(57)【要約】      （修正有）【課題】排出低減システム用ドージングモジュールの詰まりを取り除く【解決手段】ドージングモジュール２４は、アーマチュア４６と、アーマチュアを動かすための手段と、出口７１を有する弁体とを備え、ドージングモジュールは、非詰まり状態を有し、非詰まり状態で、アーマチュアが、出口がアーマチュアによって閉じられる第１の位置と、アーマチュアが出口から離間された第２の位置との間で可動でき、アーマチュアを動かすための手段に電気を第１のエネルギーレベルで印加することによって、アーマチュアが第１の位置から第２の位置まで動き、ドージングモジュールは、更に、詰まり状態を有し、詰まり状態で、出口を通る液体の流れが妨げられ、アーマチュアを動かすための手段に電気を第２のエネルギーレベルで印加することによって非詰まり状態に変化する。【選択図】図２
2017115887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出低減システム用のドージングモジュールであって、前記ドージングモジュールは、アーマチュアと、前記アーマチュアを動かすための手段と、出口を有する弁体とを備え、前記ドージングモジュールは、非詰まり状態を有し、前記非詰まり状態で、前記アーマチュアが、前記出口が前記アーマチュアによって閉じられる第１の位置と、前記アーマチュアが前記出口から離間された第２の位置との間で可動であり、使用中、前記アーマチュアを動かすための前記手段に電気を第１のエネルギーレベルで印加することによって、前記アーマチュアが前記第１の位置から前記第２の位置まで動き、前記ドージングモジュールは、更に、詰まり状態を有し、前記詰まり状態で、前記出口を通る液体の流れが妨げられ、使用中、前記アーマチュアを動かすための前記手段に電気を第２のエネルギーレベルで印加することによって前記非詰まり状態に変化するドージングモジュール。
【請求項２】
前記ドージングモジュールが、前記詰まり状態のとき、前記アーマチュアの動きが妨げられる、請求項１に記載のドージングモジュール。
【請求項３】
前記第２のエネルギーレベルが、前記第１のエネルギーレベルより高い、請求項１または請求項２に記載のドージングモジュール。
【請求項４】
前記第１のエネルギーレベルが、第１の電力、好ましくは第１の電流によって規定される、請求項１、請求項２または請求項３に記載のドージングモジュール。
【請求項５】
前記第２のエネルギーレベルが、第２の電力、好ましくは第２の電流によって規定される、請求項１から４のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項６】
前記第２の電流が、少なくとも４００ミリアンペアである、請求項５に記載のドージングモジュール。
【請求項７】
前記第２の電流が、少なくとも５００ミリアンペアである、請求項６に記載のドージングモジュール。
【請求項８】
前記ドージングモジュールが、第１の温度を有し、前記第２のエネルギーレベルで前記アーマチュアを動かすための前記手段に電気を印加することによって、前記ドージングモジュールの前記温度を第２の温度に高める、請求項１から７のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項９】
前記第２の温度が、少なくとも１００℃である、請求項８に記載のドージングモジュール。
【請求項１０】
前記ドージングモジュールが、さらに、前記第１の位置で前記アーマチュアを前記出口の方に付勢するばねを有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項１１】
前記アーマチュアを動かすための前記手段が、コイル装置である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項１２】
前記コイル装置が、コイルを有する、請求項１１に記載のドージングモジュール。
【請求項１３】
前記コイルに電気を前記第１のエネルギーレベルで印加することによって、前記アーマチュアが前記第１の位置から前記第２の位置に動く、請求項１２に記載のドージングモジュール。
【請求項１４】
前記コイルに電気を前記第２のエネルギーレベルで印加することによって、前記ドージングモジュールが前記非詰まり状態に変化する、請求項１２または請求項１３に記載のドージングモジュール。
【請求項１５】
前記コイルが第１のコイルであり、前記コイル装置が、さらに、第２のコイルを含む、請求項１２に記載のドージングモジュール。
【請求項１６】
前記第１のコイルに電気を前記第１のエネルギーレベルで印加することによって、前記アーマチュアが前記第１の位置から前記第２の位置に動く、請求項１５に記載のドージングモジュール。
【請求項１７】
前記第２のコイルに電気を前記第２のエネルギーレベルで印加することによって、前記ドージングモジュールが前記非詰まり状態に変化する、請求項１５または請求項１６に記載のドージングモジュール。
【請求項１８】
前記アーマチュアが、前記第２の位置にあるとき、液体が前記出口を通って流れる、請求項１から１７のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項１９】
前記液体が、還元剤を含む、請求項１８に記載のドージングモジュール。
【請求項２０】
前記液体が、尿素を含む、請求項１８または請求項１９に記載のドージングモジュール。
【請求項２１】
前記液体が、ディーゼル排出流体（ＤＥＦ）またはＡｄＢｌｕｅを含む、請求項１８、請求項１９または請求項２０に記載のドージングモジュール。
【請求項２２】
前記ドージングモジュールが前記詰まり状態にあるとき、前記出口を通る前記液体の流れが、前記液体の結晶によって妨げられる、請求項１から２１のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項２３】
前記ドージングモジュールが、さらに、冷却ジャケットを有する、請求項１から２２のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項２４】
前記ドージングモジュールが、エンジン後処理ドージングモジュールである、請求項１から２３のいずれか一項に記載のドージングモジュール。
【請求項２５】
エンジンと排気システムとを備えた車輌であって、前記排気システムが、請求項１から２４のいずれか一項に記載のドージングモジュールを備えた排出低減システムを備えた車両。
【請求項２６】
前記車両が、作業機械、例えばロードオール、バックホウ、ローディングショベル、または掘削機である、請求項２５に記載の車両。
【請求項２７】
排出低減システム用のドージングモジュールを動作させる方法であって、
（ａ）前記ドージングモジュールが詰まり状態であることを決定する段階と、
（ｂ）前記ドージングモジュールに電気を印加することによってドージングモジュールの温度を高める段階と、
（ｃ）前記ドージングモジュールが非詰まり状態になって、前記ドージングモジュール内を液体が流れることができるまで、前記ドージングモジュールを加熱する段階とを含む方法。
【請求項２８】
前記方法がさらに、
（ｄ）前記ドージングモジュールを操作して液体が前記ドージングモジュールを通るようにする段階とを含む、請求項２７に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項２９】
前記ドージングモジュールが詰まり状態にあることを決定する段階が、前記ドージングモジュール内の液体の流れが妨げられることを決定することを含む、請求項２７または請求項２８に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３０】
前記ドージングモジュールが詰まり状態にあることを決定する段階が、
（ｉ）前記ドージングモジュールの動作前に前記ドージングモジュールによって供給される液体の第１の圧力を決定することと、
（ｉｉ）前記ドージングモジュールの動作中に前記ドージングモジュールによって供給される液体の第２の圧力を決定することと、
（ｉｉｉ）前記第１の圧力と前記第２の圧力を比較することとを含む、請求項２７、請求項２８または請求項２９に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３１】
段階（ｉｉｉ）で、前記第２の圧力が、前記第１の圧力より高い、請求項３０に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３２】
前記ドージングモジュールに電気を印加することによって前記ドージングモジュールの温度を高める段階が、前記温度を少なくとも１００℃に高めることを含む、請求項２７〜３１のいずれか一項に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３３】
前記ドージングモジュールに電気を印加することによって前記ドージングモジュールの温度を高める段階が、前記高めた温度を４００秒未満、好ましくは２００秒未満保持することを含む、請求項２７〜３２のいずれか一項に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３４】
前記ドージングモジュールに電気を印加することによって前記ドージングモジュールの温度を高める段階が、前記ドージングモジュールに電流を印加することを含む、請求項２７〜３３のいずれか一項に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３５】
前記電流が、少なくとも４００ミリアンペア、好ましくは少なくとも５００ミリアンペアである、請求項３４に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３６】
前記液体が、還元剤を含む、請求項２７〜３５のいずれか一項に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３７】
前記液体が、尿素を含む、請求項３６に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３８】
前記液体が、ディーゼル排出流体またはＡｄＢｌｕｅを含む、請求項３６または請求項３７に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項３９】
前記ドージングモジュールが前記詰まり状態にあるとき、前記出口を通る液体の流れが、前記液体の結晶によって妨げられる、請求項２７から３８のいずれか一項に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
【請求項４０】
実質的に本明細書に記載されかつ／または添付図面に関して説明されたようなドージングモジュール。
【請求項４１】
実質的に本明細書に記載されかつ／または添付図面に関して説明されたようなドージングモジュールを動作させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドージングモジュールに関する。より詳細には、本発明は、排出低減システムで使用されるドージングモジュールに関する。本発明は、また、ドージングモジュールを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンからの潜在的有害物質の排出によって引き起こされる大気汚染を低減するため、アメリカ合衆国（ＵＳＡ）と欧州連合（ＥＵ）では、窒素の酸化物（ＮＯx）を含む特定の排出物質の法的規制値を徐々に低くする法律が導入された。
【０００３】
「ティア４ファイナル」規格として知られる米国法およびＥＵステージＩＶ法の下で、５６〜５６０ｋｗの出力を有するエンジンでは、ＮＯxの排出が、０．４０ｇ／ｋＷｈに制限される。
【０００４】
ディーゼルエンジンからのＮＯx排出を低減するために、燃焼温度を下げることによってＮＯx生成を抑制する排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム、ＮＯxを「保持」する働きをするリーンＮＯxトラップ（ＬＮＴ）またはＮＯx吸着媒体（ＮＡＣ）、およびＮＯとＮＯ２を窒素と水に変換する選択触媒反応（ＳＣＲ）を含む様々な排出低減技術が知られている。
【０００５】
ＳＣＲは、バナジウム、タングステン、銅ゼオライト（Ｃｕ−ゼオライト）または鉄ゼオライト（Ｆｅ−ゼオライト）などの触媒を、無水アンモニア、アンモニア水、またはより典型的には尿素などの還元剤と組み合わせて使用して、ＮＯとＮＯ２を窒素と水に変換する。尿素は、典型的には、還元剤として使用されるが、ＳＣＲ触媒を入れる箇所によってアンモニアに熱分解するためにＳＣＲ触媒の上流で排気ガスに注入されなければならない。尿素は、貯蔵と輸送が実質的に安全なので、アンモニアより好ましい。米国では、ＳＣＲと共に使用する市販の尿素は、ディーゼル排気流体（ＤＥＦ）と呼ばれ、欧州ではＡｄＢｌｕｅＲＴＭと呼ばれる。ＳＣＲが、温度スペクトルの下側で効果的に機能するためには、従来、ＮＯとＮＯ２の比率が５０：５０であることが望ましかったが、ＮＯ２がほとんどないときに３００°Ｃ未満の温度で性能を改善するＣｕ−ゼオライト触媒が発見された。ＳＣＲの利点は、燃料消費率に及ぼす影響が最小であることである。欠点には、還元剤を定期的に追加補充し、また還元剤のリザーバを収容するために車両上に空間を設けなければならないことがある。典型的には、還元剤使用量は、ディーゼル消費量の１〜７％である。
【０００６】
尿素溶液は、ＤＥＦもしくはＡｄＢｌｕｅＲＴＭインジェクタまたはドージングバルブとしても知られるドージングモジュールを使用して排出路に注入される。ドージングモジュール内での尿素の結晶の形成は、排出路への尿素の供給に悪影響を及ぼし、例えば、ドージングモジュール先端での尿素結晶の形成（オリフィス結晶化）は、ドージングモジュールからの尿素の噴射を妨げることがあり、ドージングモジュールの本体内の尿素結晶の形成（バルブ内結晶化）は、弁の動きを妨げ、したがって尿素の供給を妨げることがある。
【０００７】
ドージングモジュールの詰まりを取り除く既知の方法は、排気ガスを使用してドージングモジュールの温度を高め尿素結晶を溶かすことである。これには、ドージングモジュールの温度を１００℃以上に加熱しなければならない。これは、ドージングモジュールの先端だけが排気ガスの近くにあり、ドージングモジュールの本体が冷却剤ジャケットに取り囲まれているので、達成するのが難しい。さらに、デューティサイクルが低レベルの場合、排気ガス温度が低すぎて、尿素結晶を溶かすのに十分なレベルまでドージングモジュールの温度を高められない。
【０００８】
尿素結晶を溶かすのに十分な温度にドージングモジュールを加熱するために排気ガスの温度を高めるシステムが開発されたが、このシステムにも前述の欠点があり、すなわち、ドージングモジュールの先端だけが排気ガスに露出され、ドージングモジュールのまわりにある冷却ジャケットが、ドージングモジュール先端からドージングモジュール本体への、尿素結晶を溶かすのに十分に高い温度での熱伝達を難しくする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、排出低減システム用のドージングモジュールが提供され、ドージングモジュールは、アーマチュアと、アーマチュアを動かすための手段と、出口を有する弁体とを有し、ドージングモジュールは、非詰まり状態を有し、非詰まり状態では、アーマチュアが、出口がアーマチュアによって閉じられた第１の位置とアーマチュアが出口から離間された第２の位置との間で可動であり、使用中、アーマチュアを動かすための手段に第１のエネルギーレベルの電気を印加することによって、アーマチュアが第１の位置から第２の位置まで動き、ドージングモジュールは、更に、詰まり状態を有し、詰まり状態では、出口を通る液体の流れが妨げられ、使用中、アーマチュアを動かすための手段に電気を第２のエネルギーレベルで印加することによって、ドージングモジュールが非詰まり状態に変化する。
【００１０】
ドージングモジュールが詰まり状態のとき、アーマチュアの動きが妨げられうる。
【００１１】
第２のエネルギーレベルは、第１のエネルギーレベルより高くてもよい。
【００１２】
第１のエネルギーレベルは、第１の電力、好ましくは第１の電流によって規定されてもよく、かつ／または第２のエネルギーレベルは、第２の電力、好ましくは第２の電流によって規定されてもよい。
【００１３】
第２の電流は、少なくとも４００ミリアンペア、好ましくは少なくとも５００ミリアンペアでよい。
【００１４】
ドージングモジュールは、第１の温度を有してもよく、アーマチュアを動かすための手段に電気を第２のエネルギーレベルで印加することにより、ドージングモジュールの温度を第２の温度まで高めてもよい。
【００１５】
第２の温度は、少なくとも１００℃でよい。
【００１６】
ドージングモジュールは、更に、アーマチュアを第１の位置の出口の方に付勢するばねを備えてもよい。アーマチュアを動かすための手段は、コイル装置でもよい。コイル装置は、コイルを含んでもよい。
【００１７】
コイルに電気を第１のエネルギーレベルで印加することによって、アーマチュアを、第１の位置から第２の位置に動かしてもよい。
【００１８】
コイルに電気を第２のエネルギーレベルで印加することにより、ドージングモジュールが非詰まり状態に変化させてもよい。
【００１９】
コイルは第１のコイルでよく、コイル装置はさらに第２のコイルを有してもよい。
【００２０】
第１のコイルに電気を第１のエネルギーレベルで印加することにより、アーマチュアを第１の位置から第２の位置に動かしてもよくかつ／または第２のコイルに電気を第２のエネルギーレベルで印加することにより、ドージングモジュールを非詰まり状態に変化させてもよい。
【００２１】
アーマチュアが第２の位置にあるとき、液体は出口から流れうる。液体は、還元剤を含んでもよい。液体は、尿素を含んでもよい。液体は、ディーゼル排気流体またはＡｄＢｌｕｅＲＴＭを含んでもよい。
【００２２】
ドージングモジュールが詰まり状態のときは、出口からの液体の流れが、液体の結晶によって妨げられることがある。
【００２３】
ドージングモジュールは、さらに、冷却体（例えば、冷却ジャケット、冷却フィン）を含んでもよい。
【００２４】
ドージングモジュールは、エンジン後処理ドージングモジュールでもよい。
【００２５】
本発明の第２の態様によれば、エンジンと排気システムを備えた車両が提供され、排気システムは、本発明の第１の態様によるドージングモジュールを備えた排出低減システムを含む。車両は、作業機械（例えば、ロードオール、バックホウ、ローディングショベル、掘削機）でよい。
【００２６】
本発明の第３の態様によれば、排出低減システム用のドージングモジュールを動作させる方法が提供され、その方法は、（ａ）ドージングモジュールが詰まり状態であることを決定する段階と、（ｂ）ドージングモジュールに電気を印加することによってドージングモジュールの温度を高める段階と、（ｃ）液体がドージングモジュール内を流れることができる非詰まり状態になるまで、ドージングモジュールを加熱する段階とを含む。
【００２７】
方法は、さらに、（ｄ）ドージングモジュールを操作して液体がドージングモジュールを通るようにする段階とを含む。
【００２８】
ドージングモジュールが詰まり状態にあることを決定する段階は、ドージングモジュール内の液体の流れが妨げられていることを決定することを含んでもよい。
【００２９】
ドージングモジュールが詰まり状態であることを決定する段階は、（ｉ）ドージングモジュールの動作前にドージングモジュールによって供給される液体の第１の圧力を決定することと、（ｉｉ）ドージングモジュールの動作中にドージングモジュールによって供給される液体の第２の圧力を決定することと、（ｉｉｉ）第１の圧力と第２の圧力を比較することとを含む。
【００３０】
第２の圧力は、第１の圧力より高くてもよい。
【００３１】
ドージングモジュールに電気を印加することによってドージングモジュールの温度を高める段階は、温度を少なくとも１００℃に高めることを含んでもよい。
【００３２】
ドージングモジュールに電気を印加することによってドージングモジュールの温度を高める段階は、高めた温度を４００秒未満、好ましくは２００秒未満保持することを含んでもよい。
【００３３】
ドージングモジュールに電気を印加することによってドージングモジュールの温度を高める段階は、ドージングモジュールに電流を印加することを含んでもよい。電流は、少なくとも４００ミリアンペア、好ましくは少なくとも５００ミリアンペアでよい。
【００３４】
液体は、還元剤を含んでもよい。液体は、尿素を含んでもよい。液体は、ディーゼル排気流体またはＡｄＢｌｕｅＲＴＭを含んでもよい。
【００３５】
ドージングモジュールが詰まり状態のときは、出口を通る液体の流れが、液体の結晶によって妨げられることがある。
【００３６】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】作業機械の排気システムの概略図である。
【図２】閉位置の第１の実施形態によるドージングモジュールの断面図である。
【図３】開位置の図２のドージングモジュールの断面図である。
【図４】本発明によるドージングモジュールの動作を示す流れ図である。
【図５】閉位置の代替実施形態によるドージングモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、図１を参照すると、排気システム１０が示される。排気システム１０は、内燃機関１２、供給モジュール１４およびドージング制御ユニット１６に接続される。供給モジュール１４は、尿素２０の溶液が収容されたタンク１８に接続される。
【００３９】
排気システム１０は、排気混合器２２、ドージングモジュール２４および選択接触還元装置２６を含む。
【００４０】
内燃機関１２は、流路２８によって排気混合器２２に接続され、排気混合器２２は、流路３０によって選択接触還元装置２６に接続される。このように、排気ガスは、内燃機関１２から選択接触還元装置２６に流れうる。
【００４１】
タンク１８は、流路３２によって供給モジュール１４に接続され、供給モジュールは、流路３４によってドージングモジュールに接続される。このように、尿素溶液２０は、尿素タンク１８から供給モジュール１４を通ってドージングモジュール２４に流れうる。
【００４２】
ドージングモジュール２４は、流路３５によって排気混合器２２に接続される。このように、尿素溶液２０は、必要なときにドージングモジュール２４から排気混合器２２に移動されうる。
【００４３】
ドージング制御ユニット１６は、接続３６によってドージングモジュール２４に接続され、ドージング制御ユニット１６は、接続３８によって供給モジュール１４に接続される。このように、ドージング制御ユニット１６は、ドージングモジュール２４の状態を検出し、必要な場合に、尿素溶液２０が、供給モジュール１４によってドージングモジュールに供給されかつ／またはドージングモジュール２４によって排気混合器２２に供給されることを保証できる。
【００４４】
排気システム１０は、更に、処理された排気ガスが大気に放出される排気管４０を含む。
【００４５】
次に、特に図２と図３を参照して、ドージングモジュール２４について述べる。
【００４６】
ドージングモジュール２４は、ハウジングまたは本体４２、インジェクタ４４、アーマチュア４６、ばね４８、ソレノイドコイル５０および冷却剤ジャケット５４を有する。
【００４７】
ハウジングまたは本体４２は、電気コネクタ５２と、第１端または入口６２および第２端６４を有する中心流路６０とを有する。
【００４８】
インジェクタ４４は、中心ボア６６を有する概略円筒状の中空体である。インジェクタ４４は、第１端６９と、第２端または出口７１とを有する。
【００４９】
アーマチュア４６は、第１端６８と第２の端７０とを有する概略円柱体である。アーマチュア４６は、第１端６８に隣接したＴ形部分７２を有する。Ｔ形部分７２は、肩部７３を有する。アーマチュア４６は、第２端７０にフレア部分７４を有する。
【００５０】
インジェクタ４８は、第１端７６と第２端７８とを有する。
【００５１】
冷却剤ジャケット５４は、入口５６と、冷媒が供給されハウジング４２のまわりに循環される冷却剤チャネル５８とを有する。
【００５２】
ドージングモジュール２４は、以下のように構成される。
【００５３】
ソレノイドコイル５０は、ハウジング４２の第２端６４に挿入される。インジェクタ４４は、ハウジング４２の中心流路６０に挿入され、その結果、インジェクタ４４の中心ボア６６が、ドージングモジュール２４をハウジング４２の第１端６２からインジェクタ４４の出口７１まで拡張する。
【００５４】
ばね４８の第１端７６は、アーマチュア４６のＴ形部分７２の肩部７３に取り付けられ、ばね４８の第２端７８は、ハウジング４２の第２端６４の隣に取り付けられる。 
【００５５】
アーマチュア４６とばね４８は、ばね４８が、アーマチュアの第２端７０をインジェクタ４４の出口７１の方に付勢するように（図２に示されたように）、インジェクタ４４の中心ボア６６内に取り付けられる。インジェクタ４４の出口７１は、アーマチュア４６のフレア部分７４によって閉じられる。
【００５６】
ハウジング４２の第１端６２は、流路３４によって供給モジュール１４に接続され、インジェクタ４４の出口７１は、流路３５によって排気混合器２２に接続される。
【００５７】
図２に示された構成のドージングモジュール２４の場合、尿素溶液２０は、ハウジング４２の入口６２からインジェクタ４４の出口７１まで流れることができず、したがって、尿素溶液２０は、排気混合器２２に供給されない。
【００５８】
次に、尿素溶液２０を排気混合器２２に供給するドージングモジュール２４の動作について説明する。
【００５９】
図２に示されたように、インジェクタ４４の出口７１は、アーマチュア４６のフレア端７４によって閉じられる。
【００６０】
電気コネクタ５２を介してドージングモジュール２４に電気を供給することによって、ソレノイドコイル５０が充電され、アーマチュア４６が、ばね４８の付勢に抗してハウジング４２の第１端６２に近づく。その結果、アーマチュア４６のフレア端７４がインジェクタ４４の出口７１から出て、ドージングモジュールが開位置になる（図３に示されたように）。
【００６１】
ドージングモジュール２４が、図３に示された位置にある場合、尿素溶液２０は、ハウジング４２の第１端６２からインジェクタ４４の出口７１まで流れることができ、したがって、尿素溶液２０を排気混合器２２に供給できる。
【００６２】
前述のように、既知のドージングモジュール内に尿素の結晶が形成されると、例えば、ドージングモジュールが活動化されたときに尿素溶液が通る流路を塞ぎかつ／またはドージングモジュール内のアーマチュアの動きを妨げることによって、排気混合器への尿素の供給に悪影響を及ぼす。
【００６３】
次に、特に図４を参照して、本発明のドージングモジュール２４の動作について述べる。
【００６４】
ドージングモジュール２４が取り付けられた作業機械（図示せず）のエンジン（図示せず）が始動されたとき８０、ドージングモジュール制御ユニット１６は、例えば、ハウジング４２の入口６２における尿素溶液２０の圧力を決定し、その決定した圧力を、ドージングモジュール２４が図２と図３に示された各構成（すなわち、開位置と閉位置）にあるときのハウジング４２の入口６２における所定の圧力と比較することによって、ドージングモジュール診断チェックを実行して８２、尿素溶液２０がドージングモジュール２４を通って排気混合器２２まで流れることが可能かどうかを決定する。
【００６５】
ドージングモジュール２４が、ドージングモジュール診断チェック８２に合格した場合、前述のように通常運転が続く８４。
【００６６】
ドージングモジュール２４が、ドージングモジュール診断チェック８２に合格しない場合は、ドージングモジュール２４が詰まっていることが検出される８６。詰まったドージングモジュールを検出する８６と、ドージングモジュール制御ユニット１６は加熱モードに入る８８。ドージングモジュール２４が加熱モード８８の場合、通常条件下でドージングモジュールを動作させるために使用されるよりも多い電力で、例えば、少なくとも４００ミリアンペアの電流を使用して、電気がソレノイドコイル５０に供給される。これにより、ドージングモジュール２４の温度が例えば１００℃に上昇する。この温度は、ある時間期間（例えば、３６０秒）保持される９０。
【００６７】
ドージングモジュール制御ユニット１６は、診断チェック９２を行って、尿素の結晶が溶けたかどうか、従ってドージングモジュール２４の詰まりが解消されたかどうかを決定する。
【００６８】
ドージングモジュール２４の詰まりが解消されたことが決定された場合、前述のように通常運転が続く８４。
【００６９】
ドージングモジュール２４がまだ詰まっていると決定された場合、ドージングモジュール制御ユニット１６は加熱モード８８を繰り返す。前述したように、ドージングモジュール２４が加熱モード８８の場合、通常条件下でドージングモジュールを動作させるために使用されるより多い電力、例えば少なくとも４００ミリアンペアの電流を使用して、電気がソレノイドコイル５０に供給される。これにより、ドージングモジュール２４の温度が例えば１００℃に上昇する。温度は、ある時間期間９０（例えば、３６０秒）保持される。
【００７０】
ドージングモジュール制御ユニット１６は、診断チェック９２を行って、尿素の結晶が溶けたかどうか、従ってドージングモジュール２４の詰まりが解消されたかどうかを決定する。
【００７１】
ドージングモジュール２４の詰まりが解消されたことが決定された場合、前述のように通常運転が続く８４。
【００７２】
ドージングモジュール２４がまだ詰まっていることが決定された場合、ドージングモジュール制御ユニット１６は、ドージングモジュール２４に故障９６があるという警告を出す。
【００７３】
本発明は、ドージングモジュール２４の外側に冷却ジャケット５４がある状態でも、ドージングモジュール２４内の尿素結晶を溶かすことを可能にする温度までドージングモジュール２４を有利に加熱可能である。
【００７４】
次に図５を参照すると、本発明の第２の実施形態によるドージングモジュール１２４が示される。 
【００７５】
ドージングモジュール１２４は、第１のハウジングまたは本体１４２、インジェクタ１４４、アーマチュア１４６、ばね１４８、第１のソレノイドコイル１５０、および第２のソレノイドコイル（図示せず）が収容された第２のハウジング１４３を有する。
【００７６】
第１のハウジング１４２は、第１の電気コネクタ１５２と、第１端または入口１６２および第２端１６４を有する中心流路１６０とを有する。
【００７７】
インジェクタ１４４は、中心ボア１６６を有する概略円筒状の中空体である。インジェクタ１４４は、第１端１６９と、第２端または出口１７１とを有する。
【００７８】
アーマチュア１４６は、第１端１６８と第２端１７０とを有する概略円柱体である。アーマチュア１４６は、第１端１６８に隣接したＴ形部分１７２を有する。Ｔ形部分１７２は、肩部１７３を有する。アーマチュア１４６は、第２端１７０にフレア部分１７４を有する。
【００７９】
インジェクタ１４８は、第１端１７６と第２端１７８とを有する。
【００８０】
第２のハウジング１４３は、第２の電気コネクタ１５５と中心流路１６３とを有する。
【００８１】
ドージングモジュール１２４は、以下のように構成される。
【００８２】
ソレノイドコイル１５０は、第２のハウジング１４３の中心流路１６３に挿入される。インジェクタ１４４は、ハウジング１４２の中心流路１６０と第２のハウジング１４３の中心流路１６３に挿入され、その結果、インジェクタ１４４の中心ボア１６６が、ドージングモジュール１２４を第１のハウジング１４２の第１端１６２からインジェクタ１４４の出口１７１まで拡張する。
【００８３】
ばね１４８の第１端１７６は、アーマチュア１４６のＴ形部分１７２の肩部１７３に取り付けられ、ばね１４８の第２端１７８は、第２のハウジング１４３内の開口１６７の隣に取り付けられる。 
【００８４】
アーマチュア１４６とばね１４８は、ばね１４８が、アーマチュア１４６の第２端１７０をインジェクタ１４４の出口１７１の方に付勢するように、インジェクタ１４４の中心ボア１６６内に取り付けられる（図５に示されたように）。インジェクタ１４４の出口１７１は、アーマチュア１４６のフレア部分１７４によって閉じられる。
【００８５】
第１のハウジング１４２の第１端１６２は、流路３４によって供給モジュール１４に接続され、インジェクタ１４４の出口１７１は、流路３５によって排気混合器２２に接続される。
【００８６】
図５に示された構成のドージングモジュール２４の場合、尿素溶液２０は、第１のハウジング１４２の入口１６２からインジェクタ１４４の出口１７１まで流れることができず、したがって、尿素溶液２０が、排気混合器２２に供給されない。
【００８７】
ドージングモジュール１２４は、第１の電気コネクタ１５２からドージングモジュール１２４への電気供給によって、ソレノイドコイル１５０が充電され、アーマチュア１４６が、ばね１４８の付勢に抗して第１のハウジング１４２の第１端１６２に近づくことを除いて本発明の第１の実施形態に関して述べたように動作する。この結果、アーマチュア１４６のフレア端１７４がインジェクタ１４４の出口１７１から出て、ドージングモジュールが開位置になる（本発明の第１の実施例に関して図３で示されたように）。
【００８８】
ドージングモジュール１２４がドージングモジュール診断チェック８２に合格しない場合、詰まったドージングモジュールの検出８６によって、ドージングモジュール制御ユニット１６が加熱モードになる８８。ドージングモジュール１２４が加熱モード８８の場合、第２の電気接続１５５からの電気が、通常条件下でドージングモジュール１２４を動作させるよりも多い電力、例えば少なくとも４００ミリアンペアの電流を使用して、第２のソレノイドコイル（図示せず）に供給される。これにより、ドージングモジュール２４の温度が、例えば１００℃に上昇する。温度は、ある時間期間９０（例えば、３６０秒）保持される。
【００８９】
本発明の第１の実施形態に関して述べたように、ドージングモジュール２４は、冷却ジャケット５４を備える。ドージングモジュール２４が、ドージングモジュールを冷却する代替手段（例えば、冷却フィン）を有してもよいことを理解されたい。
【００９０】
図５に示されたように、ドージングモジュール１２４は、冷却ジャケットを備えていない。ドージングモジュール１２４が、冷却ジャケット（例えば図２と図３に示されたような）または冷却フィンを備えてもよいことを理解されたい。
【００９１】
本発明の第２の実施形態に関して述べたように、第１の電気コネクタは、アーマチュアを動かすための電気を第１のソレノイドコイルに供給し、第２の電気コネクタは、ドージングモジュールを加熱し尿素結晶を溶かすための電気を第２のソレノイドコイルに供給する。第１と第２の電気コネクタのどちらかまたは両方が、アーマチュアを動かすための電気を第１のソレノイドコイルに供給してもよくかつ／または第１と第２電気コネクタのどちらかまたは両方が、ドージングモジュールを加熱し尿素結晶を溶かすための電気を第２のソレノイドコイルに供給してもよいことを理解されよう。
【００９２】
前述の実施形態では、ドージングモジュール２４，１２４の温度は、通常条件下でドージングモジュールを動作させるために使用されるよりも大きい電力で電気を供給することによって高められる。代替実施形態では、ドージングモジュールの温度は、通常条件下でドージングモジュールを動作させるために使用されるのと同じ電力であるがより長い時間期間、電気を供給することによって高められてもよいことを理解されよう。
【００９３】
本発明は、以下の特徴を有する。
［１］
排出低減システム用のドージングモジュールであって、前記ドージングモジュールは、アーマチュアと、前記アーマチュアを動かすための手段と、出口を有する弁体とを備え、前記ドージングモジュールは、非詰まり状態を有し、前記非詰まり状態で、前記アーマチュアが、前記出口が前記アーマチュアによって閉じられる第１の位置と、前記アーマチュアが前記出口から離間された第２の位置との間で可動であり、使用中、前記アーマチュアを動かすための前記手段に電気を第１のエネルギーレベルで印加することによって、前記アーマチュアが前記第１の位置から前記第２の位置まで動き、前記ドージングモジュールは、更に、詰まり状態を有し、前記詰まり状態で、前記出口を通る液体の流れが妨げられ、使用中、前記アーマチュアを動かすための手段に電気を第２のエネルギーレベルで印加することによって前記非詰まり状態に変化するドージングモジュール。
［２］
前記ドージングモジュールが、前記詰まり状態のとき、前記アーマチュアの動きが妨げられる、上記［１］に記載のドージングモジュール。
［３］
前記第２のエネルギーレベルが、前記第１のエネルギーレベルより高い、上記［１］または［２］に記載のドージングモジュール。
［４］
前記第１のエネルギーレベルが、第１の電力、好ましくは第１の電流によって規定される、上記［１］、［２］または［３］に記載のドージングモジュール。
［５］
前記第２のエネルギーレベルが、第２の電力、好ましくは第２の電流によって規定される、上記［１］から［４］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［６］
前記第２の電流が、少なくとも４００ミリアンペアである、上記［５］に記載のドージングモジュール。
［７］
前記第２の電流が、少なくとも５００ミリアンペアである、上記［６］に記載のドージングモジュール。
［８］
前記ドージングモジュールが、第１の温度を有し、前記第２のエネルギーレベルで前記アーマチュアを動かすための前記手段に電気を印加することによって、前記ドージングモジュールの前記温度を第２の温度に高める、上記［１］から［７］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［９］
前記第２の温度が、少なくとも１００℃である、上記［８］に記載のドージングモジュール。
［１０］
前記ドージングモジュールが、さらに、前記第１の位置で前記アーマチュアを前記出口の方に付勢するばねを有する、上記［１］から［９］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［１１］
前記アーマチュアを動かすための前記手段が、コイル装置である、上記［１］から［１０］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［１２］
前記コイル装置が、コイルを有する、上記［１１］に記載のドージングモジュール。
［１３］
前記コイルに電気を前記第１のエネルギーレベルで印加することによって、前記アーマチュアが第１の位置から第２の位置に動く、上記［１２］に記載のドージングモジュール。
［１４］
前記コイルに電気を前記第２のエネルギーレベルで印加することによって、前記ドージングモジュールが前記非詰まり状態に変化する、上記［１２］または［１３］に記載のドージングモジュール。
［１５］
前記コイルが第１のコイルであり、前記コイル装置が、さらに、第２のコイルを含む、上記［１２］に記載のドージングモジュール。
［１６］
前記第１のコイルに電気を前記第１のエネルギーレベルで印加することによって、前記アーマチュアが前記第１の位置から前記第２の位置に動く、上記［１５］に記載のドージングモジュール。
［１７］
前記第２のコイルに電気を前記第２のエネルギーレベルで印加することによって、前記ドージングモジュールが前記非詰まり状態に変化する、上記［１５］または［１６］に記載のドージングモジュール。
［１８］
前記アーマチュアが、前記第２の位置にあるとき、液体が前記出口を通って流れる、上記［１］から［１７］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［１９］
前記液体が、還元剤を含む、上記［１８］に記載のドージングモジュール。
［２０］
前記液体が、尿素を含む、上記［１８］または［１９］に記載のドージングモジュール。
［２１］
前記液体が、ディーゼル排出流体（ＤＥＦ）またはＡｄＢｌｕｅを含む、上記［１８］、［１９］または［２０］に記載のドージングモジュール。
［２２］
前記ドージングモジュールが詰まり状態にあるとき、前記出口を通る液体の流れが、前記液体の結晶によって妨げられる、上記［１］から［２１］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［２３］
前記ドージングモジュールが、さらに、冷却ジャケットを有する、上記［１］から［２２］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［２４］
前記ドージングモジュールが、エンジン後処理ドージングモジュールである、上記［１］から［２３］のいずれかに記載のドージングモジュール。
［２５］
エンジンと排気システムとを備えた車輌であって、前記排気システムが、上記［１］から［２４］のいずれかに記載のドージングモジュールを備えた排出低減システムを備えた車両。
［２６］
前記車両が、作業機械、例えばロードオール、バックホウ、ローディングショベル、または掘削機である、上記［２５］に記載の車両。
［２７］
排出低減システム用のドージングモジュールを動作させる方法であって、
（ａ）前記ドージングモジュールが詰まり状態であることを決定する段階と、
（ｂ）前記ドージングモジュールに電気を印加することによってドージングモジュールの温度を高める段階と、
（ｃ）前記ドージングモジュールが非詰まり状態になって、前記ドージングモジュール内を液体が流れることができるまで、前記ドージングモジュールを加熱する段階とを含む方法。
［２８］
前記方法がさらに、
（ｄ）前記ドージングモジュールを操作して液体が前記ドージングモジュールを通るようにする段階とを含む、上記［２７］に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［２９］
前記ドージングモジュールが詰まり状態にあることを決定する段階が、前記ドージングモジュール内の液体の流れが妨げられることを決定することを含む、上記［２７］または［２８］に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３０］
前記ドージングモジュールが詰まり状態にあることを決定する段階が、
（ｉ）前記ドージングモジュールの動作前に前記ドージングモジュールによって供給される液体の第１の圧力を決定することと、
（ｉｉ）前記ドージングモジュールの動作中に前記ドージングモジュールによって供給される液体の第２の圧力を決定することと、
（ｉｉｉ）前記第１の圧力と前記第２の圧力を比較することとを含む、上記［２７］、［２８］または［２９］に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３１］
段階（ｉｉｉ）で、前記第２の圧力が、前記第１の圧力より高い、上記［３０］に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３２］
前記ドージングモジュールに電気を印加することによって前記ドージングモジュールの温度を高める段階が、前記温度を少なくとも１００℃に高めることを含む、上記［２７］〜［３１］のいずれかに記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３３］
前記ドージングモジュールに電気を印加することによって前記ドージングモジュールの温度を高める段階が、前記高めた温度を４００秒未満、好ましくは２００秒未満保持することを含む、上記［２７］〜［３２］のいずれかに記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３４］
前記ドージングモジュールに電気を印加することによって前記ドージングモジュールの温度を高める段階が、前記ドージングモジュールに電流を印加することを含む、上記［２７］〜［３３］のいずれかに記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３５］
前記電流が、少なくとも４００ミリアンペア、好ましくは少なくとも５００ミリアンペアである、上記［３４］に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３６］
前記液体が、還元剤を含む、上記［２７］〜［３５］のいずれかに記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３７］
前記液体が、尿素を含む、上記［３６］に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３８］
前記液体が、ディーゼル排出流体またはＡｄＢｌｕｅを含む、上記［３６］または［３７］に記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［３９］
前記ドージングモジュールが前記詰まり状態にあるとき、前記出口を通る液体の流れが、前記液体の結晶によって妨げられる、上記［２７］から［３８］のいずれかに記載のドージングモジュールを動作させる方法。
［４０］
実質的に本明細書に記載されかつ／または添付図面に関して説明されたようなドージングモジュール。
［４１］
実質的に本明細書に記載されかつ／または添付図面に関して説明されたようなドージングモジュールを動作させる方法。
【符号の説明】
【００９４】
２０  尿素溶液
２２  排気混合器
２４  ドージングモジュール
４２  ハウジング
４４  インジェクタ
４６  アーマチュア
４８  ばね
５０  ソレノイドコイル
５２  電気コネクタ
５４  冷却剤ジャケット
５６  入口
６０  中心流路
６２  第１端
６６  中心ボア
７１  出口
７４  フレア端
【図１】
2017115887.tif 000003
【図２】
2017115887.tif 000004
【図３】
2017115887.tif 000005
【図４】
2017115887.tif 000006
【図５】
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