(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気処理流体システムであって、
排気処理流体を貯蔵するためのタンク筐体と、
前記筐体内に位置する端部を有する吸引管と、
前記タンク筐体内に配置され、前記排気処理流体の流体面位置と濃度との少なくとも一方を測定するための第１のセンサと、
前記タンク内に配置され、前記第１のセンサの周囲を取り囲むスカートと、
前記排気処理流体が前記タンク筐体に戻される際にその表面に沿って流れるように、前記タンク筐体の吐出ポートに固定された長い層流装置と、を具備し、
前記層流装置は非円形の断面を有する、排気処理流体システム。
【請求項２】
前記スカートが前記タンク筐体の内壁に固定される、請求項１に記載の排気処理流体システム。
【請求項３】
前記第１のセンサが超音波センサを含む、請求項１に記載の排気処理流体システム。
【請求項４】
前記タンク内に配置された第２のセンサをさらに含み、前記第１のセンサが前記流体面位置を測定し、前記第２のセンサが前記排気処理流体の濃度を測定する、請求項１に記載の排気処理流体システム。
【請求項５】
前記第２のセンサが前記第１のセンサに近接して配置される、請求項４に記載の排気処理流体システム。
【請求項６】
前記第１および第２のセンサのうちの少なくとも一方が前記吸引管に連結される、請求項５に記載の排気処理流体システム。
【請求項７】
排気処理流体システムであって、
排気処理流体の貯蔵に用いられ、車両に固定されるのに適合するタンク筐体と、
前記タンク内に配置された吸引管と、
前記吸引管と流体連通する入口および出口を含む噴射装置と、
前記噴射装置の前記出口と前記タンクとを流体的に相互接続する還流ラインと、
前記タンク筐体内に配置され、前記排気処理流体の流体面位置と濃度とのうちの少なくとも一方を測定するためのセンサと、
前記タンク内に配置され、前記センサの周囲に延び出し、前記タンク筐体内の排気処理流体の他の領域から遮断される排気処理流体の領域を画定するスカートと、
を具備し、
前記スカートは上壁と周辺壁とを含み、前記上壁は、前記スカートと前記第１のセンサとの間に位置する排気処理流体の体積から気体が抜けられるようにする開口を含む、排気処理流体システム。
【請求項８】
前記タンク筐体に固定された第１の端と、支持されていない第２の端と、を有する支持体をさらに含み、前記センサが前記支持体に固定される、請求項７に記載の排気処理流体システム。
【請求項９】
前記スカートが前記支持体に固定される、請求項８に記載の排気処理流体システム。
【請求項１０】
前記スカートは前記支持体とスナップフィット結合する塑性変形可能な脚部を含む、請求項９に記載の排気処理流体システム。
【請求項１１】
前記スカートは、前記支持体と係合する第１の部分と、前記支持体から離間されて空隙を画定する第２の部分と、を有する縁を含み、前記排気処理流体は前記空隙を通過し、前記流体内の気泡は、空隙の大きさに基づいて前記空隙を通過するのが制限される、請求項９に記載の排気処理流体システム。
【請求項１２】
排気処理流体システムであって、
排気処理流体の貯蔵に用いられ、車両に固定されるのに適合するタンク筐体と、
前記タンク内に配置された吸引管と、
前記吸引管と流体連通する入口および出口を含む噴射装置と、
前記噴射装置の前記出口と前記タンクとを流体的に相互接続する還流ラインと、
前記タンク筐体内に配置され、前記排気処理流体の流体面位置と濃度とのうちの少なくとも一方を測定するためのセンサと、
前記タンク内に配置され、前記センサの周囲に延び出し、前記タンク筐体内の排気処理流体の他の領域から遮断される排気処理流体の領域を画定するスカートと、
を具備し、
前記センサから出力される信号に基づいて故障コード警告を送信するか否かを判断するコントローラをさらに含み、前記コントローラは、前記故障コード警告を送信するか否かを判断する前に、所定の長さの時間にわたり前記信号を無視する、排気処理流体システム。
【請求項１３】
前記所定の長さの時間は、前記排気処理流体を送出するポンプが呼び水操作を開始する時に始まる、請求項１２に記載の排気処理流体システム。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記センサから出力された前記信号を以前に保存された数値と比較して、前記信号と前記以前に保存された数値との前記比較に基づいて前記信号を無視することを開始するか否かを判断する、請求項１２に記載の排気処理流体システム。
【請求項１５】
前記タンク内に配置され、前記排気処理流体の前記流体面位置と前記濃度とのうちの他方を測定する他のセンサをさらに含み、
前記コントローラは、前記センサから出力された信号および前記他のセンサから出力された信号を以前に保存された数値と比較し、前記信号と前記以前に保存された数値との前記比較に基づいて、前記信号が無視される間のタイマをスタートさせるか否かを判断する、請求項１２に記載の排気処理流体システム。
【請求項１６】
前記センサおよび前記他のセンサからの前記信号は、両方の信号が前記以前に保存された数値と比較された時に所望の範囲から逸脱する場合にのみ無視される、請求項１５に記載の排気処理流体システム。
【請求項１７】
排気処理流体システムであって、
吸引ポートを含む、排気処理流体を貯蔵するためのタンク筐体と、
前記排気処理流体を排気の中に噴射する注入モジュールと、
前記筐体内に位置付けられた第１の端と、前記吸引ポートと連通する第２の端と、を有する吸引管と、
前記排気処理流体を前記タンクから前記吸引管、前記吸引ポート、および前記注入モジュールを通して送出するポンプと、
前記タンク筐体内に位置付けられたセンサであって、前記排気処理流体の流体面位置と濃度とのうちの少なくとも一方を測定するためのセンサと、
前記センサから出力された信号に基づいて故障コード警告を送信するか否かを判断するコントローラであって、前記故障コード警告を送信するか否かを判断する前に、所定の長さの時間にわたり前記信号を無視するコントローラと、
を含む排気処理流体システム。
【請求項１８】
前記所定の長さの時間は、前記排気処理流体を送出する前記ポンプが呼び水操作を開始する時に始まる、請求項１７に記載の排気処理流体システム。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記センサから出力された前記信号を以前に保存された数値と比較して、前記信号と前記以前に保存された数値との前記比較に基づいて前記信号を無視することを開始するか否かを判断する、請求項１７に記載の排気処理流体システム。
【請求項２０】
前記タンク内に位置付けられ、前記排気処理流体の前記流体面位置と前記濃度とのうちのもう一方を測定する他のセンサをさらに含む、請求項１７に記載の排気処理流体システム。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記センサから出力された信号および前記他のセンサから出力された信号を以前に保存された数値と比較し、前記信号と前記以前に保存された数値との前記比較に基づいて前記信号が無視される間のタイマをスタートさせるか否かを判断する、請求項２０に記載の排気処理流体システム。
【請求項２２】
前記センサおよび前記他のセンサからの前記信号は、両方の信号が前記以前に保存された数値と比較された時に所望の範囲から逸脱する場合にのみ無視される、請求項２１に記載の排気処理流体システム。
【請求項２３】
排気処理流体システムであって、
排気処理流体を貯蔵するためのタンク筐体と、
前記筐体内に位置する端部を有する吸引管と、
前記タンク筐体内に配置され、前記排気処理流体の流体面位置と濃度との少なくとも一方を測定するための第１のセンサと、
前記タンク内に配置され、前記第１のセンサの周囲を取り囲むスカートと、
を具備し、
前記スカートは上壁と周辺壁とを含み、前記上壁は、前記スカートと前記第１のセンサとの間に位置する排気処理流体の体積から気体が抜けられるようにする開口を含む、排気処理流体システム。
【請求項２４】
排気処理流体システムであって、
排気処理流体を貯蔵するためのタンク筐体と、
前記筐体内に位置する端部を有する吸引管と、
前記タンク筐体内に配置され、前記排気処理流体の流体面位置と濃度との少なくとも一方を測定するための第１のセンサと、
前記タンク内に配置され、前記第１のセンサの周囲を取り囲むスカートと、
を具備し、
前記スカートは、前記第１のセンサとスナップフィット結合する塑性変形可能な脚部を含む、排気処理流体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、還元剤センサシステムを含む排気後処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この項では、本開示に関係する背景情報を提供するが、これは必ずしも先行技術であるとはかぎらない。
【０００３】
排気後処理システムは、排気処理流体を排気流に注入して、排気流からＮＯｘを除去する化学反応を促進することができる。排気処理流体は、排気流中に排気処理流体を注入する注入モジュールと連通する貯蔵タンクの中に貯蔵されてもよい。貯蔵タンクは、流体面の温度、タンク内の流体面位置、タンク内の流体の濃度を測定するための各種のセンサを含んでいてもよい。排気処理流体が尿素溶液である場合、この溶液は低温時に凍結する可能性がある。注入モジュール内の尿素溶液の凍結を防止するために、注入モジュールをパージしてもよく、使用されなかった尿素溶液をタンクに戻してもよい。パージ後、システムは一般に、呼び水をしなければ尿素溶液の注入を再開できない。呼び水工程中、尿素溶液はタンクから循環され、注入モジュールを通ってタンクに戻される。尿素溶液のタンクへの還流は時として、タンク内の各種のセンサの動作に支障を来たすことがある。
【発明の概要】
【０００４】
この項は本開示の概要を提供するものであり、その範囲全体またはその全特徴の包括的な開示ではない。
【０００５】
排気処理流体システムは排気処理流体を貯蔵するためのタンク筐体を含む。吸引管は、筐体内に位置する第１の端部を含む。排気処理流体の流体面位置と濃度との少なくとも一方を測定するための第１のセンサがタンク筐体内に配置される。スカートがタンク内に配置され、第１のセンサの周囲を取り囲む。
【０００６】
排気処理流体システムは、排気処理流体を貯蔵するためのタンク筐体を含む。吸引管がタンク内に配置される。噴射装置は、吸引管と流体連通する入口および出口を含む。還流ラインが噴射装置の出口とタンクとを流体的に相互接続する。排気流体の流体面位置と濃度との少なくとも一方を測定するためのセンサがタンク筐体内に配置される。スカートがタンク内に配置され、センサの周囲に延び出し、タンク筐体内の排気処理流体の他の領域から遮断される排気処理流体の領域を画定する。
【０００７】
本明細書内で提供される説明から、別の応用分野も明らかとなるであろう。この概要中の説明および具体的な例は、例示の目的のためであることが意図されているにすぎず、本開示の範囲を限定することは意図されていない。
【０００８】
本明細書内で説明される図面は、選択された実施形態の例示のみを目的としており、これらが考えられるすべての実装形態ではなく、また本開示の範囲を限定することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の原理による排気系の概略図である。
【図２】図２は、本開示の原理による試薬タンクの断面図である。
【図３】図３は、図２に示される試薬タンクの部分分解斜視図である。
【図４】図４は、本開示の原理による層流装置および吐出管の横断面図である。
【図５】図５は、本開示の原理による層流装置および吐出管の横断面図である。
【図６】図６は、本開示の原理による層流装置および吐出管の横断面図である。
【図７】図７は、本開示の原理による層流装置および吐出管の横断面図である。
【図８】図８は、本開示の原理による層流装置および吐出管の横断面図である。
【図９】図９は、本開示の原理による層流装置および吐出管の横断面図である。
【図１０】図１０は、本開示の原理による吸引管、吐出管、および層流装置を含む取付け板の断面斜視図である。
【図１１】図１１は、本開示の原理による試薬タンクの断面図である。
【図１２】図１２は、本開示の原理による試薬タンクの断面図である。
【図１３】図１３は、本開示の他の原理によるセンサアセンブリの部分斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３に示されるセンサアセンブリに関連するスカートの斜視図である。
【図１５】図１５は、図１３に示されるセンサアセンブリに関連するスカートの斜視図である。
【図１６】図１６は、本開示の教示により構成された代替的なスカートの分解斜視図である。
【図１７】図１７は、排気処理流体システムのセンサに関連する制御方式を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、排気処理流体システムのための代替的な制御方式を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、排気処理流体システムのセンサに関連する他の代替的な制御方式を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面中のいくつかの図を通じて、対応する参照番号は対応する部品を示す。
【００１１】
ここで、添付の図面を参照しながら例示的な実施形態をより詳しく説明する。
【００１２】
図１は、本開示による排気系１０の概略図である。排気系１０は、燃料源（図示せず）と連通する少なくともエンジン１２を含むことかでき、燃料が消費されると排気ガスが生成されて、排気後処理システム１６を有する排気通路１４の中へと排出される。エンジン１２の下流に排気処理構成部品１８を配置でき、これはＤＯＣ、ＤＰＦ構成部品、または図のようにＳＣＲ構成部品２０とすることができる。本開示では必須ではないが、排気後処理システム１６は、排気通路１４を通過する排気ガスの温度を上げる熱的増大装置またはバーナ１７等の構成部品をさらに含むことができる。排気ガスの温度を上げることは、寒冷気候条件下およびエンジン１２の始動時に排気処理構成部品１８内の触媒活性化を実現するため、および排気処理構成部品１８がＤＰＦの場合に排気処理構成部品１８を再生するために有利である。
【００１３】
エンジン１２により生成される排出物の削減を促進するために、排気後処理システム１６は、排気処理流体を排気流に周期的に注入するための注入モジュール２２を含むことができる。図１に示されるように、注入モジュール２２は、排気処理構成部品１８の上流に配置でき、排気処理流体を排気流へと注入するように動作可能である。この点に関して、注入モジュール２２は、試薬タンク２４およびポンプ２６と吸入ライン２８によって流体連通する入口を有する噴射装置を含み、ディーゼル燃料または尿素等の排気処理流体を排気処理構成部品１８の上流の排気通路１４へと注入する。注入モジュール２２の噴射装置はまた、還流ライン３０を介して試薬タンク２４と連通する出口を含んでいてもよい。還流ライン３０により、排気流中に注入されなかった排気処理流体のすべてが試薬タンク２４に戻ることができる。吸入ライン２８、注入モジュール２２、および還流ライン３０を通る排気処理流体の流れはまた、注入モジュール２２の噴射装置を冷却して、注入モジュール２２が過熱しないようにすることも補助する。注入モジュール２２は、注入モジュール２２の周囲に冷媒を通過させてそれを冷却する冷却ジャケットを含むように構成されてもよい。
【００１４】
排気流を有効に処理するために必要な排気処理流体の量は、エンジン１２の大きさにも依存しうる。この点に関して、機関車、海洋用途、および固定用途で使用される大型ディーゼルエンジンの排気流量は１つの注入モジュール２２の能力を超える可能性がある。したがって、尿素注入用の１つの注入モジュール２２だけが示されているが、本開示では尿素噴射用の複数の注入モジュール２２も想定されると理解されるべきである。
【００１５】
排気流を有効に処理するために必要な排気処理流体の量は、負荷、エンジン速度、排気ガス温度、排気ガス流量、エンジン燃料噴射タイミング、所望のＮＯｘ削減量、気圧、相対湿度、ＥＧＲ率、およびエンジン冷却液温度によっても異なりうるものである。ＮＯｘセンサまたはメータ３２はＳＣＲ２０の下流に配置してもよい。ＮＯｘセンサ３２は排気のＮＯｘ含有量を示す信号をエンジン制御ユニット３４に出力するように動作可能である。エンジン動作パラメータの全部または一部が、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）３４からエンジン／車両データバスを介して排気後処理システムコントローラ３６へと供給されてもよい。コントローラ３６は、エンジン制御ユニット３４の一部として含めることができる。図１に示されるように、排気ガス温度、排気ガス流量と排気背圧、およびその他の車両動作パラメータがそれぞれのセンサによって測定されてもよい。
【００１６】
排気処理流体の温度もまた、排気後処理システムコントローラ３６によってモニタされるパラメータであってよい。排気処理流体の温度をモニタするために、試薬タンク２４は、その中に配置された温度センサ４０を含んでいてもよい。図２に最もよく示されているように、試薬タンク２４はタンク筐体４２を含むことができる。タンク筐体４２は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アルミニウム、スチールまたは、尿素等の試薬排気処理流体４４を貯蔵するのに適したその他の何れの材料から形成されてもよい。タンク２４に排気処理流体を補給するために、タンク２４は、ねじ切りネック４８により画定される入口４６を含んでいてもよく、ネックは、当技術分野で知られているように、ネック４８のそれに対応するねじ山を有する取り外し可能なキャップ５０を受けてもよい。
【００１７】
タンク筐体４２の中には、１対の吸引管５２および吐出管５４があってもよい。吸引管５２は下流のポンプ２６と連通し、ポンプ２６が作動されると尿素排気処理流体４４がタンク２４から吸入ライン２８へと吸引されるようになっている。前述のように、吸入ライン２８は注入モジュール２２と連通して、尿素排気処理流体を排気流に注入する。尿素排気処理流体４４が排気流に注入されない場合、尿素排気処理流体４４は還流ライン３０を通ってタンク２４に戻ることができる。還流ライン３０は吐出管５４と連通する。吸引管５２と吐出管５４の各々は、タンク２４の上に載せることのできる隔壁または取付け板５５を使って、タンク２４内に固定されてもよい。隔壁は、タンク筐体４２を貫通する１つの開口（図示せず）と密閉状態で係合してもよい。
【００１８】
タンク２４内の尿素排気処理流体４４の量をモニタするために、流体面位置指示装置５６が吐出管５４に連結されていてもよい。図の実施形態において、流体面位置指示装置５６は、超音波６０を発生する超音波センサ装置５８を含んでいてもよい。超音波センサ装置５８は、吸引管５２に連結される支持部材５９の上に位置付けられていてもよい。超音波６０は超音波センサ装置５８によって排気処理流体４４の表面６２に向かって発生されてもよく、その後これは表面６２によって反射され、超音波センサ装置５８へと戻る。超音波６０が表面６２で反射されて超音波センサ装置５８に戻るまでにかかる時間がコントローラ３６によって測定されて、タンク２４に残っている流体４４の量の測定が可能となる。この点に関して、超音波センサ装置５８はコントローラ３６と通信する。
【００１９】
排気処理流体ヒータ６４もまた、タンク２４の中に位置付けられてよい。流体ヒータ６４は、特に排気処理流体４４が凍結する可能性のある寒冷気候条件下において、排気処理流体４４の温度を上げるように設計される。流体ヒータ６４は抵抗ヒータであってもよく、あるいは、例えばエンジン冷却水がその中を流れることができるように構成されてもよい。流体ヒータ６４は必ずしもエンジン１２の動作中、連続的に動作しているとはかぎらない。むしろ、流体ヒータ６４はコントローラ３６と通信して、流体ヒータ６４が必要に応じて作動されるようにすることができる。この点に関して、排気処理流体４４の温度は、温度センサ４０からコントローラ３６に転送できる。検出された温度が低すぎると、コントローラ３６は、流体ヒータ６４に対して、作動して排気処理流体４４を加熱し、または融かすように指令できる。
【００２０】
温度センサ４０は、タンク２４内で、排気処理流体４４の温度を適正に測定するのに適した何れの位置に位置付けられてもよい。例えば、温度センサ４０は筐体４２の内壁６６に取り付け可能である。あるいは、温度センサ４０は吸引管５２または吐出管５４に取り付けられてもよい。
【００２１】
タンク２４はまた、濃度センサ６８を含んでいてもよい。濃度センサ６８は内壁６６に固定されても、あるいは吸引管５２、吐出管５４、または他の構造に固定されてもよく、これらも本開示の範囲から逸脱しない。濃度センサ６８は、尿素排気処理流体４４の濃度を測定するように動作可能であり、これは、尿素排気処理流体４４以外の流体（例えば水）がタンク２４に供給されたか否かを判断するために特に有利となりうる。コントローラ３６によって排気処理流体４４の濃度が所定の数値より高い、または低いと判断されると、コントローラ３６は、流体４４が正しい濃度となるまで注入モジュール２２による注入を抑制するか、エンジン１２の動作を抑制するエラーフラグを送信してもよい。あるいは、コントローラ３６は、現在の濃度を考慮して注入を調整してもよい。
【００２２】
排気処理流体４４の濃度を測定するために、濃度センサ６８は超音波センサであってもよく、これは超音波６１を排気処理流体の中へと発するように動作可能である。他の種類の超音波以外のセンサもまた本開示の範囲内である。図の例示的な実施形態において、濃度センサ６８は超音波センサ装置５８に近接して配置されてもよく、超音波６１を発することができ、これがその後、超音波センサ装置５８によって反射されうる。あるいは、反射部材（図示せず）が濃度センサ６８と超音波センサ装置５８との間に配置されて、超音波６１を反射してもよい。他の代替案は、濃度センサ６８を内壁６６の方向に向け、そこに向かって超音波６１を発し、そこから反射されるようにすることである。何れにせよ、コントローラ３６は、超音波６１の速度に基づいて排気処理流体４４の濃度を測定できる。流体面位置指示装置５６と濃度センサ６８はタンク２４とは異なる構成部品として示されているが、１つのセンサ（例えば超音波センサ装置５８）を流体面位置検出と濃度検出に使用でき、これも本開示の範囲から逸脱しないものと理解すべきである。
【００２３】
エンジン１２または排気後処理システム１６が動作していない（すなわち、排気処理流体が排気流中に注入されていない）時、注入モジュール２２、吸入ライン２８、還流ライン３０、およびポンプ２６の中に存在する排気処理流体４４は、低温下ではすべて凍結する可能性がある。注入モジュール２２、吸入ライン２８、還流ライン３０、およびポンプ２６の中の排気処理流体４４の凍結を防止するために、ポンプ２６はこれらの要素の各々をパージするために逆回転で運転するように動作可能である。パージ後、ポンプ２６に呼び水操作を行って、吸入ライン２８と注入モジュール２２を加圧してから、排気処理流体４４が排気流中に注入されるようにしてもよい。呼び水操作中において、使用されなかった排気処理流体４４は注入モジュール２２から還流ライン３０を介してタンク２４に戻る。
【００２４】
使用されなかった排気処理流体４４だけでなく、使用されなかった排気処理流体４４の中には、それ以前にはタンク２４内にあった空気もまた存在しうる。使用されなかった排気処理流体４４内の空気の存在によって、空気がタンク２４に戻る際に気泡が生じうる。これらの気泡は、吐出管５４に形成された貫通孔を通って表面６２に浮上し、しばらく表面６２に留まり、そのような表面６２は泡状になることがある。気泡と泡状の表面６２は、超音波センサ装置５８によるタンク２４内の正しい流体面位置または濃度センサ６８による正しい濃度の測定を邪魔するものである。すなわち、気泡により表面位置６２が不正確になり、これによりコントローラ３６は超音波センサ装置５８による超音波６０および６１の反射を正しく測定できなくなる。また、気泡は、排気処理流体４４内に滞留し、濃度センサ６８によってモニタされる排気処理流体４４の密度を変化させる原因になるという点で濃度センサ６８を妨害することにもなる。
【００２５】
排気処理流体４４がタンク２４へと戻るように循環される際の気泡の形成の防止を補助するために、層流装置７０が吐出管５４の中に設置されてもよい。層流装置７０は、図３において最もよく示されているように、吐出管５４のそれと実質的に等しい長さの長い部材であってもよい。層流装置７０は一般に、断面が非円形であり、その直径は、層流装置７０を吐出管５４の中に適合させることができるように、吐出管５４のそれより小さい。層流装置の非円形の断面により、層流装置７０と吐出管５４の内面７４との間に空隙７２が存在する（図４）。
【００２６】
排気処理流体４４は層流装置７０の表面７６に沿って流れる傾向があり、その一方で還流中に存在する空気はすべて、層流装置７０と吐出管内面７４との間にある空隙７２を通って移動できる。空気は、空隙７２内を移動する際、流体４４の流体面６２より下で移動する前に貫通孔５７からタンク２４へと押し出される。このようにして、超音波センサ装置５８の障害となりうる気泡の発生が防止され、または少なくとも気泡の発生が実質的に極少化される。上述の例示的な実施形態では吐出管５４と層流装置７０の併用が説明されているが、本開示はこれに限定されるべきではないと理解されるべきである。この点に関して、本開示は、層流装置７０が吐出管５４の代わりに使用される構成も想定している。
【００２７】
図４において、層流装置７０は星形の断面を含むように示されているが、本開示はこれに限定されるべきではない。層流装置７０は当業者に知られている何れの非円形断面を含むこともできる。例えば、図５は三角形の断面を有する層流装置７０を示している。図６はＹ字形の断面を有する層流装置７０を示している。図７は平坦な層流装置７０を示している。図８は十字形の断面を有する層流装置７０を示している。図９は正方形の断面を有する層流装置を示している。
【００２８】
図１０において最もよく示されているように、層流装置７０はねじ切り端７８を含んでいてもよい。ねじ切り端７８は、取付け板５５の開口８２に形成されたねじ山８０に対応していてもよい。層流装置７０が取付け板５５に螺合された後、吐出管５４が層流装置の周囲に滑合されてもよい。図１０に示されている装置では、吐出管５４が取付け板５５の座ぐり８３の中に圧入されている。層流装置７０が取付け板５５に螺合されているのに対して、吸引管５２は取付け板の開口８４の中に圧入できる。あるいは、吸引管５２と開口８４の各々がねじ山を有して、吸引管５２を取付け板の開口８４に固定できる。他の構成では、層流装置７０が吐出管５４の中に圧入されてもよい。
【００２９】
図１０にはまた、ポンプが注入モジュール２２に加圧流体を供給するように動作している時の尿素の流れを示す実線の矢印も含まれている。破線による表現の矢印は、ポンプ２６がパージモードで動作して、不使用の排気処理流体４４をタンク２４に向かって駆動している時にシステムを通る空気の流れを示す。空気がタンク２４から吐出管５４へと流れるための通路を提供する、取付け板５５に近接して配置された１対の開口８５ａ、８５ｂ。
【００３０】
ここで、図１１を参照すると、タンク２４の他の例示的な構成が示されている。タンク２４は吐出管５４を含み、これは、空気がその中に形成された貫通孔５７から漏れ、その一方で、戻された排気処理流体がその内面に沿って流れように構成されている。この点に関して、吐出管５４はジグザグ形状に構成されてもよい。ジグザグ形式が示されてはいるが、吐出管５４は螺旋状または渦巻き状でもよく、これも本願の範囲から逸脱しないと理解されるべきである。
【００３１】
図１２に示されている本願の他の例示的な実施形態においては、保護スカートまたはフェンス８６が超音波センサ装置５８と濃度センサ６８に近接して配置されていてもよい。前述のように、濃度センサ６８は超音波６１（図２）を超音波センサ装置５８に向かって発し、それが超音波を反射して濃度センサ６８に戻すように設計されていてもよい。排気処理流体４４をタンク２４に戻るように循環させることによって生成された気泡が濃度センサ６８と超音波センサ装置５８の付近の位置に存在していると、排気処理流体の濃度変化と超音波６１の不必要な反射によって、濃度測定値が不正確となりうる。
【００３２】
保護スカート８６はタンク２４の底面８８に固定されてもよく、超音波センサ装置５８と濃度センサ６８を周辺的に取り囲む。それによってスカート８６の内部により画定される領域９０が提供され、その中に超音波センサ装置５８と濃度センサ６８が位置付けられてもよい。スカート８６の高さＨは超音波センサ装置５８と濃度センサ６８が位置付けられる位置を超えて延び出ている。したがって、気泡が領域９０の中に入って超音波センサ装置５８と濃度センサ６８の障害となることが防止される。スカート８６はタンク２４の底面８８に固定されているように示されているが、本願はこのような構成に限定されるべきではないと理解されるべきである。それに対して、スカート８６は、超音波センサ装置５８と濃度センサ６８との間の空間９２への気泡の進入が防止されるかぎり、吸引管５２等の他の部材に固定されてもよく、あるいは支持部材５９に固定されてもよい。
【００３３】
図１２には明示的に示されていないが、吐出管５４がその中に層流装置７０を含んでいてもよいと理解されるべきである。すなわち、タンク２４は、スカート８６と層流装置７０の各々を含むように構成できる。また、スカート８６が、排気処理流体４４は領域９０に入ることができ、気泡は入ることができないようにする複数の貫通孔を含んでいてもよいことも認識されるべきである。
【００３４】
図１３〜１５は、吸引管５２および吐出管５４とは別の構造としてタンク２４内に位置付けられてもよいセンサアセンブリ１００の一部を示している。センサアセンブリ１００は、取付け板５５、タンク２４、吸引管５２および／または吐出管５４を含むいくつの構成部品に固定されてもよい。センサアセンブリ１００は本体１０２を含み、これは実質的に縦方向に第２の管１０６に平行に延びる第１の管１０４を含む。本体１０２はプラスチック材料から成形されてもよく、これによって第１の管１０４は第２の管１０６と一体形成される。ビーム１１０は、別の構成部品として構成されて第１の管１０４と第２の管１０６に連結されてもよく、または本体１０２と一体形成されてもよい。
【００３５】
タンク２４内に取り付けられると、第１の管１０４は第１の管１０４を貫通する開口１０８を介して排気処理流体４４を受ける。第２の管１０６は、濃度センサ６８および、ビーム１１０に連結されてもよいその他の何れかの電気的素子に連結されたワイヤ１０９を受ける。例えば、温度センサ１１２がビーム１１０に固定されることが想定される。他の任意選択による構成には、ビーム１１０に連結された加熱素子１１４が含まれていてもよい。加熱素子１１４は、温度センサ１１２によって検出される排気処理流体４４の温度に応じて選択的に通電されてもよい。ワイヤ１０９およびおそらく１つまたは複数のコントローラが第２の管１０６の中に位置付けられてもよい。
【００３６】
スカート１１８は本体１０２に取り外し可能に連結される。スカート１１８は前述のスカート８６と実質的に同様に機能する。スカート１１８は好ましくは、一体部品の成形プラスチックカバーであり、これはスナップフィット結合で本体１０２に連結されてもよい。ねじまたは圧入を含むその他の取付け形態もまた本発明の範囲内である。スカート１１８は、連続壁１２０と、上部１２２と、第１の脚部１２４と、第２の脚部１２６と、を含む。実質的に８の字形の開口１２８が上部１２２を貫通していて、第１の管１０４と第２の管１０６をそこに通すことができる。ノッチ１３０が開口１２８の縁に沿って配置され、第１の管から延びる突起と係合して本体１０２に関するスカート１１８の回転を制限するような大きさであり、そのように位置付けられる。開口１３２、１３４が上部１２２を貫通して延び、スカート１１８の下にありうる空気が逃げられるようになっている。リブ１３８は側壁１２０を上部１２２に接続して、スカート１１８に所定の硬さを付与する。所定の硬さは完全に硬質の構造を提供するほどではない。したがって、側壁１２０の参照番号１４０ａ、１４０ｂで特定される対向部分が相互に関して撓み、排気処理流体４４がタンク２４内で凍結する時に生じる体積の増大に対応できる。排気処理流体４４の凍結により力が加わる時に壊れない柔軟なスカート１１８が提供される。
【００３７】
スカート１１８は柔軟材料から構成され、それによって脚部１２４、１２６が一時的に弾性変形して、第１のフック１４４と第２のフック１４６が自由状態位置から移動して、ビーム１１０をそこに通すことができるようにする。ビーム１１０の全体がそこに通されたら、脚部１２４、１２６が弾性的にその自由状態の向きに戻り、フック１４４およびフック１４６がビーム１１０の保持面１４８の近傍に配置される。
【００３８】
開口１５０、１５２が壁１２０を貫通し、それによって排気処理流体４４がスカート１１８を通って、濃度センサ６８と接触できる。開口１５０、１５２を通る流体の一部はまた、開口１０８から第１の管１０４にも入ることができる。他の排気処理流体通路が、側壁１２０の縁１５４とビーム１１０の表面１５８との間の空間１５３に提供される。この構成により、縁１５４の一部はビーム１１０の表面１６０と係合し、その一方で縁１５４の他の部分はビーム１１０から離間されて、タンク２４の本体のスカート１１８の下から流体４４が制限されて流れる。開口１５０、１５２と空隙１５３は、流体は流れるがスカート１１８の下への気泡の進入は制限されるような大きさである。開口１３２、１３４はまた、特に、スカート１１８の下に捕捉されうる空気を排出でき、それと同時に気泡の進入も最小化するように比較的小さい大きさである。内側に延びるフック１４４、１４６を含むスナップフィット結合は単なる一例であり、スカート１１８を第１の管１０４、第２の管１０６、またはビーム１１０の何れか１つに固定するための他の機構も本開示の範囲内であると認識されるべきである。
【００３９】
図１６は、代替的なスカート１１８ａを示している。スカート１１８ａはスカート１１８と実質的に同じであるが、第１の半分１６８が第２の半分１７０から分離可能である点が例外である。複数の突起１７２が第１の半分１６８から延びる。突起１７２は、第２の半分１７０の複数の受容部１７４にスナップフィット結合されるように構成される。突起１７２が受容部１７４に受けられると、第１の半分１６８が第２の半分１７０に固定される。スカート１１８ａのその他の特徴はスカート１１８と実質的に同じである。同様の特徴は、末尾に「ａ」を付けた同様の数字で示されている。スカート１１８ａを２部式アセンブリとして構成することによって、第１の管１０４、第２の管１０６、およびビーム１１０の形成とこれらの構成部品のスカート１１８ａとの相互接続の点で、製造工程が容易化されうる。
【００４０】
上述の例示的な実施形態は、パージ／呼び水サイクル中に生成された気泡が、流体面位置センサ装置５８と濃度センサ６８を、これらのセンサが排気処理流体４４の面位置と濃度を測定する際に妨害しないようにするのに役立つ。しかしながら、タンク２４に層流装置７０またはスカート８６が設けられていないと、気泡の生成がこれらのセンサ５８および６８を妨害しうる。センサ５８および６８への妨害をさらに最小化するために、コントローラ３６は、呼び水サイクルの完了後に所定の時間にわたりセンサ５８および６８の動作を遅延させてもよい。例えば、コントローラ３６はセンサ５８および６８の動作を１０〜２０分間の範囲の時間にわたり遅延させてもよい。このような場合、呼び水工程中に生成された気泡はすべて、超音波センサ装置５８と濃度センサ６８の何れも実質的に妨害しない程度まで消散される。
【００４１】
センサ５８および６８の動作を呼び水サイクル終了時から遅延させること以外の代替案は、センサ５８および６８を呼び水サイクルの開始時から所定の時間にわたり遅延させることである。例えば、図１７に示されるように、呼び水工程はコントローラ３６によって、「キーオン」状態の工程２００で開始されるように制御できる。工程２１０でポンプの呼び水操作が始まる。工程２２０で、タイマが第１の所定の時間（例えば５分間）を計測する。呼び水工程が完了するまでに特定の時間が必要であることが分かっているため、センサ５８および６８からの出力は、工程２３０でタイマが切れるまで、第１の所定の時間にわたり無視される（例えば、１５〜２５分間）。設定時間が経過すると、制御機能は工程２４０に進む。制御機能はセンサ５８、６８からの出力を評価し、センサ５８、６８から受け取った信号に基づいて、標準的な動作手順に従って新しい故障コードが送信されるべきか否かを決定する。
【００４２】
図１８は、図１７に関して上述した制御と実質的に同様の代替的な制御方式のフローチャートを提供する。したがって、同様の要素は１００増やした同様の参照番号で示される。例えば、「キーオン」工程３００は工程２００と実質的に同じである。工程３１５で、前述のセンサの１つ、例えば濃度センサ６８または超音波センサ装置５８に関する現在の数値が同じセンサからの最後に保存された数値と比較される。工程３２０で、制御機能は、最近取得したセンサの数値と最後に保存された数値との間の差が所定の範囲を超えているか否かを判断する。そうであれば、制御機能はタイマを始動させて、前述のようにセンサの出力を無視する。タイマが切れると、工程３３５で、最近取得したセンサの数値が以前に保存された数値と比較される。工程３４０で、制御機能は、工程３３５で行われた比較に基づいて、新規の故障コードの警告が送信されるべきか否かを判断する。図１８に概要が示されている制御方式は、必要に応じて、排気処理流体貯蔵タンクの中の何れの１つまたは複数のセンサにも適用できる。
【００４３】
図１９は、図１８に関して説明した制御と実質的に同じ他の代替的な制御方式のフローチャートを提供する。したがって、同様の要素は１００増やした同様の参照番号で示される。工程４１５は、濃度センサ６８と超音波センサ装置５８の両方からの現在の数値がこれらのセンサの各々からの過去の数値と比較される点で、工程３１５とは異なる。工程４２０で、制御機能は、現在測定された数値の両方が過去のデータに関するそれぞれの範囲から逸脱しているか否かを判断する。そうであれば、故障コードが無視される時間が始まる。両方のセンサの現在の読取値が範囲外でなければならないとする制御戦略を実行することにより、誤った故障コード警告が送信される可能性が最小化される。例えば、制御機能の中で排気処理流体面位置センサのデータだけが利用される場合、工程４００の「キーオン」の前に車両の運転者がタンク２４に排気処理流体を補給したことに基づいて、故障コード警告が発行されうる。再び図１９を参照すると、工程４３０でタイマが切れると、工程４３５で制御機能が品質センサと面位置センサの両方に関する現在のセンサの数値を過去の数値と比較する。適当であれば、工程４４０で新しい故障コード警告が送信される。
【００４４】
実施形態に関する上記の説明は、例示および説明のために提供された。これは網羅的であること、または本開示を限定することを意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は一般に、その特定の実施形態に限定されるのではなく、適用可能であれば、相互交換が可能であり、具体的に示され、または説明されていなくても、選択された実施形態において使用できる。例えば、代替的な流体面位置指示装置５６ａがセンサアセンブリ１００に連結されてもよい。図１３に示されるように、流体面位置指示装置５６ａは第１の管１０４の中に位置付けられた浮き１８０を含む。浮き１８０は第１の管１０４内の排気処理流体の表面に載る。前述のように、流体はスカート１１８の開口１５０と第１の管１０４の壁を貫通する開口１０８から第１の管１０４に入ることができる。浮き１８０はスイッチ（図示せず）または第１の管１０４内の浮き１８０の位置を示すセンサに連結されてもよい。スイッチまたは関連するセンサは、タンク２４内の排気処理流体の面位置を示す信号を出力するように動作可能である。これはまた、様々な方法で変更できる。このような変更形態は本開示からの逸脱とはみなされず、かかる改良形態はすべて、本開示の範囲内に含められることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
12…エンジン、14…排気通路、16…排気後処理システム、17…熱的増大装置（バーナ）、18…排気処理構成部品、20…ＳＣＲ構成部品、22…注入モジュール、24…試薬タンク、26…ポンプ、28…吸入ライン、30…還流ライン、32…ＮＯｘセンサまたはメータ、34…エンジン制御ユニット、36…コントローラ、40…温度センサ、42…タンク筐体、44…試薬排気処理流体、46…入口、48…ねじ切りネック、52…吸引管、54…吐出管、55…取付け板、56…流体面位置指示装置、58…超音波センサ装置、59…支持部材、60…超音波、62…表面、64…ヒータ、66…内壁、68…濃度センサ、70…層流装置、72…空隙、74…内面、76…表面、78…ねじ切り端、80…ねじ山、82…開口、86…保護スカート、
100…センサアセンブリ、102…本体、104…第１の管、106…第２の管、109…ワイヤ、110…ビーム、112…温度センサ、114…加熱素子、118,118a…スカート、120…連続壁、122…上部、124,124a…第１の脚部、126,126a…第２の脚部、130…ノッチ、132,134,132a,134a…開口、144,144a…第１のフック、146,146a…第２のフック、148…ビームの保持面、150,152…開口、172…突起、174…受容部、180…浮き。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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