６】
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。
【００８７】
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と通信するように構成される。データポート４９９は、例えば、データポートに接続されるリンク２０１、２２１、２３１、２５１、２８１及び２９１を有することができる（図２を参照）。
【００８８】
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、容器内の還元試剤の現行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４９９上で受信された信号は、投入ユニット内の還元試剤の現行温度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、投入ユニット２５０の冷却要件を決定し、冷却要件に基づいて容器２０５内の還元試剤の限界レベルを選択するために、デバイス４００によって用いることができる。
【００８９】
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実行するデータ処理ユニット４１０を用いて、デバイス４００によって実施することができる。デバイス４００がプログラムを実行するとき、本明細書に説明された方法が実行される。
【００９０】
本発明の好ましい実施形態のこれまでの説明は、例示及び説明を目的として提供されている。その説明は、本発明を余すところなく説明することも、説明される変形形態に本発明を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】
2013531167.tif 000003
【図２】
2013531167.tif 000004
【図３ａ】
2013531167.tif 000005
【図３ｂ】
2013531167.tif 000006
【図４】
2013531167.tif 000007
【国際調査報告】
2013531167.tif 000008
2013531167.tif 000009
2013531167.tif 000010
2013531167.tif 000011