СПОСОБ И УСТРОЙСТВО, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ОХЛАЖДЕНИЮ ДОЗИРУЮЩИХ МОДУЛЕЙ SCR-СИСТЕМ
METHOD AND DEVICE RELEVANT TO BATCHING MODULES COOLING IN SCR SYSTEMS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу, относящемуся к SCR-системе для очистки выхлопных газов. Изобретение относится также к компьютерному программному продукту, содержащему программный код для компьютера для реализации способа согласно изобретению. Изобретение относится также к SCR-системе для очистки выхлопных газов и к автомобилю, который оснащается SCR-системой.
Уровень техники
Транспортные средства сегодня используют, например, мочевину в качестве восстановителя в системах SCR (избирательного каталитического восстановления), которые содержат SCR-катализатор, в которых упомянутый восстановитель и газ NOx могут реагировать и преобразовываться в газообразный азот и воду. Различные типы восстановителей могут быть использованы в SCR-системах. Адблю (AdBlue) является примером обычно используемого восстановителя.
Один тип SCR-системы содержит контейнер, который хранит восстановитель. SCR-система также имеет насос, выполненный с возможностью извлечения упомянутого восстановителя из контейнера через всасывающий шланг и его подачи через напорный шланг в дозирующий модуль, расположенный рядом с системой выпуска отработавших газов транспортного средства, например рядом с выхлопной трубой системы выпуска отработавших газов. Дозирующий модуль выполнен с возможностью впрыскивания необходимого количества восстановителя в выхлопную трубу до SCR-катализатора согласно функциональным процедурам, которые сохраняются в модуле управления транспортного средства. Чтобы упрощать регулирование давления, когда предусмотрены небольшие или вообще нет дозированных величин, система также содержит возвратный шланг, который идет обратно в контейнер со стороны повышенного давления системы. Эта конфигурация позволяет охлаждать дозирующий модуль посредством восстановителя, который, во время охлаждения, вытекает из контейнера через насос и дозирующий модуль и обратно в контейнер. Дозирующий модуль тем самым содержит активное охлаждение. Противоток из дозирующего модуля в контейнер может быть практически постоянным и в настоящее время не управляется или регулируется посредством надлежащих клапанов или таких модулей.
Поскольку дозирующий модуль в настоящее время располагается рядом с системой выпуска отработавших газов транспортного средства, которая становится теплой в ходе работы транспортного средства, например, в зависимости от нагрузки, существует риск перегрева дозирующего модуля. Перегрев дозирующего модуля может влечь за собой ухудшение его функциональности, потенциально снижая его рабочие характеристики.
Дозирующий модуль в настоящее время содержит электрические компоненты, причем некоторые из них содержат печатную плату. Упомянутая печатная плата, например, может быть выполнена с возможностью управления дозированием AdBlue в систему выпуска отработавших газов транспортного средства. По различным причинам эти электрические компоненты являются чувствительными к высоким температурам. Слишком высокие температуры дозирующего модуля могут приводить к ухудшению качества электрических компонентов, потенциально приводя к дорогому ремонту в ремонтной мастерской. Кроме того, восстановитель, присутствующий в дозирующем модуле, может, по меньшей мере, частично кристаллизоваться при слишком высоких температурах, потенциально приводя к закупорке дозирующего модуля. Следовательно, наибольшую важность имеет то, что температура дозирующего модуля SCR-системы не должна превышать критический уровень.
Охлаждение дозирующего модуля SCR-системы транспортного средства в настоящее время осуществляется непрерывно в ходе обычной работы транспортного средства в результате циркуляции восстановителя в SCR-системе, как указано выше. Охлаждение дозирующего модуля в ходе работы транспортного средства в настоящее время работает удовлетворительно.
После работы транспортного средства большая величина тепловой энергии, вызываемая посредством его работы, накапливается, главным образом, в системе выпуска отработавших газов. Эта тепловая энергия может направляться в дозирующий модуль, например, из глушителя и SCR-катализатора и может нагревать дозирующий модуль до температуры, которая превышает критическую величину.
Когда транспортное средство деактивируется и поток выхлопных газов в системе выпуска отработавших газов, следовательно, прекращается, дозирующий модуль для восстановителя охлаждается в течение предварительно определенного времени, например приблизительно 30 минут, посредством упомянутого восстановителя аналогично тому, как это выполняется в ходе обычной работы.
Эта компоновка влечет за собой определенные недостатки. Один заключается в относительно большой величине энергии, используемой для того, чтобы питать насос в SCR-системе после того, как деактивируется транспортное средство. Любой аккумулятор транспортного средства, используемый для того, чтобы питать насос SCR-системы, тем самым может разряжаться или достигать нежелательно низкого уровня зарядки.
Другой недостаток охлаждения дозирующего модуля аналогично тому, как это выполняется в ходе обычной работы, заключается в том, что насос SCR-системы излучает мешающий шум, который, например, может раздражать водителя транспортного средства, в частности, когда он должен спать в кабине после утомительной поездки или находится совсем близко к транспортному средству.
Таким образом, существует потребность совершенствовать текущие способы для охлаждения дозирующего модуля в SCR-системе после того, как деактивировано транспортное средство, чтобы уменьшать или исключать вышеуказанные недостатки.
DE 102007000666 A1 ссылается на устройство для подачи восстанавливающего агента в вытяжной канал во время каталитической очистки выхлопных газов и поясняет охлаждение инжекторного клапана для восстанавливающего агента после того, как двигатель и, следовательно, поток выхлопных газов деактивирован. Компоновка в DE 102007000666 A1 содержит охлаждающую рубашку, которая для целей охлаждения окружает инжекторный клапан и выполнена с возможностью принудительного протекания восстанавливающего агента через нее. Основное внимание здесь обращается на температуру восстанавливающего агента, главным образом посредством измерения.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предлагать новый и преимущественный способ для повышения эффективности SCR-системы.
Другая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предлагать новую и преимущественную SCR-систему и новую и преимущественную компьютерную программу для повышения эффективности SCR-системы.
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предлагать новый и преимущественный способ для осуществления охлаждения дозирующего модуля SCR-системы после прекращения потока выхлопных газов в ней.
Другая цель изобретения заключается в том, чтобы предлагать новую и преимущественную SCR-систему и новую и преимущественную компьютерную программу для осуществления охлаждения дозирующего модуля SCR-системы после прекращения потока выхлопных газов в SCR-системе.
Дополнительная цель изобретения заключается в том, чтобы предлагать способ, SCR-систему и компьютерную программу для снижения риска того, что дозирующий модуль в SCR-системе может перегреваться после прекращения потока выхлопных газов в SCR-системе.
Дополнительная цель изобретения заключается в том, чтобы предлагать альтернативный способ, альтернативную SCR-систему и альтернативную компьютерную программу для снижения риска того, что дозирующий модуль в SCR-системе может перегреваться после прекращения потока выхлопных газов в SCR-системе.
Эти цели достигаются с помощью способа, относящегося к SCR-системам для очистки выхлопных газов по п. 1.
Согласно аспекту изобретения предлагается способ, относящийся к SCR-системам для очистки выхлопных газов, содержащий этапы:
- принятия решения относительно потребности, после прекращения потока выхлопных газов, охлаждать дозирующий модуль для восстанавливающего агента, который является частью SCR-системы, посредством восстанавливающего агента, подаваемого в дозирующий модуль, и
- прогнозирования температурного профиля упомянутого дозирующего модуля в качестве основы для принятия решения относительно упомянутой потребности и прогнозирования соответствующим образом того, достигается или нет предварительно определенная температура дозирующего модуля после упомянутого прекращения потока выхлопных газов.
Модель вычислений, сконфигурированная с возможностью вычисления будущей максимальной температуры, которой будет достигать дозирующий модуль SCR-системы, при условии энергии, накопленной в дозирующем модуле, при прекращении потока выхлопных газов, может быть использована для того, чтобы достигать уменьшенного ударного воздействия SCR-системы. Модель вычислений, сконфигурированная с возможностью вычисления будущей максимальной температуры, которой будет достигать дозирующий модуль при условии энергии, накопленной в различных частях SCR-системы, когда поток выхлопных газов прекращается, может быть использована для того, чтобы достигать уменьшенного ударного воздействия SCR-системы. Модель вычислений может быть сконфигурирована с возможностью дискретизации температур дозирующего модуля SCR-системы непосредственно до и/или после прекращения потока выхлопных газов и иметь возможность на их основе прогнозировать то, будет или нет достигать дозирующий модуль температур, которые являются слишком высокими и могут повреждать его. Если определено, что с очень большой вероятностью достигается слишком высокая температура дозирующего модуля для восстанавливающего агента, его охлаждение посредством восстанавливающего агента может поддерживаться на любом подходящем уровне. Модель вычислений сконфигурирована с возможностью дискретизации температур различных частей SCR-системы непосредственно до и/или после прекращения потока выхлопных газов и имеет возможность на их основе прогнозировать то, будет или нет достигать дозирующий модуль температур, которые являются слишком высокими и могут повреждать его. Если определено, что фактически не достигается слишком высокая температура дозирующего модуля для восстанавливающего агента, его охлаждение посредством восстанавливающего агента может быть остановлено автоматически. Таким образом, число периодов, которые влекут за собой длительное охлаждение дозирующего модуля для восстанавливающего агента посредством восстанавливающего агента после прекращения потока выхлопных газов, может сокращаться, что является преимущественным с нескольких точек зрения, например, при недопущении необязательного использования электроэнергии для того, чтобы обеспечивать работу подающего устройства для упомянутого восстанавливающего агента в SCR-системе.
Прогнозирование температурного профиля дозирующего модуля позволяет управлять работой подающего устройства для восстанавливающего агента в SCR-системе оптимальным способом относительно использования электроэнергии. Прогнозирование температурного профиля дозирующего модуля и автоматическое принятие решения относительно того, должна или нет прекращаться длительная работа подающего устройства, позволяет не допускать необязательного охлаждения дозирующего модуля.
Упомянутая предварительно определенная температура может быть температурой, которая критически важна для функционирования дозирующего модуля. Это функционально критическая температура является температурой, при которой, например, электронные компоненты дозирующего модуля могут испытывать настолько сильные повреждения, что их функциональность ухудшается или сводится на нет. Задание упомянутой предварительно определенной температуры, равной подходящему значению, представляет надежный способ для снижения риска перегрева дозирующего модуля в SCR-системе после прекращения потока выхлопных газов в SCR-системе.
Упомянутая, по меньшей мере, одна часть упомянутой SCR-системы может содержать любое из SCR-катализатора, глушителя или восстанавливающего агента. В частности, преимущественным является то, чтобы прогнозировать температурный профиль дозирующего модуля. Если температурный профиль прогнозируется для других компонентов SCR-системы, например SCR-катализатора или глушителя, можно моделировать на его основе прогнозный температурный профиль для дозирующего модуля. Упомянутое прогнозирование температурного профиля упомянутой, по меньшей мере, одной части упомянутой SCR-системы тем самым позволяет косвенно определять будущую температуру дозирующего модуля. В частности, это позволяет косвенно определять будущую максимальную температуру дозирующего модуля.
Упомянутое прогнозирование температурного профиля может влечь за собой обеспечение эффектов повторного нагрева, по меньшей мере, одной части SCR-системы. В зависимости от того, как работает SCR-система, различные величины тепловой энергии могут накапливаться в других ее частях. Эта тепловая энергия может направляться в дозирующий модуль даже после прекращения потока выхлопных газов. Аспект изобретения обеспечивает эффекты повторного нагрева при моделировании температурного профиля дозирующего модуля.
Способ дополнительно может содержать этап прогнозирования упомянутого температурного профиля, по меньшей мере, одной части упомянутой SCR-системы посредством модели вычислений, которая содержит предварительно определенную конфигурацию параметров. Конфигурация параметров может быть любой конфигурацией параметров, содержащей, например, преобладающую температуру SCR-катализатора и/или преобладающую температуру глушителя, и/или преобладающую температуру восстанавливающего агента или дозирующего модуля.
Этап принятия решения относительно упомянутой потребности может осуществляться до или после упомянутого прекращения потока выхлопных газов. Принятие решения относительно упомянутой потребности до прекращения потока выхлопных газов означает, что решение относительно прерывания охлаждения дозирующего модуля может быть принято раньше, чем когда этап принятия такого решения осуществляется после упомянутого прекращения потока выхлопных газов. Принятие решения относительно упомянутой потребности после упомянутого прекращения потока выхлопных газов означает, что решение относительно прерывания охлаждения дозирующего модуля может быть принято на основе более обновленной информации, чем когда решение относительно упомянутой потребности принимается до прекращения потока выхлопных газов.
Упомянутый восстанавливающий агент может быть жидким раствором, который содержит мочевину.
Способ просто реализовывать в существующих автомобилях. Программное обеспечение, относящееся к SCR-системе для очистки выхлопных газов согласно изобретению, может быть установлено в модуле управления транспортного средства во время изготовления транспортного средства. Покупатель транспортного средства тем самым может иметь возможность выбора функции способа в качестве варианта. Альтернативно, программное обеспечение, которое содержит программный код для применения инновационного способа, относящегося к SCR-системе для очистки выхлопных газов, может быть установлено в модуле управления транспортного средства в случае модернизации на станции технического обслуживания, когда программное обеспечение может быть загружено в запоминающее устройство в модуле управления. Реализация инновационного способа, следовательно, является экономически эффективной, в частности, поскольку транспортное средство не должно содержать дополнительные компоненты или подсистемы. Релевантные аппаратные средства в настоящее время уже предоставляются в транспортном средстве. Следовательно, изобретение представляет экономически эффективное решение проблем, указываемых выше.
Программное обеспечение, содержащее программный код для принятия решения относительно потребности, после прекращения потока выхлопных газов, охлаждать дозирующий модуль для восстанавливающего агента посредством восстанавливающего агента и для прогнозирования температурного профиля, по меньшей мере, одной части упомянутой SCR-системы в качестве основы для принятия решения относительно упомянутой потребности, согласно аспекту изобретения, просто обновлять или заменять. Кроме того, различные части программного обеспечения, содержащего программный код для применения инновационного способа, могут заменяться независимо друг от друга. Эта модульная конфигурация является преимущественной с точки зрения технического обслуживания.
Аспект изобретения предлагает SCR-систему, содержащую устройство для очистки выхлопных газов. SCR-система содержит средство для принятия решения относительно потребности, после прекращения потока выхлопных газов, охлаждать дозирующий модуль для восстанавливающего агента, который является частью SCR-системы, посредством восстанавливающего агента, предназначенного для того, чтобы подаваться в дозирующий модуль, и средство для прогнозирования температурного профиля упомянутого дозирующего модуля в качестве основы для принятия решения относительно упомянутой потребности и средство для прогнозирования того, достигается или нет предварительно определенная температура дозирующего модуля после упомянутого прекращения потока выхлопных газов.
Упомянутая предварительно определенная температура может быть температурой, которая критически важна для функционирования дозирующего модуля.
Упомянутое средство для прогнозирования предварительно определенной температуры дозирующего модуля упомянутой SCR-системы выполнено с возможностью прогнозирования температурного профиля, по меньшей мере, одной дополнительной части упомянутой SCR-системы, содержащей любое из SCR-катализатора, глушителя или восстанавливающего агента.
Упомянутое прогнозирование температурного профиля упомянутой дополнительной, по меньшей мере, одной части упомянутой SCR-системы может позволять косвенно определять будущую температуру дозирующего модуля.
Упомянутое прогнозирование температурного профиля может влечь за собой обеспечение эффектов повторного нагрева, по меньшей мере, одной части SCR-системы.
SCR-система дополнительно может содержать средство для прогнозирования упомянутого температурного профиля, по меньшей мере, одной части упомянутой SCR-системы посредством модели вычислений, содержащей предварительно определенную конфигурацию параметров.
Средство для принятия решения относительно упомянутой потребности может быть выполнено с возможностью принятия такого решения до или после упомянутого прекращения потока выхлопных газов.
Вышеуказанные цели также достигаются с использованием автомобиля, содержащего SCR-систему. Транспортное средство может быть грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что время, когда модуль управления транспортного средства не должен быть активирован, не больше или не чаще того, что и раньше для мониторинга и управления подающим устройством для восстанавливающего агента.
Аспект изобретения предполагает любую подходящую платформу, которая содержит SCR-систему, например корабль. Корабль может иметь любой тип, к примеру катер, пароход, паром или судно.
Аспект изобретения предлагает компьютерную программу, относящуюся к SCR-системам для очистки выхлопных газов, которая содержит программный код для инструктирования электронному модулю управления или другому компьютеру, соединенному с электронным модулем управления, выполнять этапы по любому из пп. 1-8.
Аспект изобретения предлагает компьютерную программу, относящуюся к SCR-системам для очистки выхлопных газов, которая содержит программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе, для инструктирования электронному модулю управления или другому компьютеру, соединенному с электронным модулем управления, выполнять этапы по любому из пп. 1-8.
Аспект изобретения предлагает компьютерный программный продукт, содержащий программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе, для осуществления этапов способа по любому из пп. 1-8, когда упомянутая программа выполняется в электронном модуле управления или другом компьютере, соединенном с электронным модулем управления.
Дополнительные цели, преимущества и новые признаки настоящего изобретения должны становиться очевидными для специалистов в данной области техники из нижеприведенных подробностей, а также посредством осуществления изобретения на практике. Тогда как изобретение описывается ниже, следует отметить, что оно не ограничивается конкретными описанными подробностями. Специалисты, имеющие доступ к идеям в данном документе, должны принимать во внимание дополнительные варианты применения, модификации и включения в других областях техники, которые находятся в пределах объема изобретения.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания настоящего изобретения и его дополнительных целей и преимуществ, подробное описание, изложенное ниже, должно читаться вместе с прилагаемыми чертежами, на которых идентичные ссылочные обозначения обозначают аналогичные элементы на различных схемах, и на которых:
Фиг. 1 схематично иллюстрирует транспортное средство согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 2 схематично иллюстрирует подсистему для транспортного средства, проиллюстрированного на фиг. 1, согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 3 схематично иллюстрирует подсистему для транспортного средства, проиллюстрированного на фиг. 1, согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 4a является блок-схемой последовательности операций способа согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 4b является более подробной блок-схемой последовательности операций способа согласно варианту осуществления изобретения; и
Фиг. 5 схематично иллюстрирует компьютер согласно варианту осуществления изобретения.
Подробное описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует вид сбоку транспортного средства 100. Проиллюстрированное транспортное средство 100 содержит тягач 110 и прицеп 112. Транспортное средство может быть тяжелым транспортным средством, например грузовиком или автобусом. Транспортное средство альтернативно может быть легковым автомобилем.
Следует отметить, что изобретение является применимым к любой SCR-системе и, следовательно, не ограничивается SCR-системами автомобилей. Инновационный способ и инновационное устройство согласно аспекту изобретения оптимально подходят для других платформ, которые имеют SCR-систему, отличных от автомобилей, например для корабля. Корабль может иметь любой тип, к примеру катера, пароходы, паромы или суда.
Инновационный способ и инновационная SCR-система согласно аспекту изобретения также оптимально подходят, например, для систем, которые содержат стационарные двигатели и/или промышленные роботы с приводом от двигателя.
Инновационный способ и инновационная SCR-система согласно аспекту изобретения также оптимально подходят для различных видов электростанций, например для электростанции, содержащей дизель-генератор.
Инновационный способ и инновационная SCR-система оптимально подходят для любой системы двигателя, которая содержит двигатель и SCR-систему, например на локомотиве или некоторой другой платформе.
Инновационный способ и инновационная SCR-система оптимально подходят для любой системы, которая содержит формирователь NOx и SCR-систему.
Термин "линия связи" относится в данном документе к линии связи, которая может быть физическим соединением, к примеру, к оптоэлектронной линии связи, или нефизическим соединением, к примеру, к беспроводному соединению, например, линии радиосвязи или линии микроволновой связи.
Термин "линия" относится в данном документе к каналу для хранения и транспортировки жидкости, например восстанавливающего агента в жидкой форме. Линия может быть трубкой любого подходящего размера. Линия может быть изготовлена из любого подходящего материала, такого как пластик, каучук или металл.
Термин "восстановитель" или "восстанавливающий агент" относится в данном документе к агенту, используемому для реакции с определенными выделениями в SCR-системе. Эти выделения, например, могут представлять собой газ NOx. Термины "восстановитель" и "восстанавливающий агент" в данном документе используются синонимично. Упомянутый восстановитель согласно варианту применения представляет собой так называемый AdBlue. Конечно, могут быть использованы другие виды восстановителей. AdBlue в данном документе приводится в качестве примера восстановителя, но специалисты должны принимать во внимание, что инновационный способ и инновационное устройство осуществимы с другими типами восстановителей согласно необходимым адаптациям, например адаптациям к соответствующим точкам замерзания для выбираемых восстановителей, в алгоритмах управления для выполнения программного кода в соответствии с инновационным способом.
Фиг. 2 иллюстрирует подсистему 299 транспортного средства 100. Подсистема 299 располагается в тягаче 110. Подсистема 299 может быть частью SCR-системы. Подсистема 299 содержит в этом примере контейнер 205, выполненный с возможностью хранить восстановитель. Контейнер 205 выполнен с возможностью размещения подходящего количества восстановителя и с возможностью восполняемости по мере необходимости. Контейнер может размещать, например, 75 или 50 литров восстановителя.
Первая линия 271 выполнена с возможностью направления восстановителя в насос 230 из контейнера 205. Насос 230 может быть любым подходящим насосом. Насос 230 может быть диафрагменным насосом, содержащим, по меньшей мере, один фильтр. Насос 230 выполнен с возможностью приведения в действие посредством электромотора. Насос 230 выполнен с возможностью извлечения восстановителя из контейнера 205 через первую линию 271 и его подачи через вторую линию 272 в дозирующий модуль 250. Дозирующий модуль 250 содержит дозирующий клапан с электрическим управлением, посредством которого может управляться поток восстановителя, добавляемого в систему выпуска отработавших газов. Насос 230 выполнен с возможностью нагнетания под давлением восстановителя во второй линии 272. Дозирующий модуль 250 содержит дроссельный модуль, против которого возрастает упомянутое давление восстановителя в подсистеме 299.
Дозирующий модуль 250 выполнен с возможностью подачи упомянутого восстановителя в систему выпуска отработавших газов (не проиллюстрирована) транспортного средства 100. Более конкретно, дозирующий модуль 250 выполнен с возможностью подачи подходящего количества восстановителя управляемым способом в систему выпуска отработавших газов транспортного средства 100. Согласно этому варианту применения, SCR-катализатор (не проиллюстрирован) располагается ниже относительно местоположения в системе выпуска отработавших газов, в котором осуществляется подача восстановителя. Количество восстановителя, подаваемого в системе выпуска отработавших газов, предназначено для использования традиционным способом в SCR-катализаторе для снижения величины нежелательных выбросов известным способом.
Дозирующий модуль 250 располагается, например, рядом с выхлопной трубой, которая выполнена с возможностью направления выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания (не иллюстрирован) транспортного средства 100 в SCR-катализатор. Система выпуска отработавших газов может содержать глушитель (не проиллюстрирован), размещаемый некоторым традиционным способом. Дозирующий модуль 250 располагается в термоконтакте с системой выпуска отработавших газов транспортного средства 100. Это означает то, что тепловая энергия, накопленная, например, в выхлопной трубе, глушителе и SCR-катализаторе, тем самым может направляться в дозирующий модуль.
Дозирующий модуль 250 содержит электронную плату управления, которая выполнена с возможностью обработки связи с модулем 200 управления. Дозирующий модуль 250 также содержит пластиковые и/или каучуковые компоненты, которые могут расплавляться или иным негативным образом затрагиваться в результате слишком высоких температур.
Дозирующий модуль 250 является чувствительным к температурам выше определенного значения, например 120 градусов Цельсия. Когда, например, выхлопная труба, глушитель и SCR-катализатор транспортного средства 100 превышают это значение температуры, существует риск того, что дозирующий модуль может перегреваться в ходе или после работы транспортного средства, если не обеспечивается его охлаждение.
Третья линия 273 идет между дозирующим модулем 250 и контейнером 205. Третья линия 273 выполнена с возможностью возвращения в контейнер 205 определенного количества восстановителя, подаваемого в дозирующий клапан 250. Эта конфигурация преимущественно достигает охлаждения дозирующего модуля 250. Дозирующий модуль 250 тем самым охлаждается посредством потока восстановителя по мере того, как он накачивается через дозирующий модуль 250 из насоса 230 в контейнер 205.
Первая линия 281 циркуляции радиаторной жидкости выполнена с возможностью хранения и транспортировки охлаждающей жидкости для двигателя транспортного средства 100. Первая линия 281 циркуляции радиаторной жидкости частично располагается в контейнере 205, чтобы нагревать восстановитель, присутствующий в нем, если восстановитель является холодным. В этом примере, первая линия 281 циркуляции радиаторной жидкости выполнена с возможностью возвращения радиаторной жидкости, которая нагрета посредством двигателя транспортного средства, в замкнутой схеме посредством контейнера 205 через насос 230 и вторую линию 282 циркуляции радиаторной жидкости обратно в двигатель транспортного средства 100. Согласно варианту применения, первая линия 281 циркуляции радиаторной жидкости конфигурируется с практически U-образной частью, расположенной в контейнере 205, как схематично проиллюстрировано на фиг. 2. Эта конфигурация достигает улучшенного нагрева восстановителя в контейнере 205, когда восстановитель имеет слишком низкую температуру, чтобы функционировать требуемым способом. Следует отметить, что первая линия 281 циркуляции радиаторной жидкости может иметь любую подходящую конфигурацию. Если восстановитель имеет температуру, которая превышает предварительно определенное значение, его нагрев посредством радиаторной жидкости деактивируется автоматически.
Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью связи с температурным датчиком 220 через линию 293 связи. Температурный датчик 220 выполнен с возможностью определения преобладающей температуры восстановителя в месте, в котором установлен датчик. Согласно этому варианту применения, температурный датчик 220 располагается внизу практически U-образной конфигурации первой линии 281 циркуляции радиаторной жидкости. Температурный датчик 220 выполнен с возможностью непрерывной отправки в первый модуль 200 управления сигналов, которые содержат информацию относительно преобладающей температуры восстановителя.
Согласно альтернативе, температурный датчик 220 располагается рядом с дозирующим модулем 250, чтобы определять преобладающую температуру восстановителя в нем. Температурный датчик 220 выполнен с возможностью определения в подходящем местоположении в подсистеме 299 преобладающей температуры восстановителя, которая может служить в качестве основы для вычисления температурного профиля дозирующего модуля, чтобы позволять управлять работой насоса 230 подходящим способом, чтобы охлаждать дозирующий модуль посредством упомянутого потока восстановителя.
Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью связи с насосом 230 через линию связи 292. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью управления работой насоса 230, чтобы, например, регулировать давление в линии 272. Соответственно, противоток восстановителя из дозирующего модуля 250 в контейнер 205 может описываться как функция от давления восстановителя выше дозирующего модуля 250. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью регулирования преобладающей температуры дозирующего модуля посредством управления работой насоса 230.
Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью связи с дозирующим модулем 250 через линию 291 связи. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью управления работой дозирующего модуля 250, чтобы, например, регулировать подачу восстановителя в систему выпуска отработавших газов транспортного средства 100. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью управления работой дозирующего модуля 250, чтобы, например, регулировать обратную подачу восстановителя в контейнер 205.
Первый модуль 200 управления, согласно варианту применения, выполнен с возможностью использования принимаемых сигналов, которые содержат информацию относительно преобладающей температуры восстановителя в любом местоположении в SCR-системе в качестве основы для управления работой насоса 230. В частности, первый модуль 200 управления, согласно варианту применения, выполнен с возможностью использования принимаемых сигналов, которые содержат преобладающую температуру восстановителя в области температурного датчика 220 в качестве основы для прерывистого управления работой насоса 230 на пониженной мощности по сравнению с обычной работой после прекращения потока выхлопных газов из двигателя.
Второй модуль 210 управления выполнен с возможностью связи с первым модулем 200 управления через линию 290 связи. Второй модуль 210 управления может съемно соединяться с первым модулем 200 управления. Второй модуль 210 управления может быть модулем управления, внешним для транспортного средства 100. Второй модуль 210 управления может быть выполнен с возможностью осуществления этапов инновационного способа согласно изобретению. Второй модуль 210 управления может быть использован для того, чтобы перекрестно загружать программное обеспечение в первый модуль 200 управления, в частности программное обеспечение для применения инновационного способа. Второй модуль 210 управления альтернативно может быть выполнен с возможностью связи с первым модулем 200 управления через внутреннюю сеть в транспортном средстве. Второй модуль 210 управления может быть выполнен с возможностью осуществления функций, практически аналогичных функциям первого модуля 200 управления, например, с использованием принимаемых сигналов, которые содержат преобладающую температуру восстановителя в качестве основы для вычисления значения для будущих максимальных температур дозирующего модуля, и управления работой насоса 230 любым подходящим способом на основе вычисленного значения температуры. Второй модуль 210 управления может быть выполнен с возможностью принятия решения относительно потребности, после прекращения потока выхлопных газов, охлаждать дозирующий модуль для восстанавливающего агента, который является частью SCR-системы, посредством восстанавливающего агента, подаваемого в дозирующий модуль, и прогнозирования температурного профиля упомянутого дозирующего модуля в качестве основы для принятия решения относительно упомянутой потребности и прогнозирования того, достигается или нет предварительно определенная температура дозирующего модуля после упомянутого прекращения потока выхлопных газов.
Следует отметить, что инновационный способ может применяться посредством первого модуля 200 управления и второго модуля 210 управления или посредством как первого модуля 200 управления, так и второго модуля 210 управления.
Согласно варианту осуществления, схематично проиллюстрированному на фиг. 2, первый модуль 200 управления выполнен с возможностью управления работой насоса 230 на пониженной мощности по сравнению с обычной работой после прекращения потока выхлопных газов из двигателя таким образом, что любая величина электроэнергии, которая может быть необходима для охлаждения дозирующего модуля 250, по меньшей мере, до одной критической температуры с точки зрения безопасности, уменьшается по сравнению с предшествующим уровнем техники.
Фиг. 3 схематично иллюстрирует подсистему 399 транспортного средства 100. Подсистема 399 содержит определенные компоненты, описанные выше со ссылкой на фиг. 2, например первый модуль 200 управления, второй модуль 210 управления и температурный датчик 220 для определения преобладающей температуры восстановителя в контейнере 205.
Подсистема 399 содержит температурный датчик 310, выполненный с возможностью измерения преобладающей температуры выхлопных газов в системе выпуска отработавших газов выше SCR-катализатора. Температурный датчик 310 выполнен с возможностью связи с первым модулем управления через линию 311 связи. Температурный датчик 310 выполнен с возможностью непрерывной отправки в первый модуль 200 управления через линию 311 связи сигналов, которые содержат информацию относительно преобладающей температуры потока выхлопных газов. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью, согласно варианту применения, оценки преобладающей температуры SCR-катализатора на основе принимаемых сигналов, которые содержат информацию относительно преобладающей температуры потока выхлопных газов.
Подсистема 399 содержит температурный датчик 320, выполненный с возможностью измерения преобладающей температуры SCR-катализатора. Температурный датчик 320 выполнен с возможностью связи с первым модулем управления через линию 321 связи. Температурный датчик 320 выполнен с возможностью непрерывной отправки в первый модуль 200 управления через линию 321 связи сигналов, которые содержат информацию относительно преобладающей температуры SCR-катализатора.
Подсистема 399 содержит температурный датчик 330, выполненный с возможностью измерения преобладающей температуры дозирующего модуля 250. Температурный датчик 330 выполнен с возможностью связи с первым модулем управления через линию 331 связи. Температурный датчик 330 выполнен с возможностью непрерывной отправки в первый модуль 200 управления через линию 331 связи сигналов, которые содержат информацию относительно преобладающей температуры дозирующего модуля 250.
Подсистема 399 содержит температурный датчик 340, выполненный с возможностью измерения преобладающей температуры SCR-катализатора. Датчик 340 расхода может быть расположен в любом местоположении в SCR-системе, например рядом с линией 273 ниже дозирующего модуля 250. Датчик 340 расхода выполнен с возможностью связи с первым модулем управления через линию 341 связи. Датчик 340 расхода выполнен с возможностью непрерывной отправки в первый модуль 200 управления через линию 341 связи сигналов, которые содержат информацию относительно преобладающего потока восстановителя.
Сигналы, отправленные посредством соответствующих датчиков 310, 320, 330, 340 и 220, могут быть использованы посредством первого модуля управления, чтобы моделировать температурный профиль дозирующего модуля 250 согласно аспекту изобретения. Согласно варианту применения, первый модуль 200 управления выполнен с возможностью моделирования температурного профиля дозирующего модуля 250 на основе информации, по меньшей мере, в одном из сигналов, принимаемых из соответствующих датчиков 310, 320, 330, 340 и 220.
Фиг. 4a является логической блок-схемой последовательности операций способа, относящейся к SCR-системам для очистки выхлопных газов, согласно варианту осуществления изобретения. Способ содержит первый этап s401. Этап s401 способа содержит этап принятия решения относительно потребности, после прекращения потока выхлопных газов, охлаждать дозирующий модуль для восстанавливающего агента, который является частью упомянутой SCR-системы, посредством восстанавливающего агента, подаваемого в дозирующий модуль, и этап:
- прогнозирования температурного профиля дозирующего модуля в качестве основы для принятия решения относительно упомянутой потребности и, соответственно,
- прогнозирования того, достигается или нет предварительно определенная температура дозирующего модуля после упомянутого прекращения потока выхлопных газов. Способ завершается после этапа s401.
Фиг. 4b является логической блок-схемой последовательности операций способа, относящейся к SCR-системам для очистки выхлопных газов, согласно варианту осуществления изобретения.
Способ содержит первый этап s410. Этап s410 способа содержит этап прекращения потока выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания транспортного средства 100. На этой стадии дозирующий модуль 250 охлаждается обычным способом, т.е. на рабочей мощности насоса 230, которая необходима для того, чтобы поддерживать охлаждающий поток дозирующего модуля, практически идентичный охлаждающему потоку в ходе обычной работы. Прекращение потока выхлопных газов осуществляется посредством отключения двигателя транспортного средства 100. После этапа s410 выполняется этап s415.
Этап s415 способа содержит этап вычисления будущего температурного профиля дозирующего модуля 250 посредством модели вычислений, которая сохраняется в первом модуле 200 управления или втором модуле 210 управления. Вычисление температурного профиля может быть основано на одном или более различных параметров, например, на преобладающей температуре SCR-катализатора транспортного средства, преобладающей температуре восстановителя, потоке восстановителя в SCR-системе, преобладающей температуре глушителя транспортного средства, преобладающей температуре дозирующего модуля 250, температурах потока выхлопных газов до его прекращения и/или параметре, связанном с оцененной нагрузкой на двигатель в течение определенного времени до прекращения упомянутого потока выхлопных газов. Модель вычислений сконфигурирована с возможностью вычисления преобладающей величины энергии, накопленной в различных частях SCR-системы, чтобы на ее основе вычислять и, следовательно, прогнозировать температурный профиль дозирующего клапана 250 в качестве основы для принятия решения относительно потребности охлаждать дозирующий модуль 250. Вычисление будущего температурного профиля дозирующего модуля 250 также позволяет определять то, какой максимальной температуры может достигать дозирующий модуль 250, если охлаждение не продолжается или прекращается после прекращения потока выхлопных газов. Определение смоделированного значения для максимальной будущей температуры дозирующего модуля 250 позволяет управлять работой насоса 230 оптимальным способом на его основе. После этапа s415 выполняется этап s420.
Этап s420 способа содержит этап оценки того, существует или нет постоянная потребность охлаждать дозирующий модуль посредством потока восстановителя в SCR-системе. Этап принятия решения относительно того, существует или нет потребность продолжать упомянутое охлаждение, может быть основан на смоделированном значении, определенном для максимальной будущей температуры дозирующего модуля 250. Согласно примеру, принятие решения относительно того, существует или нет постоянная потребность в охлаждении, основано на сигналах, по меньшей мере, из одного из датчика 220, датчика 310, датчика 320, датчика 330 и датчика 340, которые содержат информацию, как описано выше со ссылкой на фиг. 3. Если нет постоянной потребности в охлаждении, способ завершается. Если существует постоянная потребность в охлаждении, следующий этап s430 выполняется.
Этап s430 способа содержит этап влияния на работу насоса 230 таким образом, что он работает прерывисто и/или на уменьшенной рабочей мощности по сравнению с обычной работой. Согласно варианту применения, насос 230 работает прерывисто с предварительно определенной конфигурацией интервалов. Согласно варианту применения, насос 230 работает прерывисто на рабочей мощности, соответствующей обычной работе. Согласно варианту применения, насос 230 работает прерывисто на уменьшенной рабочей мощности по сравнению с рабочей мощностью, используемой для поддержания охлаждающего потока дозирующего модуля 250 в ходе обычной работы. После этапа s430 выполняется этап s440.
Этап s440 способа содержит этап оценки того, существует или нет постоянная потребность продолжать охлаждение дозирующего модуля посредством потока восстанавливающего агента в SCR-системе. Этап принятия решения относительно того, существует или нет потребность продолжать упомянутое охлаждение, может быть основан на обновленном смоделированном значении для максимальной будущей температуры дозирующего модуля 250. Согласно варианту применения, модель вычислений сконфигурирована с возможностью непрерывного обновления смоделированного значения, определенного для будущей максимальной температуры дозирующего модуля 250. Вычисление обновленного значения для упомянутой максимальной температуры может осуществляться практически идентично тому, как описано, например, в отношении этапа s415 способа. Согласно примеру, принятие решения относительно того, существует или нет постоянная потребность в охлаждении, основано на сигналах, по меньшей мере, из одного из датчика 220, датчика 310, датчика 320, датчика 330 и датчика 340, которые содержат информацию, как описано выше со ссылкой на фиг. 3. Если обнаружено отсутствие постоянной потребности в охлаждении, способ завершается. Если обнаружена постоянная потребность в охлаждении, работа насоса 230 продолжается способом, соответствующим обеспечению эффективного охлаждения дозирующего модуля 250. Например, насос 230 может продолжать работать прерывисто, возможно также на уменьшенной рабочей мощности по сравнению с обычной работой.
Фиг. 5 является схемой варианта применения устройства 500. Модули 200 и 210 управления, описанные со ссылкой на фиг. 2 в варианте применения, могут содержать устройство 500. Устройство 500 содержит энергонезависимое запоминающее устройство 520, процессор 510 данных и оперативное запоминающее устройство 550. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 имеет первый запоминающий элемент 530, в котором сохраняется компьютерная программа, например операционная система, для управления функцией устройства 500. Устройство 500 дополнительно содержит контроллер шины, последовательный порт связи, средство ввода-вывода, аналого-цифровой преобразователь, модуль ввода и передачи времени и даты, счетчик событий и контроллер прерываний (не проиллюстрирован). Энергонезависимое запоминающее устройство 520 также имеет второй запоминающий элемент 540.
Предложенная компьютерная программа P содержит процедуры для принятия решения относительно потребности, после прекращения потока выхлопных газов, охлаждать дозирующий модуль для восстанавливающего агента, который является частью SCR-системы, посредством восстанавливающего агента, подаваемого в дозирующий модуль, и для прогнозирования температурного профиля упомянутого дозирующего модуля в качестве основы для принятия решения относительно упомянутой потребности и для прогнозирования соответствующим образом того, достигается или нет предварительно определенная температура дозирующего модуля после упомянутого прекращения потока выхлопных газов, согласно инновационному способу. Программа P может сохраняться в исполняемой форме или в сжатой форме в запоминающем устройстве 560 и/или в оперативном запоминающем устройстве 550.
Если процессор 510 данных описывается как выполняющий определенную функцию, это означает то, что процессор 510 данных осуществляет определенную часть программы, сохраненной в запоминающем устройстве 560, или определенную часть программы, сохраненной в оперативном запоминающем устройстве 550.
Устройство 510 обработки данных может обмениваться данными с портом 599 передачи данных через шину 515 данных. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 предназначено для связи с процессором 510 данных через шину 512 данных. Отдельное запоминающее устройство 560 предназначено для того, чтобы обмениваться данными с процессором 510 данных через шину 511 данных. Оперативное запоминающее устройство 550 выполнено с возможностью обмена данными с процессором 510 данных через шину 514 данных. Порт 599 передачи данных, например, может иметь линии 311, 321, 331, 341, 293 и 290 связи, соединенные с ним (см. фиг. 3).
Когда данные принимаются по порту 599 передачи данных, они временно сохраняются во втором запоминающем элементе 540. Когда принятые входные данные временно сохранены, процессор 510 данных подготовлен к тому, чтобы осуществлять выполнение кода, как описано выше. Согласно варианту применения, сигналы, принятые по порту 599 передачи данных, содержат информацию относительно преобладающей температуры SCR-катализатора транспортного средства 100. Согласно варианту применения, сигналы, принятые по порту 599 передачи данных, содержат информацию относительно преобладающей температуры восстановителя в SCR-системе. Согласно варианту применения, сигналы, принятые по порту 599 передачи данных, содержат информацию относительно преобладающего потока восстановителя, например, в линии 273. Согласно варианту применения, сигналы, принятые по порту 599 передачи данных, содержат информацию относительно преобладающей температуры дозирующего модуля 250 SCR-системы. Согласно варианту применения, сигналы, принятые по порту 599 передачи данных, содержат информацию относительно преобладающей температуры потока выхлопных газов в системе выпуска отработавших газов транспортного средства 100.
Сигналы, принятые по порту 599 передачи данных, могут быть использованы посредством устройства 500 для того, чтобы принимать решение посредством модели вычислений, сохраненной в устройстве 500 относительно потребности, после прекращения потока выхлопных газов, охлаждать дозирующий модуль для восстанавливающего агента, который является частью SCR-системы, посредством восстанавливающего агента, подаваемого в дозирующий модуль, и прогнозировать температурный профиль дозирующего модуля в качестве основы для принятия решения относительно упомянутой потребности и прогнозировать соответствующим образом то, достигается или нет предварительно определенная температура дозирующего модуля после упомянутого прекращения потока выхлопных газов.
Части описанных в данном документе способов могут осуществляться посредством устройства 500 посредством процессора 510 данных, который выполняет программу, сохраненную в запоминающем устройстве 560 или оперативном запоминающем устройстве 550. Когда устройство 500 выполняет программу, осуществляются описанные в данном документе способы.
Вышеприведенное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предоставляется для иллюстративных и описательных целей. Оно не имеет намерение быть полным или ограничивать изобретение описанными разновидностями. Безусловно, множество модификаций и варьирований должны быть очевидными для специалистов в данной области техники. Варианты осуществления выбраны и описаны для того, чтобы оптимально пояснять принципы изобретения и его практические варианты применения, и, следовательно, позволять специалистам понимать изобретение для различных вариантов осуществления и с различными модификациями, соответствующими намеченному использованию.