JP2014530980A - 凍結に対する保護を有する送給装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの可撓性壁領域（４）を有する少なくとも１つの送給ダクト（３）を有して、還元剤を排ガス処理装置（１５）に送給するための送給装置（１）に関する。可撓性壁領域（４）は、送給ダクト（３）内の還元剤が凍結するときに変形することができる。可撓性壁領域（４）は、送給ダクト（３）を、圧縮空気ソース（１６）に接続される圧縮空気室（６）から分離する。【選択図】図３

Description

本発明は、還元剤を排ガス処理装置に送給するための送給装置に関する。

特に自動車分野において、排ガスの浄化のために流体が供給される排ガス処理装置は、使用される。この種の排ガス処理装置において特に広く使われている排ガス浄化方法は、選択接触還元プロセス［ＳＣＲプロセス］である。前記プロセスにおいて、排ガス中の酸化窒素化合物を還元するために、還元剤が排ガスに加えられる。通常、アンモニアが還元剤として用いられる。アンモニアは、通常、直接でなくむしろ、排ガス処理装置において、またはその目的のために設けられる追加の反応器においてアンモニアを形成するために変換されることができる前駆体溶液の形で、自動車両に蓄えられる。特に広く使われている還元剤前駆体溶液は、水性尿素溶液である。特に広く使われているのは、商品名ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）の下で利用可能な３２．５％の尿素水溶液である。説明を簡単にするため、表現「還元剤」および「還元剤前駆体溶液」は、以下、互いにとって同義的に使用される。

（水性）還元剤の送給のための送給装置の設計において、前記還元剤は、低温で凍結可能であることが考慮に入れられなければならない。還元剤ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）は、例えば−１１℃の温度で凍結するこの種の温度は、例えば、自動車両の長い休止位相の間に起こる。水性還元剤は、凍結するときに膨張する。したがって、送給装置は、凍結還元剤の膨張によって、または関連する圧力増加によって、それが損害を受けないように設計されなければならない。

送給装置の高い分注精度にとって、還元剤が通って送給される送給装置の送給ダクトが実質的に堅いことは、望ましい。特に、還元剤の合同の送給および分注のために分注ポンプが用いられる場合、送給ダクトの容量のできるだけ小さい変化を確実にするために、堅い送給ダクトは、用いられる。このようにしてだけ、分注ポンプによって送給ダクトに送給される還元剤の量が送給ダクトを出ていく量に正確に対応することを確実にすることができる。

ここで、凍結への抵抗およびダクトの堅さのための条件に関して、技術的な対立がしたがってある。そして、特に分注ポンプの高い稼動精度に関連して、前記対立を完全には満足的に解決することは、これまでできなかった。

これを出発点として、先行技術に関連して強調される技術的課題を解決するかまたは軽減することは、本発明の目的である。それは、特に、還元剤を送給するための特に有利な送給装置を、そして前記タイプの送給装置を稼動するための特に有利な方法を開示しようとする。ここで、送給装置は、特に、正確な分注が可能でなければならず、凍結プロセス中に感圧性コンポーネントを保護しなければならず、コンパクト設計を実現しなければならず、生産するのが安価でなければならず、および／または、少なくとも送給ダクトの部分の形状のアクティブ／パッシブ適合が可能でなければならない。方法は、（加えて）特に、目標とされたやり方で、好ましくは送給ダクトにおける氷の形成の結果として感圧性コンポーネントの近くの望ましくない高い圧力のリスクが局所的に低下することができるか、または防止されることさえできるというような仕方で、送給装置の凍結反応に明らかに影響することに適していなければならない。

前記目的は、請求項１の特徴による装置によって、そしてまた請求の範囲７、８の特徴による方法によって達成される。本発明のさらに有利な改良は、従属請求項において特定される。特定される本発明のさらなる設計変形については、請求項において個々に特定される特徴は、いかなる所望の技術的に意味があるやり方でも互いに組み合わされてよく、記載からの説明的な事実によって補充されてよい。

本発明は、還元剤を排ガス処理装置に送給するための送給装置であって、少なくとも１つの送給ダクトを有し、少なくとも１つの送給ダクトは、送給ダクト内の還元剤が凍結するときに変形することができる少なくとも１つの可撓性壁領域を有し、可撓性壁領域は、送給ダクトを、圧縮空気ソースに接続される圧縮空気室から分離する、送給装置に関する。

送給装置は、一般に、還元剤が送給ダクトを通って送給されることができる少なくとも１つのポンプを有する。還元剤のための送給装置において、代わりに、ポンプのタイプが送給装置の稼動モードに重要な影響を有する２つの異なるタイプのポンプが用いられることは、好ましい。

第１のタイプのポンプは、分注ポンプである。分注ポンプの場合、ポンプによって送給される還元剤の量は、正確に決定されることができる。排ガス処理装置に供給される還元剤の量の制御は、したがって、分注によって（例えば少なくとも部分的に／単に一時的に）実現されることができる。分注ポンプは、ポンプによって実行される可動ポンプ部の送給運動が正確に定義される点を特徴とする。そうすると、還元剤の送給された量は、送給運動から推定されることができる。送給運動は、例えば、可動ポンプ部上のおよび／または可動ポンプ部の駆動装置上の特定のセンサによってモニタされてよい。分注ポンプは、偏心器を介して回転駆動装置によって駆動されるピストンポンプとしてしばしば設計される。

第２のタイプのポンプは、純粋な送給ポンプである。前記送給ポンプについては、還元剤自体の送給された量は、ポンプの作動だけに基づいてモニタされることができない。例えば、構造的理由のために可動ポンプ部の運動をモニタすることができないので、および／または運動をモニタするためのセンサが設けられていないので、および／またはポンプを通る漏洩流（送給方向とは反対の）があり、その漏洩流は送給された量に影響を及ぼすので、これは可能でない。純粋な送給ポンプが送給装置において用いられる場合、正確な測定された量を調整するための追加の制御装置が分注のために設けられることがしたがって必要である。概して、純粋な送給ポンプは、ライン部分におけるおよび／または別々の圧力蓄積ボリュームにおける還元剤の定義済み圧力をいずれの場合も確立するように調整される。分注は、次いで、インジェクタによって前記加圧還元剤ボリュームから一般に起こる。固定した圧力のために、分注量は、例えば、インジェクタの開放時間にほぼ比例する。

ポンプは、送給ダクトに沿って送給方向の弾性壁領域の上流に好ましくは配置される。換言すれば、これは、稼動中に、従来の稼動圧（すなわち、例えば２〜８バールの圧力）が弾性壁領域に作用することを特に意味する。それが基本的に可能で、複数の可撓性壁部が例えばポンプとインジェクタとの間の部分において送給ダクト内に設けられることが好都合でよい場合であっても、適切な場合、単一の弾性壁領域は、十分でもよい。特に稼動圧よりもかなり高い圧力が（例えば還元剤が凍結する間）回避されなければならない送給ダクトの感圧性部分の近くに、前記弾性壁部は、特に配置される。この種の部分は、例えば、シール、ポート、センサ、バルブ、などを有してよい。

弾性壁領域は、過圧を有する隣接チャンバのボリュームの拡大を実現するために（ダクト内の／圧縮空気室内の）過圧の場合に、それが可逆変形（補償運動）を実行することができるように、特に設計される。弾力性は、使用（還元剤のタイプ、送給ダクトのタイプ、稼動中、シャットダウン状況中および／または凍結状況中の温度範囲、稼動中、シャットダウン状況中および／または凍結状況中の圧力範囲）に特に適していなければならない。

弾性壁領域は、送給ダクトの周囲および／または横の部分的領域をカバーしてもよい。部分的領域が、最大で、送給ダクト（Ａａ、最大＝５ｃｍ×Ｕｋ）の円周（Ｕｋ）によって乗算される送給ダクトの長さ（Ｌｋ）の多くても５ｃｍ［センチメートル］に達する送給ダクトの領域（Ａａ、最大）をカバーすることは、好ましい。弾性壁領域は、少なくとも５０ｍｍ^２［平方ミリメートル］〜５０００ｍｍ^２の、好ましくは１００ｍｍ^２〜５００ｍｍ^２の領域を有する部分的領域を特に非常に好ましくはカバーする。そして、これは、弾性壁領域がセンサの直接付近に置かれる状況を特に適用する。

弾性壁領域は、１つの部分において、または複数の部分において、さらに形成されてよい。前記弾性壁領域が送給ダクトの輪郭の連続性を形成することは、すなわち、特に、少なくとも部分的に曲がっていること、および／または、隣接するダクト壁をできるだけ正確に受け入れるかまたは隣接する曲がったチャネルを形成することは、好ましい。弾性壁領域は、好ましくは実質的に平面形状を有するのでなく、むしろ例えば送給ダクトのコイル状を形成して、および／または送給ダクトを囲む。弾性壁領域の少なくとも中央域が機械的にサポートされないことも、すなわち、特に、中央域の自由弾性変形を防止する追加的なばね要素、支柱その他が設けられないことも、好ましい。したがって、中央域は、弾性壁領域の固有の材料特性の、そして両側に現在作用する流体圧力の関数として、好ましくは実質的に変形することができる。弾性壁領域の前記中央域は、横の領域および／または端部側の領域に設けられてよい。弾性壁領域は、異なる弾力性の領域を、すなわち、少なくとも、第１の圧力ですでに弾性変形可能な第１の領域、および第２の圧力で弾性変形可能な第２の領域であって、第２の圧力は、第１の圧力よりも高くて、特に少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍、そして特に非常に好ましくは１０倍高い、第１、第２の領域を、好ましくは有する。このようにして、送給ダクトのボリュームのできるだけ小さい変化を得ることが可能な、異なる圧力で目標とされる弾性変形を達成することは、可能である。そしてそれは、例えば、正確な分注および還元剤調量および／または耐久限度の制御（低圧範囲の稼動、高圧範囲（凍結状況）の稼動）も促進する。

空気圧は、送給装置の稼動の間、圧縮空気ソースによって圧縮空気室において確立されることができる。空気圧は、送給ダクトに（現在）普及している還元剤圧力よりも好ましくは（わずかに）高い。そしてその還元剤圧力は、ポンプによって確立される。特に、前記空気圧は、実質的に一定であり、好ましくは送給ユニットの最大稼動範囲の上方の範囲（例えば、最大送給圧力の少なくとも８０％、特に最大送給圧力の少なくとも１００％、または特に好ましくは最大送給圧力の少なくとも１２０％、そしてさらに好ましくは空気圧は最大送給圧力の２００％を超えない）にある。空気圧がまだ最大送給圧力の下にある場合、例えばポンプの作動から生じる還元剤の（個々の）圧力ピークのダンピングを得ることができる。可撓性壁領域は、圧縮空気室の空気圧によってプレロードされるときに実質的に堅くふるまうように好ましくは設計される。圧縮空気室内の空気圧が維持される限り、送給ダクト内に配置される還元剤のための送給ダクトが実質的に堅いことは、このように確実にされることができる。例えば、送給ダクト内の還元剤が凍結する場合、送給ダクトのボリュームの増加を可能にするために、圧縮空気室内の空気圧は、凍結状況において消散されることができる。これは、例えば、送給装置が非アクティブ化されるときに自動的に起こり、したがって、圧縮空気ソースはもはや圧縮空気を提供しない。

圧縮空気室は、少なくとも５０ｍｍ^３［立方ミリメートル］に達する、特に１００ｍｍ^３から３０００ｍｍ^３までの範囲にあり、好ましくは５０００ｍｍ^３を超えない圧縮空気室ボリュームを好ましくは有する。圧縮空気室が可撓性壁領域によって主に区切られることは、好ましい。圧縮空気室がキャビティを有して形成され、そのキャビティが、可撓性壁領域によって少なくとも部分的に区切られて、圧縮空気ダクトへのポート（例えばライン開口の様式で）を有して形成されて、そして適切な場合、他のいかなるコンポーネントも圧縮空気室を直接区切らないことは、特に非常に好ましい。圧縮空気ソースは、圧縮空気室のために別に設けられよくておよび／または他のコンポーネントに圧縮空気を供給してもよい。そして、圧縮空気ソースが圧縮空気室内の圧力を調整するために制御可能であるかまたは調整可能であることは、好ましい。

本発明によれば、稼動の間、送給ダクトにおいて実質的に堅い設計でありえる送給装置を実現することが特に有利な仕方で可能であるが、非アクティブ化状態においてそれは（自動的に）弾性的にふるまって、非常に容易に変形することができる。充分な空間は、凍結状況における凍結還元剤にとってこのように利用できる。本発明は、導入部で指定された発明の技術分野において特に用いられる。そうすると、参照は、説明のためにそれに対してなされてもよい。

可撓性壁領域のためのストッパが送給ダクト内に設けられ、可撓性壁領域が圧縮空気室からの圧縮空気によってストッパに対してプレロードされることができる場合、送給装置は、さらに有利である。

ここで、可撓性壁領域の設計は、稼動の間、実質的に堅くふるまうために、特に２つの異なるタイプ（圧力室内のおよび／または送給ダクト内の異なる時間のまたは異なる圧力の）でもよい。第１のタイプによれば、可撓性壁領域は、可撓性に設計されるが、弾力的に変形可能ではない。空気圧が送給ダクトの外側で圧縮空気室に作用する場合、圧縮空気室内の空気圧が送給ダクト内の還元剤圧力よりも高い限り、可撓性壁領域は、緊張されて、（実質的に）不変の形状をそれに与えた。第２のタイプによれば、可撓性壁領域は、可撓性であるだけでなく、弾力的に変形可能でもあるように設計される。前記タイプの可撓性壁領域の実際の形状および位置は、いずれの場合も圧縮空気室と送給ダクト内の圧力との間の普及している圧力差に依存する。可撓性の弾性壁領域がストッパに対して圧縮空気によってプレロードされる場合、実質的に堅い挙動は、実現されることができる。次いで、圧力差が閾値以下に低下しない限り、可撓性の弾性壁領域は、ストッパを支えて、実質的に堅くふるまう。ストッパは、圧力室の外側に、例えば、送給ダクト上に、および／または、圧力室または送給ダクト用のハウジング上に、および／または、他のシステム構成部品（例えばセンサ、ベースプレートなど）のケース上に、好ましくは設けられる。ストッパは、特に送給ダクトまたはその壁の一部でもよい。そして、適切な場合、可撓性壁領域の設計に適合する接触面または接触輪郭（ラインの形の）は、設けられてよい。

可撓性壁領域が送給ダクトの部分に配置される弾性スリーブである場合、送給装置はまた有利である。

弾性スリーブは、例えばゴムまたは類似の材料から成る円筒形のスリーブでもよい。そしてそれは、特に耐久性があり、使用する還元剤に対して不浸透性である。スリーブの壁厚は、スリーブの長さにわたって変化してよい。スリーブは、補強スリーブによって（特に内側から、すなわち圧力室から）領域において好ましくは補強される。送給ダクトは、送給装置のベースプレートに配置されてよい。送給ダクトは、例えばベースプレートにおいて鋳造（ｃａｓｔ）されるかまたは穿設（ｄｒｉｌｌ）される。弾性スリーブが配置される、または弾性スリーブが少なくとも部分的に延びる部分（少なくとも断面において好ましくは円筒状の）は、例えば、残りの送給ダクトを横切り、そして残りの送給ダクトと共に送給ダクトをこのように形成する孔または凹所でもよい。弾性スリーブは、送給ダクトの円筒形部分の壁を（部分的に）支えてよい。円筒形部分の壁は、次いで、弾性スリーブ用の一種のストッパを形成する。そして、弾性スリーブは、前記ストッパに対して、または円筒形部分の壁に対して、圧縮空気室内の圧縮空気によってプレロードされることができる。

送給ダクトが圧力センサに接続されて、可撓性壁領域が圧力センサから２ｃｍ［センチメートル］未満の距離に配置される場合、送給装置はまた有利である。前記距離は、特に好ましくは１ｃｍ［センチメートル］未満であり、より好ましくは少なくとも０．１ｃｍである。

圧力センサは、概して、起こる氷圧によってまたは還元剤の凍結によって損害を受けることができる氷圧に最も敏感に反応する送給装置のその部分である。圧力センサは、送給装置の通常の稼動圧力（２〜８バール）をはるかに越える耐圧力増加が通常できない。圧力センサは、通常、通常の稼動圧力の範囲内でだけ機能するように非常に意図的に設計されている。それというのも、さもなければ圧力センサの分析精度が低減するからである。この用途に適する圧力センサは、例えば３０バールを数倍超えてよい、または５０バールさえも超えてよい氷圧に耐えることができない。このために、特に有効な氷圧補正を可能にする可撓性壁領域が送給装置において圧力センサの直接付近に配置されることは、特に有利であると判明した。

また、可撓性壁領域が圧力センサの測定ボリュームに達する場合、送給装置は有利である。圧力センサは、測定ボリュームまたは測定チャンバを概して有する。圧力センサは、次いで、前記測定ボリュームの範囲内でまたは前記測定チャンバの範囲内で圧力を測定するようにセットアップされる。測定ボリュームまたは測定チャンバは、圧力が測定されるべき媒体が位置する流体ラインに接続されるために、一側で好ましくは開口している。送給装置の稼動の間、圧力センサの測定ボリュームを部分的に満たすように可撓性壁領域が形成されることは、特に有利である。それは、多すぎる量の還元剤が測定ボリューム内に存在するのを防止することをこのように可能にする。そしてそれは、凍結状況において、測定ボリュームに、または測定ボリュームを囲んでいる圧力センサに損害を与える場合がある。可撓性壁領域が弾性スリーブとして形成される場合、可撓性壁領域のこの種の配置は、特に都合よく得ることができる。弾性スリーブは、次いで、測定ボリュームの開口を通って測定ボリュームへと延びてよい。測定ボリュームは、次いで、弾性スリーブが位置する送給ダクトの円筒形部分の延長部として好ましくは配置される。

さらに、送給装置が還元剤と圧縮空気とを混合するための混合室を有し、圧縮空気室および混合室が共通の圧縮空気ソースを用いる場合、送給装置は有利である。混合室は、送給装置の構成要素である必要がなく、むしろ送給ダクトに隣接して送給装置の下流に配置されてもよい。排ガス処理装置への還元剤の最高のインジェクションを得るために、混合室における還元剤と圧縮空気との混合は、有利である。圧縮空気と混合される還元剤は、特に有利な仕方で排ガス処理装置へと吹き付けられることができる。そうすると、特に小さい噴霧粒子は形成される。このようにして、還元剤の特に有効な蒸発は、排ガス処理装置において得ることができる。これは、排ガス処理装置における還元剤の特に効果的な転換および利用を可能にする。還元剤および圧縮空気を混合するための混合室を有する送給装置の場合、圧縮空気ソースは、構造のせいですでに必要とされる。したがって、圧縮空気ソースはすでに設けられていて、本明細書に記載される送給装置の特徴は、特に単純な仕方で実施することができる。

本発明はまた、さまざまな方法を請求する。送給装置に関して説明された利点および設計の特徴は、本発明による方法に移転されることができて、類似して適用されることができる。同様のことは、以下に説明される方法の特別な利点および設計の特徴にも適用する。そしてそれは、送給装置に適用されることができて、移転されることができる。

本発明は、本発明による本明細書に記載された送給装置のいかなる所望の設計変形も稼動するための方法であって、少なくとも、
ａ）圧縮空気室内の第１の空気圧閾値と第２の空気圧閾値との間の空気圧を維持するステップ、
ｂ）送給ダクトを通って排ガス処理装置に還元剤を送給して分注するステップであって、送給ダクトにおいて第１の還元剤圧力閾値と第２の還元剤圧力閾値との間の平均還元剤圧力が維持されて、それにより第１の還元剤圧力閾値が第１の空気圧閾値よりも小さく、そして第２の還元剤圧力閾値が第２の空気圧閾値よりも小さい、ステップ、および、
ｃ）圧力ピークが圧縮空気室内の空気圧よりも高い場合に、可撓性壁領域の変形によって還元剤圧力の圧力ピークを補償するステップ、
を有する方法に関する。

好ましくは、第１の空気圧閾値は、約３．４バールであり、第２の空気圧閾値は、約４．６バールである。好ましくは、第１の還元剤圧力閾値は、約３．０バールであり、第２の還元剤圧力閾値は、約４．４バールである。好ましくは、空気圧の変動のマージンは、還元剤圧力の変動のマージンよりも容易に高い。しかしながら、空気圧が還元剤圧力よりも通常高い必要はない。

圧縮空気室は、好ましくは圧縮空気ソースに直接接続される。そして前記圧縮空気ソースは、その活性化後に、要求に応じておよび／または永久的に、ステップａ）による空気圧を生成しておよび／または維持する。圧縮空気室内に普及している空気圧は、したがって、圧縮空気ソースにより提供される圧力に好ましくは対応する。圧縮空気ソースは圧縮空気を異なる圧縮空気消費対象に一般に提供するので、前記圧力は、変動の特定の程度を呈してよい。そして、圧縮空気ソースによって提供される空気圧は、通常、要求される圧縮空気の量に依存する。圧縮空気ソースに接続されるさらなる圧縮空気消費対象は、例えば、還元剤および圧縮空気を混合するための混合室、ブレーキ系統、または内燃機関自体でもよい。内燃機関が記載されている送給装置のための圧縮空気ソースとして同時に利用されるターボチャージャを有する場合、内燃機関は、特に圧縮空気ソースの圧縮空気消費対象である場合でもよい。

ステップｂ）により送給ダクトにおいて維持される平均還元剤圧力は、好ましくは３．５バールと４．１バールとの間にあり、特に好ましくはほぼ３．８バールである。これは、特に稼動の間の単位時間間隔（例えば１分）にわたり測定された還元剤圧力の算術平均値である。

しかしながら、送給ダクトにおける還元剤の圧力は、変動してもよい。特に、還元剤を送給するための分注ポンプ（その分注ポンプによって、送給ダクトを通って送給される還元剤の量、および排ガス処理装置へと噴射される還元剤の量が分注される）が用いられる場合、送給ダクトにおける還元剤圧力の（軽微な）変動が発生する場合、それは無害である。送給された量は、分注ポンプによってすでにあらかじめ定義されている。そして、圧力変動は、分注精度上の著しい効果を有しない。それにもかかわらず、圧力の強い変動は、分注ポンプの分注精度上のクロス干渉を有することができる。この理由のために、還元剤圧力は、圧力のあまり強い変動が発生しないように制御されなければならない。対照的に、還元剤が送給ポンプによって送給される場合、できるだけ正確な還元剤圧力を正確に維持することは、より重要である。それというのも、送給ポンプの場合、排ガス処理装置への還元剤の正確な分注は、一般にインジェクタによって起こり、そして、排ガス処理装置のインジェクタを通って供給される還元剤の量は、通常、還元剤圧力に非常に依存するからである。ポンプの送給運動のせいで、「短期」圧力ピークが送給ダクトにおいてしばしば起こりえる。この種の短期圧力ピークは、送給装置に、インジェクション装置に、および／または送給装置に設けられる圧力センサにも、有害でよい。したがって、この種の短期圧力ピークが可撓性壁領域の変形によって補償されるかまたは減衰されることは、有利である。圧力ピークが圧縮空気室内に普及している空気圧よりも高いピーク圧力を有するときに、この種の補償は、特に起こる。可撓性壁部は、次いで変形する。そうすると、送給ダクトのボリュームは変化して、送給ダクトの圧力は直ちに低下する。可撓性壁部が弾力的であるか弾力的でないかにかかわらず、可撓性壁部による圧力ピークの補償は、可能である。凍結プロセス（例えば重い氷圧）中に形成する圧力ピークが（少なくともこの領域において）かなり減少されるかまたは除去されることは、このようにして明らかに可能でもある。

また、本発明による本明細書に記載された送給装置のいかなる所望の設計変形も非アクティブ化するための方法であって、少なくとも、
ｗ）ポンプによって送給ダクトを通る還元剤の送給を終了するステップ、
ｘ）送給ダクト内の還元剤圧力を消散させるステップ、
ｙ）圧縮空気室内の３．４バールと４．６バールと間の空気圧を一時的に維持するステップ、および、
ｚ）圧縮空気室内の空気圧を消散させるステップ、
を有する方法は特定される。

ポンプは、送給ポンプまたは分注ポンプでもよい。時間に関してステップｚ）の前にステップｘ）が起こり、そしてステップｙ）の文脈の範囲内の圧縮空気室の空気圧がステップｘ）とステップｚ）との間で一時的に維持されるという点で、記載された方法は、特に特徴づけられる。このようにして、送給ダクトへの液体還元剤の引き続いての流れが起こることができるように、そして、送給装置の非アクティブ化の間、送給ダクトにある還元剤の量がこのようにさらに増加するように、可撓性壁部の早すぎる変形を防止することができる。可撓性のそして弾力的な壁部の場合、低下する還元剤圧力のせいで、そして送給ダクトと圧縮空気室との間の上昇する圧力差のせいで、適切な場合、ステップｙ）において、壁部が拡大さえして、そしてこのように付加的な還元剤を送給ダクトから強制的に出すことさえ可能である。送給ダクト内の還元剤の量がさらに減少されて、そして、凍結還元剤の結果としての送給ダクトへの損害のリスクが同様に減少されることは、このように可能である。

送給ダクトへの還元剤の引き続いての流れが起こることができないように、ステップｚ）の前に、送給ダクトが閉じられる場合、方法は特に有利である。

送給ダクトの閉鎖は、例えば、送給ダクトに還元剤を送給するためのポンプが、前記ポンプが非アクティブ化した状態にあるときに還元剤によって通過されることができないという点で、実現されてよい。シャットダウン状況において閉じて、還元剤がポンプを通過することができないことをこのように確実にするバルブを、ポンプは、それにおいてしばしば設けられた。送給ダクトを切り離して、還元剤が吸い出されるのを防止する追加のバルブが設けられることも、可能である。さらなる可能性は、送給ダクトをブロックする特定の予め定義された位置（例えばヒートシンク）で送給ダクト内の還元剤の凍結の間、冷凍還元剤のプラグが形成されるということである。

還元剤および圧縮空気を混合するための混合室を備える還元剤のための送給装置の場合、圧縮空気によって還元剤を混合室から外へおよび／または送給ダクトから外へ運び出すための還元剤の運搬の終了後のさらなる期間中、圧縮空気の運搬は、好ましくは維持される。このようにして、混合室内の還元剤の堆積は、回避されることができる。その結果、送給装置のこの種の稼動の場合、空気圧は、すでに還元剤圧力を超えて維持される。したがって、同じ圧縮空気ソースが混合室用に、および圧縮空気室用に利用される場合、送給装置を非アクティブ化するための本発明による方法は、記載された方法で作製されて設計される送給装置のためのほとんど効果を実現することができる。

本発明の文脈の範囲内において、内燃機関を有し、内燃機関の排ガスの浄化のための排ガス処理装置を有し、排ガス処理装置に還元剤を送給するための本発明による送給装置を有する、自動車両も記載される。自動車両の送給装置については、送給装置を稼動するための本発明による方法および送給装置を非アクティブ化させるための本発明による方法が実行されることも、好ましくは可能である。この目的のために、自動車両は、特定された方法の少なくとも１つを実行するために準備されるコントロールユニットを好ましくは有する。

本発明および発明の技術分野は、図に基づいて以下でさらに詳細に説明される。図は、特に好ましい実施形態を示す。しかしながら、本発明はそれに制限されない。特に、図および特に図示のプロポーションは、単に概略的なだけである点に注意する。

図１は、送給装置の第１の設計変形を示す。 図２は、送給装置の第２の設計変形を示す。 図３は、送給装置の断面を示す。 図４は、送給装置を有する自動車両を示す。 図５は、送給装置の動作を例示する線図を示す。

図１、図２、図３は、送給装置１の３つの異なる設計変形を示す。送給装置１の特徴の可能な組み合わせは、いずれの場合も理解される。図１、図２、図３に示される特徴の組み合わせは、完全なものではない。いかなる所望の技術的に意味がある方法でも、図１、図２、図３に示される異なる特徴は、互いに組み合わされてよく、そして、開示の全内容からのさらなる特徴と組み合わされてよい。

図１、図２の送給装置１は、いずれの場合も、還元剤がポンプ２０によって送給されることができる送給ダクト３を有する。送給ダクト３は、１つの領域において、可撓性壁領域４を有する。そしてそれは、送給ダクト３を区切る内側３９、および圧縮空気室６に隣接する外側４０を有する。送給ダクト３は、いずれの場合も、吸込口３４からインジェクタ口５まで延びる。還元剤タンクは、吸込口３４に接続されることができる。排ガス処理装置へと還元剤を噴射しておよび／または吹き付けるためのインジェクション装置は、インジェクタ口５に接続されることができる。圧縮空気室６は、圧縮空気ダクト３０を介して圧縮空気を供給される。圧縮空気ダクト３０は、圧縮空気ソースの接続のための圧縮空気口３５を有する。送給ダクト３は、閉鎖手段２２によって閉鎖されることができる。そうすると、吸込口３４から送給ダクト３への還元剤の引き続いての流れは、発生することができない。閉鎖手段２２は、一方では、ポンプ２０の構成要素として設計されてよい。前記変形は、図２に示される。この場合、例えば、閉鎖手段２２は、同時にポンプ２０のバルブである。閉鎖手段２２は、別のコンポーネントとして形成されてもよい。これは、図１に示される。ここで、例えば、閉鎖手段２２は、別に作動することができるバルブでもよい。圧力センサ１０は、可撓性壁領域４からの距離８で、可撓性壁領域４の直接的な付近に配置される。距離８は、望ましくは２ｃｍ［センチメートル］以下である。図２の設計変形において、付加的な特徴として、可撓性壁領域４がプレロードされるストッパ７が設けられる。この設計変形において、可撓性壁領域４は、弾力的でもよい。さらなる特徴として、図２による設計変形は、圧縮空気および還元剤が互いに混合されることができる混合室１２を有する。混合室１２はまた、圧縮空気室６にも圧縮空気を供給する圧縮空気ダクト３０に好ましくは接続される。混合室１２は、次いで、圧縮空気口３５を介して圧縮空気ソースから圧縮空気を供給されてもよい。

図３は、送給装置１の断面を示す。前記送給装置１は、送給装置１の基本的成分を支えるベースプレート３６を有する。送給ダクト３は、鋳造（ｃａｓｔ）されまたは穿設された自由空間として好ましくはベースプレート３６内に設けられる。可撓性壁領域４は、送給ダクト３の円筒形部分９に挿入される弾性スリーブ２によって形成される。円筒形部分９はまた、鋳造（ｃａｓｔ）自由空間としてまたは孔（ｂｏｒｅ）として、ベースプレート３６内に形成される。円筒形部分９は、残りの送給ダクト３を横切る。圧力センサ１０は、送給ダクト３の円筒形部分９の反対側に配置される。圧力センサ１０は、開口３７を有する測定ボリューム１１を有する。送給ダクト３において起こる圧力が圧力センサ１０の測定ボリューム１１に入ることができるために、圧力センサ１０は、開口３７を介して送給ダクト３に接続される。弾性スリーブ２は、好ましくは円筒形部分９を通って、そして測定ボリューム１１への開口３７を通って延びる。送給ダクト３に面する可撓性壁領域４の内側３９は、事実上、弾性スリーブ２の外側である。圧縮空気室６に面する可撓性壁領域４の外側４０は、事実上、弾性スリーブ２の内側である。弾性スリーブ２の内部領域は、好ましくは圧縮空気室６の構成要素である。弾性スリーブ２は、領域内に補強スリーブ３１を好ましくは設けられる。そしてそれによって、特に、送給ダクト３の円筒形部分９における弾性スリーブ２の流体密実装も可能になる。圧縮空気室６に接続される弾性スリーブ２の端部上の補強スリーブ３１によって、弾性スリーブ２がそこで変形しなくて、特に気密な仕方で圧縮空気室６に接続されることができることを、確実にすることができる。弾性スリーブ２は、好ましくは回転対称である。送給ダクト３は、弾性スリーブ２周辺で環状に円筒形部分９を通って持続される。そうすると、弾性スリーブ２を通った連続流路は、送給ダクト３によって形成される。

図４は、内燃機関１４を有して、内燃機関１４の排ガスの浄化のための排ガス処理装置１５を有する自動車両１３を示す。還元剤は、インジェクション装置２１によって排ガス処理装置１５に注入されることができる。インジェクション装置２１は、送給装置１によって還元剤を供給される。送給装置１は、圧縮空気ソース１６によって圧縮空気を次々に供給される。送給装置１は、還元剤を還元剤タンク１７から抽出する。記載されたさまざまな方法を実行するために、自動車両１３は、記載された方法が保存されてよく、そして送給装置１に接続されるコントロールユニット３８を有する。コントロールユニット３８は、自動車両１３のエンジンコントローラでもよく、または自動車両１３のエンジンコントローラの構成要素でもよい。

図５は、送給装置の異なる操作段階を例示する線図を示す。縦軸２９対時間軸２８上にプロットされるのは、いずれの場合も、圧縮空気室内の空気圧１８、送給ダクト内の還元剤圧力１９、送給装置の領域内の温度２７、および、送給装置の送給ダクトの装置ボリューム２６である。線図は、最初に、稼動位相２３を例示する。稼動位相２３は、空気圧１８が、通常、還元剤圧力１９よりも高いという点を特徴とする。しかしながら、圧力ピーク３２は、例示される。圧力ピーク３２が空気圧１８よりも高い場合、これは、可撓性壁領域の変形３３によって理解される。そしてその結果、装置ボリューム２６は、短時間に増加する。

送給装置のシャットダウン位相２４も、例示される。シャットダウン位相２４は、圧縮空気１８が還元剤圧力１９よりも長く維持されるという点を特徴とする。このようにして、シャットダウン位相２４の間、付加的な還元剤は、送給装置に吸い込まれない。最も単純な場合、装置ボリューム２６は、一定のままである。送給装置の適切な設計については、装置ボリューム２６がシャットダウン位相２４の間わずかに減少することさえ可能である。というのも、可撓性壁部は、送給ダクト３へとわずかに拡大するからである。送給装置内に存在する還元剤の量は、次いで、減少さえする。この状況は、ここで例示される。線図には、凍結位相２５も例示される。凍結位相２５は、温度２７が急落するという点で、まず特徴づけられる。その温度は、特に還元剤の凍結温度を下回らなければならない。温度２７の低下後、送給装置が始めから終わりまでまず冷却しなければならないので、初めは何も起こらない。送給装置が始めから終わりまでまず冷却し終わったときに、還元剤は、凍結する。その結果、装置ボリューム２６は、増大する。還元剤圧力１９も、同時に上昇する。しかしながら、可撓性壁領域の設計の結果、還元剤圧力は、送給装置および特に送給装置内に設けられる圧力センサが損害を受ける程度まで上昇するのを防止される。

本明細書で提案される送給装置の設計変形は、正確な分注を可能にする。圧力感知コンポーネントは、凍結プロセス中および／または稼動中、特に良好に保護される。それらは、コンパクトな設計を有して、生産するのに安価でもある。さらに、それらは、少なくとも送給ダクトの断面形状の能動的／受動的適合を可能にする。特に、送給ダクトの氷の形成の結果としての感圧性コンポーネントの近くの望ましくない高い圧力のリスクが目標とされた方法で局所的に低下することができるか、または除去されることさえできるというようなやり方で、方法は、送給装置の凍結反応に積極的に影響するためにさらに適している。

１…送給装置
２…弾性スリーブ
３…送給ダクト
４…可撓性壁領域
５…インジェクタ口
６…圧縮空気室
７…ストッパ
８…間隔
９…円筒形部分
１０…圧力センサ
１１…測定ボリューム
１２…混合室
１３…自動車両
１４…内燃機関
１５…排ガス処理装置
１６…圧縮空気ソース
１７…還元剤タンク
１８…空気圧
１９…還元剤圧力
２０…ポンプ
２１…インジェクション装置
２２…閉鎖手段
２３…稼動位相
２４…シャットダウン位相
２５…凍結位相
２６…装置ボリューム
２７…温度
２８…時間軸
２９…縦軸
３０…圧縮空気ダクト
３１…補強スリーブ
３２…圧力ピーク
３３…変形
３４…吸込口
３５…圧縮空気口
３６…ベースプレート
３７…開口
３８…コントロールユニット
３９…内側
４０…外側

Claims (10)

1. 還元剤を排ガス処理装置（１５）に送給するための送給装置（１）であって、少なくとも１つの送給ダクト（３）を有し、前記少なくとも１つの送給ダクト（３）は、当該送給ダクト（３）内の還元剤が凍結するときに変形することができる少なくとも１つの可撓性壁領域（４）を有し、前記可撓性壁領域（４）は、前記送給ダクト（３）を、圧縮空気ソース（１６）に接続される圧縮空気室（６）から分離する、送給装置（１）。
2. 前記可撓性壁領域（４）のためのストッパ（７）が前記送給ダクト（３）内に設けられ、前記可撓性壁領域（４）は、前記圧縮空気室（６）からの圧縮空気によって前記ストッパ（７）に対してプレロードされることができる、請求項１に記載の送給装置（１）。
3. 前記可撓性壁領域（４）は、前記送給ダクト（３）の部分（９）に配置される弾性スリーブ（２）である、請求項１または２に記載の送給装置（１）。
4. 前記送給ダクト（３）には圧力センサ（１０）が接続され、前記可撓性壁領域（４）は、前記圧力センサ（１０）から２ｃｍ［センチメートル］未満の距離（８）に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の送給装置（１）。
5. 前記可撓性壁領域（４）は、圧力センサ（１０）の測定ボリューム（１１）へと延びる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の送給装置（１）。
6. 前記送給装置（１）は、還元剤を圧縮空気と混合するための混合室（１２）を有し、前記圧縮空気室（６）および前記混合室（１２）は、共通の圧縮空気ソース（１６）を用いる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の送給装置（１）。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の送給装置（１）を稼動するための方法であって、少なくとも、
   ａ）前記圧縮空気室（６）内の第１の空気圧閾値と第２の空気圧閾値との間の空気圧（１８）を維持するステップ、
   ｂ）前記送給ダクト（３）を通って排ガス処理装置（２）に還元剤を送給して分注するステップであって、前記送給ダクト（３）において第１の還元剤圧力閾値と第２の還元剤圧力閾値との間の平均還元剤圧力（１９）が維持されて、それにより前記第１の還元剤圧力閾値が前記第１の空気圧閾値よりも小さく、そして前記第２の還元剤圧力閾値が前記第２の空気圧閾値よりも小さい、ステップ、および、
   ｃ）圧力ピーク（３２）が前記圧縮空気室（６）内の空気圧（１８）よりも高い場合に、前記可撓性壁領域（４）の変形（３３）によって還元剤圧力（１９）の圧力ピーク（３２）を補償するステップ、
   を有する方法。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の送給装置（１）を非アクティブ化するための方法であって、少なくとも、
   ｗ）ポンプ（２０）によって前記送給ダクト（３）を通る還元剤の送給を終了するステップ、
   ｘ）前記送給ダクト（３）内の還元剤圧力（１９）を消散させるステップ、
   ｙ）前記圧縮空気室（６）内の３．４バールと４．６バールと間の空気圧（１８）を一時的に維持するステップ、および、
   ｚ）前記圧縮空気室（６）内の空気圧（１８）を消散させるステップ、
   を有する方法。
9. ステップｚ）の前に、前記送給ダクト（３）への還元剤の引き続いての流れが起こることができないように前記送給ダクト（３）は閉じる、請求項８に記載の方法。
10. 内燃機関（１４）を有し、前記内燃機関（１４）の排ガスの浄化のための排ガス処理装置（１５）を有し、前記排ガス処理装置（１５）に還元剤を送給するための請求項１〜６のいずれか１項に記載の送給装置（１）を有する、自動車両（１３）。

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