JP2013534587A - 選択触媒還元システムの投入ユニットの冷却に関係する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、排気浄化用の選択触媒還元システムに関係する方法であって、還元剤投入ユニットに供給される還元剤によって、排気流の停止の後に選択触媒還元システムの一部を形成する還元剤投入ユニット（２５０）を冷却する必要性について判断するステップと、前記必要性について判断するための基礎として前記投入ユニット（２５０）の温度パターンを予測するステップと、それに従って、排気流の停止の後に、投入ユニット（２５０）が所定の温度に到達するかを予測するステップとを含む方法に関する。本発明は、本発明による方法を実行するコンピュータ（２００；２１０）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も関する。本発明は、選択触媒還元システム、および選択触媒還元システムを装備する自動車にも関する。

Description

本発明は、排気浄化用の選択触媒還元システムに関係する方法に関する。本発明は、本発明による方法を実施するためのコンピュータのため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も関する。本発明は、排気浄化用の選択触媒還元システム、および選択触媒還元システムを装備する自動車にも関する。

今日、車両は、例えば尿素を、選択触媒還元触媒を含む選択触媒還元（ＳＣＲ）システムの還元体として使用し、この還元体およびＮＯｘガスが反応し、窒素ガスおよび水に変化させられ得る。様々なタイプの還元体が、選択触媒還元システムに使用され得る。ＡｄＢｌｕｅは、よく使用される還元体の一例である。

選択触媒還元システムの一種は、還元体を収容する容器を含む。選択触媒還元システムは、吸い込みホースを介して容器から還元体を汲み出し、車両の排気系に隣接して位置する、例えば、排気系の排気管に隣接して位置する投入ユニットに圧力ホースを介して還元体を供給するポンプを有する。投入ユニットは、車両の制御ユニットに記憶された動作ルーチンに従って、選択触媒還元触媒の上流で必要な量の還元体を排気管に噴射する。少量の投入があるときまたは投入が全くないときの圧力を調節するのをより容易にさせるために、システムは、システムの圧力側から容器へ延びて戻る戻りホースも備える。この構成により、冷却中、容器からポンプおよび投入ユニットを介して流れ、容器に戻る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る。したがって、投入ユニットは、能動的冷却を備える。投入ユニットから容器への戻り流は、ほぼ一定であることができ、現在、適切な弁またはそのようなユニットによって制御または調節されていない。

現在、投入ユニットが、例えば負荷に応じて車両の動作中に温かくなる車両の排気系に隣接して位置するので、投入ユニットが過熱になる危険がある。投入ユニットの過熱は、投入ユニットの機能の劣化を伴い、投入ユニットの性能を潜在的に損なう可能性があり得る。

現在、投入ユニットは、電気部品を含み、それらの電気部品の一部は回路カードを備える。この回路カードは、例えば、ＡｄＢｌｕｅの車両の排気系への投入を制御することができる。様々な理由で、これらの電気部品は、高温に敏感である。投入ユニットの高過ぎる温度は、電気部品の劣化をもたらし、サービスワークショップでの潜在的に高価な修理になり得る。様々な理由で、これらの電気部品は、高温に敏感である。投入ユニットの高過ぎる温度は、電気部品の劣化をもたらし、潜在的に、サービスワークショップでの高価な修理になり得る。さらに、投入ユニットに存在する還元体は、少なくとも一部が高過ぎる温度で結晶化し、投入ユニットの閉塞を潜在的にもたらし得る。したがって、選択触媒還元システムの投入ユニットの温度が、臨界レベルを超えないようにすべきことが最も大事である。

現在、車両の選択触媒還元システムの投入ユニットの冷却は、上に示すように還元体が選択触媒還元システム内で循環する結果として、車両の通常の動作中に連続的に行われる。現在、車両の動作中の投入ユニットの冷却は、満足に作用する。

車両の動作後、車両の動作によって引き起こされる大量の熱エネルギーは、主に排気系に蓄積される。この熱エネルギーは、例えば消音器および選択触媒還元触媒から投入ユニットにもたらされ得るものであり、臨界値を超える温度まで投入ユニットを温め得る。

車両がスイッチオフされ、したがって排気系中の排気流が停止するとき、還元体の投入ユニットは、所定の時間、例えば約３０分間、通常の動作中と同じように還元体によって冷却される。

この構成は、特定の不利を伴う。１つは、車両がスイッチオフされた後に、選択触媒還元システム中のポンプに電力を供給するために使用される比較的大量のエネルギーである。したがって、選択触媒還元システムのポンプに電力を供給するために使用される任意の車両バッテリは、放電される可能性があり、または望ましくない低い充電レベルに到達する可能性がある。

投入ユニットが通常動作中と同じように冷却されることの別の不利は、例えば、車両の運転手が、特に運転後に運転席で寝なければならないとき、または車両のすぐ近くにいるときに不愉快に感じうる雑音を、選択触媒還元システムのポンプが発することである。

したがって、上記の欠点を低減またはなくすために、車両がスイッチオフされた後に選択触媒還元システム中の投入ユニットを冷却する現在の方法を改善する必要性がある。

ＤＥ１０２００７０００６６６Ａ１は、触媒排気浄化中に還元剤を排気ダクトに供給するための装置に言及し、エンジンおよびしたがって排気流がスイッチオフされた後に還元剤の噴射弁を冷却することを述べる。ＤＥ１０２００７０００６６６Ａ１中の構成は、冷却するために噴射弁を囲み、還元剤を、噴射弁を通じて流す冷却ジャケットを備える。ここで、主要な焦点は、主に測定による還元剤の温度に関する。

本発明の目的は、選択触媒還元システムの性能を改善する新規かつ有利な方法を提案することである。

本発明の別の目的は、選択触媒還元システムの性能を改善する新規かつ有利な選択触媒還元システムおよび新規かつ有利なコンピュータプログラムを提案することである。

本発明の目的は、選択触媒還元システム中の排気流の停止の後に、選択触媒還元システムの投入ユニットの冷却を行う新規かつ有利な方法を提案することである。

本発明の別の目的は、選択触媒還元システム中の排気流の停止の後に、選択触媒還元システムの投入ユニットの冷却を行う新規かつ有利な選択触媒還元システムおよび新規かつ有利なコンピュータプログラムを提案することである。

本発明のさらなる目的は、選択触媒還元システム中の投入ユニットが、選択触媒還元システム中の排気流の停止の後に過熱になり得るという危険を低減させるための方法、選択触媒還元システム、およびコンピュータプログラムを提案することである。

本発明のさらなる目的は、選択触媒還元システム中の投入ユニットが、選択触媒還元システム中の排気流の停止の後に過熱になり得る危険を低減するための代替の方法、代替の選択触媒還元システム、および代替のコンピュータプログラムを提案することである。

請求項１に記載の排気浄化用の選択触媒還元システムに関係する方法を用いて、これらの目的は実現される。

本発明の一態様は、排気浄化用の選択触媒還元システムに関係する方法であって、
− 投入ユニットに供給される還元剤によって、排気流の停止の後に、選択触媒還元システムの一部を形成する還元剤投入ユニットを冷却する必要性について判断するステップと、
− 前記必要性について判断するための基礎として前記投入ユニットの温度パターンを予測し、それに従って、排気流の停止の後に、投入ユニットが所定の温度に到達するかを予測するステップと
を含む方法を提案する。

投入ユニット内にエネルギーを蓄えられるものとするならば、選択触媒還元システムの投入ユニットが、排気流の停止時に到達する未来の最高温度を計算する計算モデルが、選択触媒還元システムの衝撃の減少を達成するために使用されてもよい。選択触媒還元システムの様々な部分にエネルギーを蓄えられるものとするならば、投入ユニットは、排気流が停止するときに到達する未来の最高温度を計算する計算モデルが、選択触媒還元システムの衝撃の減少を達成するために使用されてもよい。計算モデルは、排気流の停止の直前および／または直後に選択触媒還元システムの投入ユニットの温度をサンプリングしてもよく、このサンプリングに基づいて、投入ユニットが、あまりに高い温度に到達し、それに損傷を与える可能性があるかを予測することができる。還元剤投入ユニットの温度があまりに高くに到達する可能性が非常に高いと決定される場合、還元剤による投入ユニットの冷却は、任意の適切なレベルで維持され得る。計算モデルは、排気流の停止の直前および／または直後に、選択触媒還元システムの様々な部分の温度をサンプリングし、このサンプリングに基づいて投入ユニットが、あまりに高く、投入ユニットに損傷を与え得る温度に到達するか予測することができる。還元剤投入ユニットの温度があまりに高くに到達する可能性が非常に低いと決定される場合、還元剤による投入ユニットの冷却は、自動的にストップすることができる。したがって、排気流停止時に還元剤により還元剤投入ユニットの冷却を継続する回数を減少させることができ、このことは、例えば、選択触媒還元システム中の還元剤のフィード装置を実行するための電気エネルギーの不必要な使用を避けることにおいて、いくつかの観点から有利である。

投入ユニットの温度パターンを予測することにより、選択触媒還元システム中の還元剤フィード装置の動作が、電気エネルギーの使用に関して最適なやり方で制御されることを可能にする。投入ユニットの温度パターンの予測、およびフィード装置の続けられた動作が終わるべきかの自動的な判断は、投入ユニットの不必要な冷却を避けることを可能にする。

前記所定の温度は、投入ユニットの機能の臨界温度であってもよい。この機能的な臨界温度は、例えば、投入ユニットの電子部品が、とても多くの損傷を受け、電子部品の機能が劣化させられまたはなくされ得る温度である。所定の温度を適切な値に設定すると、選択触媒還元システム中の投入ユニットが、選択触媒還元システム中の排気流の停止の後に過熱になる危険を減少させる頑健な方法を示す。

選択触媒還元システムの少なくとも一部分は、選択触媒還元触媒、消音器、または還元剤のいずれかを含むことができる。特に、投入ユニットの温度パターンを予測することが有利である。温度パターンが、選択触媒還元システムの他の構成要素、例えば、選択触媒還元触媒または消音器について予測される場合、その予測に基づいて、投入ユニットについての予測された温度パターンのモデル化が可能である。したがって、選択触媒還元システムの少なくとも一部分の温度パターンの予測が、投入ユニットの未来の温度を間接的に決定することを可能にする。特に、この予測は、投入ユニットの未来の最高温度を間接的に決定することを可能にさせる。

前記温度パターンの予測は、選択触媒還元システムの少なくとも一部分の再温め効果の要求に応えることを伴ってもよい。選択触媒還元システムがどのように動作されたかに応じて、異なる量の熱エネルギーは、選択触媒還元システムの異なる部分に蓄積され得る。この熱エネルギーは、排気流の停止の後でも、投入ユニットに導かれ得る。本発明の一態様は、投入ユニットの温度パターンをモデル化するときに再温め効果の要求に応える。

この方法は、所定のパラメータ構成を含む計算モデルによって選択触媒還元システムの少なくとも一部分の温度パターンを予測するステップをさらに含んでもよい。パラメータ構成は、例えば、選択触媒還元触媒の優勢な温度、および／または消音器の優勢な温度、および／または還元剤もしくは投入ユニットの優勢な温度を含む任意のパラメータ構成であってもよい。

前記必要性について判断するステップは、排気流の停止の前に行われても、排気流の停止の後に行われてもよい。排気流の停止の前に前記必要性について判断することは、投入ユニットの冷却の中断についての判断が、そのように判断するステップが排気流の停止の後に行われる場合よりも早く得られることを意味する。排気流の停止の後に前記必要性について判断することは、投入ユニットの冷却の中断についての判断が、前記必要性が排気流の停止の前に判断される場合よりもよりも、更新された情報に基づいて得ることができることを意味する。

前記還元剤は、尿素を含む流体溶液であってもよい。

この方法は、既存の自動車において実行することが容易である。本発明による排気浄化用の選択触媒還元システムに関係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にインストールされてもよい。したがって、車両の購入者は、オプションとして方法の機能を選択する可能性を有し得る。代替として、排気浄化用の選択触媒還元システムに関係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が、サービスステーションでのアップグレードの際に車両の制御ユニットにインストールされてもよく、この場合には、ソフトウェアは、制御ユニット内のメモリに読み込まれてもよい。したがって、革新的な方法の実施は、特に車両が何らかのさらなる構成要素またはサブシステムを備える必要がないので、費用効率が良い。関連したハードウェアは、現在すでに、車両に設けられている。したがって、本発明は、上に示した課題に対する費用効率が良い解決策を表す。

本発明の一態様による、排気流の停止の後に還元剤投入ユニットを還元剤によって冷却する必要性について判断し、前記必要性について判断するための基礎として前記選択触媒還元システムの少なくとも一部分の温度パターンを予測するためのプログラムコードを含むソフトウェアは、更新または交換が容易である。また、この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の異なる部分が、互いに独立して交換されてもよい。このモジュール構成は、メンテナンスの観点から有利である。

本発明の一態様は、排気浄化のための装置を含む選択触媒還元システムを提案する。選択触媒還元システムは、投入ユニットに供給される還元剤によって排気流の停止の後に選択触媒還元システムの一部を形成する還元剤投入ユニットを冷却する必要性について判断する手段と、この必要性について判断するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測する手段と、排気流の停止の後に投入ユニットが所定の温度に到達するかを予測する手段とを備える。

前記所定の温度は、投入ユニットの機能の臨界温度であってもよい。

選択触媒還元システムの投入ユニットの所定の温度を予測する手段は、選択触媒還元触媒、消音器、または還元剤のいずれかを含む選択触媒還元システムの少なくとも１つのさらなる部分の温度パターンを予測する。

前記選択触媒還元システムの前記さらに少なくとも一部分の前記温度パターンの予測は、投入ユニットの未来の温度を間接的に決定することを可能にさせ得る。

前記温度パターンの予測は、選択触媒還元システムの少なくとも一部分の再温め効果の要求に応えることを伴うことができる。

選択触媒還元システムは、所定のパラメータ構成を含む計算モデルによって選択触媒還元システムの少なくとも一部分の温度パターンを予測する手段をさらに含んでもよい。

前記必要性について判断する手段は、排気流の停止の前または停止の後にそのように判断することができる。

上記の目的は、選択触媒還元システムを備える自動車を用いても実現される。車両は、トラック、バスまたは乗用車であってもよい。

本発明の利点は、前もって還元剤フィード装置を監視および制御することに関して、車両の制御ユニットが起動される必要がないときが多くなり、または長くなることである。

本発明の一態様は、選択触媒還元システムを含む任意の適切なプラットフォーム、例えば船舶を提案する。船舶は、任意の種類の、例えばモータボート、汽船、フェリーまたは艦船であってもよい。

本発明の一態様は、排気浄化用の選択触媒還元システムに関係するコンピュータプログラムであって、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ないし８のいずれか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を提案する。

本発明の一態様は、排気浄化用の選択触媒還元システムに関係するコンピュータプログラムであって、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ないし８のいずれかに記載のステップを実行させる、コンピュータ可読媒体上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を提案する。

本発明の一態様は、上記プログラムが、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上で実行されるとき、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法ステップを実行するコンピュータ可読媒体上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。

本発明のさらなる目的、利点および新規な特徴は、当業者には、以下の詳細からおよび本発明を実践することによっても明らかになろう。本発明を以下に述べるが、本発明は、記載した特定の詳細に限定されないことを留意されたい。本明細書中の教示を利用できる専門家は、さらなる応用例、修正例、および他の分野内での組み込みを認識するであろうし、これらは本発明の範囲内である。

本発明、ならびに本発明のさらなる目的および利点を十分に理解するために、添付図面と共に以下に記載される詳細な説明を読まれたい。添付の様々な図面において、同じ参照符号は同様の要素を示す。

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に示した車両のため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、図１に示した車両のため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方法の概略流れ図である。 本発明の一実施形態による方法のより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は、車両１００の側面図を示す。例示の車両１００は、トラクタユニット１１０と、トレーラ１１２とを備える。車両は、大型車両、例えばトラックまたはバスであってもよい。代替として、車両は、乗用車であってもよい。

本発明は、任意の選択触媒還元システムに適用可能であり、したがって自動車の選択触媒還元システムに限定されないことを留意されたい。本発明の一態様による革新的な方法および革新的な装置は、自動車ではない選択触媒還元システムを有する他のプラットフォーム、例えば船舶によく適している。船舶は、任意の種類の、例えばモータボート、汽船、フェリーまたは艦船であってもよい。

本発明の一態様による革新的な方法および革新的な選択触媒還元システムは、例えば、工業用エンジンおよび／またはエンジンで動く工業用ロボットを含むシステムにもよく適している。

本発明の一態様による革新的な方法および革新的な選択触媒還元システムは、様々な種類の発電所、例えば、ディーゼル発電機を備える電力発電プラントにもよく適している。

革新的な方法および革新的な選択触媒還元システムは、例えば機関車または他の何らかのプラットフォーム上にエンジンおよび選択触媒還元システムを備える任意のエンジンシステムによく適している。

革新的な方法および革新的な選択触媒還元システムは、ＮＯｘ発生器および選択触媒還元システムを含む任意のシステムによく適している。

用語「リンク」は、本明細書では、オプトエレクトロニクス通信回線などの物理的接続、または、例えば、無線リンクもしくはマイクロ波リンクなどのワイヤレス接続などの非物理接続であり得る通信リンクを指す。

用語「ライン」は、本明細書では、例えば、液体の形態の還元剤などの流体を収容および搬送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あってもよい。ラインは、任意の適切な材料、例えば、プラスチック、ゴムまたは金属で作製することができる。

用語「還元体」または「還元剤」は、本明細書では、選択触媒還元システムにおける特定の放出を伴う反応のために使用される作用物質を指す。これらの放出は、例えば、ＮＯｘガスであり得る。用語「還元体」および「還元剤」は、本明細書では、同義語として使用される。一バージョンによるこの還元体は、いわゆるＡｄＢｌｕｅである。もちろん、他の種類の還元体が、使用されてもよい。本明細書では、ＡｄＢｌｕｅは、還元体の一例として挙げられるが、専門家は、この革新的な方法および革新的な装置は、必要な改造、例えば、革新的な方法に従ってソフトウェアコードを実行する制御アルゴリズムにおいて、選ばれた還元体の十分な凝固点に対する改造を受けた他のタイプの還元体について実現可能であることが理解されよう。

図２は、車両１００のサブシステム２９９を示す。サブシステム２９９は、トラクタユニット１１０内に位置する。サブシステム２９９は、選択触媒還元システムの一部であり得る。この例では、サブシステム２９９は、還元体を収容するように構成された容器２０５を含む。容器２０５は、適切な量の還元体を含み、必要に応じて補充可能である。容器は、例えば、７０または５０リットルの還元体を収納することができる。

第１のライン２７１は、容器２０５からポンプ２３０へ還元体を導く。ポンプ２３０は、任意の適切なポンプであってもよい。ポンプ２３０は、少なくとも１つのフィルタを備える隔膜ポンプであってもよい。ポンプ２３０は、電気モータによって駆動される。ポンプ２３０は、容器２０５から第１のライン２７１を介して還元体を汲み出し、第２のライン２７２を介して投入ユニット２５０に還元体を供給する。投入ユニット２５０は、電気的に制御される投入弁を備え、この投入弁によって排気系に加えられる還元体の流れを制御することができる。ポンプ２３０は、第２のライン２７２中の還元体を加圧する。投入ユニット２５０は、スロットルユニットを備え、スロットユニットに対する還元体の圧力が、サブシステム２９９内で高められる。

投入ユニット２５０は、この還元体を車両１００の排気系（図示せず）に供給する。より具体的には、投入ユニット２５０は、制御されたやり形で適切な量の還元体を車両１００の排気系に供給する。このバージョンによれば、選択触媒還元触媒（図示せず）が、還元体の供給が行われる排気系中の位置の下流に位置する。排気系において供給される還元体の量は、知られたやり方で望ましくない放出の量を低減するための選択触媒還元触媒に従来のやり方で使用されることを意図している。

投入ユニット２５０は、車両１００の燃焼機関（図示せず）から選択触媒還元触媒へ排ガスを導く例えば排気管に隣接して位置する。排気系は、何らかの従来の方法で構成される消音器（図示せず）を含んでもよい。投入ユニット２５０は、車両１００の排気系と熱的に接触して位置する。このことは、したがって、例えば、排気管、消音器、および選択触媒還元触媒に蓄積された熱エネルギーを投入ユニットに導くことができることを意味する。

投入ユニット２５０は、制御ユニット２００との通信を取扱う電子制御カードを備える。投入ユニット２５０は、プラスチックおよび／またはゴムの構成要素も含み、プラスチックおよび／またはゴムの構成要素は、高過ぎる温度の結果として溶融し得るまたはそれ以外の悪影響を受け得る。

投入ユニット２５０は、特定の値、例えば摂氏１２０度を上回る温度に敏感である。例えば、車両１００の排気管、消音器、および選択触媒還元触媒は、この温度値を超えるので、投入ユニットが、冷却が行われない場合、車両の動作中または動作後に過熱し得るという危険がある。

第３のライン２７３は、投入ユニット２５０と容器２０５の間を延びる。第３のライン２７３は、投入弁２５０に供給される特定の量の還元体を容器２０５に戻す。この構成は、投入ユニット２５０の有利な冷却を実現する。したがって、投入ユニット２５０は、ポンプ２３０から容器２０５へ投入ユニット２５０を通じて還元体がポンプされるときに還元体の流れによって冷却される。

第１のラジエータ液体ライン２８１は、車両１００のエンジンのための冷却剤を収容および搬送する。第１のラジエータ液体ライン２８１は、還元体が冷たい場合に容器２０５に存在する還元体を温めるために、容器２０５内に一部位置する。この例では、第１のラジエータ液体ライン２８１は、車両のエンジンによって温められたラジエータ液体を、容器２０５を通じてポンプ２３０を介して閉回路内で導き、第２のラジエータ液体ライン２８２は、車両１００のエンジンへ戻る。一バージョンによれば、図２に概略的に示されるように、第１のラジエータ液体ライン２８１は、容器２０５内に位置するほぼＵ形部分で構成される。この構成は、還元体が、温度があまりに低く過ぎて所望のやり方で機能しないときに、容器２０５内の還元体の温めの改善を実現する。第１のラジエータ液体ライン２８１は、任意の適切な構成であってもよいことを留意されたい。還元体が、所定の値を超える温度にある場合、ラジエータ液体による還元体の温めは、自動的に動作が停止される。

第１の制御ユニット２００は、リンク２９３を介して温度センサ２２０と通信するように構成される。温度センサ２２０は、センサが備え付けられたところで還元体の優勢な温度を検出する。このバージョンによれば、温度センサ２２０が、第１のラジエータ液体ライン２８１のほぼＵ形の構成の底に位置する。温度センサ２２０は、還元体の優勢な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へ連続的に送信する。

代替例によれば、温度センサ２２０は、投入ユニット２５０に隣接して位置し、そこでの還元体の優勢な温度を検出する。温度センサ２２０は、サブシステム２９９内の適切な位置で、還元体の優勢な温度を検出し、還元体の優勢な温度は、還元体の流れによって投入ユニットを冷却するために適切なやり方でポンプ２３０の動作を制御することを可能にするために、投入ユニットの温度パターンを計算するための基礎として働くことができる。

第１の制御ユニット２００は、リンク２９２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、例えば、ライン２７２内の圧力を調節するために、ポンプ２３０の動作を制御する。したがって、投入ユニット２５０から容器２０５への還元体の戻り流は、投入ユニット２５０の上流の還元体の圧力の関数として説明することができる。第１の制御ユニット２００は、ポンプ２３０の動作を制御することによって投入ユニットの優勢な温度を調節する。

第１の制御ユニット２００は、リンク２９１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、例えば、車両１００の排気系への還元体の供給を調節するために、投入ユニット２５０の動作を制御する。第１の制御ユニット２００は、例えば、容器２０５への還元体の戻り供給量を調節するために、投入ユニット２５０の動作を制御する。

一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、ポンプ２３０の動作を制御するための基礎として選択触媒還元システム内の任意の位置で還元体の優勢な温度についての情報を含む受信した信号を用いる。特に、一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、エンジンからの排気流の停止の後の通常の動作に比較して少ない出力でポンプ２３０の動作を断続的に制御するための基礎として、温度センサ２２０の領域における還元体の優勢な温度を含む受信した信号を使用する。

第２の制御ユニット２１０は、リンク２９０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に取り外し可能に接続することができる。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あってもよい。第２の制御ユニット２１０は、本発明による革新的な方法のステップを実行することができる。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、革新的な方法を適用するためのソフトウェアをクロスロードするために使用することができる。代替として、第２の制御ユニット２１０は、車両内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されてもよい。第２の制御ユニット２１０は、投入ユニットの未来の最高温度についての値を計算し、計算した温度値に基づいて任意の適切なやり方でポンプ２３０の動作を制御するための基礎として、例えば還元体の優勢な温度を含む受信した信号を用いる第１の制御ユニット２００の機能とほぼ同様の機能を実行してもよい。第２の制御ユニット２１０は、投入ユニットに供給される還元剤によって排気流の停止の後に選択触媒還元システムの一部を形成する還元剤投入ユニットを冷却する必要性について判断し、前記必要性について判断するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、排気流の上記停止の後に投入ユニットが所定の温度に到達するかを予測してもよい。

革新的な方法は、第１の制御ユニット２００および第２の制御ユニット２１０によって適用されてもよく、または第１の制御ユニット２００と第２の制御ユニット２１０の両方によって適用されてもよいことを留意されたい。

図２に概略的に示された実施形態によれば、第１の制御ユニット２００は、エンジンからの排気流の停止の後に通常の動作に比較して少ない出力でポンプ２３０の動作を制御し、安全性に関する少なくとも１つの臨界温度まで投入ユニット２５０を冷却するのに必要とされ得る電気エネルギーの任意の量が、従来技術に比較して低減される。

図３は、車両１００のサブシステム３９９を概略的に示す。サブシステム３９９は、図２を参照して上述したいくつかの構成要素、例えば、第１の制御ユニット２００、第２の制御ユニット２１０、および容器２０５内の還元体の優勢な温度を検出するための温度センサ２２０を備える。

サブシステム３９９は、選択触媒還元触媒の上流で排気系中の排ガスの優勢な温度を測定する温度センサ３１０を備える。温度センサ３１０は、リンク３１１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。温度センサ３１０は、リンク３１１を介して第１の制御ユニット２００に排気流の優勢な温度についての情報を含む信号を連続的に送信する。一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、排気流の優勢な温度についての情報を含む受信した信号に基づいて選択触媒還元触媒の優勢な温度を評価する。

サブシステム３９９は、選択触媒還元触媒の優勢な温度を測定する温度センサ３２０を備える。温度センサ３２０は、リンク３２１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。温度センサ３２０は、リンク３２１を介して第１の制御ユニット２００に選択触媒還元触媒の優勢な温度についての情報を含む信号を連続的に送信する。

サブシステム３９９は、投入ユニット２５０の優勢な温度を測定する温度センサ３３０を備える。温度センサ３３０は、リンク３３１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。温度センサ３３０は、リンク３３１を介して第１の制御ユニット２００に投入ユニット２５０の優勢な温度についての情報を含む信号を連続的に送信する。

サブシステム３９９は、選択触媒還元システム中の還元体の優勢な流れを測定するフローセンサ３４０を備える。フローセンサ３４０は、例えば投入ユニット２５０の下流のライン２７３に隣接して、選択触媒還元システム中の任意の位置に位置することができる。フローセンサ３４０は、リンク３４１を介して第１の制御ユニットと通信するように構成される。フローセンサ３４０は、リンク３４１を介して第１の制御ユニット２００に還元体の優勢な流れについての情報を含む信号を連続的に送信する。

それぞれのセンサ３１０、３２０、３３０、３４０および２２０によって送信される信号は、本発明の一態様による投入ユニット２５０の温度パターンをモデル化するために第１の制御ユニットによって使用され得る。一バージョンによれば、第１の制御ユニット２００は、それぞれのセンサ３１０、３２０、３３０、３４０および２２０から受信した信号の少なくとも１つの情報に基づいて投入ユニット２５０の温度パターンをモデル化する。

図４ａは、本発明の一実施形態による排気浄化用の選択触媒還元システムに関係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ｓ４０１を含む。方法のステップｓ４０１は、投入ユニットに供給される還元剤によって排気流の停止の後に選択触媒還元システムの一部を形成する還元剤投入ユニットを冷却する必要性について判断するステップを含むと共に、
− この必要性について判断するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測するステップと、それに応じて
− 排気流の停止の後に、投入ユニットが所定の温度に到達するかを予測するステップと
を含む。この方法は、ステップｓ４０１の後に終了する。

図４ｂは、本発明の一実施形態による排気浄化用の選択触媒還元システムに関係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ｓ４１０を含む。方法のステップｓ４１０は、車両１００の燃焼機関からの排気流を遮断するステップを含む。この段階では、投入ユニット２５０は、通常のやり方で、すなわち通常の動作中とほぼ同じ投入ユニットの冷却流を維持するために必要とされるポンプ２３０の動作出力で冷却される。排気流の遮断は、車両１００のエンジンを遮断することによって行われる。ステップｓ４１０があり、続いてステップｓ４１５がある。

方法のステップｓ４１５は、第１の制御ユニット２００または第２の制御ユニット２１０に記憶される計算モデルによって投入ユニット２５０の未来の温度パターンを計算するステップを含む。温度パターンの計算は、様々なパラメータ、例えば、車両の選択触媒還元触媒の優勢な温度、還元体の優勢な温度、選択触媒還元システム中の還元体の流れ、車両の消音器の優勢な温度、投入ユニット２５０の優勢な温度、排気流の停止の前の排気流の温度、および／または排気流の停止の前の特定の時間の間の評価したエンジン負荷に関連しているパラメータのうちの１つまたは複数に基づいてよい。計算モデルは、投入ユニット２５０を冷却する必要性について判断するための基礎として、それに基づいて投入弁２５０の温度パターンを計算するため、したがって投入弁２５０の温度パターンを予測するために、選択触媒還元システムの様々な部分に蓄積された優勢なエネルギー量を計算する。投入ユニット２５０の未来の温度パターンの計算は、冷却が続けられない場合または排気流の停止の後に中断される場合に、投入ユニット２５０が到達し得る最高温度を決定することも可能にする。投入ユニット２５０の未来の最高温度についてのモデル化した値を決定することは、決定に基づいて最適なやり方でポンプ２３０の動作が制御されることを可能にする。ステップｓ４１５があり、続いてステップｓ４２０がある。

方法のステップｓ４２０は、選択触媒還元システム中の還元体の流れによって投入ユニットを冷却する連続的な必要性があるか評価するステップである。上記冷却を続ける必要があるのか判断するステップは、投入ユニット２５０の未来の最高温度について判断されたモデル化した値に基づくことができる。一例によれば、冷却する連続的な必要性があるかの判断は、図３を参照して上述した情報を含む、センサ２２０、センサ３１０、センサ３２０、センサ３３０およびセンサ３４０の間の少なくとも１つからの信号に基づく。冷却する連続的な必要性がない場合、この方法は終了する。冷却する連続的な必要性がある場合、続くステップｓ４３０が実行される。

方法のステップｓ４３０は、ポンプ２３０が断続的に実行しおよび／または通常の動作に比較して減少した動作出力となるように、ポンプ２３０の動作に影響を及ぼすステップを含む。一バージョンによれば、ポンプ２３０は、所定の間隔構成で断続的に実行される。一バージョンによれば、ポンプ２３０は、通常の動作に対応する動作出力で断続的に実行される。一バージョンによれば、ポンプ２３０は、通常の動作中に投入ユニット２５０の冷却流を維持するために用いられたものに比較して減少した動作出力で断続的に実行される。ステップｓ４３０があり、続いてステップｓ４４０がある。

方法のステップｓ４４０は、選択触媒還元システム中の還元剤の流れによって投入ユニットを冷却し続ける連続的な必要性があるか評価するステップを含む。上記冷却を続ける必要があるのか判断するステップは、投入ユニット２５０の未来の最高温度についての更新したモデル化した値に基づいてもよい。一バージョンによれば、計算モデルは、投入ユニット２５０の未来の最高温度について決定されたモデル化した値を連続的に更新する。最高温度についての更新した値の計算は、例えば、方法のステップｓ４１５に関して説明したものとほぼ同じやり方で行うことができる。一例によれば、冷却する連続的な必要性があるかの判断は、センサ２２０、センサ３１０、センサ３２０、センサ３３０、およびセンサ３４０の中の少なくとも１つからの信号に基づき、この信号は、図３を参照して上述したような情報を含む。冷却する連続的な必要性が見出されない場合、この方法は終了する。冷却する連続的な必要性が見出される場合、ポンプ２３０の動作は、投入ユニット２５０の効果的な冷却を確実にするのに適したやり方で続く。例えば、ポンプ２３０は、断続的に実行され続けてもよく、場合によっては通常の動作に比較して減少した動作出力でも実行され続けてもよい。

図５は、装置５００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が、一バージョンにおいて、装置５００を備えてもよい。装置５００は、不揮発性メモリ５２０、データ処理ユニット５１０、および読出し／書込み用メモリ５５０を備える。不揮発性メモリ５２０は、装置５００の機能を制御するためにコンピュータプログラム、例えばオペレーティングシステムが記憶されている第１の記憶素子５３０を有する。装置５００は、バスコントローラ、シリアル通信ポート、入出力手段、Ａ／Ｄ変換器、日時の入力および伝達ユニット、イベントカウンタ、ならびに割込みコントローラ（図示せず）をさらに備える。不揮発性メモリ５２０は、第２の記憶素子５４０も有する。

提案したコンピュータプログラムＰは、革新的な方法による、投入ユニットに供給される還元剤によって排気流の停止の後に選択触媒還元システムの一部を形成する還元剤投入ユニットを冷却する必要性について判断し、前記必要性について判断するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、排気流の上記停止の後に投入ユニットが所定の温度に到達するかをそれに応じて予測するルーチンを含む。プログラムＰは、メモリ５６０および／または読出し／書込み用メモリ５５０内に実行可能な形態または圧縮した形態で記憶されてもよい。

データ処理ユニット５１０が、特定の機能を実行するものとして説明される場合、このことは、データ処理ユニット５１０が、メモリ５６０に記憶されたプログラムの特定の部分、または読出し／書込み用メモリ５５０に記憶されたプログラムの特定の部分に影響を与えることを意味する。

データ処理装置５１０は、データバス５１５を介してデータポート５９９と通信することができる。不揮発性メモリ５２０は、データバス５１２を介してデータ処理ユニット５１０と通信するためのものである。別個のメモリ５６０は、データバス５１１を介してデータ処理ユニット５１０と通信するためのものである。読出し／書込み用メモリ５５０は、データバス５１４を介してデータ処理ユニット５１０と通信する。データポート５９９は、例えば、データポート５９９に接続されるリンク３１１、３２１、３３１、３４１、２９３および２９０を有してもよい（図３参照）。

データが、データポート５９９で受信されるとき、データは、第２の記憶素子５４０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たとき、データ処理ユニット５１０は、上記のようにコード実行に影響を与えるように用意される。一バージョンによれば、データポート５９９上の受信した信号は、車両１００の選択触媒還元触媒の優勢な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５９９上の受信した信号は、選択触媒還元システム中の還元体の優勢な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５９９上の受信した信号は、例えばライン２７３内の還元体の優勢な流れ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５９９上の受信した信号は、選択触媒還元システムの投入ユニット２５０の優勢な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５９９上の受信した信号は、車両１００の排気系内の排気流の優勢な温度についての情報を含む。

データポート５９９で受信された信号を装置５００が使用することにより、装置５００内に記憶された計算モデルによって、投入ユニットに供給される還元剤によって排気流の停止の後に選択触媒還元システムの一部を形成する還元剤投入ユニットを冷却する必要性について判断し、前記必要性について判断するための基礎として投入ユニットの温度パターンを予測し、それに従って、排気流の前記停止の後に投入ユニットが所定の温度に到達するかを予測することができる。

本明細書に記載の方法の一部は、メモリ５６０または読出し／書込み用メモリ５５０に記憶されたプログラムを実行するデータ処理ユニット５１０により、装置５００によって影響を受け得る。装置５００が、プログラムを実行するときに、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、例示および説明のために与える。前述の説明は、網羅的であることを意図しておらず、または本発明を、記載した変形例に限定することを意図していない。多くの修正例および変形例が、当業者には明らかであろうことは明白である。これらの実施形態は、本発明の原理および本発明の実際的な応用を最も良く説明するために選ばれ、説明されてきたものであり、したがって専門家が様々な実施形態についておよび使用目的に適している様々な修正例と共に本発明を理解することを可能にする。

Claims (20)

1. 排気浄化用の選択触媒還元システムに関係する方法であって、
   −還元剤投入ユニット（２５０）に供給される還元剤によって、排気流の停止の前に、前記選択触媒還元システムの一部を形成する前記投入ユニット（２５０）を冷却する必要性について判断するステップ
   を含み、
   −前記必要性について判断するための基礎として前記投入ユニット（２５０）の温度パターンを予測するステップと、それに従って、
   −排気流の前記停止の後に前記投入ユニット（２５０）が所定の温度に到達するかを予測するステップと
   を特徴とする方法。
2. 前記所定の温度が、前記投入ユニット（２５０）の機能的な臨界温度である、請求項１に記載の方法。
3. 選択触媒還元触媒、消音器、および前記還元剤のいずれかを含む前記選択触媒還元システムの少なくとも１つのさらなる部分の温度パターンを予測する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記選択触媒還元システムの前記少なくとも一部分の前記温度パターンの予測を、前記投入ユニット（２５０）の未来の温度を間接的に決定するために使用する、請求項３に記載の方法。
5. 前記温度パターンの予測が、前記選択触媒還元システムの少なくとも一部分の再温め効果の要求に応えることを伴う、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
6. −所定のパラメータ構成を含む計算モデルによって前記選択触媒還元システムの少なくとも一部分の前記温度パターンを予測するステップ
   をさらに含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記必要性について判断するステップを、排気流の前記停止の前または排気流の前記停止の後に行う、請求項６に記載の方法。
8. 前記還元剤が、尿素を含む流体溶液である、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
9. 投入ユニット（２５０）を含む排気浄化用の装置を備える選択触媒還元システムであって、
   −還元剤投入ユニット（２５０）に供給される還元剤によって、排気流の停止の後に、前記還元剤投入ユニット（２５０）を冷却する必要性について判断する手段（２００；２１０；５００）
   を備えており、
   −前記必要性について判断するための基礎として前記投入ユニット（２５０）の温度パターンを予測する手段（２００；２１０；５００）と、それに従って
   −排気流の前記停止の後に前記投入ユニットが所定の温度に到達するかを予測する手段（２００；２１０；５００）と
   を特徴とする選択触媒還元システム。
10. 前記所定の温度が、前記投入ユニット（２５０）の機能的な臨界温度である、請求項９に記載の選択触媒還元システム。
11. 前記投入ユニット（２５０）の温度パターンを予測する手段（２００；２１０；５００）が、選択触媒還元触媒、消音器、または前記還元剤のいずれかを含む前記選択触媒還元システムの少なくとも１つのさらなる部分の温度パターンを予測する、請求項９または１０に記載の選択触媒還元システム。
12. 前記選択触媒還元システムの前記少なくとも一部分の前記温度パターンの予測により、前記投入ユニット（２５０）の未来の温度を間接的に決定することができる、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の選択触媒還元システム。
13. 前記温度パターンの予測が、前記選択触媒還元システムの少なくとも一部分の再温め効果の要求に応えることを伴う、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載の選択触媒還元システム。
14. −所定のパラメータ構成を含む計算モデルによって前記選択触媒還元システムの少なくとも一部分の前記温度パターンを予測する手段（２００；２１０；５００）
    をさらに含む、請求項９ないし１３のいずれか一項に記載の選択触媒還元システム。
15. 前記必要性について判断する手段が、前記排気流の停止の前にそのように判断するか、または排気流の前記停止の後にそのように判断する、請求項１４に記載の選択触媒還元システム。
16. 前記還元剤が、尿素を含む流体溶液である、請求項９ないし１５のいずれか一項に記載の選択触媒還元システム。
17. 請求項９ないし１６のいずれか一項に記載の選択触媒還元システムを備える自動車（１００；１１０）。
18. トラック、バスまたは乗用車のいずれかである、請求項１７に記載の自動車（１００；１１０）。
19. 排気浄化用の選択触媒還元システムに関係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；５００）または前記電子制御ユニット（２００；５００）に接続された別のコンピュータ（２１０；５００）に、請求項１ないし８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）。
20. 前記コンピュータプログラムが、電子制御ユニット（２００；５００）または前記電子制御ユニット（２００；５００）に接続された別のコンピュータ（２１０；５００）上で実行されるとき、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法のステップを実行する、コンピュータ可読媒体上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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