JP2017509827A

JP2017509827A - ポンプの運転方法

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Publication number: JP2017509827A
Application number: JP2016559206A
Authority: JP
Inventors: ホジソンヤン; マギンジョルジュ; コップイヴ
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2017-04-06
Also published as: EP3123028B1; US20170107984A1; KR20160138046A; WO2015144570A1; US10385849B2; CN106460605B; CN106460605A; EP3123028A1

Abstract

少なくとも１つの入口（３）と少なくとも１つの出口（４）とを有する少なくとも１つのポンプケーシング（２）を備え、ポンプケーシング（２）には、所定の軸線（６）を中心としてポンプケーシング（２）に対して相対的に回動可能な偏心体（５）が配置されており、ポンプケーシング（２）と偏心体（５）との間には、変形可能な部材（７）が配置されており、変形可能な部材（７）とポンプケーシング（２）とによって、少なくとも１つの入口（３）から少なくとも１つの出口（４）まで圧送通路（８）が形成されており、変形可能な部材（７）は、偏心体（５）によって、ポンプケーシング（２）に部分的に押し付けられ、これにより、圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とが、圧送通路（８）内に形成されており、圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とは、液体を圧送するために、圧送通路（８）に沿った偏心体（５）の回動によって、入口（３）から出口（４）まで移動可能である、液体圧送用ポンプ（１）の運転方法である。方法のステップａ）では、ポンプ（１）によって圧送されるべき液体量（１４）を確定する。ステップｂ）では、変形可能な部材（７）の温度（１２）を測定する。ステップｃ）では、ステップｂ）で測定した温度（１２）を考慮して、偏心体（５）の動きとポンプ（１）の圧送能力との関係を再現する少なくとも１つのパラメータ（１３）を決定する。ステップｄ）では、ステップｃ）で決定したパラメータ（１３）を考慮して、ポンプ（１）の運転形式を適合させ、ステップａ）で確定した液体量（１４）を圧送する。

Description

本発明は、液体圧送用ポンプの運転方法に関する。この方法は特に、自動車において、排ガス浄化用の液状添加剤を自動車の排ガス処理装置内へ圧送するために使用されるポンプの運転に用いることができる。排ガス浄化用の液状添加剤が使用される、内燃機関の排ガス浄化用の排ガス処理装置は、広く知られている。液状添加剤は、排ガス処理装置において特に、内燃機関の排ガス中の窒素酸化化合物を効果的に減少させるために必要とされる。この場合に実施される排ガス浄化法は、ＳＣＲ法（選択触媒還元法、ＳＣＲ＝Selective Catalytic Reduction）と呼ばれる。

ＳＣＲ法のための液状添加剤としては、一般に尿素水溶液が使用される。排ガス処理用に特に頻繁に使用される、３２．５％の尿素を含有する尿素水溶液は、例えばＡｄＢｌｕｅ（登録商標）という商品名で入手可能である。この尿素水溶液は、ＳＣＲ法に関しては、わざわざそのために設けられた外部の反応器内で、又は排ガス処理装置内の排ガス中で、アンモニアに変えられる。排ガス中の窒素酸化化合物がアンモニアと反応して、無害な物質を形成する。

排ガス処理装置へ液状添加剤を圧送する場合の問題点は、この液状添加剤が低温で凍結する恐れがあるという点にある。ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）は、例えば−１１℃の温度で凍結する。−１１℃未満の温度は、特に冬季の自動車の長時間の停止段階中に生じることがある。上記のような尿素水溶液を排ガス処理装置に圧送及び供給するための装置は、凍結状態の液状添加剤によって損傷する恐れのないように設計されていなくてはならない。

更に、排ガス処理装置用の液状添加剤の調量精度が１つの重要な要求事項である。これは、排ガス中に存在する一定量の汚染物質に対して排ガスを処理するためには、その都度一定量の液状添加剤が必要とされるからである。この量を、排ガス処理装置に可能な限り正確に供給しなければならない。液状添加剤の過剰な調量は、例えば排ガス処理装置からの液状添加剤の流出につながる恐れがある。更に、過剰な調量は、より多くの液状添加剤を消費する。より多くの液状添加剤の消費は、通常不都合である。なぜならば、一方では液状添加剤はコストを発生させるものであり、且つ他方では、この液状添加剤の貯蔵用に自動車に設けられたタンクを、より頻繁に後から満たさねばならないか、又はより大きく寸法設定せねばならないからである。更に、液状添加剤の圧送及び供給が十分な精度で行われない場合には、液状添加剤の過小調量の危険も生じる。過小調量の場合には、排ガス中の有害物質成分が除去されずに、排ガス処理装置から浄化されない状態で流出する恐れがある。

この出発位置を起点として、本発明の課題は、上述した技術上の問題を解決すること、又は少なくとも軽減することにある。このことは特に、以下で説明する液体圧送用ポンプの運転方法及び液体圧送用ポンプによって解決される。指摘しておくと、以下で説明する方法及びポンプの各実施例は、技術的に有意な任意の形式で互いに組み合わされてよく、この場合はポンプの別の実施例を表している。

本発明は、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口とを有する少なくとも１つのポンプケーシングを備え、ポンプケーシングには、所定の軸線を中心としてポンプケーシングに対して相対的に回動可能な偏心体が配置されており、ポンプケーシングと偏心体との間には、変形可能な部材が配置されており、変形可能な部材とポンプケーシングとによって、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口まで圧送通路が形成されており、変形可能な部材は、偏心体によって、ポンプケーシングに部分的に押し付けられ、これにより、圧送通路の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積とが、圧送通路内に形成されており、圧送通路の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積とは、液体を圧送するために、圧送通路に沿った偏心体の回動によって、入口から出口まで移動可能である、液体圧送用ポンプの運転方法に関する。この方法は少なくとも、
ａ）ポンプにより圧送されるべき液体量を確定するステップと、
ｂ）変形可能な部材の温度を測定するステップと、
ｃ）ステップｂ）で測定した温度を考慮して、偏心体の動きとポンプの圧送能力との関係を再現する少なくとも１つのパラメータを決定するステップと、
ｄ）ステップｃ）で決定したパラメータを考慮して、ポンプの運転形式を適合させ、ステップａ）で確定した液体量を圧送するステップと、
を含む。

説明するポンプタイプは、オービタルポンプとも呼ばれる。このポンプタイプの基本構造は、例えば刊行物米国特許第２，５４４，６２８号明細書、米国特許第３，４０８，９４７号明細書、独国特許出願公開第２８５３９１６号明細書及び独国特許出願公開第３８１５２５２号明細書から公知である。

ポンプは、（中心）軸線を有しており、この軸線を中心として偏心体が回動可能である。このために、好適には駆動軸線に沿って駆動軸が延びており、駆動軸は偏心体を、（電気的に作動可能な）駆動装置に接続している。駆動装置は、好適には上記軸線に沿って、ポンプケーシングの上側及び／下側に配置されている。ポンプ及びポンプの構成要素を３次元で説明するために、以下において半径方向は、ポンプの軸線に対して垂直であり且つポンプの軸線を起点として半径方向外側に向かって延在するものと仮定する。半径方向に対して垂直であり且つ軸線に対して接線方向を、周方向と規定するものとする。圧送通路は、ポンプの入口から出口まで、少なくとも部分的に周方向に沿って、ポンプケーシングを通って又はポンプケーシングの周面に沿って延在している。ポンプを更に説明するために、ポンプの中間面も規定する。この中間面は、軸線に対して垂直に配置されている。中間面内には、ポンプケーシングと、偏心体と、変形可能な部材と、圧送通路とが位置している。

ポンプのポンプケーシングは、好適にはリング又は円筒状の室の形式で形成されており、内部には偏心体が配置されている。ポンプケーシングの周面とは、特に内周面のことである。ポンプケーシングの周面は、好適には（少なくとも大部分が）、ポンプの（中心）軸線の軸線に対して回転対称的に形成されている。ポンプケーシングは、ポンプの（アウタ）ステータと見なされてもよく、この場合、偏心体は（インナ）ロータと呼ばれる。ポンプの１つの別の実施形態では、ポンプケーシングが、偏心体によって包囲されたインナステータを形成することが可能である。この場合、偏心体はアウタロータを形成する。入口及び出口はポンプケーシングに配置されており、ポンプケーシング又は圧送通路内への液体の流入及び流出を可能にする。ポンプケーシングは、好適にはプラスチックから成っている。ポンプケーシング内には、補強構造が組み込まれていてよい。１つの好適な変化態様では、プラスチックから成るポンプケーシングに、ポンプケーシングを補強する環状の金属インサートが組み込まれている。

「偏心体」とは、ここでは特に、軸線に対して偏心的に（中心外に）配置されていて、軸線を中心とした回動によって偏心運動を行う円形構造体を意味する。ポンプケーシングと偏心体との間には、環状の又は周方向に延在するギャップが形成されており、このギャップ内に変形可能な部材が配置されている。圧送通路は、（ギャップ内で）変形可能な部材とポンプケーシングとの間に配置されており、ポンプケーシングと変形可能な部材とによって画定される。ギャップは、ポンプケーシング又は圧送路に沿った偏心体の回動に基づき移動する、少なくとも１つの狭幅箇所を有している。狭幅箇所では、変形可能な部材はケーシングに押し付けられているので、そこには移動可能なシールが形成されていることになる。「偏心体」には、ポンプケーシングと偏心体との間のギャップの複数の狭幅箇所を形成する、いわゆる「複数部分から成る」偏心体も含まれている。このような「複数部分から成る」偏心体は、特に好適にはローラ偏心体として形成される。このような偏心体は、変形可能な部材において転動しそれぞれ狭幅箇所を形成する、複数のローラを有している。

圧送通路は、ポンプケーシングと変形可能な部材との間に、液体が通流可能な通路横断面を有しており、通路横断面は、例えば（ポンプの大きさに応じて）最大箇所で、１ｍｍ^２（平方ミリメートル）〜５０ｍｍ^２であってよい。

圧送通路は、軸線を中心として環状に又は周方向に延在するように形成されている。入口と出口とは、ポンプの圧送方向において、好適には（中間面内で測定して）互いに２７０°を上回る角距離を開けて配置されている。よって、圧送方向とは逆の方向では、入口と出口とは互いに９０°未満の角距離を有することになる。

偏心体は、好適には複数の部分で構成されている。偏心体は、好適には偏心的な回動を行う内側領域を有している。加えて、内側領域を取り囲む外側の軸受輪が設けられていてもよい。内側領域と外側の軸受輪との間には、好適には少なくとも１つの軸受が位置している。この軸受は、玉軸受又は転がり軸受であってよい。偏心体の内側の偏心体領域は、作動中に軸線を中心として回動する。偏心体の偏心的な配置に基づいて、且つ場合によっては外側形状にも基づいて、偏心体の表面の偏心的な動きが生ぜしめられる。この偏心的な動きは、外側の軸受輪に伝達される。内側領域と軸受輪との間の軸受によって、内側領域の運動の回動成分が一緒に伝達されることなく、内側領域の偏心的な回動を、軸受輪の偏心的な揺動に変換することができるようになっている。軸受輪の運動が回動成分を一切有さないという事実は、変形可能な部材における剪断応力とポンプの内部摩擦力とを低下させることを可能にする。変形可能な部材は、偏心体の運動によって加圧収縮される。偏心体と変形可能な部材との接触面には、好適には押圧力しか作用せず、摩擦力が作用することはほとんどない。偏心体を、内側の偏心体領域と軸受輪とに適宜に分けることは、偏心体が、（内側の）ポンプケーシングの周りに配置されたアウタロータである場合でも可能である。外側の軸受輪を省いて、軸受の転動体が変形可能な部材において直接に転動するようにすることも可能である。

変形可能な部材は、好適には偏心体とポンプケーシングとの間に配置されていて、偏心体が変形可能な部材を部分的にポンプケーシングに押し付けるようになっており、これにより、少なくとも１つの移動可能なシールが形成されている。シールのところには、変形可能な部材とポンプケーシングとの間の、液体が通流不能な（線状又は面状の）接触部が存在している。換言すると、変形可能な部材は完全にポンプケーシングに当て付けられているので、この移動可能なシールの範囲内の通路横断面は、横断面積を有していない。つまり、圧送通路は、移動可能なシールの範囲では中断されている。これにより、圧送通路内には、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積も形成されていることになる。閉じられたポンプ容積とは、少なくとも片側が閉じられた圧送通路部分が存在していることを意味する。移動可能なシールが移動することにより、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積も移動させられ、その結果、閉じられたポンプ容積内の液体が圧送されるようになっている。好適には、ポンプ作動時に、複数の閉じられたポンプ容積が、ポンプの入口からポンプの出口まで移動させられ、これにより、液体を圧送することができるようになっている。よって、閉じられたポンプ容積は、（定義したように少なくとも片側を閉じられて）入口付近に形成され、次いで出口のところで（定義したように少なくとも片側を再び開けられて）解消される。入口のところで閉じられたポンプ容積は、下流側において片側だけを、移動可能なシールによって閉じられており、上流側では入口と接続されているので、液体は入口を通って、閉じられたポンプ容積に流入可能である。しかしながら、出口のところで閉じられたポンプ容積は、上流側において（まだ）片側をシールにより閉じられていて、下流側では出口に接続されているので、液体は閉じられたポンプ容積から出口を通って流出可能である。その間には（閉じられたポンプ容積の、入口から出口までの経路上に）、閉じられたポンプ容積が上流側と下流側とにおいて、少なくとも１つの移動可能なシールにより閉じられている段階が存在する。

変形可能な部材は、変形可能なダイヤフラムと呼ばれることもある。この場合、「ダイヤフラム」という用語は必ずしも、変形可能な部材が面状の広がりを有しているか否かを説明するものではない。「ダイヤフラム」という用語は、変形可能な部材が、液体を圧送するために変形され得る柔軟な構造体であることを示唆するものである。変形可能な部材又は変形可能なダイヤフラムのための材料としては、好適にはエラストマ材料（例えばゴム又はラテックス）が用いられる。耐久性向上及び／又は柔軟性の形成及び保持のために、変形可能な部材の材料は、添加剤を含有していてよい。好適には、変形可能な部材は、あらゆる方向（軸方向、半径方向及び周方向）において柔軟である。但し、変形可能な部材は、部分的に方向付けられた柔軟性を有することも可能である。例えば変形可能な部材は、半径方向において、周方向及び軸方向におけるよりも高い柔軟性を有していてよい。変形可能な部材の１つの方向への変形は、典型的には別の方向への変形をも引き起こす。変形可能な部材は、半径方向に押し潰されると、例えば軸方向及び／又は周方向に広がる。

ポンプには、（圧送方向に反した）出口から入口への液体の望ましくない逆流を防ぐ、好適には固定されたシールも設けられている。固定されたシールは、ポンプケーシングで以て位置固定して提供することができ、出口と入口との間に位置決めされていてよい。ポンプケーシングと変形可能な部材との間の流体密なシールを永続的に保証するために、変形可能な部材は、固定されたシールの領域において、例えばポンプケーシングに緊締又は接着されていてよい。固定されたシールは、偏心体の位置に関係無く流体密である。

ポンプにより、好適には液体を入口から出口まで圧送方向に圧送することが可能である。偏心体の回動方向の逆転により、場合によっては圧送方向の逆転（入口から出口に向かう方向に代えて、逆に出口から入口に戻る方向）も可能である。

上記のステップａ）は、例えば制御装置における調量要求の確定を規定するものである。制御装置は、例えばポンプにより圧送されるべき液体量を、内燃機関の特定の運転条件及び／又は排ガス処理装置における特定のパラメータに関連して求める。ステップａ）において、液体量は、例えば排ガス中のＮＯｘの量（窒素酸化化合物の量）から算出される。

ステップｂ）における変形可能な部材の温度測定は、例えば変形可能な部材に接して、又は変形可能な部材の内部に設けられた温度センサを用いて、直接に行うことができる。代替的に又は付加的に、温度測定は、見積もり又は計算によって間接的に行われてもよい。このために、温度センサが、変形可能な部材と間接的に（例えばポンプのポンプケーシング又はポンプの偏心体を介して）接触していてよい。

ステップｃ）は通常、制御装置において実施される。ステップｃ）で決定されるパラメータは、例えば特性曲線に基づいて、ステップｂ）で測定した温度を考慮して算出されてよい。このパラメータは、温度に応じたポンプの圧送能力又は圧送量の変化を相殺するために使用される。例えば特性曲線には、偏心体が所定の回転角度（例えば２０度の角度）だけ回動すると、通常既知量の液状添加剤が圧送される、という情報が記録されていてよい。同時に特性曲線には、温度が上がると、偏心体の回動が同一でも圧送量は低下することが記録されていてよい。この情報は、ステップｃ）で決定されたパラメータで表される。

ステップｄ）では、ステップｃ）で求めたパラメータを用いて、このパラメータを考慮して適合されたポンプ運転を実施する。これにより、温度が変化しても正確に調量してポンプを運転することが可能である。

本方法は更に、ステップｃ）の前に偏心体の角度位置を求め、ステップｃ）で少なくとも１つのパラメータを決定する際にこの角度位置を考慮すると、有利である。

これに関連して、偏心体の角度位置は、変形可能な部材がポンプケーシングに押し当てられていて、固定されたシールが形成されている、ポンプケーシングと偏心体との間の狭幅箇所の角度位置を意味している。ポンプ内の偏心体の角度位置に対するポンプの圧送能力の関係は、頻繁に変化する。上で、ポンプの固定されたシールを説明した。この固定されたシールの領域では、偏心体が所定の回転角度（例えば２０度の角度）だけ回動することにより、固定されたシールとは反対の側に偏心体が位置決めされ、同じ回転角度が適用された場合よりも大幅に小さな圧送量が生ぜしめられる。これは、固定されたシールの領域では、偏心体が、ポンプの圧送通路及び移動可能なシールの形状及び構成に、大した影響を及ぼさないためである。説明した方法において偏心体の角度位置を考慮することにより、ポンプの圧送精度及び調量精度は更に改良される。

更に有利な方法は、ステップｃ）で少なくとも１つのパラメータを決定する際に、ステップａ）で確定した液体量を考慮する場合である。

液体量の確定は、例えば確定された液体量を圧送するために偏心体が進められる角度区分が、確定された液体量に応じて異なるために、重要である。例えば液体量が多量の場合には、偏心体が、上記の固定されたシールの傍らを１回又はそれどころか複数回通過せねばならない場合も生じ得る。このことは、偏心体の動きと圧送量との間の関係に影響を及ぼす可能性がある。この関係を考慮することも、ポンプの圧送精度及び調量精度を更に向上させる。

更に有利な方法は、ステップｂ）で変形可能な部材の温度を、エネルギモデルを用いて算出する場合である。

エネルギモデルの枠内で、例えば変形可能な部材に既に流入している熱エネルギの全体量を考慮することができ、これに基づいて、変形可能な部材の温度を推量することができる。変形可能な部材にもたらされたエネルギの全体量は、例えば液状添加剤を圧送する際のポンプの損失能力に関連している。この損失能力は、例えばポンプの回転数、ポンプが既に回転した数及び／又はポンプによる圧送中の休止時間によって影響を及ぼされている可能性がある。損失能力は、特に変形可能な部材における加圧収縮又は変形の仕事に基づき生じる。損失能力は、ポンプの（電気的な）駆動装置の廃熱によっても生じる。損失能力の算出に際しては、ポンプにより消費された電気的な駆動エネルギも考慮され得る。

同時に、ポンプからの熱エネルギのエネルギ流出も考慮され得る。このエネルギ流出は、一方ではポンプ内へ圧送され且つポンプから吐出される液体を介して生じる。通常、ポンプに流入する液体は、ポンプから流出する液体よりも低温なので、液体を介して全体的に、ポンプからのエネルギ流出が生じることになる。更に、ポンプは熱エネルギを放出する。同時に、ポンプからの熱伝導も行われ、この熱伝導は、ポンプの温度が高いほど大きい。但し、例えばポンプ、ポンプを内蔵する装置、又は液体ポンプが、ポンプ近傍を加熱されて、ポンプに熱が伝達された場合には、熱エネルギが外部からポンプに流入することも可能である。

変形可能な部材の温度を見積もるために、ポンプに流入する熱エネルギ量及びエネルギ流出が考慮され得る。このことは、変形可能な部材の温度に関する情報を入手するための、特に廉価な手段を成すものである。

ここで、説明した方法を実施するために設けられた液体圧送用ポンプも説明しておきたい。この液体圧送用ポンプは、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とを有する少なくとも１つのポンプケーシングを備え、ポンプケーシングには、所定の軸線を中心としてポンプケーシングに対して相対回動可能な偏心体が配置されており、ポンプケーシングと偏心体との間には、変形可能な部材が配置されており、変形可能な部材と、ポンプケーシングの円筒状の周面とによって、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口まで圧送通路が形成されており、変形可能な部材は、偏心体によって部分的にポンプケーシングに押し付けられ、これにより、圧送通路の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積とが、圧送通路内に形成されていることになり、少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積とは、液体を圧送するために、圧送通路に沿った偏心体の回動によって、入口から出口まで移動可能であり、当該ポンプは、ステップｂ）における変形可能な部材の温度測定用の、少なくとも１つの温度センサを有している。

上で説明した方法に関連して説明したポンプの特別な特徴は、相応して上記ポンプに適用可能である。

温度測定用の温度センサは、特に方法のステップｂ）を実施するために用いられる。

特に有利なポンプは、少なくとも１つの温度センサに、変形可能な部材から放射される熱放射を検出する、赤外線センサが含まれている場合である。

このような赤外線センサは、変形可能な部材から間隔を置いて配置されているにもかかわらず、変形可能な部材の温度を直接に測定することができる。よって赤外線センサは、説明した方法及びポンプに特に適している。赤外線センサは、変形可能な部材の温度を、好適には変形可能な部材における所定の測定点で測定し、この場合は測定点の温度が、変形可能な部材の全体的な温度（平均温度）を表している。測定点は、例えば変形可能な部材の特に中心箇所、例えば変形可能な部材の内部に延びる通路内に配置されていてよい。１つの別の変化態様では、測定点は、変形可能な部材の熱を測定点に向ける熱伝導エレメントに接続されていてよい。熱伝導エレメントは、例えば変形可能な部材内の（金属）インサートであってよい。

特に有利なポンプは、ポンプケーシングを通って放射通路が延びており、この放射通路に沿って、熱放射が変形可能な部材から赤外線センサに到達する場合である。

放射通路は、例えばポンプケーシング内の孔によって形成されていてよく、この孔を通って、変形可能な部材から赤外線センサに熱放射が到達可能である。放射通路は部分的に、変形可能な部材を通って、例えば端部に測定点が位置する通路の形態で延在していてもよい。放射通路は、例えば偏心体と変形可能な部材との間のギャップによって形成されていてもよい。放射通路は、直線的に延在していてよい。放射通路を１回又は複数回曲げるか又は変向させることも可能であり、この場合は、放射通路内に、熱放射を放射通路に沿って変向させることができる、少なくとも１つの変向手段が設けられている。

更に有利なポンプは、少なくとも１つの温度センサに、変形可能な部材と接触している熱電対が含まれる場合である。

熱電対を用いた温度測定は、ゼーベック効果に基づいている。熱電対は、例えば変形可能な部材の表面に配置されていてもよいし、又は変形可能な部材の内部に延在していてもよい。熱電対は、好適には１つの測定点を有しており、この測定点では、異なる金属材料から成る２つの電気的な線が互いに接続されている。測定点は、好適には変形可能な部材内に、又は変形可能な部材に直接に、配置されている。２つの異なる金属材料としては、例えば銅と銅ニッケル合金、又は鉄と銅ニッケル合金が使用可能である。加えて、通常は比較測定箇所が必要であり、熱電対による測定を行うことができるようにするために、比較測定箇所の温度は既知でなければならない。比較測定箇所は、例えば液状添加剤で満たされた導管に配置されていてよく、比較測定箇所における液状添加剤の温度は、好適には別の温度センサによって監視可能である。

更に有利なポンプは、少なくとも１つの温度センサに、変形可能な部材内で適合された測定抵抗が含まれる場合である。

測定抵抗による温度測定は、異なる導体材料における電気抵抗の温度依存性に基づいている。測定抵抗用の材料として、ここでは例えば白金測定抵抗を使用することができる。測定抵抗は更に、変形可能な部材の大部分にわたって延在していてよい。測定抵抗によって、変形可能な部材の平均温度を測定することが可能である。温度センサは、複数の測定抵抗を有していてもよい。これらの測定抵抗は、変形可能な部材に組み込まれていてよい。特に、これらの測定抵抗をインサートとして、変形可能な部材の内部に鋳込むか、又は射出成形することが可能である。

また、ここで説明しておきたいのは、内燃機関と、内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス処理装置と、上記ポンプとを備える自動車であって、ポンプは、排ガス浄化用の液状添加剤をタンクからインジェクタへ圧送するために設けられており、インジェクタによって排ガス処理装置に液状添加剤を供給可能になっている、自動車である。

上記方法の枠内で得られる温度情報は、上記方法にのみ使用可能なわけではない。これらの情報は付加的に、ＯＢＤ（On-Board-Diagnose, オンボード診断）にも使用可能である。温度センサ及び上記ポンプ、並びに上記方法の枠内で検出された温度は、例えばポンプの緊急停止を保証するためにも使用可能である。例えば、所定の温度を、最低限界温度及び／又は最高限界温度と比較することができる。

最高限界温度を超過した場合には、ポンプの過熱の危険が生じる。温度が最低限界温度を下回った場合には、ポンプ内に氷晶が存在するという危険が生じる。最高限界温度を上回った場合にも、最低限界温度を下回った場合にも、ポンプが破壊される恐れがある。

以下、本発明及び技術環境を図面に基づき詳しく説明する。図面は特に好適な実施例を示すものであり、本発明を限定するものではない。特に、図面と、図示の縮尺とは概略的なものであるに過ぎないことを指摘しておく。

説明するポンプの立体図である。説明するポンプの変形可能な部材の断面図である。説明するポンプの第１の変化態様の断面図である。説明するポンプの第２の変化態様の断面図である。説明するポンプの第３の変化態様の断面図である。説明する方法のフローチャートである。説明するポンプを有する自動車を示した図である。

図１には、ポンプ１が立体図で示されている。認められるのは、ポンプケーシング２、及び、軸線６に沿った軸方向２４と、軸線６及び軸方向２４に対して垂直な半径方向２８と、半径方向２８に対して垂直であり且つ軸線６又は軸方向２４に対して接線方向に配置された周方向３２と、を備えた座標系である。この座標系は、以下でポンプ１の各構成要素の空間配置を説明するために使用される。ポンプケーシング２には、入口３と出口４とが位置している。ポンプケーシング２内には偏心体（ここでは図示せず）が配置されており、この偏心体は、駆動装置２７によって駆動軸２６を介して駆動される。軸方向２４は、軸線６に沿って方向付けられており、軸線６には、偏心体（図示せず）を備えたポンプケーシング２と駆動装置２７の両方が配置されている。

図２には、ポンプ１のポンプケーシング２の断面図が描かれている。この断面図でもやはり、入口３及び出口４が認められる。ポンプケーシング２内には偏心体５が配置されている。偏心体５は、内側の偏心体領域２９と、外側の軸受輪３０とに分かれており、内側の偏心体領域２９と外側の軸受輪３０とは、軸受３１によって互いに隔てられている。偏心体領域２９が偏心的な回動を行うと、軸受３１によって、この回動が軸受輪３０の偏心的なドラム回動に変換される。偏心体５とポンプケーシング２との間には、変形可能な部材７と圧送通路８とが位置している。変形可能な部材７は、偏心体５によって部分的にポンプケーシング２に押し付けられるので、移動可能なシール９が形成された状態になる。移動可能なシール９により、圧送通路８内で少なくとも１つのポンプ容積１０が画定される。偏心体５の回動と、移動可能なシール９の移動とに基づいて、ポンプ容積１０もやはり移動させられ、これにより、液体の圧送が、入口３から出口４まで圧送方向１１に行われるようになっている。図２でもやはり、半径方向２８と周方向３２とが認められる。移動可能なシール９は、偏心体５の位置に応じて、所定の角度位置１５を有している。この角度位置１５は、ポンプ１による液体の圧送精度を高めるために使用することができる。なぜならば、偏心体５が所定の角度区分だけ進むときのポンプの圧送量は、移動可能なシール９又は偏心体５の角度位置１５が位置する場所に応じて異なるからである。

ポンプ１は更に、出口４と入口３との間に固定されたシール２５を有しており、この固定されたシール２５によって、ポンプを通る液体の、出口４から入口３への逆流が防がれる。ここで説明する実施例では、固定されたシール２５は、変形可能な部材７にピン２２が挿入されていることによって実現されており、ピン２２は、変形可能な部材７の、固定されたシール２５の領域を、ポンプケーシング２に対して動かないように押し付けている。ピン２２により、変形可能な部材７はポンプケーシングに緊締されている。固定されたシール２５の別の変化態様も考えられる。例えば、変形可能な部材７は、固定されたシール２５の領域において、ポンプケーシング２に接着されていてもよい。

図３〜図５にはそれぞれ、図２にＢ−Ｂで示した、説明するポンプ１の３つの異なる変化態様の横断面が示されている。ポンプケーシング２、偏心体領域２９と軸受輪３０と軸受３１とを有する偏心体５、及び、ポンプケーシング２と偏心体５との間の変形可能な部材７が、それぞれ認められる。ポンプケーシング２は、両面側に各１つの対応保持部２１を有しており、両対応保持部２１は、変形可能な部材７を取り囲んで、軸方向においてシールしている。例えば、各対応保持部２１はねじ２３によってポンプケーシング２の主要構成部材に取り付けられていることが図示されている。これらのねじ２３によって、同時に、ポンプケーシング２における変形可能な部材７の緊締及びシールも実現されていてよい。図３、図４及び図５には、軸方向２４及び半径方向２８も認められる。変形可能な部材７とポンプケーシング２との間にはそれぞれ、ポンプ容積１０を有する圧送通路８が位置している。

図３では、赤外線センサ１７として形成された温度センサ１６であって、ポンプケーシング２内に形成された放射通路１８を通じて変形可能な部材７の温度を測定可能な温度センサ１６が存在している。図３には、ポンプケーシング２と偏心体５との間のギャップ４１も図示されている。ポンプ１の別の変化態様では、放射通路１８がギャップ４１を通って延在していてもよい。図４では、温度センサ１６として熱電対１９が存在しており、熱電対１９は、変形可能な部材７に接触している。図５には、温度センサ１６として測定抵抗２０が示されており、測定抵抗２０は、変形可能な部材７を通って延在している。

図６には、方法ステップａ），ｂ），ｃ），及びｄ）を含む、説明する方法の流れが明示されている。ステップａ）では、ポンプにより圧送されるべき液体量１４を決定する。ステップｂ）では、変形可能な部材が有する温度１２を測定する。液体量１４に関する情報と、温度１２に関する情報とは、ステップｃ）で、パラメータ１３を決定するために使用される。加えて、ステップｃ）では更に、偏心体の角度位置１５も、パラメータ１３を決定するために使用されてよい。ステップｃ）では更に、制御装置に記録された特性曲線が使用されてよい。ステップｄ）では、確定された液体量１４及びパラメータ１３を用いて圧送ユニットを適宜に作動させ、且つ液体を圧送する。

図７に示す自動車３６は、内燃機関３７と、この内燃機関３７の排ガスを浄化するための排ガス処理装置３８とを備えている。排ガス処理装置３８内には、選択触媒還元法を実施するためのＳＣＲ触媒３９が配置されている。排ガス処理装置３８には、インジェクタ３４を介して液状添加剤を供給することができる。インジェクタ３４には、タンク３５から導管３３を介して液状添加剤が供給される。このことは、ポンプ１を介して行われる。

１ポンプ
２ポンプケーシング
３入口
４出口
５偏心体
６軸線
７変形可能な部材
８圧送通路
９移動可能なシール
１０ポンプ容積
１１圧送方向
１２温度
１３パラメータ
１４液体量
１５角度位置
１６温度センサ
１７赤外線センサ
１８放射通路
１９熱電対
２０測定抵抗
２１対応保持部
２２ピン
２３ねじ
２４軸方向
２５固定されたシール
２６駆動軸
２７駆動装置
２８半径方向
２９偏心体領域
３０軸受輪
３１軸受
３２周方向
３３導管
３４インジェクタ
３５タンク
３６自動車
３７内燃機関
３８排ガス処理装置
３９ＳＣＲ触媒
４０周面
４１ギャップ

Claims

少なくとも１つの入口（３）と少なくとも１つの出口（４）とを有する少なくとも１つのポンプケーシング（２）を備え、該ポンプケーシング（２）には、所定の軸線（６）を中心として前記ポンプケーシング（２）に対して相対的に回動可能な偏心体（５）が配置されており、前記ポンプケーシング（２）と前記偏心体（５）との間には、変形可能な部材（７）が配置されており、該変形可能な部材（７）と前記ポンプケーシング（２）とによって、前記少なくとも１つの入口（３）から前記少なくとも１つの出口（４）まで圧送通路（８）が形成されており、更に、前記変形可能な部材（７）は、前記偏心体（５）によって、前記ポンプケーシング（２）に部分的に押し付けられ、これにより、前記圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシール（９）と、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とが、前記圧送通路（８）内に形成されており、前記圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とは、液体を圧送するために、前記圧送通路（８）に沿った前記偏心体（５）の回動によって、前記入口（３）から前記出口（４）まで移動可能である、液体圧送用ポンプ（１）の運転方法において、該方法は少なくとも、
ａ）前記ポンプ（１）により圧送されるべき液体量（１４）を確定するステップと、
ｂ）前記変形可能な部材（７）の温度（１２）を測定するステップと、
ｃ）ステップｂ）で測定した前記温度（１２）を考慮して、前記偏心体（５）の動きと前記ポンプ（１）の圧送能力との関係を再現する少なくとも１つのパラメータ（１３）を決定するステップと、
ｄ）ステップｃ）で決定した前記パラメータ（１３）を考慮して、前記ポンプ（１）の運転形式を適合させ、ステップａ）で確定した前記液体量（１４）を圧送するステップと、
を含むことを特徴とする、液体圧送用ポンプ（１）の運転方法。
ステップｃ）の前に、前記偏心体（５）の角度位置（１５）を求め、該角度位置（１５）を、ステップｃ）で前記少なくとも１つのパラメータ（１３）を決定する際に考慮する、請求項１記載の方法。
ステップｃ）で前記少なくとも１つのパラメータ（１３）を決定する際に、ステップａ）で確定した前記液体量（１４）を考慮する、請求項１又は２記載の方法。
ステップｂ）で、前記変形可能な部材（７）の温度（１２）を、エネルギモデルを用いて算出する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法を実施するために設けられた液体圧送用ポンプ（１）であって、該液体圧送用ポンプ（１）は、少なくとも１つの入口（３）と、少なくとも１つの出口（４）とを有する少なくとも１つのポンプケーシング（２）を備え、該ポンプケーシング（２）には、所定の軸線（６）を中心として前記ポンプケーシング（２）に対して相対回動可能な偏心体（５）が配置されており、前記ポンプケーシング（２）と前記偏心体（５）との間には、変形可能な部材（７）が配置されており、該変形可能な部材（７）と、前記ポンプケーシング（２）の円筒状の周面（４０）とによって、前記少なくとも１つの入口（３）から前記少なくとも１つの出口（４）まで圧送通路（８）が形成されており、前記変形可能な部材（７）は、前記偏心体（５）によって部分的に前記ポンプケーシング（２）に押し付けられ、これにより、前記圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシール（９）と、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とが、前記圧送通路（８）内に形成されていることになり、前記少なくとも１つの移動可能なシール（９）と、前記少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とは、液体を圧送するために、前記圧送通路（８）に沿った前記偏心体（５）の回動によって、前記入口（３）から前記出口（４）まで移動可能であり、当該ポンプは、ステップｂ）で前記変形可能な部材（７）の温度（１２）を測定する、少なくとも１つの温度センサ（１６）を有していることを特徴とする、液体圧送用ポンプ（１）。
前記少なくとも１つの温度センサ（１６）に、前記変形可能な部材（７）から放射される熱放射を検出する赤外線センサ（１７）が含まれる、請求項５記載のポンプ（１）。
前記ポンプケーシング（２）を通って放射通路（１８）が延びており、該放射通路（１８）に沿って、熱放射が前記変形可能な部材（７）から前記赤外線センサ（１７）に到達するようになっている、請求項６記載のポンプ（１）。
前記少なくとも１つの温度センサ（１６）に、前記変形可能な部材（７）と接触している熱電対（１９）が含まれる、請求項５記載のポンプ（１）。
前記少なくとも１つの温度センサ（１６）に、測定抵抗（２０）が含まれる、請求項５記載のポンプ（１）。
内燃機関（３７）と、該内燃機関（３７）の排ガスを浄化するための排ガス処理装置（３８）と、請求項５から９までのいずれか１項記載のポンプ（１）と、を備える自動車（３６）であって、前記ポンプ（１）は、排ガス浄化用の液状添加剤をタンク（３５）からインジェクタ（３４）に圧送するために設けられており、該インジェクタ（３４）を介して、前記液状添加剤を前記排ガス処理装置（３８）に供給可能であることを特徴とする、自動車（３６）。