JP2013533421A - Ｓｃｒシステム内の投入ユニットの温度制限に関連する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムであって、エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して排気システムの排気ダクト（２４０）に還元剤を供給するための投入ユニット（２５０）を備えるＳＣＲシステムに関連する方法に関し、この方法は、前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップ（ｓ３４０）を含む。この方法はまた、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記エンジンの動作を制御することにより前記排気ダクト（２４０）の温度を制限するステップ（ｓ３６０）を含む。本発明はまた、本発明による方法を実施するためのコンピュータ（２００；２１０；４００）用のプログラムコード（Ｐ）を含むコンピュータプログラム製品に関する。本発明はまた、装置、およびこの装置を備えた自動車（１００）に関する。

Description

本発明は、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムであって、エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して排気システムの排気ダクトに還元剤を供給するための投入ユニットを備えるＳＣＲシステムに関連する方法に関する。本発明はまた、本発明による方法を実施するためのコンピュータ用のプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。本発明はまた、エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムの装置、およびこの装置が設けられた自動車に関する。

今日の車両では、たとえばＳＣＲ（選択接触還元）触媒を備えるＳＣＲシステムでの還元体として尿素を使用し、この触媒においては、前記還元体とＮＯｘガスが反応して、窒素ガスと水に変換することができる。ＳＣＲシステムでは、様々なタイプの還元体を使用してもよい。ＡｄＢｌｕｅは、普通に使用される還元体の一例である。

ＳＣＲシステムの一種は、還元体の容器を備える。ＳＣＲシステムはまた、吸込みホースを介してこの容器から前記還元体を引き込み、車両の排気システムに隣接して、たとえば排気システムの排気パイプに隣接して位置している投入ユニットに、圧力ホースを介してこの還元剤を供給するように構成されたポンプを有してもよい。投入ユニットは、車両の制御ユニットに記憶された作動ルーチンに従って、ＳＣＲ触媒の上流側の排気パイプに必要な量の還元体を噴射するように構成されている。全くのゼロまたはほんの少量しか投入されないときに圧力の調節を容易にするために、このシステムはまた、システムの圧力側から容器へと戻る、戻しホースを備える。この構成により、還元体によって投入ユニットを冷却することが可能になり、この還元剤が、冷却中に容器からポンプおよび投入ユニットを介して流れて、また容器へと戻る。投入ユニットには、このように能動冷却が設けられる。

特定の動作状況においては、投入ユニットを適切に冷却することができない。このような場合の１つが、ＳＣＲシステムの還元体が完全にまたは部分的に凍結し、したがって投入ユニットの冷却流に悪影響を及ぼす場合でもよい。別のこうした場合として、ＳＣＲシステム内の還元体を使い果たし、またはポンプが意図したように機能しない場合もある。さらにこうした場合として、ＳＣＲシステムに漏れが存在する場合もある。このような漏れは、たとえば、ホースとポンプの間の結合部で発生することもある。あるいは、前記漏れは、ＳＣＲシステムのホースで発生することもある。

上記の動作状況には、投入ユニットが機能的に劣化して過熱し、永久的な損傷を被り、または場合によっては完全に崩壊するリスクが伴う。ＳＣＲシステムのハードウェアにとって致命的でない温度であっても、熱によって還元体が悪影響を受け、その結果、結晶化して、潜在的にたとえば投入ユニットの障害に至るリスクを伴う。

したがって、上記の欠点を軽減または排除するために、現在のＳＣＲシステムを改善する必要がある。

ＷＯ２０１０００３４２４Ａ１には、燃焼機関の排気ラインにおいて液体を投入するための方法およびシステムが記載されている。

本発明の一目的は、ＳＣＲシステムの性能を改善するための、新規の有利な方法を提案することである。

本発明の一目的は、投入ユニットに不十分な冷却流しかないとき、または全く冷却流がないときに、ＳＣＲシステムの性能を改善するための、新規の有利な方法を提案することである。

本発明の別の目的は、ＳＣＲシステムの新規の有利な装置、およびＳＣＲシステムの性能を改善するための新規の有利なコンピュータプログラムを提案することである。

本発明の別の目的は、ＳＣＲシステムの新規の有利な装置、および、投入ユニットに不十分な冷却流しかないとき、または全く冷却流がないときに、ＳＣＲシステムの性能を改善するための新規の有利なコンピュータプログラムを提案することである。

本発明の一目的は、ＳＣＲシステムに関連する方法であって、この方法により、ＳＣＲシステムの構成部品の望ましくない機能劣化のリスク、および／または還元剤に対するＳＣＲシステムの構成部品の障害リスク、たとえば投入ユニットの障害リスクを低減させる方法を提案することである。

本発明のさらなる目的は、ＳＣＲシステムに関連する代替方法、ＳＣＲシステムに関連する代替コンピュータプログラム、およびＳＣＲシステムの代替装置を提案することである。

これらの目的は、請求項１による、エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連する方法によって達成される。

本発明の一態様は、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムであって、エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して排気システムの排気ダクトに還元剤を供給するための投入ユニットを備えるＳＣＲシステムに関連する方法を提案する。この方法は、前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップを含む。この方法はまた、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記エンジンの動作を制御することにより前記排気ダクトの温度を制限するステップを含む。

投入ユニットの冷却が十分でなく、その結果、投入ユニットの温度が望ましくないレベルにまで上昇する場合、エンジンの動作に作用することによって排気システム内の排気ガスの温度を制御してもよい。結果として、投入ユニットの温度が高くなりすぎるリスクを減らす方法が有利である。このことにより、投入ユニットが永久的な損傷を被ることが防止され、または結晶化した結果として還元剤が投入ユニット内で障害となることが防止される。

前記温度制限は、エンジンの出力シャフトの利用可能な最大トルクを低減させることによって達成してもよい。このために、運転者も、記憶された動作ルーチンも、この利用可能な最大値を超えるトルクを要求してはならない。利用可能な最大トルクを低減させることにより、排気ダクト内の排気ガスの温度が低下することになる。利用可能な最大トルクの前記低減は、なだらかな傾斜をつけて、または不連続な段階で実現してもよい。利用可能な最大トルクの前記低減は、排気ダクト内の排気ガスの温度に基づいてもよく、この温度は、記憶されたモデルによって検出または計算される。あるいは、利用可能な最大トルクの前記低減は、投入ユニットの温度に基づいてもよく、この温度は、記憶されたモデルによって測定または計算される。

温度の前記制限は、エンジンのＥＧＲの内容に影響を及ぼすことによって達成してもよい。前記ＥＧＲの内容に影響を及ぼすことにより、排気ダクト内の排気ガスの温度を、望ましい所定のレベルまで能動的に調節することが可能である。前記ＥＧＲの内容を変更することにより、排気ダクト内の排気ガスの温度を、望ましい所定のレベルまで能動的に低下させることが可能である。投入ユニットの冷却の改善が、このようにして可能になる。

前記温度制限は、エンジンの少なくとも１つのシリンダの燃料噴射時間、またはエンジンの少なくとも１つのシリンダの点火時間に影響を及ぼすことによって達成してもよい。ディーゼルエンジンの少なくとも１つのシリンダの噴射時間、またはオットーエンジンの少なくとも１つのシリンダの点火時間を変更することにより、排気ダクト内の排気ガスの温度を、望ましい所定のレベルまで能動的に調節することが可能である。噴射時間または点火時間をシフトすることにより、排気ダクト内の排気ガスの温度を、望ましい所定のレベルまで能動的に低下させることが可能である。投入ユニットの冷却の改善が、このようにして可能になる。

前記望ましくない温度レベルは、前記還元剤の特性に基づいて設定してもよい。具体的には、前記温度レベルは、前記還元剤に悪影響が出始める温度、および／または前記燃料が不安定になる温度に基づいて設定してもよい。前記温度レベルは、摂氏８０〜１３０度の範囲内でもよい。前記温度レベルは、摂氏１３０度より高い温度でもよい。一例によれば、かなり影響されやすい還元剤を用いる場合、前記温度レベルは、摂氏６０〜９０度の範囲内でもよい。

前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップは、以下のステップ、すなわち、
−投入ユニットの温度を直接測定するステップと、
−前記排気ダクト内の排気の流れの温度を測定するステップと、
−計算モデルによって前記投入ユニットの温度を計算するステップと
のうち少なくとも１つのステップに基づいてもよい。

投入ユニットの温度を直接測定することにより、この投入ユニットでの現在の温度の正確な測定が実現する。

排気ダクト内の排気の流れの温度、またはＳＣＲシステムの排気システムの構成部品、たとえば排気ダクトの温度を測定することにより、投入ユニットの現在の温度を示すことができる。排気ダクト内の排気の流れの温度測定は、投入ユニットの温度の直接測定を良好に補完するもの、またはそれに代わるものである。

計算モデルによって前記投入ユニットの温度を計算することは、投入ユニットおよび／または排気ダクト（排気システム）に隣接する物理的なセンサを必要としない一変形形態である。したがって、こうして計算することは、投入ユニットの温度を決定するための、費用対効果が大きい変形形態である。

投入ユニットの温度の決定（測定もしくは計算）、または投入ユニットの温度に対応する、ＳＣＲシステムの他の何らかの構成部品の温度の決定（測定もしくは計算）により、投入ユニットの冷却が不十分な状況で、排気ダクトに還元剤を供給するように構成された投入ユニットの望ましくない温度レベルが生じたことを検出することが可能になる。

一例によれば、記憶された計算モデルによって、投入ユニットのこの先の温度を予測してもよい。一例によれば、たとえば、ＳＣＲシステムのエンジンへの現在の負荷を考慮に入れてもよい。エンジン負荷の増大時の排気温度の上昇は、一定の時間のずれと関連があることがよく知られている。したがって、ＳＣＲシステムのエンジンへの現在の負荷、または負荷の変化に基づいて、投入ユニットの未来の温度を予測してもよい。

前記還元剤は、尿素ベースの還元剤、たとえばＡｄＢｌｕｅでもよい。

この方法はさらに、前記排気ダクトの温度を制限するために前記エンジンの動作を制御するステップを手動で中止するステップを含んでもよい。投入ユニットの冷却が不十分な動作状態にある間、エンジン制御の自動制御が開始されて、排気の流れの温度が望ましい形で低下する。ＳＣＲシステムが、救助車両、たとえば消防車に取り付けられている場合、この車両の乗員のうち運転手または他の何らかのメンバーが、エンジン動作の前記制御を能動的に中止するよう選択してもよい。このことにより、たとえば、温度が高すぎて投入ユニットが破壊され、その結果、車両が望ましくない大量の排出物を放出することもあるという望ましくない結果につながる。しかし、緊急救助の場合は、革新的な方法を無効にして、優先的に車両の速度を高くし、利用可能なエンジントルクを大きくしてもよい。革新的な方法の動作停止は、車両の運転席に取り付けられ、車両の制御ユニットに信号接続された押しボタンでおこなってもよい。

この方法は、既存の自動車で実施するのが容易である。本発明による、エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連するソフトウェアは、車両の製造中に、車両の制御ユニット内にインストールしてもよい。したがって、車両の購入者は、この方法の機能をオプションとして選択できてもよい。あるいは、エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連する革新的な方法を適用するためのプログラムコードを含むソフトウェアは、サービスステーションでアップグレードをおこなう場合は車両の制御ユニット内にインストールしてもよく、こうした場合には、ソフトウェアは制御ユニット内のメモリにロードしてもよい。したがって、特にさらなるセンサまたは構成部品を車両に設ける必要がないので、この革新的な方法を実施することは費用対効果が大きい。関連するハードウェアは、一般には、既に車両に設けられている。したがって、本発明は、前述の諸問題に対して費用対効果の大きい解決策を提示する。

本発明の一態様は、エンジンからの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムの装置であって、エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して排気システムの排気ダクトに還元剤を供給するための投入ユニットを備えるＳＣＲシステムの装置を提案し、この装置は、
−前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定する手段と、
−前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記エンジンの動作を制御することによって前記排気ダクトの温度を制限する手段と
をさらに備える。

この装置は、前記温度制限を達成するために、エンジンの出力シャフトの利用可能な最大トルクを低減させる手段を備えてもよい。

この装置は、前記温度制限を実行するために、エンジンのＥＧＲの内容に影響を及ぼす手段を備えてもよい。前記温度制限は、エンジンの少なくとも１つのシリンダの燃料噴射時間、またはエンジンの少なくとも１つのシリンダの点火時間に影響を及ぼすことによって達成してもよい。

この装置は、以下の手段、すなわち、
−投入ユニットの温度を直接測定する手段と、
−前記排気ダクト内の排気の流れの温度を測定する手段と、
−計算モデルによって前記投入ユニットの温度を計算する手段と
のうち少なくとも１つを備えてもよい。

上記目的はまた、ＳＣＲシステムの本明細書に記載の装置を備える自動車で実現される。車両は、トラック、バス、または乗用車でもよい。

本発明の一態様は、エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連するコンピュータプログラムを提案する。このコンピュータプログラムは、電子制御ユニットまたは電子制御ユニットに接続された別のコンピュータに、請求項１〜７のいずれか一項に記載のステップを実行させるための、コンピュータ読取り可能な媒体に記憶されたプログラムコードを含む。

本発明の一態様は、エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連するコンピュータプログラムを提案する。このコンピュータプログラムは、電子制御ユニットまたはこの電子制御ユニットに接続された別のコンピュータに、請求項１〜７のいずれか一項に記載のステップを実行させるためのプログラムコードを含む。

本発明の一態様は、電子制御ユニットまたはこの電子制御ユニットに接続された他のコンピュータでプログラムが実行されるとき、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法ステップを実行するための、コンピュータ読取り可能な媒体に記憶されたプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品を提案する。

エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連するプログラムコードを含むソフトウェアは、更新または置換えが容易である。さらに、エンジン用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連するプログラムコードを含むソフトウェアの様々な部分は、互いに独立して置き換えてもよい。このモジュラー構成は、保守の観点から有利である。

本発明のさらなる目的、利点、および新規の特徴は、以下の詳細から、また本発明を実施に移すことによって当業者に明らかとなろう。本発明が以下に記載されているが、本発明は、記載された特定の詳細に限定されないことに留意されたい。本発明の範囲内にあるさらなる用途、修正形態、および他の分野の組込みが、本明細書の教示を利用できる専門家には理解されよう。

本発明、ならびに本発明のさらなる目的および利点をより完全に理解するために、添付図面とともに以下に述べる詳細説明を読まれたい。添付図面においては、様々な図で同じ参照記号は同様のアイテムを示す。

本発明の一実施形態による車両の概略図である。 本発明の一実施形態による、図１に示した車両用のサブシステムの概略図である。 本発明の一実施形態による一方法の概略流れ図である。 本発明の一実施形態による一方法のさらに詳細な概略流れ図である。 本発明の一実施形態によるコンピュータの概略図である。

図１には、車両１００の側部が示してある。例示された車両１００は、エンジン１５０を有するトラクタユニット１１０、およびトレイラ１１２を備える。この車両は、重い車両、たとえばトラックまたはバスでもよい。あるいは、車両は乗用車でもよい。

本発明は、任意のＳＣＲシステムに適用可能であり、したがって自動車のＳＣＲシステムに限定されないことに留意されたい。本発明の一態様による、ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、およびＳＣＲシステムの革新的な装置は、自動車以外のＳＣＲシステムを有する他のプラットフォーム、たとえば船舶に良好に適している。船舶は、どんな種類でもよく、たとえばモータボート、汽船、フェリーまたは大型船でもよい。

本発明の一態様による、ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、およびＳＣＲシステムの革新的な装置はまた、様々な種類の発電所、たとえばディーゼル発電機を備える発電所に良好に適している。

ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、およびＳＣＲシステムの革新的な装置は、たとえば機関車または他の何らかのプラットフォーム上の、エンジンおよびＳＣＲシステムを備える任意のエンジンシステムに良好に適している。

ＳＣＲシステムに関連する革新的な方法、およびＳＣＲシステムの革新的な装置は、ＮＯｘ発生器およびＳＣＲシステムを備える任意のシステムに良好に適している。

本明細書において、用語「リンク」は、光電子通信回線などの物理的な接続でもよく、または無線接続、たとえばラジオリンクもしくはマイクロ波リンクなどの非物理的な接続でもよい通信リンクを指す。

本明細書において、用語「ライン」は、流体たとえば液状の還元体を保持し運搬するための通路を指す。ラインは、任意の適切なサイズのパイプでよい。ラインは、任意の適切な材料、たとえばプラスチック、ゴム、または金属から作製してもよい。

用語「還元体（ｒｅｄｕｃｔａｎｔ）」または「還元剤（ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｇｅｎｔ）」は、本明細書においては、ＳＣＲシステム内の特定の排出物と反応するために使用される薬剤を指す。これらの排出物は、たとえばＮＯｘガスでもよい。用語「還元体」または「還元剤」は、本明細書においては同義語として使用される。一バージョンによる前記還元体は、いわゆるＡｄＢｌｕｅである。もちろん、他の種類の還元体を使用してもよい。ＡｄＢｌｕｅは、本明細書においては還元体の一例として引用されているが、革新的な方法および革新的な装置は、たとえば、革新的な方法によるソフトウェアコードを実行するための制御アルゴリズムにおいて、所与の還元体の機能的な劣化が始まる温度レベルに関する必要な適応を条件として、他のタイプの還元体でも実現可能であることが専門家には理解されよう。

図２は、車両１００のサブシステム２９９を示している。サブシステム２９９は、トラクタユニット１１０内に位置している。サブシステム２９９は、ＳＣＲシステムの一部分でもよい。サブシステム２９９は、この例では、還元体を保持するように構成された容器２０５を備える。容器２０５は、適切な量の還元体を貯蔵し、必要に応じて補充可能であるように構成されている。この容器は、たとえば７５リットルまたは５０リットルの還元体を収容してもよい。

第１のライン２７１は、容器２０５からポンプ２３０に還元体を導くように構成されている。ポンプ２３０は、任意の適切なポンプでよい。ポンプ２３０は、少なくとも１つのフィルタが設けられたダイヤフラムポンプでもよい。ポンプ２３０は、電気モータによって駆動されるように構成される。ポンプ２３０は、容器２０５から第１のライン２７１を介して還元体を引き込み、第２のライン２７２を介して投入ユニット２５０に供給するように構成される。投入ユニット２５０は、加えられた還元体の流出を制御するための、電気制御された投入バルブを備える。ポンプ２３０は、第２のライン２７２内の還元体を加圧するように構成される。投入ユニット２５０には、スロットルユニットが設けられ、このスロットルユニットに対して、サブシステム２９９内で還元体の前記圧力が増大する。

投入ユニット２５０は、車両１００の排気システム（図示せず）の排気ダクト２４０に前記還元体を供給するように構成される。排気ダクト２４０は、エンジン１５０からＳＣＲシステムの周囲に排気ガスを導くように構成される。具体的には、投入ユニット２５０は、車両１００の排気ダクト２４０に適切な量の還元体を制御されたやり方で供給するように構成される。このバージョンによれば、ＳＣＲ触媒（図示せず）が、排気システム内の還元体供給が実行される場所の下流に位置している。排気システム内に供給される還元体の量が、ＳＣＲ触媒内で通常の方式で使用されて、望ましくない排出物の量を既知の方式で低減されるものである。

投入ユニット２５０は、車両１００の燃焼機関１５０から前記ＳＣＲ触媒へと排気ガスを導くように構成された排気ダクトに隣接して位置している。投入ユニット２５０は、車両１００の排気システムと熱的に接触した位置にある。このことは、たとえば排気ダクト２４０、消音器、およびＳＣＲ触媒に蓄積された熱エネルギーを、このように投入ユニット２５０に導くことができることを意味する。

投入ユニット２５０には、制御ユニット２００との通信を扱うように構成された電子制御カードが備えられている。投入ユニット２５０はまた、プラスチックおよび／またはゴムの構成部品を備えるが、これらの構成部品は、高温になりすぎると溶解したり、または他の悪影響を受けたりすることもある。

投入ユニット２５０は、ある値、たとえば摂氏１２０度を超える温度の影響を受ける。たとえば、車両１００の排気ダクト２４０、消音器、およびＳＣＲ触媒の温度がこの値を超えると、冷却をおこなわない場合には車両の運転中または運転後に投入ユニットが過熱することもあるというリスクがある。

投入ユニット２５０内に存在する還元体は、前述の摂氏１２０度よりも著しく低い温度によって悪影響を受けることもあることに留意されたい。たとえば、摂氏７０度を超える温度では、還元剤が不安定になることがあり、それよりもいくらか高い温度では結晶化することもあり、したがって、潜在的に投入ユニット２５０の障害を引き起こすこともある。

第３のライン２７３は、投入ユニット２５０と容器２０５の間にある。第３のライン２７３は、投入バルブ２５０に供給された一定量の還元体を容器２０５に戻すように構成される。この構成により、投入ユニット２５０の冷却を達成することが有利である。したがって、還元体が投入ユニット２５０を介してポンプ２３０から容器２０５へとポンプで送り出されるとき、投入ユニット２５０は、この還元体の流れによって冷却される。

第１の制御ユニット２００が、リンク２２１を介して第１の温度センサ２２０と通信するように構成される。第１の温度センサ２２０は、投入ユニット２５０の現在の温度を検出するように構成される。第１の温度センサ２２０は、投入ユニット２５０の現在の第１の温度Ｔ１についての情報を含む信号を、第１の制御ユニット２００に連続的に送出するように構成される。

第１の制御ユニット２００は、リンク２３１を介してポンプ２３０と通信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、ポンプ２３０の動作を制御して、たとえばサブシステム２９９内での還元体の流れを調節するように構成される。第１の制御ユニット２００は、関連する電気モータを調節することにより、ポンプ２３０の動作パワーを制御するように構成される。

第１の制御ユニット２００は、リンク２８１を介して第２の温度センサ２８０と通信するように構成される。第２の温度センサ２８０は、排気ダクト２４０の現在の温度を検出するように構成される。第２の温度センサ２８０は、排気ダクト２４０の現在の温度についての情報を含む信号を、第１の制御ユニット２００に連続的に送出するように構成される。

第１の制御ユニット２００は、第２の温度センサ２８０から受信した信号に基づいて、投入ユニット２５０の推定された現在の温度を計算するように構成される。

第１の制御ユニット２００は、リンク２５１を介して投入ユニット２５０と通信するように構成される。第１の制御ユニット２００は、投入ユニット２５０の動作を制御して、たとえば車両１００の排気システムへの還元体供給を調節するように構成される。一例によれば、第１の制御ユニット２００は、投入ユニット２５０の動作を制御して、たとえば容器２０５への還元体供給の戻りを調節するように構成される。

一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、必要な場合には、革新的な方法の一態様により、前記エンジンの動作を制御することによって前記排気ダクトの温度を制限することの根拠として、第１の温度センサ２２０および／または第２の温度センサ２８０から受信した信号を使用するように構成される。

具体的には、一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、必要な場合には、エンジンの出力シャフトの利用可能な最大トルクを低減させること、および／またはエンジンのＥＧＲの内容に影響を及ぼすことの根拠として、第１の温度センサ２２０および第２の温度センサ２８０から受信した信号を使用するように構成される。

一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、必要な場合には、革新的な方法の一態様により、エンジンの少なくとも１つのシリンダの燃料噴射時間に影響を及ぼすこと、またはエンジンの少なくとも１つのシリンダの点火時間に影響を及ぼすことの根拠として、第１の温度センサ２２０および第２の温度センサ２８０から受信した信号を使用するように構成される。このことは、エンジンの出力シャフトの利用可能な最大トルクを前記低減させること、および／またはエンジンのＥＧＲの内容に前記影響を及ぼすことと組み合わせて実行することもできる。

第２の制御ユニット２１０は、リンク２０１を介して第１の制御ユニット２００と通信するように構成される。第２の制御ユニット２１０は、第１の制御ユニット２００に取り外し可能な状態で接続してもよい。第２の制御ユニット２１０は、車両１００の外部の制御ユニットでもよい。第２の制御ユニット２１０は、本発明による革新的な方法ステップを実行するように構成してもよい。第２の制御ユニット２１０は、第１の制御ユニット２００に、ソフトウェア、特に革新的な方法を用いるためのソフトウェアをクロスして読み込む（ｃｒｏｓｓ−ｌｏａｄ）ために使用してもよい。あるいは、第２の制御ユニット２１０は、車両の内部ネットワークを介して第１の制御ユニット２００と通信するように構成してもよい。第２の制御ユニット２１０は、第１の制御ユニット２００の機能と実質的に同様の機能、たとえば、排気ダクトに還元剤を供給するように構成された投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップと、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記エンジンの動作を制御することによって前記排気ダクトの温度を制限するステップとを実行するように構成してもよい。革新的な方法は、第１の制御ユニット２００もしくは第２の制御ユニット２１０、または、第１の制御ユニット２００および第２の制御ユニット２１０の両方に適用してもよい。

本発明の一実施形態によれば、図３ａは、エンジン１５０からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムであって、エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して排気システムの排気ダクト２４０に還元剤を供給するための投入ユニット２５０を備えるＳＣＲシステムに関連する方法の概略流れ図である。この方法は、第１のステップｓ３１０を含む。方法ステップｓ３０１は、前記投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップｓ３４０と、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記エンジンの動作を制御することによって前記排気ダクト２４０の温度を制限するステップｓ３６０とを含む。この方法は、ステップｓ３０１の後に終了する。

本発明の一実施形態によれば、図３ｂは、エンジン１５０からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムであって、エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して排気システムの排気ダクト２４０に還元剤を供給するための投入ユニット２５０を備えるＳＣＲシステムに関連する方法の概略流れ図である。

この方法は、第１のステップｓ３１０を含む。方法ステップｓ３１０は、投入ユニット２５０の現在の温度を決定するステップを含む。このことは、投入ユニット２５０に隣接する現在の温度を直接測定することによって実行される。ステップｓ３１０は、投入ユニット２５０の現在の温度を表す第１の温度値Ｔ１を測定する。ステップｓ３１０に続いてステップｓ３２０に移る。

方法ステップｓ３２０は、投入ユニット２５０の推定された現在の温度を間接的に決定するステップを含む。このことは、投入ユニット２５０以外のＳＣＲシステムの他の何らかの構成部品に隣接するところの測定によって実行される。ステップｓ３１０は、投入ユニット２５０以外の、他の何らかの構成部品の第２の温度値Ｔ２を測定する。測定温度Ｔ２を使用して、投入ユニット２５０の第１の推定された現在の温度Ｔ１ｅｓｔを決定（計算）してもよい。代替の選択肢は、ＳＣＲシステムの一構成部品の温度以外の、他の何らかのパラメータを入力値として有する計算モデルにより、投入ユニット２５０の第２の推定された現在の温度Ｔ２ｅｓｔを決定（計算）してもよいことである。このような入力パラメータは、たとえばエンジン１５０への現在の負荷でもよい。一バージョンによれば、以下のような最高温度値Ｔｍａｘを決定するために、投入ユニット２５０の測定された温度Ｔ１だけを使用することが可能であることにも留意されたい。場合によっては、以下のような最高温度値Ｔｍａｘを決定するために、測定温度Ｔ１と、推定された現在の温度Ｔ１ｅｓｔおよびＴ２ｅｓｔのうち少なくとも１つの温度とを両方使用することが有利であり、結果として、より頑強な方法を実現できる。ステップｓ３１０およびｓ３２０は、実質的に同時に、または逆の順序で実行してもよいことに留意されたい。ステップｓ３２０に続いてステップｓ３３０に移る。

方法ステップｓ３３０は、決定された第１の温度Ｔ１と、投入ユニット２５０の前記推定された現在の温度Ｔ１ｅｓｔおよびＴ２ｅｓｔのうち少なくとも１つの温度とを比較するステップを含む。ステップｓ３３０に続いてステップｓ３４０に移る。

方法ステップｓ３４０は、比較された値の中でもっとも高い値を選択するための基礎として、決定された第１の温度Ｔ１と、投入ユニット２５０の少なくとも１つの推定された現在の温度（Ｔ１ｅｓｔ、Ｔ２ｅｓｔ）との間の前記比較の結果を使用するステップを含む。この最高温度値は、Ｔｍａｘとも呼ぶ。ステップ３４０はまた、投入ユニットが排気ダクトに還元剤を供給するように構成される場合、前記投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップを含む。このことは、ＳＣＲシステムにどのような種類の還元体を使用するかに応じて、所定の温度値、たとえば摂氏７０度または１００度などの限界値Ｔｔｈと比較することによって実行される。ＴｍａｘがＴｔｈを上回るか、またはＴｔｈと等しい場合、投入ユニットの望ましくない温度レベルが存在すると理解してもよい。ＴｍａｘがＴｔｈ未満の場合、投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在しないと理解してもよい。

代替バージョンによれば、前述の通り、投入ユニットの測定温度Ｔ１にのみ基づいて、投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定することが可能であり、その結果、本発明の一態様による比較的単純な方法を実現できる。

ステップｓ３４０に続いてステップｓ３５０に移る。

方法ステップｓ３５０は、最高許容排気温度Ｔｅｍを決定するための基礎として、選択された値Ｔｍａｘを使用するステップを含む。最高許容排気温度Ｔｅｍは、基準データコンサルテーションプロセス（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄａｔａ ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって決定してもよく、このプロセスにより、たとえば表形式で、選択された値Ｔｍａｘが最高許容排気温度Ｔｅｍに関連付けられる。あるいは、最高許容排気温度Ｔｅｍは、選択された値Ｔｍａｘが入力値になる計算モデルによって決定してもよい。ステップｓ３５０に続いてステップｓ３６０に移る。

方法ステップｓ３６０は、排気ダクト２４０内の排気の流れの温度に影響を及ぼす少なくとも１つの測定値を採用するための基礎として、決定された最高許容排気温度Ｔｅｍを使用するステップを含む。一バージョンによれば、この少なくとも１つの測定値は、以下のステップ、すなわち、
−エンジンの出力シャフトの利用可能な最大トルクを低減させるステップと、
−エンジンのＥＧＲの内容に影響を及ぼすステップと、
−エンジンの少なくとも１つのシリンダの燃料噴射時間に影響を及ぼすステップ、またはエンジンの少なくとも１つのシリンダの点火時間に影響を及ぼすステップと、
−１つまたは複数のダンパ、たとえばエンジンの入口側および／または出口側にあるスロットルによって、エンジンの空気流に影響を及ぼすステップと
の中から選択される。

この方法は、ステップｓ３６０の後に終了する。

図４は、装置４００の一バージョンの図である。図２を参照して説明した制御ユニット２００および２１０は、一バージョンでは装置４００を備える。装置４００は、不揮発性メモリ４２０、データ処理ユニット４１０、および読取り／書込みメモリ４５０を備える。不揮発性メモリ４２０は、装置４００の機能を制御するためのコンピュータプログラム、たとえばオペレーティングシステムが記憶されている第１のメモリ素子４３０を有する。装置４００はさらに、バスコントローラ、シリアル通信ポート、Ｉ／Ｏ手段、Ａ／Ｄコンバータ、日時の入力／転送ユニット、イベントカウンタ、および割込みコントローラ（図示せず）を備える。不揮発性メモリ４２０はまた、第２のメモリ素子４４０を有する。

提案されたコンピュータプログラムＰは、エンジンの排気システムと熱的に接触して位置して排気システムの排気ダクト２４０に還元剤を供給するように構成された投入ユニット２５０の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップと、前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、革新的な方法により、前記エンジンの動作を制御することによって前記排気ダクトの温度を制限するステップとのためのルーチンを含む。

プログラムＰは、排気ダクト２４０の温度制限を達成するために、必要に応じて、エンジンの出力シャフトの利用可能な最大トルクを低減させるためのルーチンを含む。

プログラムＰは、排気ダクト２４０の温度制限を達成するために、必要に応じて、エンジン１５０のＥＧＲの内容に影響を及ぼすためのルーチンを含む。

プログラムＰは、排気ダクト２４０の温度制限を達成するために、必要に応じて、エンジン１５０の少なくとも１つのシリンダの燃料噴射時間に影響を及ぼすためのルーチン、またはエンジン１５０の少なくとも１つのシリンダの点火時間に影響を及ぼすためのルーチンを含む。

プログラムＰは、実行可能な形式または圧縮された形式で、メモリ４６０および／または読取り／書込みメモリ４５０内に記憶してもよい。

データ処理ユニット４１０が、特定の機能を実行するものとして説明されている場合、そのことは、このデータ処理ユニット４１０が、メモリ４６０に記憶されたプログラムの特定の部分、または読取り／書込みメモリ４５０に記憶されたプログラムの特定の部分を実行することを意味する。

データ処理装置４１０は、データバス４１５を介してデータポート４９９と通信することができる。不揮発性メモリ４２０は、データバス４１２を介してデータ処理ユニット４１０と通信するものである。別個のメモリ４６０は、データバス４１１を介してデータ処理ユニット４１０と通信するものである。読取り／書込みメモリ４５０は、データバス４１４を介してデータ処理ユニット４１０と通信するように構成されている。データポート４９９は、たとえば、リンク２０１、２２１、２３１、２５１、および２８１を有しており、これらはデータポート４９９に接続されている（図２参照）。

データは、データポート４９９で受信されると、第２のメモリ素子４４０に一時的に記憶される。受信した入力データが一時的に記憶されると、データ処理ユニット４１０は、前述の通りコード実行を実施することになる。一バージョンによれば、データポート４９９で受信される信号は、投入ユニット２５０の現在の温度についての情報を含む。一バージョンによれば、データポート４９９で受信される信号は、排気ダクト２４０内の排気の流れの現在の温度についての情報を含む。代替バージョンによれば、データポート４９９で受信される信号は、サブシステム２９９の適切な構成部品の現在の温度、たとえば、排気ダクトの現在の温度、ＳＣＲ触媒の現在の温度、またはＳＣＲシステムの消音器の現在の温度についての情報を含む。このような信号を使用して、メモリ４６０に記憶された計算モデルによって、投入ユニット２５０の現在の温度を計算してもよい。データポート４９９で受信された信号を装置４００が使用して、排気ダクト２４０内の排気の流れの望ましくない温度が存在するかどうか判定し、その判定に基づいて、排気の流れの望ましい温度を達成することが可能になるようエンジン１５０の動作に影響を及ぼしてもよい。

本明細書に記載の方法の各部分は、装置４００により、データ処理ユニット４１０を用いて実行してもよく、このデータ処理ユニット４１０は、メモリ４６０または読取り／書込みメモリ４５０に記憶されたプログラムを実行する。装置４００がプログラムを実行しているとき、本明細書に記載の方法が実行される。

本発明の好ましい実施形態の前述の説明は、例示および説明を目的としてなされたものである。この前述の説明は、包括的なものではなく、または記載した変形形態に本発明を限定するものではない。多くの修正形態および変形形態が当業者に明白になることは明らかである。本発明の原理および本発明の実際の適用例をもっとも良好に説明するために、各実施形態を選択し説明してきたが、そのことにより、様々な実施形態について、また意図された使用に適した様々な修正形態とともに、専門家は本発明を理解できるようになる。

Claims (18)

1. エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムであって、前記エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して前記排気システムの排気ダクト（２４０）に還元剤を供給するための投入ユニット（２５０）を備えるＳＣＲシステムに関連する方法であって、
   −前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップ（ｓ３４０）
   を含み、
   −前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記エンジンの動作を制御することによって前記排気ダクト（２４０）の温度を制限するステップ（ｓ３６０）
   を特徴とする方法。
2. 前記温度の前記制限が、前記エンジン（１５０）の出力シャフトの利用可能な最大トルクを低減させることによって達成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記温度の前記制限が、前記エンジン（１５０）のＥＧＲの内容に影響を及ぼすことによって達成される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記温度の前記制限が、前記エンジン（１５０）の少なくとも１つのシリンダの燃料噴射時間に影響を及ぼすことによって、または前記エンジン（１５０）の少なくとも１つのシリンダの点火時間に影響を及ぼすことによって達成される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記望ましくない温度レベルが、前記還元剤の特性に基づいて設定される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定するステップが、以下のステップ、すなわち、
   −前記投入ユニット（２５０）の温度（Ｔ１）を直接測定するステップと、
   −前記排気ダクト（２４０）内の排気の流れの温度を測定するステップと、
   −計算モデルによって前記投入ユニット（２５０）の温度を計算するステップと
   のうち少なくとも１つに基づく、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記還元剤が尿素ベースの還元剤である、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
8. エンジン（１５０）からの排気ガスを浄化するためのＳＣＲシステムの装置であって、前記エンジンの排気システムに熱的に接触して位置して前記排気システムの排気ダクト（２４０）に還元剤を供給するための投入ユニット（２５０）を備えるＳＣＲシステムの装置であって、
   −前記投入ユニット（２５０）の望ましくない温度レベルが存在するかどうか判定する手段（２００；２１０；４００）
   をさらに備え、
   −前記望ましくない温度レベルが存在すると分かった場合、前記エンジンの動作を制御することによって前記排気ダクト（２４０）の温度を制限する手段（２００；２１０；４００）
   を特徴とする装置。
9. 前記温度の前記制限を達成するために、前記エンジン（１５０）の出力シャフトの利用可能な最大トルクを低減させる手段（２００；２１０；４００）を備える、請求項８に記載の装置。
10. 前記温度の前記制限を達成するために、前記エンジン（１５０）のＥＧＲの内容に影響を及ぼす手段を備える、請求項８または９に記載の装置。
11. 前記温度の前記制限が、前記エンジン（１５０）の少なくとも１つのシリンダの燃料噴射時間に影響を及ぼすことによって、または前記エンジン（１５０）の少なくとも１つのシリンダの点火時間に影響を及ぼすことによって達成される、請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記望ましくない温度レベルが、前記還元剤の特性に基づいて設定される、請求項８ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 以下の手段、すなわち、
    −前記投入ユニットの温度を直接測定する手段（２２０）と、
    −前記排気ダクト内の排気の流れの温度を測定する手段と、
    −計算モデルによって前記投入ユニットの温度を計算する手段（２００；２１０；４００）と
    のうち少なくとも１つを備える、請求項８ないし１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記還元剤が尿素ベースの還元剤である、請求項８ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 請求項８ないし１４のいずれか一項に記載の装置を備える自動車（１００；１１０）。
16. トラック、バス、または乗用車のうちのいずれかである、請求項１５に記載の自動車（１００；１１０）。
17. エンジン（１５０）用の排気浄化のためのＳＣＲシステムに関連するコンピュータプログラム（Ｐ）であって、電子制御ユニット（２００；４００）または前記電子制御ユニット（２００；４００）に接続された他のコンピュータ（２１０；４００）に、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のステップを実行させるプログラムコードを含むコンピュータプログラム（Ｐ）。
18. 電子制御ユニット（２００；４００）または前記電子制御ユニット（２００；４００）に接続された他のコンピュータ（２１０；４００）で前記コンピュータプログラムが実行されるとき、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法ステップを実行するための、コンピュータ読取り可能な媒体に記憶されたプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品。

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