JP2023550686A - ディーゼル排気流体タンク用加熱システム - Google Patents

Abstract

システム及び装置は、ディーゼル排気流体タンクと、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第1の温度を示す第1の温度情報を提供するように構築された第1の温度センサと、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第2の温度を示す第2の温度情報を提供するように構築された第2の温度センサとを含む。システム及び装置は、1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路を更に含み、該1つ又は複数のメモリデバイスは、1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、第1の温度情報及び第2の温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令を記憶するように構成されている。TIFF2023550686000002.tif88128

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2020年10月23日に出願された米国仮特許出願第63/104,848号明細書の利益及び米国仮特許出願第63/104,848号明細書に対する優先権を主張するものであり、その内容全体が参照により本明細書に組み入れられる。

技術分野
本開示は、エンジン排気後処理システムに関する。より詳細には、本開示は、選択的触媒還元（SCR）後処理システムにおけるディーゼル排気流体（DEF）管理のためのシステム及び方法に関する。

背景
SCR後処理システムは、ディーゼル排気流体（DEF）を消費する。DEFは、典型的には、尿素32.5％と、脱イオン水67.5％とを含む。典型的には、DEFは、摂氏マイナス12度（-12℃）又は華氏11度（11°F）で凍結する。

概要
一態様は、
ディーゼル排気流体タンクと、
ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第1の温度を示す第1の温度情報を提供するように構築された第1の温度センサと、
ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第2の温度を示す第2の温度情報を提供するように構築された第2の温度センサと、
1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路であって、1つ又は複数のメモリデバイスが、
1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、第1の温度情報及び第2の温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように構成されている、1つ又は複数の処理回路と
を含む、ディーゼル排気流体システムに関する。

別の態様は、温度及び超音波液面及び濃度（TULC；temperature ultrasonic level and concentration）センサと加熱システムとを含むディーゼル排気流体タンクと共に使用するためのディーゼル排気流体タンク制御システムに関する。ディーゼル排気流体タンク制御システムは、
ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、温度情報を提供するように構築された温度センサアレイと、
1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路であって、1つ又は複数のメモリデバイスが、
1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように構成されている、1つ又は複数の処理回路と
を含む。

別の態様は、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた第1の温度センサから、一次温度を示す一次温度情報を受信する工程と、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた温度センサアレイから、二次温度を示す二次温度情報を受信する工程と、一次温度及び二次温度に基づいて、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた加熱システムにエネルギーを選択的に提供する工程とを含む、方法に関する。

この概要は、単なる例示的なものにすぎず、限定的であることを意図したものでは決してない。本明細書で説明するデバイス又はプロセスの他の局面、発明的な特徴、及び利点は、類似の参照符号が類似の要素を指す、添付の図と併せて解釈される、本明細書に記載する詳細な説明において明らかになるであろう。

図1は、いくつかの態様によるDEF加熱システムの模式図である。 図2は、いくつかの態様によるDEFタンクの断面図である。 図3は、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。 図4は、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。 図5は、いくつかの態様によるDEF加熱システム用のコントローラの概略図である。 図6は、いくつかの態様によるDEF加熱システムを動作させる方法のフロー図である。 図7A～Dは、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。 図8A～Dは、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。

詳細な説明
ディーゼル排気流体（DEF）タンクを解凍するための方法、装置、及びシステムに関係する様々な概念、並びにそれらの方法、装置、及びシステムの実施態様のより詳細な説明が以下に続く。ある特定の例示的な態様を詳細に図示する、図を次に参照する前に、本開示は、本説明に記載する又は図に図示する詳細又は方法に限定されないことを理解すべきである。また、本明細書で使用される用語は、単なる説明のためのものにすぎず、限定的であるとみなされるべきではないことを理解すべきである。

典型的なディーゼル排気流体（DEF）凍結防止システムは、DEFタンク又は容器の内側に位置する単一の温度センサを含む、温度及び超音波液面及び濃度（TULC）センサを利用する。温度がDEFタンク内の単一の箇所のみで測定され、場合により、DEFタンク内のDEF全体の均一な温度を示さないため、TULCセンサは、局所的解凍性能を提供する。例えば、採掘トラックなどのオフハイウェイ車両は、大型エンジン（例えば、700馬力を超える）と、30、60、100、及び200ガロンのタンクよりも大型のDEFタンクとを有し得る。大型のDEFタンクにおいて、TULCセンサによって測定された局所温度は、特に低温（例えば、華氏0度）では、DEFタンク全体のDEF温度を必ずしも示すとは限らない。前述のように、典型的には、DEFは、摂氏マイナス12度（-12℃）又は華氏11度（11°F）で凍結する。

典型的なシステムでは、TULCセンサからの温度信号は、DEFタンク及び他の排ガス関連の構成要素に適用される熱源を作動させるために使用される。正確な測定値は、排ガス規制が満たされることを確実にするために重要である。

概して図を参照すると、本明細書に開示する種々の態様は、DEFタンクの改善された解凍のためのシステム、装置、及び方法に関する。DEF加熱又は解凍システムは、DEFタンク内のDEFの温度が所定の温度（例えば、摂氏15度）以下であるときにタンク内のDEFを加熱又は解凍するために、加熱された冷却液をエンジンからDEFタンク内に位置決めされた熱交換器に選択的に提供する電子制御式冷却液弁を制御するコントローラ（例えば、エンジン制御モジュール又は専用コントローラ）を含む。コントローラは、熱交換器に隣接して位置するTULCセンサと、TULCセンサから間隔をおいてDEFタンク内に配置された1つ又は複数の温度センサを含む二次温度センサアレイとからの温度情報を受信する。TULCセンサに対して調整された二次温度センサアレイは、全ての温度信号を後処理し、DEF加熱システムのより正確な加熱ストラテジ及び/又は制御を提供するために使用される温度マトリックスを作成する。DEFタンク内のDEFのより正確な熱モデルを提供し、ひいては、電子制御式冷却液弁のより正確な制御を提供して、より良好にDEFタンク内の温度を維持するか又はDEFタンク内のDEFを解凍するために、予めプログラムされたモデル、アルゴリズム、論理、又は機械学習方式を使用して、温度マトリックスを作成することができる。改良されたDEF加熱システムは、TULCセンサ付近のホットスポット（熱交換器への冷却液の流れを時期尚早に遮断する原因となる可能性があり、それによってDEFタンク内の一部のDEFが凍結したままにされる）の除去を含む利点を提供する。より正確な熱モデルの別の利点は、注入される準備の整った解凍されたDEFの量の誤表示が排除されることである。熱モデルによって、後処理システムがドージングを良好により速やかに開始することが可能となる。

図1に示すように、DEF加熱システム10の形態のディーゼル排気流体システムは、エンジン14と、DEFタンク18と、DEFタンク18内に保持されたDEFを加熱するためにDEFタンク18へのエネルギーの流れを制御する電子制御式冷却液弁22の形態のスイッチング要素とを含む。いくつかの態様では、スイッチング要素は、電子スイッチ、機械作動弁、又は他のスイッチングデバイスを含む。いくつかの態様では、DEFタンク18を加熱するエネルギーは、発電機、バッテリ、補助加熱システム、又はエンジン14以外の別の熱源によって提供される。概して、エンジン14は、冷却液によって吸収される熱を生成する。電子制御式冷却液弁22は、DEFタンクを加熱するようにDEFタンク18への冷却液の流れを制御する。

図2に示すように、DEFタンク18は、DEFタンク18を密閉しフィルタを支持するように構築されたヘッダ26と、DEF用の吸引及び充填管と、熱交換器34の形態の加熱要素を含む加熱ユニット30と、TULCセンサ38とを含む。いくつかの態様では、加熱要素は、水中用の抵抗加熱要素、又は所望に応じた別の加熱要素である。ヘッダ26は、実質的に同一である2つの加熱ユニット30、30'を含む。いくつかの態様では、3つ以上又は2つ未満の加熱ユニット30がヘッダ26に含まれる。熱交換器34は、電子制御式冷却液弁22に流体的に結合され、エンジン14によって加熱された冷却液を選択的に受け取る。熱交換器34は、DEFタンク18内に保持されたDEFと、エンジン14によって加熱された冷却液との間で熱交換を行う。

図3に示すように、TULCセンサ38は、DEFタンク18内の中央に位置する。DEF加熱システム10はまた、第1の温度センサ46と、第2の温度センサ50と、第3の温度センサ54と、第4の温度センサ58とを含む二次センサアレイ42を含む。いくつかの態様では、TULCセンサ38は、レベルセンサと、品質センサと、第1の温度センサとを含むセンサ群を含む。いくつかの態様では、二次センサアレイ42は、5つ以上の温度センサ又は4つ未満の温度センサを含む。例えば、30ガロンのDEFタンクでは、二次センサアレイ42内に1つの温度センサがあれば十分であり得るが、100ガロンのDEFタンクは、二次センサアレイ42内に5つの温度センサを必要とし得る。二次センサアレイ42は、TULCセンサ38から離れた位置においてDEFタンク18内のDEFの温度を検知するように位置決めされる。例えば、大型のDEFタンク18の隅部は、熱循環をあまり受けないので、DEFタンク18内のDEFの大部分と一緒に均一に加熱されない場合がある。二次センサアレイ42は、隅部における温度を提供するために、離れた隅部に温度センサを位置決めすることができる。図3に示すように、4つの温度センサ46、50、54、58は、略矩形状のDEFタンク18の四隅に位置決めされる。

TULCセンサ38は、エンジン14に関連付けられたエンジン制御モジュール（ECM）62に通信可能に結合される。二次センサアレイ42は、ECM62と通信するコントローラ66の形態のディーゼル排気流体タンク制御システムに結合される。いくつかの態様では、コントローラ66は、エンジン14に取り付けられる。いくつかの態様では、コントローラ66は、エンジン14から離れて取り付けられる。ECM62及びコントローラ66は、DEFタンク18の熱モデルを調整し開発する。いくつかの態様では、コントローラ66は、ECM62内のモジュール又は回路として具現化される。いくつかの態様では、コントローラ66は、ECM62から離れて位置する別個のコントローラである。いくつかの態様では、複数の局面のECM62とコントローラ66は、クラウドベースの制御方式で、共有されるか、分散されるか、又は組み合わされる。

図4に示すように、TULCセンサ38及び二次センサアレイ42は、コントローラ66と直接通信することができ、コントローラ66は、電子制御式冷却液弁22の制御を実行するために、ECM62と通信することができる。いくつかの態様では、コントローラ66は、ECM62の介入なしに、電子制御式冷却液弁22と直接通信する。

図1の構成要素が、DEF加熱システム10を含む車両内に具現化されるように示されているが、コントローラ66は、1つ又は複数の電子制御ユニット（ECU）として構築され得る。コントローラ66は、トランスミッション制御ユニット、排気後処理制御ユニット、パワートレイン制御モジュール、エンジン制御モジュール（例えば、ECM62）などのうちの少なくとも1つとは別個であるか、又はそれに含まれ得る。コントローラ66の機能及び構造については、図5により詳細に説明する。

ここで図5を参照すると、例示的な態様による、図1のDEF加熱システム10のコントローラ66の概略図が示されている。図5に示すように、コントローラ66は、プロセッサ74とメモリデバイス78とを有する処理回路70と、センサ回路84とECM回路88とモデリングエンジン92と加熱回路96とを有する制御システム80と、通信インターフェース100とを含む。概して、コントローラ66は、DEFタンク18の熱モデルを生成し、電子制御式冷却液弁22の動作を制御するように構築される。

一構成では、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、プロセッサ74などのプロセッサによって実行可能である機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体として具現化される。機械可読媒体は、本明細書で説明するように、他の用途の中でもとりわけ、データの送受信を可能にするためにある特定の動作の実施を容易にする。例えば、機械可読媒体は、例えば、データを取得するための命令（例えば、指令など）を提供し得る。この点に関して、機械可読媒体は、データの取得（又はデータの送信）の頻度を定義するプログラマブル論理を含み得る。コンピュータ可読媒体は、限定されるものではないが、Javaなどを含む、任意のプログラミング言語、及び「C」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語などの、任意の従来の手続き型プログラミング言語で記述され得る、コードを含み得る。コンピュータ可読プログラムコードは、1つのプロセッサ又は多数のリモートプロセッサ上で実行され得る。後者のシナリオでは、リモートプロセッサは、任意のタイプのネットワーク（例えば、CAN母線など）を介して互いに接続され得る。

別の構成では、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、電子制御ユニットなどの、ハードウェアユニットとして具現化される。そのように、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、限定されるものではないが、処理回路、ネットワークインターフェース、周辺デバイス、入力デバイス、出力デバイス、センサなどを含む、1つ又は複数の回路構成要素として具現化され得る。いくつかの態様では、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、1つ又は複数のアナログ回路、電子回路（例えば、集積回路（IC）、ディスクリート回路、システム・オン・チップ（SOC）回路、マイクロコンピュータなど）、通信回路、ハイブリッド回路、及び他の任意のタイプの「回路」の形態をとり得る。この点に関して、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、本明細書で説明する動作を実現するか又は動作の達成を容易にするための任意のタイプの構成要素を含み得る。例えば、本明細書で説明する回路は、1つ又は複数のトランジスタ、論理ゲート（例えば、NAND、AND、NOR、OR、XOR、NOT、XNORなど）、抵抗器、マルチプレクサ、レジスタ、コンデンサ、インダクタ、ダイオード、配線など）を含み得る。センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96はまた、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイ論理、プログラマブル論理デバイスなどの、プログラマブルハードウェアデバイスを含み得る。センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96のプロセッサによって実行可能である命令を記憶するための1つ又は複数のメモリデバイスを含み得る。1つ又は複数のメモリデバイス及びプロセッサは、メモリデバイス78及びプロセッサ74に関して以下で与えられるものと同じ定義を有し得る。いくつかのハードウェアユニット構成では、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、車両内の別々の箇所全体に地理的に分散配置され得る。代替的に、図示のように、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、コントローラ66として示す、単一のユニット/筐体中又は内に具現化され得る。

図示の例では、コントローラ66は、プロセッサ74とメモリデバイス78とを有する処理回路70を含む。処理回路70は、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96に関して本明細書で説明する命令、指令、及び/又は制御プロセスを実行又は実施するように構築又は構成され得る。描かれている構成は、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96を機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体として表している。しかしながら、上述のように、本開示では、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96、又はセンサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96の少なくとも1つの回路が1つのハードウェアユニットとして構成されている他の態様も考慮されるので、この実例は、限定的であることを意図したものではない。かかる全ての組み合わせ及び変形形態は、本開示の範囲に含まれるように意図されている。

本明細書に開示する態様に関連して説明する種々のプロセス、動作、例示的な論理、論理ブロック、モジュール、及び回路を実装するために使用されるハードウェア及びデータ処理構成要素（例えば、プロセッサ74）は、汎用シングルチッププロセッサ若しくは汎用マルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（DSP）、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、又は他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、又は本明細書で説明する機能を実施するように設計されたそれらの任意の組み合わせと共に実装又は実施され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、又は任意の従来のプロセッサ、又は状態機械であり得る。プロセッサはまた、DSPとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと併用する1つ又は複数のマイクロプロセッサ、或いは他の任意のそのような構成などの、コンピューティングデバイスの組み合わせとして実装され得る。いくつかの態様では、1つ又は複数のプロセッサは、多数の回路によって共有されていてもよい（例えば、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96は、いくつかの例示的な態様では、メモリの異なる領域によって記憶されている又はそれ以外の方式でアクセスされる命令を実行し得る同じプロセッサを含んでもよく又はそれ以外の方式で共有していてもよい）。代替的又は追加的に、1つ又は複数のプロセッサは、1つ又は複数のコプロセッサから独立してある特定の動作を実施するか又はさもなければ実行するように構築され得る。他の例示的な態様では、2つ以上のプロセッサは、独立、並列、パイプライン、又はマルチスレッドの命令実行を可能にするために、母線を介して結合され得る。かかる全ての変形形態は、本開示の範囲に含まれるように意図されている。

メモリデバイス78（例えば、メモリ、メモリユニット、記憶デバイス）は、本開示で説明する種々のプロセス、層、及びモジュールを完了若しくは促進するためのデータ及び/又はコンピュータコードを記憶するための1つ又は複数のデバイス（例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、ハードディスク記憶装置）を含み得る。メモリデバイス78は、本明細書で説明するプロセスの少なくともいくつかを実行するためのプロセッサ74にコンピュータコード又は命令を提供するために、プロセッサ74に通信可能に接続され得る。その上、メモリデバイス78は、有形の非一時的な揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリであるか又はそれを含み得る。よって、メモリデバイス78は、データベース構成要素、オブジェクトコード構成要素、スクリプト構成要素、又は本明細書で説明する種々の活動及び情報構造をサポートするための他の任意のタイプの情報構造を含み得る。

センサ回路84は、通信インターフェース100を介してTULCセンサ38及び二次センサアレイ42から温度情報を収集するように構築される。いくつかの態様では、センサ回路84は、TULCセンサ38及び二次センサアレイ42によって提供された情報を、コントローラ66による使用のために操作する。例えば、センサ回路84は、個々のセンサ（例えば、温度センサ46、50、54、58）の温度情報を平均化し、温度情報を加重平均で処理し、又は他の処理を実施し得る。

ECM回路88は、ECM62との動作を調整するためにECM62と通信するように構築される。いくつかの態様では、ECM回路88は、ECM62である。いくつかの態様では、ECM回路88は、通信インターフェース100を介してECM62との通信を提供することによって、電子制御式冷却液弁22の動作を制御する。いくつかの態様では、センサ回路84は、TULCセンサ38と直接通信せず、TULCセンサ38からの温度情報は、ECM回路88によって受信される。

モデリングエンジン92は、センサ回路84及びECM回路88から受信した温度情報に基づいてDEFタンク18の熱モデルを生成するように構築される。いくつかの態様では、熱モデルは、DEFタンク18の3次元ヒートマップを生成して、DEFタンク18内のどこでDEFが所定の閾値温度を超えており、DEFタンク18内のどこでDEFが閾値温度を下回っているかを判断するために、TULCセンサ38と二次センサアレイとの関係を学習する機械学習方式（強化学習、ニューラルネットワークなど）を含む。いくつかの態様では、熱モデルは、予めプログラムされたモデル、アルゴリズム、ラダーロジックなどに基づく。

いくつかの態様では、TULCセンサ38が示す温度は一次温度T1であり、二次センサアレイ42が示す温度は二次温度T2である。いくつかの態様では、二次センサアレイ42内の各個々のセンサに温度（例えば、T2～T5）が割り当てられる。次いで、モデリングエンジン92は、一次温度T1と二次温度T2又は全ての二次温度T2～T5とを比較し、コントローラ66による使用のための最低温度を返す。例えば、二次温度T2が一次温度T1よりも低い場合には、熱モデルは、二次温度を返す。いくつかの態様では、センサに優先順位が与えられるように、温度T1～T5に加重平均が割り当てられる。例えば、TULCセンサ38によって決定された一次温度T1は、優先順位の最も高い温度であり得る。モデリングエンジン92は、一次温度が返される所定の範囲を割り当て得る。例えば、閾値温度が摂氏15度（15℃）であり、その範囲が摂氏1度（1℃）である場合、二次温度が摂氏14度（14℃）以下であるときに、二次温度が返される。

加熱回路96は、熱モデルを受信し、冷却液が熱交換器34に提供される開位置と、冷却液が熱交換器34に流れることが阻止される閉位置との間で、電子制御式冷却液弁22を作動させるために、電子制御式冷却液弁22と通信する。いくつかの態様では、電子制御式冷却液弁22は、DEFタンク18内のDEFの温度が閾値温度（例えば、15℃）以上であることを熱モデルが示したときに閉鎖され、DEFタンク18内のDEFの温度が閾値温度（例えば、15℃）未満であることを熱モデルが示したときに開放される。いくつかの態様では、加熱回路96は、電子制御式冷却液弁22の制御を実行するために、通信インターフェース100を介してECM62と通信する。

図6に示すように、DEF加熱システム10を動作させる方法104は、ステップ108においてTULCセンサ38から一次温度T1を受信し、ステップ112において二次センサアレイ42から二次温度T2を受信する工程を含む。次いで、コントローラ66は、ステップ116において熱モデルを生成する。いくつかの態様では、ステップ116において生成された熱モデルは、DEFのパラメータ（例えば、溶解したDEFのパーセンテージ及び分布、溶解したDEFの体積、温度分布など）を決定するために（例えば、3次元ヒートマップを通じて）直接使用され、熱モデルは、電子制御式冷却液弁22の動作を決定するために直接使用される。

図6に示すように、コントローラ66は、ステップ120において一次温度と第2の温度とを比較する。一次温度T1が二次温度T2以下である場合には、方法104がステップ124に進み、一次温度T1が閾値温度（例えば、15℃）と比較される。一次温度T1が閾値温度よりも低い（又は閾値温度と等しい）場合、ディーゼル排気流体（DEF）ポンプをまだプライミングすることができず、DEFタンク18を解凍しなければならない。ステップ128において、DEFタンク18内のDEFを加熱するために、電子制御式冷却液弁22が開放され、方法がステップ108及び112に戻る。ステップ124において一次温度T1が閾値温度よりも高い（又は閾値温度と等しい）場合には、方法104がステップ132に進み、コントローラ66が、二次温度T2を閾値温度と比較する。二次温度T2が閾値温度よりも高い（又は閾値温度と等しい）場合、ステップ136においてDEFポンプがプライミングされる。ステップ132において二次温度T2が閾値温度よりも低い（又は閾値温度と等しい）場合には、電子制御式冷却液弁22が開放され、DEFが更に加熱される。いくつかの態様では、ステップ132は省略される。

ステップ120において二次温度T2が一次温度T1よりも低い場合には、方法104がステップ140に進み、二次温度T2が、閾値温度と比較される。二次温度T2が閾値温度よりも低い（又は閾値温度と等しい）場合、ステップ128において電子制御式冷却液弁22が開放され、二次温度T2が閾値温度よりも高い（又は閾値温度と等しい）場合、ステップ136においてDEFポンプがプライミングされる。

上記で説明したシステム及び方法は、有利には、大型のDEFタンク内でのDEFの解凍及び加熱の改善された制御を提供する。例えば、この制御は、30ガロンのタンクよりも大型のDEFタンク18において特に重要であり、既存のシステムがDEFタンク18全体のDEFの温度を誤って示す場所にクールスポットが存在する傾向がある。

図7A～図7Dに示すように、第1の加熱ユニット30と第2の加熱ユニット30'とを含むDEFタンク18は、熱交換器34及び34'から離隔して配置される二次センサ46及び50と対向する方向に配置することができる。TULC38の位置は、DEFタンク18内でのDEFのスロッシングの影響を低減するために、DEFタンク18内の略中央に位置する。しかしながら、TULC38の中央位置は、二次センサ46及び50を含む二次センサアレイ42を追加しなければ、DEFタンク18内のDEFの状態の不正確な評価につながる可能性がある。図8A～図8Dは、同じ方向に向いて略平行に配置された2つの加熱ユニット30及び30'を含むDEFタンク18の別の態様を示す。いくつかの態様では、図7A～図7D及び図8A～図8Dに示すDEFタンク配置は、1つの二次センサ46のみ又は3つ以上の二次センサを含み得る。熱交換器34、34'は、DEFタンク18の別々の領域、容積、又は部分に熱を与えて、DEFタンク18内のDEFをより均一に解凍するために、DEFタンク18の別々の部分に位置決めされる。DEFタンク18の別々の部分は重ならない。熱交換器34、34'は、重ならないように別々の部分に配置される。いくつかの態様では、熱交換器34を含む第1の加熱要素は、ディーゼル排気流体タンク18の第1の部分に位置決めされ、熱交換器34'を含む第2の加熱要素は、第1の部分と重ならないディーゼル排気流体タンク18の第2の部分に位置決めされる。

本明細書で利用される場合、「ほぼ」、「約」、「実質的に」という用語、及び同様の用語は、本開示の主題が関連する当業者による一般的且つ認められた使用法と調和した広範な意味を有するように意図されている。これらの用語は、これらの特徴の範囲を提供される正確な数値範囲に制限することなく、説明及び特許請求される特定の特徴の説明を可能にするように意図されていることが、本開示を検討する当業者によって理解されるべきである。よって、これらの用語は、説明及び特許請求される主題の実体的でない若しくは重要でない修正又は変更が、添付の特許請求の範囲に記載される開示の範囲内にあるとみなされることを示すものと解釈されるべきである。

種々の態様を説明するために本明細書で使用される場合、「例示的」という用語及びその変化形は、かかる態様が可能な態様の可能な例、表現、又は例示であることを示すように意図されたものである（また、かかる用語は、かかる態様が必ずしも特別又は最良の例であることを含意するように意図されたものではない）ことに留意すべきである。

本明細書で使用される場合、「結合される」という用語及びその変化形は、2つの部材が互いに直接的又は間接的に接合されることを意味する。そのような接合は、静止状態（例えば、永久的若しくは固定式）又は可動式（例えば、取り外し可能若しくは解放可能）であり得る。かかる接合は、互いに直接結合された2つの部材によって、1つ又は複数の別個の中間部材を使用して互いに結合された2つの部材によって、又は2つの部材の一方と単一の単体として一体に形成された中間部材を使用して互いに結合された2つの部材によって達成され得る。「結合される」又はその変化形が、追加の用語（例えば、直接結合される）によって修正される場合、上記で提供された「結合される」の一般的な定義は、追加の用語の平易な言葉の意味によって修正され（例えば、「直接結合される」とは、別個の中間部材の全くない2つの部材の接合を意味する）、上記で提供される「結合される」の一般的な定義よりも狭い定義をもたらす。そのような結合は、機械的、電気的、又は流体的であり得る。例えば、回路Bに通信可能に「結合された」回路Aは、回路Aが回路Bと直接通信する（すなわち、仲介手段なし）又は回路Bと間接的に通信する（例えば、1つ又は複数の仲介手段を介して）ことを意味し得る。

要素の位置（例えば、「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」など）に対する本明細書における言及は、単に、図中における種々要素の向きを説明するために使用されている。種々の要素の向きは、他の例示的な態様に応じて異なることがあり、そのような変形形態は、本開示に包含されることが意図されていることに留意すべきである。

特定の機能を備えた種々の回路が図5に示されているが、コントローラ66は、本明細書で説明する機能を完了するための任意の数の回路を含み得ることを理解すべきである。例えば、センサ回路84、ECM回路88、モデリングエンジン92、及び加熱回路96の活動及び機能は、多数の回路において又は単一の回路として組み合わされ得る。追加機能を備えた追加の回路も含まれ得る。更に、コントローラ66は、本開示の範囲を超えて他の活動を更に制御し得る。

上述のように、一構成では、「回路」は、図5のプロセッサ74などの、種々のタイプのプロセッサによる実行のための機械可読媒体に実装され得る。実行可能コードの特定された回路は、例えば、オブジェクト、プロシージャ、又は機能として編成され得る、例えば、コンピュータ命令の1つ若しくは複数の物理又は論理ブロックを含み得る。それにもかかわらず、特定された回路の実行可能コードは、物理的に一緒に位置する必要はないが、互いに論理的に結合されたときに、回路を含むと共に、回路の上述した目的を達成する、異なる場所に記憶された全く異なる命令を含み得る。実際に、コンピュータ可読プログラムコードの回路は、単一の命令、又は多くの命令であり得、更には、いくつかの異なるコードセグメントに、いくつかの異なるプログラム間で、及びいくつかのメモリデバイスにわたって分散させてもよい。同様に、運用データは、本明細書では回路内において特定及び例示され得、任意の好適な形式で具現化され得、任意の好適なタイプのデータ構造内で編成され得る。運用データは、単一のデータセットとして収集され得るか、又は異なる記憶デバイスを含む異なる場所に分散され得、且つ少なくとも部分的に、単にシステム又はネットワーク上の電子信号として存在し得る。

「プロセッサ」という用語は、上記で簡潔に定義されているが、「プロセッサ」及び「処理回路」という用語は、広義に解釈されることを意図したものである。この点に関して、上述のように、「プロセッサ」は、1つ又は複数の汎用プロセッサ、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、デジタル信号プロセッサ（DSP）、又はメモリによって提供される命令を実行するように構築された他の好適な電子データ処理構成要素として実装され得る。1つ又は複数のプロセッサは、シングルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ（例えば、デュアルコアプロセッサ、トリプルコアプロセッサ、クアッドコアプロセッサなど）、マイクロプロセッサなどの形態をとり得る。いくつかの態様では、1つ又は複数のプロセッサは、装置の外部にあり得、例えば、1つ又は複数のプロセッサは、リモートプロセッサ（例えば、クラウドベースのプロセッサ）であり得る。代替的又は追加的に、1つ又は複数のプロセッサは、装置の内部及び/又は局所に存在し得る。この点に関して、その所与の回路又は構成要素は、ローカルに（例えば、ローカルサーバ、ローカルコンピューティングシステムなどの一部として）又はリモートに（例えば、クラウドベースのサーバなどのリモートサーバの一部として）配置され得る。そのために、本明細書で説明する「回路」は、1つ又は複数の場所全体にわたって分散された構成要素を含み得る。

本開示の範囲内の態様は、記憶された機械実行可能命令又はデータ構造を保持又は有するための機械可読媒体を含むプログラム製品を含む。そのような機械可読媒体は、汎用若しくは専用コンピュータによって又はプロセッサを備えた他の機械によってアクセスできる任意の利用可能な媒体とすることができる。例として、そのような機械可読媒体は、RAM、ROM、EPROM、EEPROM、又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶デバイス、或いは、機械実行可能命令又はデータ構造の形態の所望のプログラムコードを保持又は記憶するために使用でき、汎用若しくは専用コンピュータによって又はプロセッサを備えた他の機械によってアクセスできる他の任意の媒体を含むことができる。上記の組み合わせもまた、機械可読媒体の範囲に含まれる。機械実行可能命令は、例えば、ある特定の機能又は機能グループを汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は専用処理機械に実施させる命令及びデータを含む。

図及び説明は、方法ステップの具体的な順序を示し得るが、かかるステップの順序は、上記で別段の定めがない限り、描かれ説明されているものと異なる場合がある。また、上記で別段の定めがない限り、2つ以上のステップは、同時又は一部同時に実施され得る。そのような変形形態は、例えば、選択されたソフトウェア及びハードウェアシステムに、並びに設計者の選択に依存し得る。かかる全ての変形形態は、本開示の範囲内にある。同様に、説明した方法のソフトウェア実装は、種々の接続ステップ、処理ステップ、比較ステップ、及び決定ステップを実現するために、ルールに基づく論理及び他の論理を用いた標準的なプログラミング技法を用いて実現することができる。

種々の例示的な態様に示すDEF加熱システム10の構成及び配置は、単なる例示的なものにすぎないことに留意することが重要である。追加的に、一態様に開示する任意の要素は、本明細書に開示する他の任意の態様と組み合わされるか又はその態様と共に利用され得る。例えば、例示的な態様のコントローラ66は、例示的な態様のECM62に組み入れられ得る。別の態様に組み入れるか又はその態様で利用することができる、一態様の要素の一例のみを上記で説明してきたが、種々の態様の他の要素は、本明細書に開示する他の態様のいずれかと組み合わされるか又はそれらと共に利用され得ることを理解すべきである。

Claims (20)

1. ディーゼル排気流体タンクと、
   該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第1の温度を示す第1の温度情報を提供するように構築された第1の温度センサと、
   該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第2の温度を示す第2の温度情報を提供するように構築された第2の温度センサと、
   1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路であって、該1つ又は複数のメモリデバイスが、
   該1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、該第1の温度情報及び該第2の温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
   を記憶するように構成されている、前記1つ又は複数の処理回路と
   を含む、ディーゼル排気流体システム。
2. 前記1つ又は複数の処理回路が、前記第1の温度情報を受信するように構築されたエンジン制御モジュールを更に含む、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
3. 前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
   前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、前記ディーゼル排気流体タンクの熱モデルを生成することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
   を記憶するように更に構成されており、
   該ディーゼル排気流体タンク内のディーゼル排気流体が所定の閾値以上であると該熱モデルが示すときに、前記加熱システムにエネルギーが提供される、
   請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
4. 前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
   前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、（i）前記第1の温度が所定の閾値以上であり前記第2の温度が該第1の温度から所定の範囲内にあるとき、又は（ii）前記第2の温度が前記所定の閾値以上であり該第2の温度が前記第1の温度から該所定の範囲内にないときに、加熱要素にエネルギーを提供することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
   を記憶するように更に構成されている、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
5. 前記ディーゼル排気流体タンクが30ガロン以上である、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
6. 排気流体タンクヘッダを更に含み、
   該排気流体タンクヘッダが、前記加熱システム、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサの各々を支持している、
   請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
7. レベルセンサと、品質センサと、第1の温度センサとを含むセンサ群を更に含む、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
8. 前記ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第3の温度を示す第3の温度情報を提供するように構築された第3の温度センサと、
   該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第4の温度を示す第4の温度情報を提供するように構築された第4の温度センサと、
   該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第5の温度を示す第5の温度情報を提供するように構築された第5の温度センサと
   を更に含む、請求項7記載のディーゼル排気流体システム。
9. 前記1つ又は複数の処理回路が、前記組み合わせセンサから前記第1の温度情報を受信するように構築されたエンジン制御モジュールを更に含み、
   前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
   前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、
   該エンジン制御モジュールから該第1の温度情報を受信することと、
   前記第2の温度センサから前記第2の温度情報を受信することと、
   前記第3の温度センサから前記第3の温度情報を受信することと、
   前記第4の温度センサから前記第4の温度情報を受信することと、
   前記第5の温度センサから前記第5の温度情報を受信することと、
   該第1の温度情報、該第2の温度情報、該第3の温度情報、該第4の温度情報、及び該第5の温度情報に基づいて、前記ディーゼル排気流体タンクの熱モデルを生成することと
   を該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
   を記憶するように更に構成されている、
   請求項8記載のディーゼル排気流体システム。
10. 前記加熱システムを更に含み、該加熱システムが加熱要素を含む、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
11. 前記加熱要素が、エンジンから冷却液を受け取るように構築された熱交換器を含む、請求項10記載のディーゼル排気流体システム。
12. 前記加熱システムを更に含み、
    該加熱システムが、
    前記ディーゼル排気流体タンクの第1の部分に位置決めされた第1の加熱要素と、
    該第1の部分と重ならない、該ディーゼル排気流体タンクの第2の部分に位置決めされた第2の加熱要素と
    を含む、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
13. 前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
    前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、
    前記第1の温度情報及び前記第2の温度情報に基づいて3次元ヒートマップを生成することと、
    該3次元ヒートマップに基づいて前記加熱システムにエネルギーを提供することと
    を該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
    を記憶するように更に構成されている、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
14. 前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
    前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、
    前記第1の温度を前記第2の温度と比較することと、
    該第1の温度を所定の閾値と比較することと、
    該第2の温度を該所定の閾値と比較することと、
    該第1の温度が該第2の温度以下であり該第1の温度が該所定の閾値以下であるとき、又は該第2の温度が該所定の閾値以下であるときに、前記加熱システムにエネルギーを提供することと
    を該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
    を記憶するように更に構成されている、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
15. 前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
    前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、前記第2の温度が前記所定の閾値よりも高い場合にディーゼル排気流体ポンプの動作を許可する信号を送信することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
    を記憶するように更に構成されている、請求項14記載のディーゼル排気流体システム。
16. 以下を含む、温度及び超音波液面及び濃度（TULC；temperature ultrasonic level and concentration）センサと加熱システムとを含むディーゼル排気流体タンクと共に使用するためのディーゼル排気流体タンク制御システム：
    該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、温度情報を提供するように構築された温度センサアレイ、ならびに
    1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路であって、該1つ又は複数のメモリデバイスが、
    該1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、該温度情報に基づいて該加熱システムにエネルギーを提供することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
    を記憶するように構成されている、前記1つ又は複数の処理回路。
17. 前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
    前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、
    前記温度センサアレイから受信した前記温度情報に基づいて二次温度を決定することと、
    前記二次温度が所定の閾値よりも高い場合にディーゼル排気流体ポンプの動作を許可する信号を送信することと
    を該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
    を記憶するように更に構成されている、請求項16記載のディーゼル排気流体タンク制御システム。
18. 前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
    前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、
    TULC温度を示すTULC温度情報を前記TULCセンサから受信することと、
    前記温度センサアレイから受信した前記温度情報に基づいて二次温度を決定することと、
    該TULC温度を該二次温度と比較することと、
    該TULC温度を前記所定の閾値と比較することと、
    該二次温度を該所定の閾値と比較することと、
    該TULC温度が該二次温度以下であり該TULC温度が該所定の閾値以下であるとき、又は該二次温度が該所定の閾値以下であるときに、前記加熱システムにエネルギーを提供することと
    を該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
    を記憶するように更に構成されている、請求項16記載のディーゼル排気流体タンク制御システム。
19. ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた第1の温度センサから、一次温度を示す一次温度情報を受信する工程と、
    該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた温度センサアレイから、二次温度を示す二次温度情報を受信する工程と、
    該一次温度及び該二次温度に基づいて、該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた加熱システムにエネルギーを選択的に提供する工程と
    を含む、方法。
20. 前記一次温度を前記二次温度と比較する工程と、
    該一次温度を所定の閾値と比較する工程と、
    該二次温度を該所定の閾値と比較する工程と、
    該一次温度が該二次温度以下であり該一次温度が該所定の閾値以下であるとき、又は該二次温度が該所定の閾値以下であるときに、前記加熱システムにエネルギーを提供する工程と
    を更に含む、請求項19記載の方法。

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