(57)【要約】【課題】容積式計量ポンプを採用した試剤計量供給で試剤の計量を正確に行い、高圧で精細に噴霧する。【解決手段】内燃機関３の排ガス流に試剤を計量供給する本方法は、排ガス流内のＮＯＸの所定比率への改善のため、機関動作条件の第一範囲に関連した第一計量供給スケジュールに従い、試剤噴射器４０を使用し、ＳＣＲ触媒の上流位置で排ガス流に試剤タンク２０からの試剤を噴射し、試剤噴射器４０と噴射試剤の間の熱転送を可能とするために、機関動作条件の第二範囲に関連した第二計量供給スケジュールに従って、試剤噴射器４０を使用して、ＳＣＲ触媒の上流位置で排ガス流に試剤タンク２０からの試剤を噴射し、機関動作条件が、第一範囲にあるか第二範囲にあるか応じて第一又は第二計量供給スケジュールに従って計量供給する。第二計量供給スケジュールを使用して計量供給することにより改善される排ガス流内のＮＯＸの比率は、上記所定比率よりも低い。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＣＲ触媒を有する内燃機関（３）の排ガス流に試剤を計量供給する方法において、
排ガス流内のＮＯＸの所定比率への改善のために、機関動作条件の第一範囲に関連した第一計量供給スケジュールに従って、試剤噴射器（４０）を使用して、前記ＳＣＲ触媒の上流の位置で、排ガス流に試剤タンク（２０）からの試剤を噴射し、
前記試剤噴射器（４０）と前記噴射試剤との間の熱転送を可能とするために、機関動作条件の第二範囲に関連した第二計量供給スケジュールに従って、前記試剤噴射器（４０）を使用して、前記ＳＣＲ触媒の上流の位置で、排ガス流に前記試剤タンク（２０）からの試剤を噴射し、
機関動作条件が、前記第一範囲にあるか前記第二範囲にあるか応じて、前記第一又は第二計量供給スケジュールに従って、計量供給する方法であって、
前記第二計量供給スケジュールを使用して計量供給することにより改善される、排ガス流内のＮＯＸの比率は、前記所定比率よりも低いことを特徴とする方法。
【請求項２】
機関動作条件の前記第二範囲は、機関動作条件の前記第一範囲よりも高負荷及び／又は高速度が特徴であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
試剤タンク（２０）内の試剤のレベルを感知し、
試剤の感知レベルが所定レベルを下回ったときに、前記第一計量供給スケジュールを停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
噴射器（４０）は、噴霧配給器（４２）及び容積式計量ポンプ（４１）を備え、当該方法は、更に、前記容積式計量ポンプにより試剤タンク（２１）から試剤を引き込んで、前記配給器に供給することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
内燃機関（３）の排ガス流に試剤を計量供給する試剤計量供給システムであって、
前記試剤を備蓄するための試剤タンク（２１）と、
噴霧配給器（４２）と、前記試剤タンク（２１）から前記試剤を引き込んで前記配給器（４２）に供給する容積式計量ポンプ（４１）とを備えた噴射器モジュール（４０）と、
前記試剤タンク（２１）を前記噴射器モジュール（４０）に接続する供給線（３５）と、
排ガス流内に前記試剤を噴射するように前記噴射器モジュール（４０）を制御するように動作可能な計量供給制御ユニット（７０）と、
使用時には、選択条件のもとで、前記試剤を前記供給線（３５）に沿って前記噴射器モジュール（４０）の方向へ促すように配置された付加プライミングポンプ（８０）と、
を備えたことを特徴とする試剤計量供給システム。
【請求項６】
前記配給器（４２）と前記計量ポンプ（４１）とは、同一のユニット内に統合されていることを特徴とする請求項５に記載の試剤計量供給システム。
【請求項７】
前記プライミングポンプは、スタートアップモードのとき又は間、及び／又は、機関（３）の運転中に連続的に又は間欠的に動作可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の試剤計量供給システム。
【請求項８】
前記試剤タンク（２１）内に搭載可能なタンクモジュール（２０）を備え、そのタンクモジュール（２０）は、
第一開放端と、開口を有して前記試剤タンク（２１）から試剤を流し入れることが可能な第二閉塞端とを有した管状部材からなる受容部（３０）と、
前記管状部材の前記第一端を閉じて、そこから前記試剤が流れ出ることを防止するための閉被部材（３２）と、
第一端が前記受容部内に配設され、第二端が前記供給線（３５）と流体的に連通する試剤取出し管（２７）と、
を備え、
前記プライミングポンプ（８０）は、タンクモジュール（２０）内に配設されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の試剤計量供給システム。
【請求項９】
ＳＣＲ触媒を有する内燃機関（３）の排ガス流に試剤を計量供給する方法であって、
容積式計量ポンプ（４１）及び噴霧配給器（４２）を備えた試剤噴射器（４０）を使用して、排ガス流に、あるスプレイ運動量を有した試剤スプレイを噴射し、
排ガス流空間速度に依存した制御パラメータに従って容積式計量ポンプ（４１）を制御し、前記スプレイ運動量により噴射試剤が前記ＳＣＲ触媒の上流の排ガス流と最適に混合されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記制御パラメータは、駆動電流レベルであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
機関（２００）から排出された排ガス流を受け入れるために、前記機関（２００）に接続された第一端と、第一及び第二ＳＣＲ触媒（２１２，２１４）をそれぞれ備える第一及び第二分岐部（２０４，２０６）に分かれる第二端とを有すると共に、微粒子フィルターを備える共通排気部（２０２）と、
前記微粒子フィルターと前記共通排気部（２０２）の前記第二端の間の位置に配設され、排ガス流に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器（２１０）と、
を備えたことを特徴とする内燃機関（２００）のための排気システム。
【請求項１２】
機関（２００）から排出された排ガス流を受け入れるために、前記機関（２００）に接続された第一端と、第一及び第二ＳＣＲ触媒（２１２，２１４）をそれぞれ備える第一及び第二分岐部（２０４，２０６）に分かれる第二端とを有すると共に、微粒子フィルター（２０８）を備える共通排気部（２０２）と、
前記第一ＳＣＲ触媒（２１２）の上流の位置に配設され、前記第一分岐部（２０４）に試剤を噴射するための第一ＳＣＲ計量供給器（２１５）と、
前記第二ＳＣＲ触媒（２１４）の上流の位置に配設され、前記第二分岐部（２０６）に試剤を噴射するための第二ＳＣＲ計量供給器（２１６）と、
を備えたことを特徴とする内燃機関（２００）のための排気システム。
【請求項１３】
機関（２００）から排出された排ガス流を受け入れるために、前記機関（２００）に接続された第一端と、第一及び第二分岐部（２０４，２０６）に分かれる第二端とを有する共通排気部（２０２）と、
第一微粒子フィルター（２１７）と、第一ＳＣＲ触媒（２１２）と、前記第一微粒子フィルター（２１７）と前記第一ＳＣＲ触媒（２１２）の間の位置に配設され、前記第一分岐部（２０４）に試剤を噴射するための第一ＳＣＲ計量供給器（２１５）と、を備えた前記第一分岐部（２０４）と、
第二微粒子フィルター（２１８）と、第二ＳＣＲ触媒（２１４）と、前記第二微粒子フィルター（２１８）と前記第二ＳＣＲ触媒（２１４）の間の位置に配設され、前記第二分岐部（２０６）に試剤を噴射するための第二ＳＣＲ計量供給器（２１６）と、を備えた前記第二分岐部（２０６）と、
を備えたことを特徴とする内燃機関（２００）のための排気システム。
【請求項１４】
微粒子フィルター（２０８）と、内燃機関（２００）から排出された排ガス流を受け入れるために、機関（２００）に接続された第一端と、第一及び第二分岐部（２０４，２０６）に分かれる第二端とを有する共通排気部（２０２）を備えた内燃機関（２００）のための排気システムであって、
前記第一分岐部（２０４）は、ＳＣＲ触媒（２１２）と、前記ＳＣＲ触媒（２１２）の上流の位置に配設され、前記第一分岐部（２０４）に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器（２１５）とを備え、
前記第二分岐部（２０６）は、希薄ＮＯＸ捕獲器（２２０）と、前記希薄ＮＯＸ捕獲器（２２０）の上流の位置に配設され、前記第二分岐部（２０６）に炭化水素を噴射するための炭化水素計量供給器（２１９）とを備えることを特徴とする内燃機関（２００）のための排気システム。
【請求項１５】
内燃機関（２００）から排出された排ガス流を受け入れるために、機関（２００）に接続された第一端と、第一及び第二分岐部（２０４，２０６）に分かれる第二端とを有する共通排気部（２０２）を備えた内燃機関（２００）のための排気システムであって、
前記第一分岐部（２０４）は、第一微粒子フィルター（２１７）と、ＳＣＲ触媒（２１２）と、前記第一微粒子フィルター（２１７）と前記ＳＣＲ触媒（２１２）の間の位置に配設され、前記第一分岐部（２０４）に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器（２１５）とを備え、
前記第二分岐部（２０６）は、第二微粒子フィルター（２１８）と、希薄ＮＯＸ捕獲器（２２２）と、前記第二微粒子フィルター（２１８）と前記希薄ＮＯＸ捕獲器（２２２）の間の位置に配設され、前記第二分岐部（２０６）に炭化水素を噴射するための炭化水素計量供給器（２２１）とを備えることを特徴とする内燃機関（２００）のための排気システム。
【請求項１６】
前記共通排気部（２０２）の前記第二端に配設され、前記排ガス流を前記第一及び／又は第二分岐部（２０４，２０６）の方へ向かわせるように動作可能な３ウェイ弁（２４０）を備えたことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の内燃機関（２００）のための排気システム。
【請求項１７】
内燃機関（２００）から排出された排ガス流を受け入れるために、機関（２００）に接続された第一端と、第一及び第二分岐部（２３１，２３２）に分かれる第二端とを有する共通排気部（２３０）と、
前記共通排気部（２３０）の前記第二端に配設され、前記排ガス流を前記第一及び／又は第二分岐部（２３１，２３２）の方へ向かわせるように動作可能な３ウェイ弁（２４０）と、
を備えた内燃機関（２００）のための排気システムであって、
前記第一分岐部（２３１）は、前記第一分岐部（２３１）に炭化水素を噴射するための炭化水素計量供給器（２３３）と、前記炭化水素計量供給器（２３３）の下流に配設された希薄ＮＯＸ捕獲器（２３４）と、を備え
前記第二分岐部（２３２）は、前記第二分岐部（２３２）に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器（２３５）と、前記ＳＣＲ計量供給器（２３５）の下流に配設されたＳＣＲ触媒（２３６）と、を備え、
前記第一分岐部（２３１）の下流端は、前記ＳＣＲ計量供給器（２３５）の上流の位置で、前記第二分岐部（２３２）に接続され、それにより排ガス流が前記第一分岐部（２３１）から前記第二分岐部（２３２）に流れることを特徴とする内燃機関（２００）のための排気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガス流に試剤を計量供給するための試剤計量供給システムと、内燃機関の排ガス流に試剤を計量供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関はその排気流内に有害な化学種を生成することがよく知られている。故に、そのような汚染物を、除去するか、又は少なくとも人間の健康に悪影響を与えない程度の低レベルまで減らすことが望まれている。燃焼事象の間に達する高温の結果、炭化水素燃料の酸化により、多くの化学種が生成され、それらには、窒素の酸化物（ＮＯ及びＮＯ２、まとめてＮＯＸと称する）が含まれる。人間の健康に対するそれらのインパクトから、世界の多くの国々が、移動体及び固定体の両源からのＮＯＸの排出を制限しようとする法律を既に制定しており、またこの目標を達成するための多くの技法が開発されてきている。それらのうち、触媒技術を使用することが特に効果的であり、経済的に実行可能であるということが分かっている。しかしながら、化学量論的燃焼排気流を形成する、いわゆる“希薄（混合気）”燃焼により生ずる、酸素が多く含まれた排気流を扱うときには、異なるアプローチが必要であることに注意すべきである。希薄燃焼ＮＯＸ源の例としては、圧縮点火のディーゼル機関や直噴希薄燃焼スパーク点火のガソリン機関がある。
【０００３】
希薄混合気燃焼機関は、均質スパーク点火機関に世界的に利用されている、申し分なく開発された効果的な３ウェイ触媒システムを利用することができない。従って、希薄燃焼機関におけるＮＯＸの改善には、適した触媒と共に還元剤を加えることが必要となっている。ＮＯＸの還元には概ね実時間の計量供給制御が必要である。その理由は、ＮＯＸの生成は、機関の負荷に密に従属するものの、触媒上に既に沈着しているアンモニアの量により緩和されるからである。従って、還元剤計量供給スケジュールは、非常に動的な動作内容となる。
【０００４】
定常状態運転条件のもとでは、暖気機関／触媒システムにおいては、還元剤計量供給比率を機関ＮＯＸ生成比率に整合させることは比較的容易であり、それにより約９８％の非常に高い変換比率を達成できる。しかしながら、過渡運転条件のもとでは、触媒の温度の多様性とＮＨ３の蓄積効果により、その整合を達成することはかなり更なる挑戦的なことであり、より典型的には８５から９０％の変換比率が達成されている。故に、計量供給の量的正確性と負荷変化に対する応答性がそのようなシステムの鍵となる要件であった。
【０００５】
酸素高含有排気流におけるＮＯＸの対応策としての大変効果的な技術は、広く知られた技法である選択還元型触媒方式（以下、ＳＣＲと称する）である。このアプローチにおいては、排気流の瞬時ＮＯＸ含有量に密接に関連した比率で排気流内にアンモニア含有試剤が注入され、アンモニア（ＮＨ３）が、バナジウム酸化物主体の、又は類似の触媒の存在に伴ってＮＯＸと反応し、汚染物は、排気最終端においては、無害の窒素（Ｎ２）及び水に変換される。選択還元型触媒方式でも選択還元型非触媒方式（ＳＮＣＲ）でも、この工業の領域において、広く使用されてきており、ＳＣＲシステムは、最近、自動車排出源用として発展してきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述にも拘わらず、現存のＳＣＲ計量供給システムにおいては、いろいろな欠点がある。
従来のシステムにおいては、還元剤を固定の既知の圧力でＳＣＲ触媒近傍の遠隔注入ノズルに供給するために、圧力ポンプがタンクモジュール内又はその近くに置かれている。このシステムは、いわゆる圧力／時間計量原理に基づいて動作しており、それにより試剤の計量は、制御オリフィスを、既知の時間、制御圧力に晒すことにより達成されている。そのようなシステムにおいて圧力制御の必要な安定性を達成するためには、洗練されることが必要であり、故に高価なものとなっていた。更に、計量の正確性というのは、高温度排気環境に置かれているために結晶化尿素付着形成による変化の影響を受けやすい噴霧ノズル流域の安定性に依存している。
【０００７】
多くの知られたシステムは還流構造を利用しており、それによりＳＣＲ計量供給に必要な試剤以上の過剰試剤が、単純に冷却目的のためにノズルに供給されており、その点から、それは貯蔵タンクに戻る別れたダクトを介して戻っている。加えて、そのようなシステムは、機関停止時に動作する浄化機構を備えることもあり、それにより、高温排気から熱がノズルアセンブリに戻っての均等化により塩分沈殿物がノズルに詰まる傾向を最小限にしている。そのような場合、別個の浄化ポンプが必要であり、浄化は機関が停止された後に行われるので、浄化ポンプは、車両バッテリの望ましくない枯渇を引き起こしている。
【０００８】
これらの特徴を有した現存の計量供給システムの例は、特許文献１及び特許文献２（ＷＯ２００６／０５０５４７（Pankl Emission Control Systems）及びＷＯ２００８／００６８４０（Inergy Automotive System Research））に記述されている。
【０００９】
例えば、特許文献３乃至特許文献５（ＷＯ２００５／０２４２３２（Hydraulic Ring）、ＷＯ２００７／０７１２６３（Grundfos）、及びＷＯ２００８／０３１４２１（Thomas-Magnete））にあるように、従来において、試剤計量供給のための容積式ポンプが知られている。しかしながら、そのようなポンプは、残念ながら低い圧力で動作するように設計されており、また、ポンププランジャーは、フレキシブルダイアフラムにより試剤と分離しているため、試剤の容量の計量の正確性というのは、ピストンポンプにより達成されるよりも数段低いものでもあった。
【００１０】
前述の問題を実質的に克服し、又は軽減するＳＣＲ計量供給システムを提供することが本発明の目的である。また、ＳＣＲ計量供給システムの有利な動作方法を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第一の様相によれば、ＳＣＲ触媒を有する内燃機関の排ガス流に試剤を計量供給する方法において、
排ガス流内のＮＯＸの所定比率への改善のために、機関動作条件の第一範囲に関連した第一計量供給スケジュールに従って、試剤噴射器を使用して、前記ＳＣＲ触媒の上流の位置で、排ガス流に試剤タンクからの試剤を噴射し、
前記試剤噴射器と前記噴射試剤との間の熱転送を可能とするために、機関動作条件の第二範囲に関連した第二計量供給スケジュールに従って、前記試剤噴射器を使用して、前記ＳＣＲ触媒の上流の位置で、排ガス流に前記試剤タンクからの試剤を噴射し、
機関動作条件が、前記第一範囲にあるか前記第二範囲にあるか応じて、前記第一又は第二計量供給スケジュールに従って、計量供給する方法であって、
前記第二計量供給スケジュールを使用して計量供給することにより改善される、排ガス流内のＮＯＸの比率は、前記所定比率よりも低いことを特徴とする方法を提供する。
【００１２】
好ましくは、機関動作条件の前記第二範囲は、機関動作条件の前記第一範囲よりも高負荷及び／又は高速度が特徴である。
噴射器は、典型的には噴霧配給器及び容積式計量ポンプを備え、当該方法は、更に、前記容積式計量ポンプにより試剤タンクから試剤を引き込んで、前記配給器に供給する。
【００１３】
噴射器は、典型的には断熱手段を備え、第一計量供給スケジュールの間、冷却目的のための更なる必要な計量供給が必要でないように、噴射器と噴射試剤との間の熱転送が十分であるように保証している。
【００１４】
好適な実施形態にあっては、当該方法は、試剤タンク内の試剤のレベルを感知し、試剤の感知レベルが所定レベルを下回ったときに、前記第一計量供給スケジュールを停止する。
【００１５】
本発明の第二の様相によれば、内燃機関の排ガス流に試剤を計量供給する試剤計量供給システムであって、
前記試剤を備蓄するための試剤タンクと、
噴霧配給器と、前記試剤タンクから前記試剤を引き込んで前記配給器に供給する容積式計量ポンプとを備えた噴射器モジュールと、
前記試剤タンクを前記噴射器モジュールに接続する供給線と、
排ガス流内に前記試剤を噴射するように前記噴射器モジュールを制御するように動作可能な計量供給制御ユニットと、
使用時には、選択条件のもとで、前記試剤を前記供給線に沿って前記噴射器モジュールの方向へ促すように配置された付加プライミングポンプと、
を備えたことを特徴とする試剤計量供給システムを提供する。
【００１６】
好ましくは、本発明の前述の各様相においては、前記配給器は前記計量ポンプと密結合されており、更に好ましくは、前記計量ポンプとは、同一のユニット内に統合されている。
【００１７】
前記プライミングポンプは、好ましくは、使用時には、スタートアップモードのとき又は間、試剤を供給線へ向かわせて噴射器モジュールへ送り、及び／又は、機関の運転中に連続的に又は間欠的に、試剤を供給線へ向かわせて噴射器モジュールへ送るように構成されている。
【００１８】
前記供給線内に圧力センサーを設けてもよく、一実施形態においては、前記計量ポンプは、その圧力センサーからの圧力信号に応じて、動作可能である。
好ましくは、前記試剤タンク内に搭載可能なタンクモジュールを備え、そのタンクモジュールは、
第一開放端と、開口を有して前記試剤タンクから試剤を流し入れることが可能な第二閉塞端とを有した管状部材からなる受容部と、
前記管状部材の前記第一端を閉じて、そこから前記試剤が流れ出ることを防止するための閉被部材と、
第一端が前記受容部内に配設され、第二端が前記供給線と流体的に連通する試剤取出し管と、
を備え、
前記プライミングポンプは、タンクモジュール内に配設されている。
【００１９】
好都合には、前記計量供給制御ユニットは、機関制御ユニットとの間で、データの送受信を行うように動作し、機関制御ユニットは、計量供給システムが据え付けられる内燃機関を制御するように動作可能である。好ましくは、前記計量供給制御ユニットは、機関制御ユニットとの間で、ＣＡＮリンクを介してデータの送受信を行う。
【００２０】
あるいは、前記計量供給制御ユニットは、機関制御ユニットと物理的に統合されており、機関制御ユニットは、計量供給システムが据え付けられる内燃機関を制御するように動作可能である。
【００２１】
本発明の他の様相によれば、機関から排出された排ガス流を受け入れるために、前記機関に接続された第一端と、第一及び第二ＳＣＲ触媒をそれぞれ備える第一及び第二分岐部に分かれる第二端とを有すると共に、微粒子フィルターを備える共通排気部と、
前記微粒子フィルターと前記共通排気部の前記第二端の間の位置に配設され、排ガス流に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のための排気システムを提供する。
【００２２】
本発明の他の様相によれば、機関から排出された排ガス流を受け入れるために、前記機関に接続された第一端と、第一及び第二ＳＣＲ触媒をそれぞれ備える第一及び第二分岐部に分かれる第二端とを有すると共に、微粒子フィルターを備える共通排気部と、
前記第一ＳＣＲ触媒の上流の位置に配設され、前記第一分岐部に試剤を噴射するための第一ＳＣＲ計量供給器と、
前記第二ＳＣＲ触媒の上流の位置に配設され、前記第二分岐部に試剤を噴射するための第二ＳＣＲ計量供給器と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のための排気システムを提供する。
【００２３】
本発明の他の様相によれば、機関から排出された排ガス流を受け入れるために、前記機関に接続された第一端と、第一及び第二分岐部に分かれる第二端とを有する共通排気部と、
第一微粒子フィルターと、第一ＳＣＲ触媒と、前記第一微粒子フィルターと前記第一ＳＣＲ触媒の間の位置に配設され、前記第一分岐部に試剤を噴射するための第一ＳＣＲ計量供給器と、を備えた前記第一分岐部と、
第二微粒子フィルターと、第二ＳＣＲ触媒と、前記第二微粒子フィルターと前記第二ＳＣＲ触媒の間の位置に配設され、前記第二分岐部に試剤を噴射するための第二ＳＣＲ計量供給器と、を備えた前記第二分岐部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のための排気システムを提供する。
【００２４】
本発明の他の様相によれば、微粒子フィルターと、内燃機関から排出された排ガス流を受け入れるために、機関に接続された第一端と、第一及び第二分岐部に分かれる第二端とを有する共通排気部を備えた内燃機関のための排気システムであって、
前記第一分岐部は、ＳＣＲ触媒と、前記ＳＣＲ触媒の上流の位置に配設され、前記第一分岐部に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器とを備え、
前記第二分岐部は、希薄ＮＯＸ捕獲器と、前記希薄ＮＯＸ捕獲器の上流の位置に配設され、前記第二分岐部に炭化水素を噴射するための炭化水素計量供給器とを備えることを特徴とする内燃機関のための排気システムを提供する。
【００２５】
本発明の他の様相によれば、内燃機関から排出された排ガス流を受け入れるために、機関に接続された第一端と、第一及び第二分岐部に分かれる第二端とを有する共通排気部を備えた内燃機関のための排気システムであって、
前記第一分岐部は、第一微粒子フィルターと、ＳＣＲ触媒と、前記第一微粒子フィルターと前記ＳＣＲ触媒の間の位置に配設され、前記第一分岐部に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器とを備え、
前記第二分岐部は、第二微粒子フィルターと、希薄ＮＯＸ捕獲器と、前記第二微粒子フィルターと前記希薄ＮＯＸ捕獲器の間の位置に配設され、前記第二分岐部に炭化水素を噴射するための炭化水素計量供給器とを備えることを特徴とする内燃機関のための排気システムを提供する。
【００２６】
好ましくは、前記排気システムは、前記共通排気部の前記第二端に配設され、前記排ガス流を前記第一及び／又は第二分岐部の方へ向かわせるように動作可能な３ウェイ弁を備える。
【００２７】
本発明の他の様相によれば、内燃機関から排出された排ガス流を受け入れるために、機関に接続された第一端と、第一及び第二分岐部に分かれる第二端とを有する共通排気部と、
前記共通排気部の前記第二端に配設され、前記排ガス流を前記第一及び／又は第二分岐部の方へ向かわせるように動作可能な３ウェイ弁と、
を備えた内燃機関のための排気システムであって、
前記第一分岐部は、前記第一分岐部に炭化水素を噴射するための炭化水素計量供給器と、前記炭化水素計量供給器の下流に配設された希薄ＮＯＸ捕獲器と、を備え
前記第二分岐部は、前記第二分岐部に試剤を噴射するためのＳＣＲ計量供給器と、前記ＳＣＲ計量供給器の下流に配設されたＳＣＲ触媒と、を備え、
前記第一分岐部の下流端は、前記ＳＣＲ計量供給器の上流の位置で、前記第二分岐部に接続され、それにより排ガス流が前記第一分岐部から前記第二分岐部に流れることを特徴とする内燃機関のための排気システムを提供する。
【００２８】
本発明の他の様相によれば、ＳＣＲ触媒を有する内燃機関の排ガス流に試剤を計量供給する方法であって、
容積式計量ポンプ及び噴霧配給器を備えた試剤噴射器を使用して、排ガス流に、あるスプレイ運動量を有した試剤スプレイを噴射し、
排ガス流空間速度に依存した制御パラメータに従って容積式計量ポンプを制御し、前記スプレイ運動量により噴射試剤が前記ＳＣＲ触媒の上流の排ガス流と最適に混合されることを特徴とする方法を提供する。
【００２９】
好ましくは、前記制御パラメータは、駆動電流レベルである。また、前記容積式ポンプ及び前記噴霧配給器は、好ましくは、同一ユニット内に統合されており、それらは密結合している。
【００３０】
本発明のあらゆる様相の好適な及び／又は任意の特徴は、単独でここに含まれる共に、本発明のあらゆる他の様相との適当な組み合わせとしてここに含まれる。
添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態が単なる例として以下記述される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の方法を実現するのに使用されるＳＣＲ計量供給システムを示す図である。
【図２】図２は、図１のＳＣＲ計量供給システムの他の代表例である。
【図３】図３は、図１及び２のシステムの噴射器モジュールの断面図である。
【図４】図４は、プライミング（始動）ポンプを備えた、本発明によるＳＣＲ計量供給システムの一実施形態を示す図である。
【図５】図５は、スタンドアロン型の計量供給制御ユニットを備えた、図４のＳＣＲ計量供給システムの多様例を示す図である。
【図６】図６は、統合された機関／計量供給制御ユニットを備えた、図４のＳＣＲ計量供給システムの多様例を示す図である。
【図７】図７は、炭化水素計量供給制御部を備えた、図６のＳＣＲ計量供給システムの多様例を示す図である。
【図８】図８は、本発明によるＳＣＲ計量供給システムを備えた第一排気システムを示す図である。
【図９】図９は、本発明によるＳＣＲ計量供給システムを備えた第二排気システムを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明によるＳＣＲ計量供給システムを備えた第三排気システムを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明によるＳＣＲ計量供給システムを備えた第四排気システムを示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した排気システムに使用される３ウェイバルブを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明によるＳＣＲ計量供給システムを備えた第五排気システムを示す図である。
【図１４】図１４は、本発明によるＳＣＲ計量供給システムを備えた第六排気システムを示す図である。
【図１５】図１５は、機関負荷対機関速度のグラフであり、熱管理ゾーンを示している。
【図１６】図１６は、本発明のＳＣＲ計量供給システムの噴射器モジュールについての論理パルス、駆動電流及びプランジャー動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１及び２を参照しつつ、ＳＣＲ計量供給システム１は、内燃機関３から排気された排ガス流に一定量の試剤（又は還元剤）を注入するように動作可能である。内燃機関３は、ディーゼル燃料圧縮点火燃焼機関である。
【００３３】
内燃機関３は、機関制御ユニット（ＥＣＵ）３により制御される。排気システム７は、内燃機関３から排出される排ガスを搬出するためにその内燃機関３に接続される。
排気システム７は、第一、第二、第三及び第四部分８，１０，１２，１４を有している。排気システム７は、また、第一及び第二排気部８及び１０の間に配設されたディーゼル酸化触媒９と、第二及び第三排気部１０及び１２の間に配設されたディーゼル沈殿物フィルター１１（ＤＰＦ）と、第三及び第四排気部１２及び１４の間に配設された選択還元型触媒方式（ＳＣＲ）触媒１３とを備えている。
【００３４】
内燃機関３の動作中、機関からの排ガス放出は第一排気部８に入り、そして酸化触媒９、ＤＰＦ１１及びＳＣＲ触媒１３を通過し、第四排気部１４を介して排出される。
ＳＣＲ計量供給システム１は、一般的に、タンクモジュール２０、噴射器モジュール４０及び計量供給制御ユニット（ＤＣＵ）７０を備えるが、それらを以下詳細に説明する。
【００３５】
タンクモジュール２０は、試剤タンク２１内に据え付けられており、そのタンク２１は、尿素水のような適した試剤（又は還元剤）を供給のために蓄えている。尿素水は、また、ＡＤＢＬＵＥ（ＲＴＭ）及び“ディーゼル排出流体”として知られており、本実施形態においては、試剤は、尿素水の共晶溶液（水に入れられた３２．５％重量の尿素）である。試剤タンク２１は、高濃度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のような適したプラスチック重合体で作ることができる。
【００３６】
タンクモジュール２０は、深さのあるステンレススチールカップ又は受容部３０と、ポリマー閉被部材又はキャップ３２とを備えている。カップ又は受容部３０は、適した重合体又はプラスチック材料のいずれかで形成することが可能である。
【００３７】
タンクモジュール２０は、また、試剤ヒーター２２、試剤フィルター２３、試剤レベルセンサー２４、試剤温度センサー２５、試剤質センサー２６、及び試剤取出し管２７の全て又はいくつかを含んでおり、それらは全てキャップ３２と一体化することが可能である。試剤温度センサー２５は、例えばサーミスターとすることが可能である。試剤ヒーター２２の電気的接続部と共に、試剤レベル、温度、及び質センサー２４，２５，２６の電気的接続部がキャップ３２を貫通している。
【００３８】
受容部３０の底は孔が開けられて、試剤タンク２１内の試剤がタンクモジュール２０内に流入できるような孔が形成されている。その孔には、試剤がタンクモジュール２０に流入することは許すが試剤タンク２１に戻ることが禁止するような一方向弁が取り付けられている。
【００３９】
受容部３０の機能は、試剤フィルター２３、試剤ヒーター２２及び試剤レベルセンサー２４のために構造的に安定したハウジングを提供することにあり、また低温均熱始動の後に溶解した試剤が保持される容器を提供することである。このことは、計量供給システム１は、試剤が凍結するかもしれないような条件下（尿素水においては−１１℃以下）においても、機関始動から特定の時間内で完全に機能すべきであるという要件を満たすためには必要である。
【００４０】
タンクモジュール２０は、定期的なサービスにおいて扱うことができるような便利な如何なる場所にも搭載することができる。試剤タンク２１は、車両燃料（炭化水素）タンク内に一体化することも可能であり、それを燃料内に沈めるたり、あるいは並べて置かれたりもできるし、又はスタンドアロン型モジュールとすることも可能である。試剤タンク２１は、例えば機関吸入空気圧力により、圧力がかけられる。
【００４１】
試剤タンク２１が空になると、しかし理想的には完全に枯渇する前であるが、内容物が補充される。これは適切な補充戦略手段により行われる。例えば、試剤タンク２１は、それ自体の別個の充填ポートを有していてもよいし、米国特許出願第６，５５５４，０３１号（Ford Global Technologies）に開示されたような、結合型車両燃料／試剤共充填システムに関わるようにしてもよい。他の補充戦略としては、車両サービス予定時ごとのカートリッジによる再充填や、タンク充填機の調整による非公式な充填がある。
【００４２】
試剤取出し管２７の第一端は、試剤フィルター２３に近接して配設されており、受容部３０内の試剤は、試剤フィルター２３を通過し、取出し管２７に入る。試剤取出し管２７の第二端は、試剤タンク２１の壁のところで終端している。
【００４３】
噴射器モジュール４０は、供給線３５により、試剤タンク２１に接続されている。供給線３５の第一端は、何らかの適した接続手段により、試剤取出し管２７の第二端に取り付けられている。供給線３５の第二端は、試剤を供給するよう噴射器モジュール４０に接続される。
【００４４】
供給線３５は、周囲の温度がマイナス１１℃を下回ったときに供給線３５内の試剤の温度を上昇させるための供給線ヒーター３７を備えている。供給線ヒーター３７は、供給線３５内に埋め込まれた電気抵抗素子とすることができる。あるいは、その素子は、供給線３５の外部表面に巻かれたコイルとすることもできる。供給線３５を加熱するためにあらゆる適切な加熱手段が採用可能であろうことが、当業者には認識できるであろう。
【００４５】
図２において、試剤取出し管２７は、受容部３０の底から出ているように示されているが、試剤取出し管２７は、キャップ３２を通過するようにしてもよい。すなわち、一端が受容部３０内に延び、他端が供給線３５に接続される。あるいは、試剤取出し管は受容部３０の側壁を貫通するようにしてもよい。
【００４６】
噴射器モジュールは、一般的に、試剤の小分け的固定量小包を閉接続噴霧ノズルに供給する電気的駆動可変周波数固定ストローク容積式ピストンポンプを備えている。
図３を参照すると、噴射器モジュール４０は、計量ポンプ４１及び配給器（又は噴霧器）４２を備えており、それらは同一ユニット内で一体化されており、接続管４３により互いに組み付けられている。計量ポンプ４１及び噴霧器４２は、密に組み付けられており、一体のユニットを形成している。噴射器モジュール４０は、排気システム７における、ＳＣＲ触媒１３の上流である、第三排気部１２に搭載されている。配給器４２は、排気システム７の排ガスの流れに入り込むように配設され、その噴霧が排気流と協働してガスと試剤の最適な混合となるような姿勢で配置されている。計量ポンプ４１は、排気システム７の外側に配設されているので、周囲の冷却空気にさらされるという利点がある。
【００４７】
接続パイプ４３は、試剤が通過する内腔４５を有する管４４を備えている。管４４は、高圧で試剤を収容し得る。管４４は、管４４と外装（ジャケット）４６の間の区分室４７を画定する接続パイプ４３のための外装４６内に収納されている。区分室４７は、第三排気部１２内の高温排ガスから管４４の内腔４５内の試剤に熱が伝わるのを制限するために空洞化されており、それにより試剤の過熱を防止することができる。
【００４８】
計量ポンプ４１は、注入通路４８と、その注入通路４８と流体が通じるように、またその下流に、配設されているフィルターチャンバー４９とを備えている。フィルターチャンバー４９は、試剤フィルター５０を収容している。
【００４９】
計量ポンプ４１は、また、磁極素子５１、巻型５２及びソレノイドコイル５３を備えるアクチュエーター構成を含んでいる。磁極素子５１は、一般的に円筒形の内側磁極部品５４、外向性フランジ５５、及びフランジ５５の下流に位置する中央管状ランド又は突出部５６を備えている。磁極素子５１は、軸内腔５７を有している。プランジャー５８は、摺動可能に内腔５７内に収容されている。巻型５２は、磁極素子５１の内側磁極部品５４の周りに配設されており、供給通路６９が巻型５２と内側磁極部品５４の間で画定されている。
【００５０】
コイル５３は、供給ケーブル６０により、電源（図示せず）と電気的に導通している。電源は、コイル５３に可変電流を供給できるので、コイル５３の周りに可変磁場を引き起こす。
【００５１】
円盤型のアーマチャー６１がプランジャー５８の上流に取り付けられている。配給弁６２がプランジャー５８の下流に設けられている。ポンプチャンバー６３が、プランジャー５８の下流端と配給弁６２の間で画定されている。
【００５２】
使用時には、試剤が、注入通路４８から流れ、試剤の流れから沈殿物等の固体粒子を濾過する試剤フィルター５０を通る。そのあと、試剤は、アーマチャー６１を通り過ぎて流れて、供給通路５９を介してポンプチャンバー６３に入る。試剤を配給するために、電流がコイル５３を流れてコイル１０４を活性化させ、コイル５３の周りに磁場を誘引する。結果的に生じた磁場は、アーマチャー６１に対して力を及ぼし、そのアーマチャー６１は今度はプランジャー５８に対してポンプ作用のストローク動作をさせる。ポンプチャンバー６３の容積は、プランジャー５８の動きにより減ずるので、ポンプチャンバー６３内の試剤の圧力が増す。ポンプチャンバー６３内の圧力が閾値に達すると、試剤は配給弁６２を介して吐き出され、それにより接続パイプ４３の管４４内の試剤の圧力が増加する。
【００５３】
配給器４２は、外側に開口する‘ポペット弁’の形態をしたノズル弁６４を備える。ノズル弁６４は、ばねにより非噴射位置の方向へ付勢される弁素子６５を備えている。管内の試剤の圧力が閾値を超えると、弁素子は噴射位置に押され、試剤が配給器から排出される。
【００５４】
ポンプ４１のプランジャー５８が、ポンプ作用のストローク動作の端に到達すると、噴射器モジュール４０内で圧力変化が生じ、ノズル弁６４及び配給弁６２が閉じ、配給器４２を介した試剤の排出が停止する。コイル５３を流れる電流が遮断されると、コイル５３の周りの磁場は減少する。アーマチャー６１を介してプランジャー５８に作用している磁力は減少し、復帰ばね６６がプランジャー５８を上流方向に付勢する。ポンプチャンバー６３の容積が増加すると、試剤がポンプチャンバー６３内に流れ込むことが可能になり、次のポンプストローク動作にそなえる。
【００５５】
噴射器モジュール４０は、出願人の特許文献６（未審査の欧州特許出願公開第１８７８９２０号）に詳細に記述されており、その内容はここに盛り込まれているものとする。
上述の計量ポンプ４１は、圧力／時間計量方法とは相対する容積式計量原理を採用している。更に具体的には、直径が分かっているプランジャー５８を分かっている固定のストローク分だけ駆動することにより、小分けの既知の不変の（固定の）容積の試剤が排出される。これにより、高い再現性を有し一貫した容積の試剤を計量することができる。
【００５６】
ＳＣＲ計量供給システム１の目的は、ＳＣＲ触媒１３の下流の排ガスからＮＯＸを除去することであり、供給率が低すぎればＮＯＸが下流に突破してしまう結果となり、供給率が高すぎるとアンモニアが触媒の後ろにすり抜けてしまう結果となるので、試剤の供給においては容積測定に高次元の正確性が要求される。これらの両結果は、全く望まれないことである。本発明で採用されている容積式計量原理は、単純かつ効果的な方法で計量供給の正確性の要求を満たしている。計量供給の正確性のためには、また、計量ポンプ４１と噴霧配給器４２との間に液圧的“剛性”システムを有していることが好ましく、これは、上述の実施形態においては、これらの２つのユニットを一体のユニット内でかなり密に接合させて、内部の無駄な空間が少なく、従ってシステムコンプライアンスが低くなるようにすることにより達成される。
【００５７】
従来技術と比較した上述の噴射器モジュールの利点は、容積式計量原理により、タンクモジュール内又はその近くに置かれる別個の圧力ポンプが不要である、ということである。これは、計量ポンプ４１の動作により、試剤が供給線を通して試剤タンク２１から引き込まれるからである。更に、配給器４２のノズル弁６４部分で計量ポンプ４１に生成される高圧は、例えば５０バールのオーダーであるが、ノズル弁６４に結晶化尿素を付着させないためには十分なものであり、これにより機関停止後の浄化システムの必要性がなくなる。また、ノズル弁６４をきれいに保つことにより、プランジャー５８のポンプ作用の各ストローク動作で配給される試剤の量は一定に保たれる。
【００５８】
上述の噴射器モジュール４０の他の利点は、計量ポンプ４１がポンププランジャー５８と試剤との間に中間ダイヤフラムを必要としない、ということである。従って、本発明の容積式計量ポンプ４１は、従来の容積式ポンプよりも高圧を生成することができ、また、より正確に所望容量の試剤を配給することができる。
【００５９】
機関ＮＯＸ（又は他の汚染物）生成率と整合させるために試剤の流れの率を変動させることは、単位時間あたりのポンプストローク繰り返し率（ポンプ動作頻度）を変化させることにより行える。例として、ストロークごとの計量ポンプ排出量を４ｍｍ３とすると、５Ｈｚの動作頻度において、ポンプは、１．２ｍｌ／分の試剤（４×５×６０／１０００）を排出し、これは頻度に正比例するので、１００Ｈｚであれば排出量は２４ｍｌ／分となる。このポンプ動作頻度に対する配給応答の高い線形性もまた制御ロジックの単純化のための利点である。
【００６０】
上述の噴射器モジュール４０の更なる利点は、流れの供給率の過渡応答又は変化に対応している、ということである。更に具体的には、計量ポンプ４１は、０Ｈｚの繰り返し率又は頻度（ゼロフロー）で駆動されている状態から、即座に、例えば１５０Ｈｚの最大繰り返し率に達し、また０Ｈｚに戻る、というようなことである。いくつかの圧力／時間計量供給システムもこの機能を提示するが、特に計量（供給）弁がノズルに近い場合には、本発明の頻度制御計量ポンプ４１は、短時間遷移要求に応じるために、例えば１７５Ｈｚで過駆動される、いわゆる“バースト”モードで更に駆動されることもできる。
【００６１】
油圧剛性容積式計量構想の更に他の利点は、高い噴射圧を形成でき、噴霧試剤に高い運動量を与えることができる、ということである。高い噴射圧は、精細な試剤噴霧を達成するのに有利であり、その精細な試剤噴霧というのは、排気流に混入させることにおいて、またスプレイパターンの形成を妨げたり乱すような結晶化試剤をノズルから除去することにおいて望ましいことである。このように、かかる構成により、浄化回路の必要性はなくなる。
【００６２】
容積式構想の更に他の利点は、有効な実行ポンプストロークの稼働検数をメモリに保存しておくならば、時間経過に対する試剤の流れの正確な総括化が可能となるということである。この情報によれば、試剤タンク２１内の試剤レベルセンサー２４の必要性をなくすこともできるし、低価格で低い解像度のレベルセンサーから情報を供給してもらうことも可能となり、またサポート情報をＯＢＤ（車載診断）モジュールに提供することも可能になる。
【００６３】
上で説明した通り、配給器４２の目的は、試剤をできる限り精細にまた均一に噴霧することであり、また、排気流量に関わらず、試剤からアンモニアへの変換がノズル６４からＳＣＲ触媒１３までの間で起こり、アンモニアがＳＣＲ触媒１３の表面を均一に通過して降りかかるように、試剤が排ガス流と混ざって消失できるようなスプレイパターンで試剤を放出することである。このためには、スプレイパターンが、ＳＣＲ触媒１３のすぐ上流の特定の排気システム形状と整合しており、それと協働できるようになっていなければならない。
【００６４】
これらの目的を達成することは非常に望ましいことである。それにより、不完全な噴霧ノズルの場合と比較すると、ノズル−触媒間がより短くなり、触媒の大きさもより小さくなるからである。いくつかのケースでは、噴霧ノズルは、触媒の前段で、ガスの層流を乱流に変換することにより試剤が排気流と混合し易くするための、排気パイプ内の“混合器”と関連して使用される。また、他のケースでは、“加水分解”触媒が、ＳＣＲ触媒１３の直前に採用され、それにより尿素のアンモニアへの還元が助勢される。
【００６５】
本発明の計量ポンプ−噴射器モジュールは、混合における上述の助勢と共に、又はそれなくして使用できる。
油圧剛性容積式計量システムの更なる利点は、非常に少量の試剤を燃焼領域に直接配し、それによりＳＮＣＲの利点を活用できるという能力があることである。このことは、出願人の特許文献７（米国特許第６，６７９，２００号）に更に詳細に記述されている。ＳＮＣＲにおいては、ＮＯＸの還元は触媒の助けなくして起こるが、燃焼事象の直後に生ずる比較的狭い温度窓に渡って起こるのみである。しかしながら、機関が冷えており、まだＳＣＲシステムが機能していない状態においても、いかなる条件下でもその還元は起こる。故に、２つのＮＯＸ還元技術を有効に組み合わせて、どちらか一つの方法のみよりも高い範囲に渡る変換比率を達成できる潜在性がある。このように、上述のような噴射器モジュール４０を使用してＳＣＲとＳＮＣＲの両技法を採用し、それにより同一のＤＣＵで有効に複合噴射器モジュールが制御できる。
【００６６】
上述のシステムの更に他の目的は、尿素水（又は他のタイプの試剤）のみが供給される単一流体構造であるということである。これにより、圧縮空気等の第二の流体の必要性を排除することができる。その第二の流体は、従来技術のシステムにおいては、尿素水をＮＯＸ含有排気流に噴霧する手助けをするのに、またシステム動作を妨げるか又は乱すような結晶塩の形成を防御する助けとするのに使用されるものである。
【００６７】
ＤＣＵ７０は、試剤計量供給戦略を制御するものであり、マイクロプロセッサのような処理手段と、必要なソフトウェア制御戦略を格納するための記憶手段を備えることが可能である。ＤＣＵ７０は、各種機関及び車両搭載センサーからの信号を受け取り、これらの入力を使用して、計量ポンプ４１に対する適切な出力を算出する。更に、ＤＣＵ７０は、タンクモジュールの試剤ヒーター２２及び供給線ヒーター３７を制御する。
【００６８】
ＤＣＵ７０は、試剤レベルセンサー２４、試剤温度センサー２５及び試剤質センサー２６からの入力を受け取る。更に、ＳＣＲ計量供給システム１は、ＮＯＸセンサー７２、ＳＣＲ触媒温度センサー７４及びアンモニア（ＮＨ３）センサー７６を有している。ＮＯＸセンサー７２は、酸化触媒９及びＤＰＦ１１の間の第二排気部１０に配設されている。ＳＣＲ触媒温度センサー７４及びアンモニア（ＮＨ３）センサー７６は、ＳＣＲ触媒１３に近接して配設されている。
【００６９】
本実施形態においては、ＤＣＵ７０及びＥＣＵ５は、ＣＡＮリンク７７又は他の適切な接続を介して、互いにリンクしており、それにより両者間でデータ転送が行える。ＤＣＵ７０は、また、外部信号源へデータを送ったり、そこからデータを受け取ったりするためのアンテナ７８を有している。
【００７０】
特定システムの構造及びハードウェア機能に依存して、ＤＣＵ７０は、以下の１つ以上を実行するように構成され得る。
ａ）機関排気についてのＮＯＸ評価モデル。例えば、ＤＣＵ７０は、機関ＮＯＸ生成量を評価するために、ＣＡＮリンク７７を介してＥＣＵ５から機関動作条件に関するデータを受け取り、その受け取ったデータを既に格納されているデータと比較する。
ｂ）（触媒の）上流及び／又は下流のＮＯＸセンサーによる監視。例えば、ＮＯＸセンサー７２は、排ガス流内のＮＯＸ濃度を示す信号を出力する。ＳＣＲ触媒１３の下流の漏洩ＮＯＸを検出するために、追加のＮＯＸセンサーが第四排気部１４に配設されていてもよい。
ｃ）触媒の中央部又は下流のＮＨ３（アンモニア）センサーによる監視。ＮＨ３センサー７６は、試剤の供給過多が生じた場合を検出するために使用され得る。
ｄ）試剤、排気、触媒、周囲を含むシステム温度の監視。これは、試剤温度センサー２５、ＳＣＲ触媒温度センサー７４、及び他の適した場所の温度センサーにより、達成できる。
ｅ）機関吸気湿度の監視。
ｆ）排ガス再循環（ＥＧＲ）レベルを評価するための機関吸入口及び／又は排気口Ｏ２（酸素）含有量の監視。
ｇ）試剤レベルセンサー２４によるタンクモジュール内の試剤レベルの監視。
ｈ）試剤質センサー２６を使用した試剤溶液の質の監視。
ｉ）グリッチ検出によるポンプストローク完了の監視。
ｊ）累積有効ポンプストローク計数によるタンクモジュール内の試剤レベルの評価。一定容量の試剤が各有効ポンプストロークで排出されるのであるから、試剤タンク２１内の初期試剤量が分かっていれば、残量は、行われた有効ポンプストロークの全回数から導き出せる。
ｋ）有効ストロークを成すためのポンプアクチュエータ駆動エネルギーレベルの制御。
ｌ）噴射動作頻度による単位時間当たりの試剤供給量の制御。
ｍ）タンクモジュール及び噴射器までの加熱線のための試剤ヒーターの制御。例えば、試剤ヒーター２２及び／又は供給線ヒーター３７は、試剤温度センサー２５により検出された温度が閾値より下がったら、オンされる。
ｎ）センサー線形化の実行。
ｏ）システム診断査定の実行。
ｐ）車載診断（ＯＢＤ）報告機能の実行。計量供給システムにおける故障又は異常が利用者に報告される。
ｑ）システム故障データベースの保守。
ｒ）例えばＣＡＮリンク７７又は他の適した接続による車両／機関制御モジュールとの通信。
ｓ）例えばアンテナ７８による非車載試剤供給機器との通信。
ｔ）ＳＮＣＲとＳＣＲとの間の試剤供給比例制御。選択還元型非触媒方式及び選択還元型触媒方式の双方が採用される場合には、ＤＣＵ７０は、試剤供給を適宜調整するように動作可能である。
【００７１】
本発明のＳＣＲ計量供給システムは、既述のシステムの特性を全て有している。
図４を参照すると、本発明のＳＣＲ計量供給システム１が示されており、図１の構成に付された番号が同様の部分を示すために使用される。重要なことであるが、図４のＳＣＲ計量供給システムは、噴射器モジュール４０の容積式計量ポンプ４１に加えて、更にプライミング（始動）ポンプ８０を備える。プライミングポンプ８０は、試剤タンク２１に近接して設けられており、試剤を供給線３５を通して試剤タンク２１から噴射器モジュール４０の方へ促すように動作可能である。
【００７２】
図４に示された構成は、特に、試剤タンク２１が噴射器モジュール４０からかなり隔てられて置かれている場合、又は試剤タンク２１が、試剤が重力の影響のみで供給線３５を流れる程度に十分に噴射器モジュール４０より上に配設されていない場合に有効である。かかる場合、計量ポンプ４１により得られる吸引効果は、排ガス流内のＮＯＸに対するＳＣＲが機関始動後即座に開始して法的制約に従うことを保証するのに十分に早く試剤タンク２１から試剤を吸引するのに十分ではない。
【００７３】
プライミングポンプ８０は、圧力の低いポンプでよい（すなわち、実質的に６バール未満であり、更にあり得るのはわずか０．５バールである）。これは、本発明のＳＣＲ計量供給システム１によれば、供給線３５内の試剤は、噴射器モジュールノズル弁６４における圧力ほど高く圧力がかけられる必要がないからである。従って、プライミングポンプ８０の費用は低く抑えられる。
【００７４】
プライミングポンプ８０は、供給線３５に試剤を呼び込むために、機関始動時又はその直後、すなわち機関のスタートアップモードの間、動作可能である。あるいは、又はそれに加えて、プライミングポンプ８０は、機関の動作中、連続的に動作可能である。または、十分な量の試剤が噴射器モジュール４０に供給されて要求された計量供給スケジュールが維持されるのを保証するように要求されるのに応じて、機関の動作中、それは間欠的に動作する。圧力センサーが供給線３５に設けられていてもよく、プライミングポンプ８０は、供給線３５内の試剤の圧力を示すそのセンサーからの信号に応じて動作するようにしてもよい。
【００７５】
図１及び２を参照しつつ上述したように、ＤＣＵ７０は、ＳＣＲ計量供給システム１が据え付けられている車両のＥＣＵ５から離れた処理手段及び記憶手段を備えることも可能である。この場合、ＤＣＵ７０とＥＣＵ５の間のＣＡＮリンク７７により、それらの間のデータ転送が可能になる。従って、この構成により、ＤＣＵ７０は、備えられているセンサーからの入力信号を受け取って、ＥＣＵ５に供する。
【００７６】
図５を参照しつつ、本発明の他の実施形態においては、ＤＣＵ７０は、スタンドアロンユニットであり、車両ＥＣＵ５にはリンクされていない。この場合、ＤＣＵ７０は、機関搭載入力センサーの独自アレイを有しており、それらセンサーは、ＥＣＵ５に供されるセンサーとは区分けされている。機関搭載入力センサーからの入力は、図５では参照番号７９で示されている。図５の実施形態は、ＳＣＲ計量供給システム１が車両に遡って取り付けられるような、購買後の適用に特に有用である。この場合、ＳＣＲ計量供給システム１の据え付けは、車両ＥＣＵ５へのＣＡＮリンク７７を備える必要がないという事実から簡略化でき、それによりＥＣＵ５との整合性の問題は回避される。従って、図５のスタンドアロンＤＣＵを使用すれば、ＤＣＵ７０の能力及び権限は、機関モデル及び／又はセンサーに基づくＮＯＸ評価を含む還元剤供給の全ての面に対する完全な責任にまで拡がる。
【００７７】
図６を参照しつつ、本発明の他の実施形態においては、ＤＣＵ７０は、現存する機関又は車両制御ユニット（ＥＣＵ）５に物理的に統合されている。この場合、ＤＣＵ７０は、権限のレベルは低く、権限はＤＣＵ７０とＥＣＵ５との間で分けられる。
【００７８】
図７を参照すると、ＤＰＦ１１の再生のための炭化水素（ＨＣ）供給を行うために、追加の噴射器モジュール９０が設けられている。ＨＣ噴射器モジュール９０は、既述のＳＣＲ試剤噴射器モジュール４０と同じ構成を有している。このように、ＨＣ噴射器モジュール９０及びＳＣＲ噴射器モジュール４０は共にＤＣＵ７０により制御され得る。
【００７９】
ＨＣ噴射器モジュール９０は、排気システム７の第一排気部８に据え付けられている。ＨＣ噴射器モジュール９０は、車両燃料タンクから供給される燃料のようなＨＣ供給９２に接続されている。ＨＣ噴射器モジュール９０からのＨＣ計量供給により、排気酸化触媒９において発熱反応が生じ、その排気流における温度上昇によりＤＰＦ１１が再生され、ＤＰＦ１１内に捕えられた炭素質粒子が酸化される。
【００８０】
この構成により、従来の遅れた噴射後シリンダー内供給に関連した問題は回避される。より具体的には、ＨＣ計量供給がシリンダー内で行われる場合、燃焼事象の後、燃料が機関シリンダーの壁に付着し、それにより機関排気性能や耐久性に悪影響が及ぼされる。
【００８１】
この問題は、図７の構成では生じることはなく、この構成は別個のＨＣ噴射器モジュールを必要としているものの、そのシステムは、単一のＤＣＵ７０が複数の噴射器モジュールを制御できるという事実により簡略化でき、例えばあるモジュールはＮＯＸ改善のために還元剤を計量供給し、他のモジュールはＤＰＦ再生のために炭化水素（ＨＣ）を計量供給する。
【００８２】
更に、複数の噴射器モジュールを制御するために、単一ＤＣＵが動作可能であり、例えば、以下に詳細に記述するように、２つの別個の排気システムを有するマルチバンク機関のような場合であり、各排気システムがＳＣＲ触媒を有しているような場合である。
【００８３】
以下の記述においては、ＮＯＸ改善の目的で排ガス流内に還元剤を噴射するための噴射器モジュールを、“ＳＣＲ計量供給器”と称する。また、ＤＰＦ再生の目的で排ガス流内にＨＣを噴射するために使用される噴射器モジュールを、“ＨＣ計量供給器”と称する。
【００８４】
図８を参照して、“直列６”構成を有する機関２００は、共通排気部２０２、第一分岐部２０４及び第二分岐部２０６を備えた排気システムを有している。共通排気部２０２は、微粒子フィルター２０８と、微粒子フィルター２０８の下流に配設されたＳＣＲ計量供給器２１０とを含んでいる。ＳＣＲ計量供給器２１０の下流において、共通排気部２０２は、第一及び第二分岐部２０４，２０６に分かれている。第一及び第二分岐部２０４，２０６は、それぞれ、第一及び第二ＳＣＲ触媒２１２，２１４を備えている。
【００８５】
上記構成においては、２つの別れたＳＣＲ触媒２１２，２１４に対して試剤を供給するのに単一のＳＣＲ計量供給器２１０が採用されている。
図９を参照すると、単一ＳＣＲ計量供給器２１０の代わりに、第一及び第二ＳＣＲ計量供給器２１５，２１６が、それぞれ、第一及び第二分岐部２０４，２０６に設けられているということを除いて、この排気システムは、図６に示された排気システムと同様のシステムである。第一ＳＣＲ計量供給器２１５は、第一ＳＣＲ触媒２１２の上流に配設されており、同様に、第二ＳＣＲ計量供給器２１６は、第二ＳＣＲ触媒２１４の上流に設けられている。
【００８６】
図１０を参照すると、共通排気部２０２の単一微粒子フィルター２０８の代わりに、第一及び第二微粒子フィルター２１７，２１８が、第一及び第二分岐部２０４，２０６に設けられているということを除いて、この排気システムは、図９に示された排気システムと同様のシステムである。第一微粒子フィルター２１７は、第一ＳＣＲ計量供給器２１５の上流に配設されており、同様に、第二微粒子フィルター２１８は、第二ＳＣＲ計量供給器２１６の上流に設けられている。
【００８７】
図１１を参照すると、第二分岐部２０６が、第二ＳＣＲ計量供給器２１６及び第二ＳＣＲ触媒２１４の代わりに、ＨＣ計量供給器２１９及びＮＯＸ吸収器又は希薄ＮＯＸ捕獲器（ＬＮＴ）２２０を備えていることを除いて、この排気システムは、図９に示された排気システムと同様のシステムである。第二分岐部２０６に流れる排ガス流にＨＣを噴射してＬＮＴ２２０を再生するために、ＨＣ計量供給器２１９は、ＬＮＴ２２０の上流に配設されている。
【００８８】
既に説明した通り、ＨＣ計量供給器２１９は、ＳＣＲ計量供給器２１５と同様の構成を有する噴射器モジュールであってよいので、ＳＣＲ触媒２１２の試剤計量供給とＬＮＴ２２０の再生と制御するために単一のＤＣＵが構成される。
【００８９】
図１２においてより詳細に示されるように、排気システムは、共通排気部２０２、第一分岐部２０４及び第二分岐部２０６の間の接続部、すなわち図１２の‘Ａ’と付された領域に配設されているフラップ弁を備えている。フラップ弁２４０は、旋回軸２４４について旋回可能なフラップ２４２を備えている。フラップ２４２は、旋回軸２４４についてのその旋回に応じて、第一分岐部２０４又は第二分岐部２０６のいずれかの口を遮断することができるような大きさを有している。
【００９０】
フラップ２４２の動きは、アクチュエーター（図示せず）により制御され、フラップの位置により、排ガス流が、第一分岐部２０４を流れるか、第二分岐部２０６を流れるか、又は第一及び第二分岐部２０４，２０６を同時に流れるかが決定される。
【００９１】
従って、フラップ２４２が、第一分岐部２０４の口を遮断するような位置にある場合（図１２に示すような場合）には、排ガス流は、第二分岐部２０６へ流れるように向い、それによりＬＮＴ２２０で排ガス流からＮＯＸが取り除かれる。一方、フラップ２４２が、第二分岐部２０６の口を遮断するような位置にある場合には、排ガス流は、第一分岐部２０４へ流れるように向い、それによりＳＣＲ触媒２１２で排ガス流からＮＯＸが取り除かれる。
【００９２】
上述の構成によれば、排ガス流からＮＯＸを取り除く最も適した方法を選択することができる。例えば、試剤タンク２１が空である場合、排ガス流を第二分岐部２０６へ流れるように向わせ、それによりＬＮＴ２２０を使用して排ガス流からＮＯＸを取り除くようにすることができる。あるいは、ＬＮＴ２２０の再生中の場合には、排ガス流を第一分岐部２０４へ流れるように向わせ、それによりＳＣＲ触媒２１２を使用して排ガス流からＮＯＸを取り除くようにすることができる。
【００９３】
フラップ弁２４０は、フラップ２４２が常に第一及び第二分岐部２０４，２０６のうちの一方を遮断するような二極弁であってもよい。あるいは、フラップ弁２４０は、フラップ２４２が、それらの位置の間にあって排ガス流が第一及び第二分岐部２０４，２０６の双方へ向かって流れるように動作可能なものであってもよい。この場合、排ガス流からＮＯＸを取り除くのにＳＣＲ触媒２１２とＬＮＴ２２０の双方が動作可能であるので、これらの各構成部は、そうでない場合に必要とされる大きさよりも小型に構成できる。他の実施形態においては、フラップ２４２の位置は、第一又は第二通路を流れる排ガスの比率を調整できるように可変であってもよい。
【００９４】
図１３を参照すると、第二分岐部２０６が、第二ＳＣＲ計量供給器２１６及び第二ＳＣＲ触媒２１４の代わりに、ＨＣ計量供給器２２１及びＮＯＸ吸収器又は希薄ＮＯＸ捕獲器（ＬＮＴ）２２２を備えていることを除いて、この排気システムは、図１１に示された排気システムと同様のシステムである。第二分岐部２０６に流れる排ガス流にＨＣを噴射してＬＮＴ２２２を再生するために、ＨＣ計量供給器２２１は、ＬＮＴ２２２の上流に配設されている。従って、この排気システムは、図１２に示されたような種類のフラップ弁２４０を備えていてもよく、図１１に示す実施形態と同じように動作する。
【００９５】
図１４を参照すると、この排気システムは、共通排気部２３０を備えており、それは第一分岐部２３１と第二分岐部２３２に分かれている。図１２を参照して説明されたタイプの３ウェイ弁２４０が、共通排気部、第一分岐部及び第二分岐部の交わる部分に配設されている。
【００９６】
第一分岐部２３１は、ＨＣ計量供給器２３３と、そのＨＣ計量供給器２３３の下流に配設されたＬＮＴ２３４とを備えている。第二分岐部２３２は、ＳＣＲ計量供給器２３５と、そのＳＣＲ計量供給器２３５の下流に配設されたＳＣＲ触媒２３６とを備えている。第一分岐部２３１の下流端は、ＳＣＲ計量供給器２３５の上流であって弁２４０の下流の点で、第二分岐部２３２に合流しており、第一分岐部２３１の排ガス流が第二分岐部２３２に流れ込むようになっている。
【００９７】
弁２４０は、共通排気部２３０を流れる排ガス流を、第一分岐部２３１又は第二分岐部２３２のいずれかの上流端に向けて流すか、または任意に第一及び第二分岐部２３１，２３２の双方に流すように動作可能である。
【００９８】
弁２４０が排ガス流を第一分岐部２３１のみに向けて流す場合、排ガスは、ＬＮＴ２３４を介して第二分岐部２３２に流れ込み、ＳＣＲ触媒２３６を通過する。この構成によれば、排ガス流内のＮＯＸに対する改善は、例えば機関始動後のような、より動作温度の低い状態で改善される。より具体的には、ＬＮＴ２３４は、ＳＣＲ触媒２３６が約２００℃の通常動作温度に達する前に、排ガス流内のＮＯＸを捕獲するように動作可能である。従って、例えば１５０℃の温度においては、排ガス流内のＮＯＸはＬＮＴ２３４により取り除かれ、その結果、ＳＣＲ触媒２３６のみを使用した場合と比較してより低濃度のＮＯＸが排気システムから排出される。
【００９９】
ＬＮＴ２３４を利用する他の利点は、ＮＨ３を生成するということである。そこで、ＬＮＴ２３４により生成されたＮＨ３は、ＳＣＲ触媒２３６におけるＮＯＸの改善のために、ＳＣＲ計量供給器２３５から噴射される試剤に対して補う役目をする。従って、ＳＣＲ計量供給器２３５により噴射されることが必要な試剤の量を減らすことが可能となる。アンモニア生成技法の更なる詳細は、我々の同様に未審査の特許文献８又は特許文献９（米国特許出願ＵＳ−２００７−００６５３５４又はＵＳ−２００７−０２７１９０８）に開示されている。
【０１００】
弁２４０が排ガス流を第二分岐部２３２のみに向けて流す場合、排ガスは、ＳＣＲ触媒２３６のみを通って流れる。この構成によれば、ＳＣＲ触媒が通常の動作温度にまで温まったときに、ＬＮＴ２３４はもはや必要なくなり、それにより排ガスをＳＣＲ触媒２３６のみを通すように流すということである。あるいは、ＨＣ計量供給器が噴射しているＬＮＴ２３４の再生の間は、排ガス流は第二分岐部２３２のみに向けて流れる必要がある。
【０１０１】
図１５を参照すると、法制に従うためには、ＮＯＸの排出は、特定の駆動／排出テストサイクル又は排出ゾーン３００内で制御されなければならない。排出ゾーン３００は、機関負荷と機関速度のある範囲をカバーするものである。従って、ＳＣＲ計量供給システム１は、排出ゾーン３００に渡って動作可能でなければならない。テストサイクルでカバーされたゾーンを超えた高い負荷条件における動作時には、試剤の計量供給は厳格には必要ではなく、また、試剤消費量を最少にするために、車両キャリブレータは、ＮＯＸが機関により生成されて大気に排出されていても、計量供給を停止する選択をする。上述のＳＣＲ噴射器モジュール４０は、排気システム７内に入り込む部分である配給器４２のための遮断スリーブで構成される熱管理手段を採用している。この有用な遮断構成は、冷却目的のための排出ゾーンに渡った更なる計量供給が必要でないことを保証するのに十分なものである。それにも拘わらず、高負荷運転時には、排気温度は５００℃を超え、この条件で長い時間が経過すると、配給器４２のための遮断手段が疲弊し、それにより尿素水が蒸発して配給器４２が塩分の沈殿物で詰まってしまうようになる。
【０１０２】
本発明の一実施形態においては、ＤＣＵ７０は、検定が特別にそのような計量供給を必要としていなくても、噴射器モジュール４０が高い負荷条件において試剤の間欠的な又は散発的な噴射を行うように制御する。従って、計量ポンプ４１と配給器４２の間の遮断接続パイプ４３は、試剤の間欠的な流れにより、綺麗で低温に保たれている。ソレノイドで駆動される容積式ポンプの特別な特徴は、噴射圧力が、知られている計量供給システムのそれよりもかなり高い、ということである。それで、本発明では、計量ポンプ４１が、新鮮な試剤に力を加えて沈殿塩部分を抜けさせることにより、従来のシステムが故障してしまうような条件下でも、計量供給性能を維持することができるようにしている。
【０１０３】
本発明のある様相においては、排出サイクル３００によるゾーンよりも速度／負荷が共に外であってより高負荷の速度／負荷ゾーンであって、通常の検定が試剤計量供給スケジュールを何ら要求していないか、厳格に制限されたものを要求していないような熱管理ゾーン３１０内で動作するときには、計量供給スケジュールは、通常のＮＯＸ削減戦略に基づくよりも、試剤噴霧器の近傍での計測された又は評価された排ガス温度に基づいている、というような排気流管理レジームが採用される。それにより、配給器４２の近くの排ガス温度が高くなると、計量ポンプ動作繰返し率も高くなり、その率は、負荷が排出サイクルレジームに戻ると即座に正しい機能を維持するよう、噴射器モジュール４０の機能により発生期間に決定される。この排気流管理レジームの間、目標は噴霧機が乾いて詰まってしまうことを防止することであり、ＮＯＸ配出量を法定レベル内に維持することは必要ないのであるから、計量供給率は、排出サイクルレジームのときよりもかなり低くなる。
【０１０４】
とりわけ、排出サイクル３００の期間は、供給頻度は０Ｈｚと１００Ｈｚの間であって、通常は１００Ｈｚ近辺であり、ＳＣＲ触媒温度及びＮＨ３負荷により決定される。最適供給率は、機関ＮＯＸ生成量により決定されるが、その生成量はまた機関負荷に関連する。熱管理ゾーン３００においては、供給頻度は０Ｈｚと２０Ｈｚの間であり、実質的に排気温度で決定される。これらのかなり高い頻度（典型的には２０−１００Ｈｚ）では、計量供給は、全く連続的であるが、機関負荷や（軽い負荷時は低頻度であり、高負荷時には高頻度）、機関が排出サイクル３００内で運転されているか、又は熱管理ゾーン３１０内で運転されているかに応じて、可変頻度で行われる。熱管理ゾーン３１０における計量供給の間においても、通常排出サイクル３００の間よりも少ない程度ではあるが、ＳＣＲ触媒におけるＮＯＸ削減に対して何らかの影響があることが推奨される。
【０１０５】
更に、上述の排気流管理レジームは、グリッチ検出戦略と便宜的に組み合わされ、グリッチ検出は、有効なポンプストロークと非有効ポンプストロークを区別するために使用される。より具体的には、図１６を参照すると、上述のように入力として排気温度を使用するよりも、ポンプ動作の“時間傾斜”が監視される。従って、配給器４２が詰まり始めると、試剤の一回の噴射が困難になるほど、活性化からグリッチ検出までの時間間隔は長くなる。所定の時間限度まで達すると、自由に流れるダクトを持するために、制御アルゴリズムは繰返し率を増加させる。
【０１０６】
米国環境保護庁のような法制団体は、試剤タンクが枯渇した後に許容される機関再始動の最大回数、例えば２０回以下の再始動、を規定する。これらの状況下においては、枯渇タンクでは、上述の戦略を実行することは可能ではないであろう。従って、タンクが枯渇する直前に正規の計量供給が停止され、タンクに残った内容物が必要に応じて上記熱管理戦略のために使用される。
【０１０７】
なお、その熱管理戦略を、噴射モジュールの上流に非常に高い排気温度を発生させるようなＤＰＦ再生事象とリンクさせることも可能である。例えば、ＤＣＵがＤＰＦ再生が生じていると判定したときには、アンモニアがＳＣＲ触媒から漏洩することを常に回避しようとしつつ、温度がより高くなったときに供給量を増やす必要があり得るという基本に基づいて、試剤の供給量を減らすことができる。
【０１０８】
試剤計量供給システムがその一部である全ＳＣＲシステムの目的は、特に過渡排出駆動サイクルにおいて、ＮＯＸの無害な気体への転換を可能な限り効率的に最大化することにある。触媒の制限により、この転換は、約１８０℃から４５０℃の温度範囲に渡ってのみ起こるのであるが、これらの条件は、速度及び負荷の点で、機関動作範囲のほとんどをカバーしている。それにも拘わらず、この範囲をカバーするにおいて、排気システム７への試剤導入の箇所における排ガス空間‐速度に広い多様性がある。配給器４２の目的は、可能な限り均等に試剤を排ガス流と混合し、それによりそれを可能な限り素早く加水分解し、その結果得られたＮＨ３を可能な限り均一にＳＣＲ触媒１３の表面に付着させることにある。この目的が達成されると、必要な混合長は他の場合に比べてより短くなり、また、より効率的な利用により、ＳＣＲ触媒１３はより小さくもなる。その効果はいずれも高く望まれることである。
【０１０９】
しかしながら、（液滴の大きさ及び運動量という点での）スプレイ特性が、例えば、普通の排気温度及び時間−速度について最適化されているような配給器は、高い空間速度を呈するような他の機関条件において均一な混合を行うには、浸透力が弱く、簡単に逸らされてしまう。また、低い空間速度の場合も同様に言える。故に、スプレイ特性と機関の動作範囲に渡る排気流条件とをうまく整合させることが望ましい。
【０１１０】
本発明の一実施形態においては、上記目的は、“スマート”アクチュエーター駆動回路を使用することにより達成される。既に説明した通り、プランジャーに対する励磁の開始から有効なポンプストロークが完全に完了するまでの時間間隔を確定するために、駆動電流グリッチ検出が使用できる。通常の流体力学の条件、すなわち、試剤が供給線３５を凍結することなく、また詰まることなく自由に流れること、を仮定すると、有効なストロークが完了する時間は、殆どが、ポンプ事象の間にアクチュエーターにより費やされるエネルギーに依存する。同様に、アクチュエーターから計量ポンプ４１に供給されるエネルギーと、ノズル弁６４で発生する試剤噴射圧力とは関係があり、そして更に、その噴射圧力とスプレイに与えられる運動量とに関係がある。故に、駆動電流波形を増減させることにより、ある限度まで、スプレイ運動量に影響を与えることが可能であり、試剤スプレイ特性を卓越した排ガス空間‐速度に整合させるに際し、融通性を持たせることができる。
【０１１１】
そのことから、使用に際しては、駆動電流レベルを排ガス空間速度の関数として変化させることが推奨され、後者の値は、機関速度／負荷マップから、又は機関モデルから導き出せ、より高い空間速度のときはより高い駆動電流が供給されることになる。そして、逆のより低い空間速度のときも同様である。電圧チョップ駆動を使用すれば、駆動電流を可変にすることができ、その電圧チョップ駆動によれば、電圧チョップ周波数が合成電流レベルを制御する。すなわち、チョップ周波数が低くなれば駆動電流は高くなり、またその逆も成立する。しかしながら、アクチュエーター駆動電流レベルを変えると、アクチュエーターの励磁と有効ストローク電流グリッチとの間の時間間隔も変わってしまう。すなわち、駆動電流が低くなれば、有効ストロークの完了にかかる時間が長くなり、またその逆も成立する。このことは、“有効ストローク窓”も電流レベルと共に変化する必要があることを意味している。このグリッチ検出技法の更なる詳細は、我々の未審査米国特許出願第１０／８７９，２１０に示されている。
【０１１２】
ソレノイド駆動ポンプ構想の潜在的な問題の一つとしては、アーマチャー６１がストロークの両端で上昇停止部材に衝突することにより生ずるノイズの問題がある。この問題を改善するためにも、スマート駆動ボックスが使用される。グリッチ検出の特徴を使用すると、適応アルゴリズムを使用してグリッチ事象のタイミングを評価し、ストローク端の直前で駆動電流をオフすることができ、それによりアーマチャー６１に緩やかに到達しつつ完全で有効なストロークが実現できる。同様に、ばねで付勢された戻りのストロークでは、到達速度をなくす程度の短時間駆動パルスにより、その緩やかな到達が実現できる。
【０１１３】
本発明は、特に、圧縮点火（ディーゼル）機関を有した軽車両に使用されることが適している。しかしながら、当業者であれば、本発明は、ガソリン等の各種燃料で動作する他の希薄混合気燃焼機関にも同様に適用できることが分かるであろう。それらもまた、ＳＣＲ技術を利用しているからである。
【０１１４】
また、当業者であれば、２以上のＮＯＸ還元触媒／試剤の組み合わせもあり得ることが想到できるであろう。変換比対触媒温度の性能が好ましいことから、現状では尿素ＳＣＲが好まれて自動車に対して使用されているが、ＨＣ（炭化水素）ＳＣＲ等の他の組み合わせも、本発明によるＳＣＲ計量供給システムにより実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０５０５４７号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００８／００６８４０号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００５／０２４２３２号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００７／０７１２６３号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２００８／０３１４２１号パンフレット
【特許文献６】欧州特許出願公開第１８７８９２０号明細書
【特許文献７】米国特許第６，６７９，２００号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００７／００６５３５４
【特許文献９】米国特許出願公開第２００７／０２７１９０８
【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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【外国語明細書】
2009293619000001.pdf