СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ДОЗАТОРОВ СИСТЕМ SCR
METHOD AND DEVICE FOR COOLING OF SCR-SYSTEM PROPORTIONERS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу, применяемому в системе SCR для очистки выхлопных газов. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код для компьютера для реализации способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к системе SCR для очистки выхлопных газов и к транспортному средству, которое оборудовано системой SCR.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время в транспортных средствах используется, например, мочевина в качестве химического восстановителя в системах SCR (избирательной каталитической нейтрализации), которые содержат катализатор SCR, в котором может выполняться реакция химического восстановителя и газа NOx (оксида азота) для их преобразования в азот и воду. В системах SCR могут быть использованы различные типы химических восстановителей. AdBlue является примером широко используемого химического восстановителя.
Один тип системы SCR содержит емкость, в которой вмещается химический восстановитель. В системе SCR также имеется насос, приспособленный для высасывания химического восстановителя из емкости через заборный шланг и для его подачи через напорный шланг в дозатор, расположенный рядом с выхлопной системой транспортного средства, например рядом с выхлопной трубой выхлопной системы. Дозатор приспособлен для впрыскивания необходимой величины химического восстановителя в выхлопную трубу перед катализатором SCR в соответствии с установленными режимами работы, которые хранятся в блоке управления транспортного средства. Для облегчения регулировки давления, в случае наличия малой величины дозирования или полного ее отсутствия, система также содержит возвратный шланг, который возвращается в емкость со стороны нагнетания системы. Эта конфигурация позволяет охлаждать дозатор посредством химического восстановителя, который, во время охлаждения, течет из емкости через насос и дозатор, а затем обратно в емкость. Таким образом, предоставляется дозатор с активным охлаждением. Обратный поток из дозатора в емкость может быть, по существу, постоянным и, в настоящее время, не управляется или регулируется посредством соответствующих клапанов или аналогичных блоков.
Поскольку в настоящее время дозатор располагается рядом с выхлопной системой транспортного средства, которая нагревается во время функционирования транспортного средства, например, в зависимости от нагрузки, существует риск возникновения перегрева дозировочного клапана. Перегрев дозатора может повлечь за собой постепенное ухудшение его функционирования, что потенциально снизит качество его работы.
В настоящее время дозатор содержит электрические компоненты, причем известное их количество обеспечено печатной платой. Печатная плата, например, может быть приспособлена для управления дозированием AdBlue для выхлопной системы транспортного средства. По различным причинам эти электрические компоненты являются чувствительными к высоким температурам. Слишком высокие температуры дозатора могут привести к постепенному ухудшению электрических компонентов, что потенциально приводит к дорогому ремонту в мастерской для технического обслуживания. Кроме того, химический восстановитель, присутствующий в блоке дозирования, может, по меньшей мере, частично кристаллизоваться при слишком высоких температурах, что потенциально приводит к засорению дозатора. Следовательно, тот факт, что температура дозатора системы SCR не должна превышать критический уровень, имеет первостепенное значение.
В настоящее время охлаждение дозатора системы SCR транспортного средства происходит непрерывно во время функционирования транспортного средства в нормальном режиме в результате циркуляции химического восстановителя в системе SCR, как указано выше. В настоящее время способ охлаждения дозатора во время функционирования транспортного средства работает вполне приемлемо.
После функционирования транспортного средства большое количество тепловой энергии, произведенной посредством его функционирования, сохраняется прежде всего в выхлопной системе. Эта тепловая энергия может быть подведена к дозатору, например, от глушителя и катализатора SCR, и она может нагреть дозатор до температуры, которая превышает критическое значение.
Когда транспортное средство выключается и, следовательно, поток выхлопных газов в выхлопной системе прекращается, дозатор химического восстановителя охлаждается в течение предварительно определенного промежутка времени, например приблизительно 30 минут, посредством химического восстановителя таким же образом, как и при функционировании в нормальном режиме.
Эта структура влечет за собой определенные неудобства. Одним является относительно большая величина энергии, используемой для запуска насоса в системе SCR после выключения транспортного средства. Любой аккумулятор транспортного средства, используемый для запуска насоса системы SCR, таким образом, может быть разряжен или может достигнуть нежелательно низкого уровня заряда.
Другим неудобством дозатора, охлаждаемого таким же образом, как и во время функционирования в нормальном режиме, является то, что насос системы SCR испускает неприятный шум, который, например, водитель транспортного средства может найти раздражающим, в частности, если он или она должны поспать в такси после смены или находятся в непосредственной близости от транспортного средства.
Следовательно, существует потребность в улучшении существующих способов охлаждения дозатора в системе SCR после выключения транспортного средства для уменьшения или устранения вышеупомянутых неудобств.
В публикации DE 102007000666 A1 описано устройство для подачи реагента-восстановителя на выхлопной патрубок во время каталитической очистки выхлопных газов и обсуждается охлаждение впрыскивающего клапана для реагента-восстановителя после двигателя, вследствие чего отключается поток выхлопных газов. Структура согласно DE 102007000666 A1 содержит охлаждающую рубашку, которая, в целях охлаждения, окружает впрыскивающий клапан и приспособлена для пропускания через нее потока реагента-восстановителя. Основное внимание в данном раскрытии уделяется температуре реагента-восстановителя, главным образом, посредством измерения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретение является создание нового и эффективного способа улучшения производительности системы SCR.
Другой задачей настоящего изобретения является создание новых и эффективных системы SCR и компьютерной программы для улучшения производительности системы SCR.
Задачей настоящего изобретение является создание нового и эффективного способа осуществления охлаждения дозатора системы SCR после остановки в нем потока выхлопных газов.
Другой задачей изобретения является создание новой и эффективной системы SCR и новой и эффективной компьютерной программы для осуществления охлаждения дозатора системы SCR после остановки потока выхлопных газов в системе SCR.
Дополнительной задачей изобретения является создание способа, устройства и компьютерной программы для уменьшения риска возникновения перегрева дозатора в системе SCR после остановки потока выхлопных газов в системе SCR.
Дополнительной задачей изобретения является создание альтернативного способа, альтернативной системы SCR и альтернативной компьютерной программы для уменьшения риска возникновения перегрева дозатора в системе SCR после остановки потока выхлопных газов в системе SCR.
Эти задачи решаются посредством создания способа охлаждения дозатора, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов согласно п. 1 формулы изобретения.
Аспектом изобретения является способ охлаждения дозатора, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов, при котором после остановки потока выхлопных газов охлаждают дозатор реагента-восстановителя посредством подаваемого в него реагента-восстановителя и периодически эксплуатируют подающее устройство для подачи охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной рабочей мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме.
Периодическая работа подающего устройства для реагента-восстановителя дает в результате функциональные возможности системы SCR, которые уменьшают или минимизируют воздействие системы SCR. Подающее устройство может периодически работать с рабочей мощностью, которая достигает желаемого охлаждения дозатора. Подающее устройство может периодически работать с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. Это дает в результате положительный синергетический эффект в соответствии с инновационным способом, например, существенное уменьшение потребления энергии, вовлеченной в процесс охлаждения.
Подающее устройство может периодически работать с предварительно определенной конфигурацией интервала. Эта предварительно определенная конфигурация интервала может быть описана в виде интервалов функционирования подающего устройства, которое отключается, а затем снова включается с заданной периодичностью.
Эта последовательность временного отключения и включения может повторяться до тех пор, пока дозатор системы SCR не достигнет предварительно определенной желаемой температуры, например 40 градусов по Цельсию.
Эта предварительно определенная конфигурация интервала может включать в себя обеспечение эффектов перегревания дозатора. Поскольку дозатор, в соответствии с определенными вариантами, закреплен рядом с выхлопной системой, которая содержит, например, катализатор SCR и другие компоненты, которые могут передавать хранящуюся тепловую энергию на дозатор, даже после того, как последний был охлажден до желаемой температуры, при определении конфигурации интервала предпочтительно учитывать эти эффекты перегревания.
Функционирование подающего устройства может быть включено на основе измеренной температуры, по меньшей мере, одной части системы SCR.
Функционирование подающего устройства может дать в результате охлаждение дозатора до температуры, которая находится ниже предварительно определенного предельного значения.
Реагент-восстановитель может являться жидким раствором, который содержит мочевину, например, AdBlue.
Для минимизации воздействия на транспортное средство предложенная функция вызывает отключение функционирования насоса подающего устройства системы SCR любое желаемое количество раз во время охлаждения дозатора после остановки потока выхлопных газов. В соответствии с вариантом, скорость работы насоса ниже или существенно ниже скорости, используемой во время функционирования в нормальном режиме системы SCR, и это функционирование в нормальном режиме содержит функционирование системы SCR в процессе движения транспортного средства или предыдущего функционирования в нормальном режиме системы SCR во время охлаждения дозатора после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов.
При наличии данного преимущества уменьшается приведенная выше потребность в уменьшении электрической энергии из аккумулятора транспортного средства при выключении его двигателя во время последующей процедуры охлаждения.
Поддержание периодической рабочей мощности подающего устройства, по существу, с неизменной охлаждающей способностью дозатора дает в результате меньшее количество шума, чем работа подающего устройства на полной мощности, как было указано ранее. Часть оригинального решения настоящего изобретения заключается в том, что было обнаружено, что если подающее устройство работает периодически, то охлаждающаяся способность дозатора уменьшается очень незначительно.
Применение уменьшенной рабочей мощности подающего устройства, по существу, с неизменной охлаждающей способностью дозатора дает в результате меньший уровень шума, чем работа подающего устройства на полной мощности, как было указано ранее.
Несмотря на то, что рабочая мощность подающего устройства была уменьшена по сравнению с функционированием в нормальном режиме, и несмотря на то, что оно работает периодически, по существу, с неизменной охлаждающей способностью дозатора, возможно избежать кристаллизации реагента-восстановителя в результате слишком высоких температур и вследствие этого засорения дозатора, что потенциально приведет к дорогостоящему ремонту системы SCR.
Посредством уменьшения рабочей мощности подающего устройства, по существу, с неизменной охлаждающей способностью дозатора повреждение компонентов дозатора под воздействием высокой температуры может быть успешно предотвращено.
Несмотря на то, что подающее устройство работает периодически, по существу, с неизменной охлаждающей способностью дозатора, повреждения электрических компонентов дозатора под воздействием высокой температуры могут быть успешно предотвращены.
Уменьшение рабочей мощности подающего устройства может повлечь за собой приведение его работы с более низкой скоростью, чем во время функционирования в нормальном режиме. Уменьшение мощности подающего устройства может привести к более низкому давлению реагента-восстановителя в направлении дозатора, чем во время функционирования в нормальном режиме.
В соответствии с вариантом осуществления, мощность подающего устройства для реагента-восстановителя уменьшается, по меньшей мере, на одном этапе до уровня, который приводит, по существу, к отсутствию изменения в охлаждающей способности дозатора, но использует значительно меньше энергии, чем на существующем уровне техники.
Способ может включать этап периодической работы подающего устройства с минимально возможной мощностью, по существу, с неизменной охлаждающей способностью вышеупомянутого дозатора во время продолжения охлаждения. При наличии данного преимущества достигается функция охлаждения, посредством которой охлаждающая способность дозатора является, по существу, неизменной, но при этом целесообразно уменьшается воздействие системы SCR на транспортное средство.
Этап работы подающего устройства может включать приведение его работу с мощностью, соответствующей 10-30% от мощности во время функционирования в нормальном режиме. При наличии данного преимущества это приводит к уменьшению значительного количества энергии, необходимого для адекватного охлаждения дозатора системы SCR, в частности, поскольку подающее устройство также работает периодически. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, этап работы подающего устройства может включать приведение его работы с мощностью, соответствующей менее 10% от мощности во время функционирования в нормальном режиме. В соответствии с вариантом осуществления, инновационный способ может привести к полному энергосбережению 10-50%, по сравнению со способами охлаждения в соответствии с текущим уровнем техники.
Способ может дополнительно включать этап работы подающего устройства на основе измеряемой температуры, по меньшей мере, одной части системы SCR. Любая адекватная температура из, по меньшей мере, одной части системы SCR может быть использована таким образом, чтобы охлаждение дозатора могло быть выключено автоматически, если после остановки потока выхлопных газов достигнута температура, по меньшей мере, одной части системы SCR.
Работа подающего устройства может повлечь за собой обеспечение эффектов повторного нагревания. Предварительно определенный временной промежуток и адекватная температура, по меньшей мере, одной части системы SCR может быть предварительно определена посредством компьютерной модели, хранящейся в блоке управления транспортного средства на основе уже известных эффектов избыточного нагревания системы SCR. Эффекты избыточного нагревания могут быть определены на основе расчетного запаса тепловой энергии в системе SCR.
Способ легко реализовать в существующих механических транспортных средствах. Программные средства, относящиеся к системе SCR для очистки выхлопных газов в соответствии с изобретением, могут быть установлены в блоке управления транспортного средства во время производства транспортного средства. Таким образом, покупатель транспортного средства может иметь возможность выбирать функцию из данного способа в качестве возможного варианта. Альтернативно, программные средства, которые содержат программный код для применения инновационного способа, относящегося к системе SCR для очистки выхлопных газов, могут быть установлены в блоке управления транспортного средства в случае модернизации на станции технического обслуживания, и в этом случае программные средства могут быть загружены в запоминающее устройство блока управления. Следовательно, реализация инновационного способа является рентабельной, в частности, поскольку в транспортное средство не должны быть установлены дополнительные компоненты или вспомогательные системы. В настоящее время соответствующие аппаратные средства уже предоставлены в транспортном средстве. Следовательно, изобретение представляет рентабельное решение вышеуказанных проблем.
Программные средства, содержащие программный код для охлаждения дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого на него реагента-восстановителя после остановки потока выхлопных газов и для периодической работы подающего устройства для подачи охлаждающего реагента-восстановителя и работы подающего устройства с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме в соответствии с аспектом изобретения, могут быть легко обновлены или заменены. Кроме того, различные части программных средств, содержащие программный код для применения инновационного способа, могут быть заменены независимо друг от друга. Эта модульная конфигурация является целесообразной с точки зрения осуществления обслуживания.
Аспект изобретения предлагает систему SCR для очистки выхлопных газов, которая содержит охлаждаемый дозатор, содержащий средство для охлаждения дозатора реагента-восстановителя, после остановки потока выхлопных газов, посредством предназначенного для подачи в него реагента-восстановителя и средство для периодической эксплуатации подающего устройства для подачи охлаждающего реагента-восстановителя, и с этой целью подающее устройство приспособлено для работы с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме.
Подающее устройство может быть приспособлено для работы с уменьшенной мощностью, по сравнению с функционированием в нормальном режиме.
Подающее устройство может быть приспособлено для периодической работы с предварительно определенной конфигурацией интервала.
Предварительно определенная конфигурация интервала может повлечь за собой обеспечение эффектов повторного нагревания дозатора.
Подающее устройство может быть приспособлено для включения на основе измеренной температуры, по меньшей мере, одной части системы SCR.
Подающее устройство может быть приспособлено для осуществления охлаждения дозатора во время функционирования до температуры, которая находится ниже предварительно определенного предельного значения.
Реагент-восстановитель может являться жидким раствором, который содержит мочевину.
Вышеупомянутые задачи также достигаются посредством создания транспортного средства, которое содержит систему SCR. Транспортное средство может являться грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.
Аспект изобретения предлагает любую платформу, которая содержит систему SCR, например судно. Судно может быть любого типа, например моторной лодкой, паровым судном, паромом или морским судном.
Аспект изобретения предлагает компьютерную программу, относящуюся к системам SCR для очистки выхлопных газов, которая содержит программный код для того, чтобы вызывать выполнение электронным блоком управления или другим компьютером, соединенным с электронным блоком управления, этапов способа по любому из пп. 1-6 формулы изобретения.
Аспект изобретения предлагает компьютерную программу, относящуюся к системам SCR для очистки выхлопных газов, которая содержит программный код, хранящийся в машиночитаемом носителе, для выполнения электронным блоком управления или другим компьютером, соединенным с электронным блоком управления, этапов способа по любому из пп. 1-6 формулы изобретения.
Аспект изобретения предлагает компьютерный программный продукт, содержащий программный код, хранящийся в машиночитаемой среде, для выполнения этапов способа по любому из пунктов 1-6 формулы изобретения, когда программа выполняется на электронном блоке управления или другом компьютере, соединенном с электронным блоком управления.
Дополнительные цели, преимущества и новые отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидны для специалистов в данной области техники из последующего подробного описания, а также посредством осуществления изобретения на практике. Принимая во внимание, что изобретение описано ниже, следует отметить, что оно не ограничено конкретными описанными деталями. Специалисты, имеющие доступ к идее настоящего документа, поймут дополнительные сферы применения, модификации и объединения в пределах других областей техники, которые находятся в пределах объема изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания настоящего изобретения и его дополнительных целей и преимуществ изложенное ниже подробное описание должно восприниматься вместе с сопроводительными чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены подобные элементы на различных видах и на которых:
Фиг. 1 схематично иллюстрирует транспортное средство в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 2 схематично иллюстрирует подсистему для транспортного средства, изображенного на Фиг. 1, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 3a является схематической диаграммой рабочей мощности подающего устройства в виде функции от времени, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 3b является схематической диаграммой рабочей мощности подающего устройства в виде функции от времени, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 4a является схематичной схемой последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 4b является более подробной схематической схемой последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и
Фиг. 5 схематично иллюстрирует компьютер в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 изображает вид сбоку транспортного средства 100. Иллюстрируемое транспортное средство 100 содержит тягач 110 и трейлер 112. Транспортное средство может являться тяжелым транспортным средством, например грузовиком или автобусом. Альтернативно, транспортное средство может являться легковым автомобилем.
Следует отметить, что изобретение может применяться к любой системе SCR и, следовательно, не ограничено системами SCR механических транспортных средств. Инновационный способ и инновационная система SCR, в соответствии с аспектом изобретения, хорошо подходят и для других платформ, которые имеют систему SCR, отличных от механических транспортных средств, например для судна. Судно может быть любого типа, например моторной лодкой, паровым судном, паромом или морским судном.
Инновационный способ и инновационная система SCR, в соответствии с аспектом изобретения, также хорошо подходят, например, для систем, которые содержат двигатели промышленного назначения и/или промышленные роботы с приводным двигателем.
Инновационный способ и инновационная система SCR, в соответствии с аспектом изобретения, также хорошо подходят для различных видов электростанций, например электростанций, содержащих дизельный генератор.
Инновационный способ и инновационная система SCR хорошо подходят для любой двигательной системы, которая содержит двигатель и систему SCR, например на локомотиве или на какой-либо другой платформе.
x
Инновационный способ и инновационная система SCR хорошо подходят для любой системы, которая содержит генератор NO и систему SCR.
В настоящем документе термин «канал» относится к каналу связи, который может являться физическим соединением, таким как оптико-электронная линия передачи данных, или не физическим соединением, таким как беспроводное соединение, например радиоканалом или каналом микроволновой связи.
В настоящем документе термин «линия» относится к тракту для удержания и передачи жидкости, например реагента-восстановителя в жидкой форме. Линия может являться трубой любого подходящего размера. Линия может быть выполнена из любого подходящего материала, например пластмассы, резины или металла.
x
В настоящем документе термин «химический восстановитель» или «реагент-восстановитель» относится к веществу, используемому для реакции с определенными выбросами в системе SCR. Например, эти выбросы могут быть газом NO. В настоящем документе термины «химический восстановитель» и «реагент-восстановитель» используются как синонимы. Химический восстановитель, в соответствии с вариантом, является так называемым AdBlue. Разумеется, могут быть использованы и другие виды химического восстановителя. В настоящем документе AdBlue приводится в качестве примера химического восстановителя, но специалисты поймут, что инновационный способ и инновационное устройство могут осуществляться и с другими типами химического восстановителя, при условии необходимой адаптации, например адаптации к адекватным температурам кристаллизации для выбранных химических восстановителей в алгоритмах управления для выполнения программного кода в соответствии с инновационным способом.
Фиг. 2 изображает подсистему 299 транспортного средства 100. Подсистема 299 расположена в тягаче 110. Подсистема 299 может являться частью системы SCR. В этом примере, подсистема 299 содержит емкость 205, выполненную с возможностью вмещения химического восстановителя. Контейнер 205 приспособлен для вмещения подходящего количества химического восстановителя, а также для того, чтобы иметь возможность его повторного наполнения по мере необходимости. В контейнере может вмещаться, например, 75 или 50 литров химического восстановителя.
Первая линия 271 приспособлена для проведения химического восстановителя в насос 230 из емкости 205. Насос 230 может быть любым подходящим насосом. Насос 230 может быть диафрагменным насосом, обеспеченным, по меньшей мере, одним фильтром. Насос 230 приспособлен для его запуска посредством электромотора. Насос 230 приспособлен для высасывания химического восстановителя из емкости 205 через первую линию 271 и подачи его через вторую линию 272 в дозатор 250. Дозатор 250 содержит дозировочный клапан с электрическим управлением, посредством которого может управляться поток химического восстановителя, добавленного в выхлопную систему. Насос 230 приспособлен для нагнетания химического восстановителя во второй линии 272. Дозатор 250 обеспечен дроссельным блоком, напротив которого увеличивается давление химического восстановителя в подсистеме 299.
Дозатор 250 приспособлен для подачи химического восстановителя в выхлопную систему (не изображена) транспортного средства 100. Более конкретно, дозатор 250 приспособлен для управляемой подачи подходящего количества химического восстановителя в выхлопную систему транспортного средства 100. В соответствии с этим вариантом, катализатор SCR (не изображен) расположен после положения в выхлопной системе, где производится подача химического восстановителя. Предполагается, что количество химического восстановителя, подаваемого в выхлопную систему, будет использоваться в катализаторе SCR обычным способом для уменьшения количества нежелательных выбросов.
Например, дозатор 250 располагается рядом с выхлопной трубой, которая приспособлена для проведения выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания (не изображен) транспортного средства 100 на катализатор SCR. Дозатор 250 расположен в тепловом контакте с выхлопной системой транспортного средства 100. Это означает, что тепловая энергия, хранящаяся, например, в выхлопной трубе, глушителе и катализаторе SCR, таким образом, может быть проведена в дозатор.
Дозатор 250 обеспечен электронной платой управления, которая приспособлена для обработки обмена данными с блоком 200 управления. Дозатор 250 также содержит пластиковые и/или резиновые компоненты, которые могут плавиться или на которые могут неблагоприятно влиять слишком высокие температуры.
Дозатор 250 чувствителен к температурам свыше определенного значения, например 120 градусов по Цельсию. Например, по мере превышения выхлопной трубой, глушителем и катализатором SCR транспортного средства 100 этого значения температуры, существует риск того, что дозатор может перегреться во время или после функционирования транспортного средства, если он не обеспечен средством охлаждения.
Третья линия 273 проходит между дозатором 250 и контейнером 205. Третья линия 273 приспособлена для возвращения в емкость 205 определенного количества химического восстановителя, подаваемого на дозировочный клапан 250. Эта конфигурация успешно достигает охлаждения дозатора 250. Таким образом, дозатор 250 охлаждается посредством потока химического восстановителя по мере его прокачки через дозатор 250 из насоса 230 в емкость 205.
Первая линия 281 для радиаторной жидкости приспособлена для удержания и передачи хладагента для двигателя транспортного средства 100. Первая линия 281 для радиаторной жидкости частично расположена в контейнере 205 для нагревания находящегося в нем химического восстановителя, если химический восстановитель является холодным. В этом примере, первая линия 281 для радиаторной жидкости приспособлена для проведения радиаторной жидкости, которая была нагрета посредством двигателя транспортного средства, в замкнутом контуре через емкость 205, через насос 230. Вторая линия 282 радиаторной жидкости приспособлена для проведения радиаторной жидкости из насоса 230 обратно в двигатель транспортного средства 100. В соответствии с вариантом, первая линия 281 радиаторной жидкости сконфигурирована, по существу, с подковообразной частью, расположенной в контейнере 205, как схематично изображено на Фиг. 2. При использовании данной конфигурации достигается улучшенное нагревание химического восстановителя в контейнере 205, если химический восстановитель имеет слишком низкую температуру для функционирования желаемым способом. Следует отметить, что первая линия 281 радиаторной жидкости может иметь любую подходящую конфигурацию. Если химический восстановитель имеет температуру, которая превышает предварительно определенное значение, то нагревание химического восстановителя посредством радиаторной жидкости автоматически отключается.
Первый блок 200 управления обеспечивает возможность обмена данными с термодатчиком 220 через канал 293. Термодатчик 220 приспособлен для обнаружения преобладающей температуры химического восстановителя в месте размещения датчика. В соответствии с этим вариантом, термодатчик 220 расположен в нижней части, по существу, подковообразной конфигурации первой линии 281 радиаторной жидкости. Термодатчик 220 приспособлен для непрерывной отправки в первый блок 200 управления сигналов, которые содержат информацию о преобладающей температуре химического восстановителя.
В соответствии с альтернативой, термодатчик 220 расположен рядом с дозатором 250 для обнаружения в этом месте преобладающей температуры. В соответствии с другим вариантом, термодатчик 220 расположен рядом с катализатором SCR системы SCR для обнаружения в этом месте преобладающей температуры. В подсистеме 299 может быть предоставлено любое желаемое количество термодатчиков для обнаружения преобладающей температуры в смежных с ними местах. Термодатчик/термодатчики 220 приспособлены для обнаружения в подходящем положении в пределах подсистемы 299 преобладающей температуры, которая может служить основанием для управления функционирование насоса 230 для охлаждения дозатора посредством вышеупомянутого потока химического восстановителя.
Первый блок 200 управления обеспечивает возможность обмена данными с насосом 230 через канал 292. Первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием насоса 230, например, для регулирования потоков химического восстановителя в пределах подсистемы 299.
Первый блок 200 управления обеспечивает возможность обмена данными с дозатором 250 через канали 291. Первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием дозатора 250, например, для регулирования подачи химического восстановителя в выхлопную систему транспортного средства 100. Первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием дозатора 250, например, для регулирования обратной подачи химического восстановителя в емкость 205.
В соответствии с вариантом, первый блок 200 управления приспособлен для использования принятых сигналов, которые содержат преобладающую температуру химического восстановителя в области действия термодатчика 220 и/или преобладающую температуру любого желаемого компонента системы SCR или подсистемы 299 в качестве основания для управления насосом 230, в соответствии с аспектом инновационного способа. В частности, в соответствии с вариантом, первый блок 200 управления приспособлен для использования принятых сигналов, которые содержат преобладающую температуру химического восстановителя в области нахождения термодатчика 220 и/или преобладающую температуру любого желаемого компонента системы SCR или подсистемы 299 в качестве основания для управления функционированием насоса 230 с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме после остановки потока выхлопных газов из двигателя, в соответствии с аспектом инновационного способа.
Второй блок 210 управления обеспечивает возможность обмена данными с первым блоком 200 управления через канал 290. Второй блок 210 управления может быть соединен с первым блоком 200 управления с возможностью легкого отсоединения. Второй блок 210 управления может являться блоком управления, находящимся снаружи транспортного средства 100. Второй блок 210 управления может быть приспособлен для выполнения инновационных этапов способа, в соответствии с изобретением. Второй блок 210 управления может быть использован для промежуточной загрузки программных средств на первый блок 200 управления, в частности программных средств для применения инновационного способа. Альтернативно, второй блок 210 управления может обеспечивать возможность обмена данными с первым блоком 200 управления через внутреннюю сеть транспортного средства. Второй блок 210 управления может быть приспособлен для выполнения функций, по существу, подобных функциям первого блока 200 управления, например, с использованием принятых сигналов, которые содержат преобладающую температуру химического восстановителя в области нахождения термодатчика 220 и/или преобладающую температуру любого желаемого компонента системы SCR или подсистемы 299 в качестве основания для управления функционированием насоса 230 с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме после остановки потока выхлопных газов из двигателя. Следует отметить, что инновационный способ может применяться либо посредством первого блока 200 управления, либо второго блока 210 управления, либо одновременно посредством первого блока 200 управления и второго блока 210 управления.
В соответствии с вариантом осуществления, схематично иллюстрированным на Фиг. 2, первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием насоса 230 с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме после остановки подачи потока выхлопных газов из двигателя таким образом, чтобы любое количество электрической энергии, которое может быть необходимо для охлаждения дозатора 250 до критической температуры с точки зрения безопасности, было меньшим, чем на текущем уровне техники.
Фиг. 3a является схематической диаграммой рабочей мощности P подающего устройства в виде функции от времени t, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Диаграмма схематично иллюстрирует, как подающее устройство 230 может функционировать на основе первой предварительно определенной конфигурации интервала. В соответствии с первой конфигурацией интервала, если обнаружена необходимость в охлаждении дозатора 250 после остановки потока выхлопных газов, то подающее устройство 230 продолжает функционировать с обычной рабочей мощностью P1 до первого момента t1 времени. Между первым моментом t1 времени и вторым моментом времени рабочая мощность P подающего устройства 230 равна нулю (0), и, следовательно, подающее устройство выключается или бездействует. После второго момента t2 времени подающее устройство 230 функционирует с обычной рабочей мощностью P1 до третьего момента t3 времени. После третьего момента t3 времени рабочая мощность P подающего устройства 230 равна нулю (0), и, следовательно, подающее устройство выключается или бездействует. В четвертый момент времени обнаруживается, что требования предварительно определенного критерия удовлетворены, и, следовательно, продолжается выключенное состояние подающего устройства. В четвертый момент t4 времени обнаруживается, что будет невозможно увеличение преобладающей температуры дозатора 250 посредством эффектов повторного нагревания до слишком высокой температуры, при которой мог бы возникнуть риск снижения его функциональных возможностей.
В соответствии с первой предварительно определенной конфигурацией интервала, период t1-t2 и период t2-t3 имеют, по существу, равную длительность.
Следует отметить, что различные периоды функционирования и отключения функционирования подающего устройства в предварительно определенной конфигурации интервала могут отличаться по длине, в соответствии с вариантом. Также следует отметить, что конфигурация интервала также может иметь любое желательное количество периодов функционирования и отключения функционирования подающего устройства. В соответствии с вариантом, периоды, относящиеся к функционированию подающего устройства (например, период t2-t3), находятся в пределах диапазона 30-90 секунд. В соответствии с вариантом, периоды, относящиеся к функционированию подающего устройства (например, период t2-t3), находится в пределах диапазона 1-5 минут. В соответствии с вариантом, периоды, относящиеся к функционированию подающего устройства (например, период t2-t3), короче одной (1) минуты. В соответствии с версией, периоды, относящиеся к функционированию подающего устройства (например, период t2-t3), длиннее пяти (5) минут.
В соответствии с версией, предварительно определенная конфигурация интервала имеет длину порядка 30 минут. Предварительно определенная конфигурация интервала может быть короче 30 минут. Предварительно определенная конфигурация интервала может быть длиннее 30 минут.
Версия изобретения определяет, в любой желаемый момент времени в конфигурации интервала, удовлетворяются ли требования предварительно определенного критерия, и в этом случае, на основе этого может быть выполнено выключение подающего устройства 230. Предварительно определенный критерий более подробно описан ниже со ссылкой на Фиг. 4b.
Фиг. 3b является схематической диаграммой рабочей мощности подающего устройства в виде функции от времени, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
На ней схематично иллюстрировано, как подающее устройство 230 может функционировать на основе второй предварительно определенной конфигурации интервала. В соответствии со второй конфигурацией интервала, продолжается функционирование подающего устройства 230, если после остановки потока выхлопных газов определена необходимость охлаждения дозатора 250, с уменьшенной рабочей мощностью P2, по сравнению с функционированием в нормальном режиме, до первого момента t1 времени. Между первым моментом t1 времени и вторым моментом времени рабочая мощность P подающего устройства 230 равна нулю (0), и, следовательно, подающее устройство выключается или бездействует. После второго момента t2 времени подающее устройство 230 функционирует с рабочей мощностью P2 до третьего момента t3' времени. Период t2-t3' короче периода t2-t3, описанного со ссылкой на Фиг. 3a. После третьего момента t3' времени рабочая мощность P подающего устройства 230 равна нулю (0) до четвертого момента t4' времени, и, следовательно, подающее устройство выключается или бездействует. Период t3'-t4' короче периода t3-t4, описанного со ссылкой на Фиг. 3a. После четвертого момента t4' времени подающее устройство 230 функционирует с дополнительно уменьшенной рабочей мощностью до пятого момента t5 времени. В пятом моменте t5 времени обнаруживается, удовлетворяются ли требования предварительно определенного критерия, и затем продолжается состояние выключения устройства, после чего рабочая мощность становится равной нулю (0). В пятом моменте t5 времени обнаруживается, что будет не возможно увеличение преобладающей температуры дозатора 250 посредством эффектов повторного нагревания до слишком высокой температуры, при которой может существовать риск снижения его функциональных возможностей.
Фиг. 4a является схематической схемой последовательности операций способа охлаждения дозатора, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ содержит первый этап s401. Этап s401 способа содержит этапы, после остановки потока выхлопных газов, охлаждения дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого в него реагента-восстановителя, и периодической работы подающего устройства для подачи реагента-восстановителя, и работы подающего устройства с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. После этапа s401 способ завершается.
Фиг. 4b является схематической схемой последовательности операций способа, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Способ включает первый этап s410. Этап s410 способа включает этап отключения потока выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания транспортного средства 100. На данном этапе дозатор 250 охлаждается обычным способом, то есть с рабочей мощностью насоса 230, которая необходима для поддержания такого же потока охлаждения дозатора, как и во время функционирования в нормальном режиме. Отключение потока выхлопных газов производится посредством выключения двигателя транспортного средства 100. За этапом s410 следует этап s420.
Этап s420 способа включает этап оценки того, сохраняется ли потребность в охлаждении дозатора посредством потока химического восстановителя в системе SCR. Этап определения того, существует ли потребность в продолжении вышеупомянутого охлаждения, может быть основан на различных параметрах. В соответствии с примером, определение того, сохраняется ли потребность в охлаждении, основано на сигналах от термодатчика 220, которые содержат информацию о преобладающей температуре, по меньшей мере, одного из компонентов системы SCR или подсистемы 299 транспортного средства 100. Если потребность в охлаждении не охраняется, то способ завершается. Если потребность в охлаждении сохраняется, то выполняется последующий этап s430.
Этап s430 способа включает этап влияния на функционирование насоса 230 таким образом, чтобы он функционировал периодически. В соответствии с вариантом, насос 230 функционирует периодически с предварительно определенной конфигурацией интервала. В соответствии с вариантом, насос 230 функционирует периодически с рабочей мощностью, соответствующей мощности при функционировании в нормальном режиме. В соответствии с вариантом, насос 230 функционирует периодически с уменьшенной рабочей мощностью, по сравнению с мощностью, используемой для поддержания охлаждающего потока дозатора 250 во время функционирования в нормальном режиме. За этапом s430 следует этап s440.
Этап s440 способа включает этап определения, выполняется ли предварительно определенный критерий. Предварительно определенный критерий может являться любым желаемым критерием. Вышеупомянутый критерий может быть связан с предварительно определенной конфигурацией интервала. Критерий может быть связан с измеренной температурой, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR. Критерий может быть связан с эффектами повторного нагревания, по меньшей мере, одной части системы SCR. Таким образом, требования предварительно определенного критерия могут выполняться, если рабочая мощность насоса 230 управляется в соответствии с предварительно определенной конфигурацией интервала, и в этом случае можно предположить, что дозатор 250 достиг желаемой температуры, при которой нет никакой необходимости в его дальнейшем охлаждении. Если предварительно определенная температура, по меньшей мере, одной части системы SCR достигнута после того, как насос 230 функционировал периодически определенным образом, то можно предположить, что дозатор 250 достиг желаемой температуры, при которой нет никакой необходимости в его дальнейшем охлаждении. Если на этапе s440 определено, что требования предварительно определенного критерия не удовлетворены, то способ завершается. Если на этапе s440 определено, что требования предварительно определенного критерия не удовлетворены, то насос 230 продолжает функционировать периодически, возможно также с уменьшенной мощностью, по сравнению с функционированием в нормальном режиме, и этап s440 выполняется повторно. После этапа s440 способ завершается.
Фиг. 5 является схематическим представлением варианта устройства 500. В варианте, блоки 200 и 210 управления, описанные со ссылкой на Фиг. 2, могут содержать устройство 500. Устройство 500 содержит энергонезависимое запоминающее устройство 520, блок 510 обработки данных и оперативное запоминающее устройство 550. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 имеет первый элемент 530 запоминающего устройства, в котором хранится компьютерная программа, например операционная система, для управления работой устройства 500. Устройство 500 дополнительно содержит шинный контроллер, последовательный порт связи, средство ввода/вывода, преобразователь A/D (аналого-цифровой), блок ввода и передачи времени и даты, счетчик событий и контроллер прерываний (не изображен). Энергонезависимое запоминающее устройство 520 также имеет второй элемент 540 запоминающего устройства.
Предложенная компьютерная программа P содержит стандартные подпрограммы для охлаждения дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого в него реагента-восстановителя, и для периодической работы подающего устройства для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя, и для работы подающего устройства с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме, после остановки потока выхлопных газов, в соответствии с инновационным способом. Программа P может быть сохранена в исполняемой форме или в сжатой форме в запоминающем устройстве 560 и/или в оперативном запоминающем устройстве 550.
Поскольку блок 510 обработки данных описан как выполняющий конкретную функцию, то это означает, что блок 510 обработки данных осуществляет конкретную часть программы, хранящейся в запоминающем устройстве 560, или определенную часть программы, хранящейся в оперативном запоминающем устройстве 550.
Устройство 510 обработки данных может обмениваться данными с портом 599 данных через шину 515 данных. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 предназначено для обмена данными с блоком 510 обработки данных через шину 512 данных. Отдельное запоминающее устройство 560 предназначено для обмена данными блоком 510 обработки данных через шину 511 данных. Оперативное запоминающее устройство 550 приспособлено для обмена данными с блоком 510 обработки данных через шину 514 данных. Например, порт 599 данных может иметь соединенные с ним каналы 290, 291, 292 и 293 (см. Фиг. 2).
Когда данные приняты в порте данных 599, они временно сохраняются временно во втором элементе 540 запоминающего устройства. Когда входные данные временно сохранены, блок 510 обработки данных выполняет подготовку к осуществлению выполнения кода описанным выше способом. В соответствии с вариантом, сигналы, принятые в порте 599 данных, содержат информацию о преобладающей температуре, по меньшей мере, одной части системы SCR. Сигналы, принятые в порте 599 данных, могут быть использованы посредством устройства 500 для периодической работы насоса 230 в соответствии с аспектом изобретения. Сигналы, принятые в порте данных 599, могут быть использованы посредством устройства 500 для периодической работы насоса 230 с предварительно определенной конфигурацией интервала, в соответствии с аспектом изобретения. Сигналы, принятые на порте 599 данных, могут быть использованы посредством устройства 500, для периодической работы насоса 230 с уменьшенной рабочей мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме и, при необходимости, с предварительно определенной конфигурацией интервала, в соответствии с аспектом изобретения.
Части описанных в настоящем документе способов могут быть осуществлены посредством устройства 500 посредством блока 510 обработки данных, который выполняет программу, хранящуюся в запоминающем устройстве 560 или в оперативном запоминающем устройстве 550. Когда устройство 500 выполняет программу, выполняются способы, описанные в настоящем документе.
Предшествующее описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приведено в целях иллюстрации и описания. Оно не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или для ограничения изобретения описанными вариантами. Безусловно, для специалистов в данной области техники будут очевидны многие модификации и изменения. Варианты осуществления были выбраны и описаны для наилучшего объяснения принципов изобретения и применений его на практике и, следовательно, для обеспечения возможности специалистам понимания изобретения для различных вариантов осуществления и с различными модификациями, подходящими для его предполагаемого использования.