УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПОДОГРЕВА ВОССТАНОВИТЕЛЯ В СИСТЕМЕ SCR ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2014 года по МПК F01N3/20 F01N9/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу подогрева восстановителя в системе SCR. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код для компьютера для осуществления способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к устройству, предназначенному для подогрева восстановителя в системе SCR и к транспортному средству, которое оснащено таким устройством.

Уровень техники

Современные транспортные средства используют, например, мочевину в качестве восстановителя в системах SCR, которые содержат катализатор SCR, в котором восстановитель и газ NOx могут реагировать с восстановителем и могут быть преобразованы в азот и воду. В системах SCR могут быть использованы различные типы восстановителей. Эти восстановители имеют разные точки замерзания. AdBlue является примером обычно используемого восстановителя.

Один тип системы SCR включает в себя контейнер, который содержит в себе восстановитель. Система SCR также имеет насос, выполненный с возможностью извлекать восстановитель из контейнера с помощью всасывающего шланга и подавать его с помощью шланга повышенного давления в дозирующее устройство, расположенное вблизи выхлопной трубы транспортного средства. Дозирующее устройство выполнено с возможностью инжекции необходимого количества восстановителя в выхлопную трубу против течения катализатора SCR, в соответствии с рабочими подпрограммами, которые сохранены в устройстве управления транспортного средства. Чтобы легче регулировать давление, принимая во внимание малые количества дозировки, система также содержит обратный шланг, который проходит обратно из стороны давления системы в контейнер. Эта конфигурация также позволяет использовать восстановитель для охлаждения устройства дозирования.

Чтобы быть в состоянии использовать упомянутую систему SCR при низких температурах, система оснащена нагревательными элементами, связанными с соответствующими компонентами системы SCR, например, в контейнере или вблизи контейнера и вблизи шлангов, устройству насоса и дозирующему устройству. Эти нагревательные элементы в настоящее время используют для того, чтобы гарантировать то, что любые “пробки” замерзшего восстановителя могут быть оттаяны.

Недостатком этой системы является то, что восстановитель в контейнере тает слишком медленно, когда транспортное средство заводят при низких температурах, при которых восстановитель полностью или частично замерз. AdBlue имеет точку замерзания, равную -11 градусов Цельсия. В случае, когда AdBlue, по меньшей мере, частично замерз в системе SCR, а систему запускают слишком рано во время работы транспортного средства, имеется риск того, что весь имеющийся AdBlue (в жидком виде) мог бы быть инжектирован с помощью дозирующего устройства. Это может повлечь за собой риск извлечения всасывающим шлангом в контейнере воздуха вместо оттаявшего AdBlue, ситуации, которая является нежелательной из-за нескольких разных причин.

В публикации WO 00/21881 описана система SCR для уменьшения выбросов NOx из двигателя внутреннего сгорания, использующая мочевину в жидком виде. В описанной системе SCR дозирование мочевины перекрывают, когда система и, в результате, восстановитель замерз. После определенного оттаивания системы как откачку мочевины из контейнера в дозирующее устройство, так и дозирование мочевины инициируют в один и тот же момент времени. Недостатком этого решения является то, что количество растаявшей мочевины в контейнере является недостаточным для непрерывного дозирования, таким образом, контейнер становится свободным от жидкой мочевины с последующими отрицательными воздействиями на работу системы.

В описанной системе SCR для контейнера мочевины использован только один нагревательный элемент. Недостатком этого является то, что оттаивание замерзшей мочевины в контейнере требует относительно длительного времени.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание нового и выгодного способа для подогрева восстановителя в системе SCR.

Другой задачей настоящего изобретения является создание нового и выгодного устройства и новой и выгодной компьютерной программы, предназначенных для подогрева восстановителя в системе SCR.

Дополнительной задачей изобретения является создание способа, устройства и компьютерной программы, предназначенных для выполнения быстрого запуска системы SCR для механического транспортного средства.

Дополнительной задачей изобретения является создание способа, устройства и компьютерной программы, предназначенных для выполнения более надежного запуска системы SCR для механического транспортного средства.

Дополнительной задачей изобретения является создание способа, устройства и компьютерной программы, предназначенных для улучшения функционирования механического транспортного средства.

Задачей изобретения является создание системы SCR таким образом, чтобы дозирование восстановителя, например, мочевины в виде AdBlue, может быть начато быстрее в ситуации, когда восстановитель первоначально находится, по меньшей мере, частично в замерзшем состоянии.

Эти задачи решаются способом подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для хранения восстановителя, и дозирующее устройство, по п.1 формулы изобретения.

Аспект изобретения предоставляет способ для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для хранения восстановителя, и дозирующее устройство, причем способ включает этап извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера и подогрева, по меньшей мере, части посредством, по меньшей мере, одного нагревательного элемента снаружи контейнера. Способ также включает этап возврата подогретой части восстановителя в контейнер до того, как начнется дозирование упомянутой подогретой части с помощью дозирующего устройства в системе SCR.

Способ может дополнительно включать этап:

- извлечения, по меньшей мере, части восстановителя, чему предшествует подогрев, по меньшей мере, одного из следующих компонентов: контейнера, первой линии, второй линии, третьей линии, средства насоса и дозирующего устройства.

Способ может дополнительно включать этап:

- определения, выполнено ли первое состояние жидкости, и

- инициирования этапа извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера и подогрева его, если выполнено первое состояние жидкости.

Способ может дополнительно включать этап:

- подогрева извлеченной части восстановителя посредством множества нагревательных элементов снаружи контейнера.

Способ может дополнительно содержать этап:

- определения, выполнено ли второе состояние жидкости, и

- инициирования дозирования восстановителя с помощью дозирующего устройства, если выполнено второе состояние жидкости.

Преимуществом инновационного способа является то, что выполняют более быстрый процесс оттаивания, по меньшей мере, части замерзшего восстановителя, который находится в контейнере, с помощью использования, по меньшей мере, одного нагревательного элемента, который является внешним к контейнеру.

Начало как можно раньше откачивать достаточное количество оттаявшего восстановителя, который находится в контейнере, до дозирования его в выхлопные газы транспортного средства делает его возможным для эффектов подогрева других частей системы SCR, чем, когда только контейнер используют для оттаивания восстановителя в контейнере.

Выгодным взаимно усиленным эффектом использования нагревательных элементов, внешних к контейнеру, совместно с нагревательным элементом контейнера является более быстрое оттаивание восстановителя в контейнере на основе увеличения смешивания в контейнере. Это выполняют с помощью потока восстановителя в течение фазы, когда он циркулирует в системе SCR, и, в частности, в контейнере, без дозирования в выхлопной поток.

В соответствии с вариантом множество нагревательных элементов, внешних к контейнеру, используют в процессе оттаивания восстановителя, который находится в контейнере.

Более быстрое начало нормальной работы системы SCR, выполненное с помощью инновационного способа, может дать в результате уменьшение общего количества нежелательных выбросов.

Обеспечение некоторого числа разных нагревательных элементов для того, чтобы подогревать восстановитель, который находится в различных линиях и компонентах системы SCR транспортного средства, является эффективным решением проблемы быстрого инициирования нормальной работы этой системы. Эта распределенная конфигурация позволяет реализовать нагревательный элемент уменьшенного размера и/или производительности для подогрева восстановителя в контейнере. Такой нагревательный элемент может быть менее дорогим, чем нагревательный элемент большей производительности. Если меньший нагревательный элемент может быть использован для того, чтобы подогревать восстановитель в контейнере, сам контейнер также может быть сделан меньшим, поскольку, в соответствии с аспектом изобретения, нагревательный элемент расположен в контейнере. В качестве альтернативы, контейнер неуменьшенного размера может содержать большее количество восстановителя, если нагревательный элемент сделан меньшим. Результатом является экономичное решение для проблем, указанных выше. Таким образом, достигают более универсального решения для проблем, указанных выше.

Способ является простым для того, чтобы его осуществлять в существующих механических транспортных средствах. Программное обеспечение, предназначенное для подогрева восстановителя в системе SCR, в соответствии с изобретением, может быть установлено в устройстве управления транспортного средства во время изготовления транспортного средства. Покупатель транспортного средства может, в качестве альтернативы, выбрать функции способа как опцию. В качестве альтернативы, программное обеспечение, содержащее программный код, предназначенный для осуществления инновационного способа, предназначенного для подогрева восстановителя в системе SCR, может быть установлено в устройстве управления транспортного средства по случаю модернизации на станции обслуживания, причем в этом случае программное обеспечение может быть загружено в память в устройстве управления. Следовательно, осуществление инновационного способа является экономичным, в частности, так как никакие дополнительные датчики, например датчики температуры, или другие устройства, например нагревательные элементы, предназначенные для подогрева восстановителя в контейнере или снаружи контейнера, не должны быть установлены в топливном баке транспортного средства. Необходимое аппаратное обеспечение в настоящее время уже предоставлено в транспортном средстве. Следовательно, изобретение предоставляет экономичное решение для проблем, указанных выше.

Программное обеспечение, которое содержит программный код, предназначенный для подогрева восстановителя в системе SCR, является простым для обновления или замены. Кроме того, различные части программного обеспечения, которые содержат программный код, предназначенный для подогрева восстановителя в системе SCR, могут быть заменены независимо друг от друга. Эта модульная конфигурация является выгодной из перспективы сопровождения.

Аспект изобретения также относится к устройству по п.6 формулы изобретения.

Аспект изобретения относится к устройству для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для восстановителя, и дозирующее устройство, содержащему:

средство, предназначенное для извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из упомянутого контейнера и подогрева, по меньшей мере, части упомянутого восстановителя снаружи контейнера. Устройство также содержит средство, предназначенное для возврата подогретой части восстановителя в контейнер до того, как начнется дозирование подогретой части с помощью дозирующего устройства в системе SCR.

Устройство может дополнительно содержать средство, предназначенное для подогрева, по меньшей мере, одного из следующих компонентов: контейнера, первой линии, второй линии, третьей линии, средства насоса и дозирующего устройства, до того, как извлечена, по меньшей мере, одна часть восстановителя.

Устройство может дополнительно содержать средство, предназначенное для определения того, что выполнено ли первое состояние жидкости, и средство, предназначенное для инициирования извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера и подогрева, по меньшей мере, части, если выполнено первое состояние жидкости.

По меньшей мере, один нагревательный элемент может быть множеством нагревательных элементов, причем все они находятся снаружи контейнера.

Устройство может дополнительно содержать средство, предназначенное для определения того, что, выполнено ли второе состояние жидкости, и средство, предназначенное для инициирования дозирования восстановителя с помощью дозирующего устройства, если выполнено второе состояние жидкости.

Восстановитель во всех из компонентов, например, в первой, второй и третьей линиях, а также контейнере, может быть оттаян относительно быстро, поскольку количество восстановителя в них является ограниченным.

Упомянутые задачи также решают посредством создания транспортного средства, которое содержит вышеупомянутое устройство, предназначенное для подогрева восстановителя в системе SCR. Транспортное средство может быть грузовым автомобилем, автобусом или пассажирским автомобилем.

Аспект изобретения относится к устройству, предназначенному для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для упомянутого восстановителя, и дозирующее устройство, предназначенному для машины морского судна.

Аспект изобретения относится к устройству, предназначенному для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для восстановителя, и дозирующее устройство, предназначенному для стационарного двигателя.

Следует отметить, что инновационный способ, представленный в настоящей заявке, описан для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для восстановителя, и дозирующее устройство, предназначенный для механического транспортного средства, таким же образом может быть использован для того, чтобы подогревать восстановитель в системе SCR, предназначенной для других систем или изделий, например, машины морского судна или стационарного двигателя. Машина морского судна может быть расположена на судне.

Аспект изобретения относится к компьютерной программе, предназначенной для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для хранения восстановителя, и дозирующее устройство, причем компьютерная программа содержит программный код, сохраненный на носителе, доступном для чтения с помощью компьютера, предназначенный для того, чтобы заставлять электронное устройство управления или другой компьютер, соединенный с электронным устройством управления, выполнять этапы по любому из пунктов 1-5.

Аспект изобретения относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код, сохраненный на носителе, доступном для чтения с помощью компьютера, предназначенный для выполнения этапов по любому из пунктов 1-5, когда упомянутую компьютерную программу выполняют в электронном устройстве управления или другом компьютере, соединенном с электронным устройством управления.

Дополнительные задачи, преимущества и новые признаки настоящего изобретения станут понятными специалисту в данной области техники после прочтения следующего подробного описания вариантов осуществления изобретения. Несмотря на то, что изобретение описано ниже, следует заметить, что оно не должно быть ограничено описанными специфическими деталями. Специалистам в данной области техники будут очевидны дополнительные применения, модификации и воплощения в других областях, которые находятся в рамках объема изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и других его задач и преимуществ подробное описание, приведенное ниже, должно быть изучено совместно с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают подобные элементы на различных чертежах, на которых:

фиг.1 схематически иллюстрирует транспортное средство в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг.2 схематически иллюстрирует подсистему, предназначенную для транспортного средства, изображенного на фиг.1, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг.3 схематически иллюстрирует подсистему, предназначенную для транспортного средства, изображенного на фиг.1, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг.4а - схематическая блок-схема последовательности этапов способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг.4b - более подробная схематическая блок-схема последовательности этапов способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

фиг.5 схематически иллюстрирует компьютер в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание чертежей

Фиг.1 изображает вид сбоку транспортного средства 100. Приведенное в качестве примера транспортное средство 100 содержит устройство тягача 110 и трейлер 112. Транспортное средство может быть тяжелым транспортным средством, например, грузовым автомобилем или автобусом. В качестве альтернативы, транспортное средство может быть пассажирским автомобилем.

Понятие “линия” относится в настоящей заявке к линии связи, которая может быть физическим соединением, таким как оптоэлектронная линия связи, или нефизическим соединением, таким как беспроводное соединение, например, линией радиосвязи или линией микроволновой связи.

Понятие “линия” относится в настоящей заявке и к каналу, предназначенному для хранения и передачи жидкости, например, восстановителя в жидком виде. Линия может быть трубкой любого желаемого размера. Линия может быть выполнена из любого подходящего материала, например, пластика, резины или металла.

Понятие “восстановитель” относится в настоящей заявке к агенту, используемому для реагирования с определенными выбросами. Эти выбросы, например, могут быть газом NOx. В соответствии с вариантом восстановитель известен как AdBlue. Конечно, могут быть использованы другие виды восстановителя. AdBlue упомянут в настоящей заявке в качестве примера восстановителя, но специалисты поймут, что способ и устройство согласно изобретению могут быть осуществлены с другими видами восстановителей, подверженных необходимым адаптациям, например адаптациям в подходящие точки замерзания для выбранных восстановителей, в алгоритмах управления, предназначенных для выполнения кода программного обеспечения в соответствии с инновационным способом.

Понятие “нагревательный элемент” относится в настоящей заявке к устройству, адаптированному для подогрева близлежащего компонента, например линии, насоса или дозирующего клапана, содержащих восстановитель. Указанные в настоящей заявке нагревательные элементы, таким образом, адаптированы для подогрева восстановителя в различных местоположениях в транспортном средстве 100. Нагревательный элемент может быть электрическим нагревательным элементом, питаемым, например, с помощью одной или более батарей (не изображены). В качестве альтернативы, нагревательный элемент может быть нагревательным элементом с охлаждением, основанным на среде, который использует теплоноситель из двигателя транспортного средства для того, чтобы подогревать близлежащий компонент, например, линию, насос или дозирующий клапан, содержащие упомянутый восстановитель, причем в этом случае восстановитель также подогревают.

Фиг.2 изображает подсистему 299 транспортного средства 100. Подсистема находится в устройстве 110 тягача. Подсистема 299 может являться частью системы SCR. Подсистема 299 содержит в этом примере контейнер 205, адаптированный для хранения восстановителя. Контейнер 205 выполнен с возможностью содержания подходящего количества восстановителя, а также пополнения по мере необходимости.

Первая линия 271 может выводить восстановитель в насос 230 из контейнера 205. Насос 230 выполнен с возможностью извлечения восстановителя из контейнера 205 с помощью первой линии 271 и для подачи восстановителя с помощью второй линии 272 в дозирующий клапан 250. Насос 230 адаптирован для повышения давления восстановителя во второй линии 272.

Дозирующий клапан 250 выполнен с возможностью подачи восстановителя в выхлопную систему транспортного средства 100. Более конкретно, дозирующий клапан 250 выполнен с возможностью подачи подходящего количества восстановителя управляемым способом в выхлопную систему транспортного средства 100. В этом варианте катализатор SCR (не изображен) расположен внизу по потоку местоположения, в котором имеет место подача восстановителя. Количество восстановителя, поданного в выхлопную систему, предназначено быть использованным традиционным способом в катализаторе SCR, для того чтобы уменьшать известным способом нежелательные выбросы.

Третья линия 273 проходит между дозирующим клапаном 250 и контейнером 205. Третья линия 273 адаптирована для вывода обратно в контейнер 205 определенного количества восстановителя, который подан в дозирующий клапан 250. Эта конфигурация выполняет выгодное охлаждение дозирующего клапана 250 и подогрев восстановителя.

Первая линия 281 хладагента адаптирована для хранения и передачи хладагента для двигателя транспортного средства 100. Первая линия 281 хладагента частично расположена в контейнере 205, для того чтобы подогревать в ней восстановитель. В этом примере первая линия 281 хладагента адаптирована для вывода жидкости радиатора, которая была нагрета с помощью двигателя транспортного средства 100, обратно в двигатель в близком контуре через контейнер 205 с помощью насоса 230 и второй линии 282 жидкости радиатора. В соответствии с вариантом первая линия 281 хладагента сконфигурирована по существу с помощью U-образной части, расположенной в контейнере 205, как схематически изображено на фиг.2. Эта конфигурация выполняет улучшенный подогрев восстановителя в контейнере 205.

В соответствии с альтернативой электрический нагревательный элемент обеспечен в контейнере 205 или является прилегающим к нему для того, чтобы подогревать в нем восстановитель. В соответствии с вариантом осуществления любой подходящий нагревательный элемент обеспечен для того, чтобы подогревать восстановитель в контейнере 205.

Первый нагревательный элемент 261 расположен прилегающим ко второй линии 271 для того, чтобы подогревать в ней восстановитель, по мере необходимости. Второй нагревательный элемент 262 обеспечен прилегающим к дозирующему клапану 250 для того, чтобы подогревать, по мере необходимости, как дозирующий клапан, так и восстановитель в нем. Третий нагревательный элемент 263 обеспечен прилегающим к третьей линии 273 для того, чтобы подогревать в нем, по мере необходимости, восстановитель.

Следует отметить, что в соответствии с изобретением можно, чтобы нагревательный элемент был расположен в любом походящем местоположении в подсистеме 299. Различные конфигурации являются возможными, среди прочего, альтернативная конфигурация, описанная более подробно со ссылкой на фиг.3.

Первое устройство 200 управления выполнено для связи с датчиком 220 температуры с помощью линии 293. Датчик 220 температуры выполнен с возможностью определения преобладающей температуры восстановителя, где установлен датчик. В этом варианте датчик 220 температуры расположен внизу по существу U-образной конфигурации первой линии 281 хладагента. Датчик 220 температуры выполнен с возможностью постоянного направления в первое устройство 200 управления сигналов, которые содержат информацию о преобладающей температуре восстановителя.

Первое устройство 200 управления используется для связи с насосом 230 с помощью линии 292. Первое устройство 200 управления выполнено с возможностью управления работой насоса 230 для того, чтобы, например, регулировать поток восстановителя в подсистеме 299.

Первое устройство 200 управления выполнено для связи с дозирующим клапаном 250 с помощью линии 291. Первое устройство 200 управления выполнено с возможностью управления работой дозирующего клапана 250 для того, чтобы, например, регулировать подачу восстановителя в выхлопную систему транспортного средства 100.

В одном варианте первое устройство 200 управления адаптировано для управления насосом 230 и дозирующим клапаном 250 в соответствии с инновационным способом на основании принятых сигналов, которые содержат преобладающую температуру восстановителя в области датчика 220 температуры.

Второе устройство 210 управления используется для связи с первым устройством 200 управления с помощью линии 290. Второе устройство 210 управления может быть соединено с возможностью разъединения с первым устройством 200 управления. Второе устройство 210 управления может быть устройством управления, внешним к транспортному средству 100. Второе устройство 210 управления может быть адаптировано для осуществления этапов инновационного способа в соответствии с изобретением. Второе устройство 210 управления может быть использовано для того, чтобы перекрестно загружать программное обеспечение в первое устройство 200 управления, в частности, программное обеспечение, предназначенное для применения инновационного способа. Второе устройство 210 управления, в качестве альтернативы, может быть выполнено для связи с первым устройством 200 управления с помощью внутренней сети в транспортном средстве. Второе устройство 210 управления может быть выполнено с возможностью выполнения функций, по существу аналогичных первому устройству 200 управления, например, на основании принятых сигналов, которые содержат температуры частичного количества восстановителя в контейнере 205.

В варианте осуществления, схематически проиллюстрированном на фиг.2, первое устройство 200 управления выполнено с возможностью управления насосом 230 таким образом, что, когда уместно, по меньшей мере, часть восстановителя извлекают из контейнера 205 для того, чтобы он был подогрет, по меньшей мере, с помощью нагревательных элементов 261, 262 и 263 снаружи контейнера 205. Первое устройство 200 управления дополнительно выполнено с возможностью управления насосом 230 таким образом, что подогретую часть восстановителя возвращают в контейнер 205 до того, как начнется его дозирование с помощью дозирующего устройства 205 в системе SCR.

Фиг.3 схематически иллюстрирует альтернативную конфигурацию подсистемы 299, описанной со ссылкой на фиг.2. Некоторые из компонентов, описанных со ссылкой на фиг.2, опущены на фиг.3. Эти опущенные компоненты или дополнительные компоненты, таким образом, могут быть частью схематической конфигурации, проиллюстрированной на фиг.3.

Основным отличием в этой альтернативной конфигурации подсистемы 299 является то, что в этом случае третья трубка 273 проходит между насосом 230 и контейнером 205 вместо прохождения между дозирующим клапаном 250 и контейнером 205.

В этой альтернативной конфигурации подсистемы 299 третий нагревательный элемент 263 прилегает ко второй линии 272. Также имеется четвертый нагревательный элемент 264, прилегающий к первой линии 271, и пятый нагревательный элемент 265, прилегающий к насосу 230.

В этом варианте осуществления насос 230 в первом примере адаптирован для извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера 205 и подогрева его посредством, по меньшей мере, нагревательного элемента 264 и нагревательного элемента 265 снаружи контейнера 205 до того, как его возвращают в контейнер 205, до того, как начнется его дозирование с помощью дозирующего устройства 250 в системе SCR.

В этом варианте осуществления насос 230 во втором примере выполнен с возможностью извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера 205 и подогрева его посредством, по меньшей мере, нагревательного элемента 264 и нагревательного элемента 265 снаружи контейнера 205. Кроме того, насос 230 в этом втором примере адаптирован для подачи восстановителя по направлению к дозирующему клапану 250 во второй линии 272, чтобы позволить восстановителю быть подогретым с помощью третьего нагревательного элемента 263 и после этого быть возвращенным в контейнер 205 до его дозирования с помощью дозирующего устройства 250 в системе SCR.

Следует отметить, что является возможной любая желаемая комбинация компонентов, описанных со ссылкой на фиг.2 и 3. Например, второй нагревательный элемент 262 мог бы быть расположен прилегающим к дозирующему клапану на фиг.3.

Фиг.4а - схематическая блок-схема последовательности этапов способа, предназначенного для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер для восстановителя и дозирующее устройство в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ содержит первый этап s401 извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера и подогрева, по меньшей мере, части посредством, по меньшей мере, одного нагревательного элемента снаружи контейнера. Этап s401 также содержит возврат подогретой части восстановителя в контейнер, до того, как начинается дозирование подогретой части с помощью устройства дозирования в системе SCR. Способ заканчивается после этапа этап s401.

На Фиг.4b показана схематическая блок-схема последовательности этапов способа, предназначенного для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер, предназначенный для хранения упомянутого восстановителя и дозирующее устройство, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Способ включает первый этап s410 начала, когда уместно, подогрева системы SCR, которая содержит контейнер 205, первую линию 271, вторую линию 272, третью линию 273, насос 230 и дозирующее устройство 250. Это имеет место, например, когда устанавливают, что восстановитель, по меньшей мере, в контейнере, по меньшей мере, частично замерз, и, следовательно, находится не полностью в жидкой фазе. После этапа s410 следует этап s420.

Этап s420 способа включает определение состояния жидкости восстановителя, который находится в контейнере 205. Это может быть выполнено многими разными способами. Одним способом является обнаруживать температуру восстановителя в контейнере 205 посредством датчика 220 температуры и оценивать на этом основании, какое количество восстановителя находится в жидкой фазе. В другом примере температуру восстановителя в контейнере 205 обнаруживают с помощью датчика температуры и на этом основании вычисляют объем восстановителя в жидкой фазе с помощью использования физической модели, сохраненной в первом устройстве 200 управления. После этапа s420 следует этап s430.

Этап s430 способа включает определение того, что преобладает ли первое состояние жидкости в контейнере 205. Это может содержать определение того, что превышает ли объем жидкого восстановителя в контейнере 205 первое пороговое значение. Если определенный объем жидкого восстановителя в контейнере 205 превышает первое пороговое значение, устанавливают, что выполнено первое состояние жидкости. Пороговое значение является любым подходящим пороговым значением, представляющим объем оттаявшего восстановителя, который необходим для того, чтобы он был передаваемым в системе SCR без высыхания первой линии 271 в контейнере. Если первое состояние жидкости выполнено, выполняют следующий этап s440. Если первое состояние жидкости не выполнено, опять выполняют этап s420. Следует отметить, что подогрев системы SCR, как описано со ссылкой на s410, имеет место по всему способу или до тех пор, пока не установят, что весь восстановитель достиг желаемой температуры.

Этап s440 способа включает работу насоса 230. С помощью работы насоса 230 можно, чтобы, по меньшей мере, часть оттаявшего восстановителя была извлечена из контейнера 205 и была подогрета с помощью, по меньшей мере, одного нагревательного элемента снаружи контейнера. Работа насоса 230 также возвращает подогретую часть восстановителя в контейнер 20 до того, как начнется дозирование подогретой части с помощью дозирующего устройства в системе SCR. После этапа s440 следует этап s445.

Этап s445 способа включает определение состояния жидкости восстановителя, который находится в контейнере 205. Это может быть выполнено многими разными способами. Одним способом является обнаруживать температуру восстановителя в контейнере 205 посредством датчика 220 температуры и оценивать на этом основании, какое количество восстановителя находится в жидкой фазе. В другом примере температуру восстановителя в контейнере 205 обнаруживают с помощью датчика температуры и на этом основании вычисляют объем восстановителя в жидкой фазе с помощью использования физической модели, сохраненной в первом устройстве 200 управления. После этапа s445 следует этап s450.

Этап s450 включает определение того, что преобладает ли второе состояние жидкости в контейнере 205. Это может содержать определение того, что превышает ли объем жидкого восстановителя в контейнере 205 второе пороговое значение. Если определенный объем жидкого восстановителя в контейнере 205 превышает второе пороговое значение, устанавливают, что выполнено второе состояние жидкости. Второе пороговое значение является любым подходящим пороговым значение, представляющим объем оттаявшего восстановителя, который необходим для того, чтобы было возможно для него надежно начать дозирование восстановителя в системе SCR. Если второе состояние жидкости выполнено, выполняют следующий этап. Если второе состояние жидкости не выполнено, опять выполняют этап s445. Следует отметить, что подогрев системы SCR, как описано со ссылкой на s410, имеет место по всему способу или до тех пор, пока не установят, что весь восстановитель достиг желаемой температуры.

Этап s440 способа включает работу дозирующего клапана в соответствии с рабочими подпрограммами, сохраненными в первом устройстве 200 управления. Способ заканчивается после этапа s460.

На фиг.5 показана схема варианта устройства 500. Устройства 200 и 210 управления, описанные со ссылкой на фиг.2, в каком-либо варианте могут содержать устройство 500. Устройство 500 содержит энергонезависимую память 520, устройство 510 обработки данных и память 550 считывания/записи. Энергонезависимая память 520 имеет первый элемент 530 памяти, в котором сохраняют компьютерную программу, например операционную систему, предназначенную для управления работой устройства 500. Устройство 500 дополнительно содержит контроллер шины, последовательный порт связи, средство ввода/вывода, аналого-цифровой преобразователь, устройство ввода и передачи времени и данных, счетчик событий и контроллер прерываний (не изображен). Энергонезависимая память 520 также имеет второй элемент 540 памяти.

Предоставлена компьютерная программа Р, которая содержит подпрограммы, предназначенные для подогрева восстановителя в системе SCR в соответствии с инновационным способом. Программа Р содержит подпрограммы, предназначенные для определения того, что выполнено ли первое состояние жидкости, и для инициирования работы насоса 230, для того чтобы осуществлять извлечение, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера или его подогревании, если выполнено первое состояние жидкости. Программа Р также содержит подпрограммы, предназначенные для возврата подогретой части восстановителя в контейнер 205, до того, как начинается дозирование подогретой части с помощью дозирующего устройства 250 в системе SCR. Программа Р содержит подпрограммы, предназначенные для определения того, что выполнено ли второе состояние жидкости, и для инициирования дозирования восстановителя с помощью дозирующего устройства 250, если выполнено второе состояние жидкости в соответствии с инновационным способом. Программа Р может быть сохранена в виде, доступном для выполнения, или в сжатом виде в памяти 560 и/или в памяти 550 считывания/записи.

Когда указано, что устройство 510 обработки данных выполняет определенную функцию, это означает, что устройство 510 обработки данных осуществляет определенную часть программы, которая сохранена в памяти 560, или определенную часть программы, которая сохранена в памяти 550 считывания/записи.

Устройство 510 обработки данных может связываться с портом 599 данных с помощью шины 515 данных. Энергонезависимая память 520 предназначена для связи с устройством 510 обработки данных с помощью шины 512 данных. Отдельная память 560 предназначена для связи с устройством 510 обработки данных с помощью шины 511 данных. Память 550 считывания/записи предназначена для того, чтобы связываться с устройством 510 обработки данных с помощью шины 514 данных. Линии 290, 291, 292 и 293, например, могут быть соединены с портом 599 данных (см. фиг.2).

Когда данные принимают в порте 599 данных, их временно сохраняют во втором элементе 540 памяти. Когда принятые входные данные временно сохранены, устройство 510 обработки данных будет готово осуществлять выполнение кода способом, описанным выше. В одном варианте сигналы, принятые в порте 599 данных, содержат информацию о преобладающей температуре части восстановителя в контейнере 205. Сигналы, принятые в порте 599 данных, могут быть использованы с помощью устройства 500 для того, чтобы определять состояние жидкости в контейнере 205. Устройство 500 адаптировано для определения того, что преобладает ли первое состояние жидкости в контейнере 205, на основании определенного состояния жидкости. Устройство 500 выполнено с возможностью определения того, что преобладает ли второе состояние жидкости в контейнере 205, на основании определенного состояния жидкости. Устройство 500 в одном примере выполнено с возможностью определения первого и второго состояний жидкости посредством сохраненной физической модели.

Части способов, описанных в настоящей заявке, могут быть применены с помощью устройства 500 посредством устройства 510 обработки данных, которое выполняет программу, сохраненную в памяти 560 или памяти 550 считывания/записи. Когда устройство 500 выполняет программу, выполняют способы, описанные в настоящей заявке.

Описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предоставлено для иллюстративных и описательных целей. Оно не является исчерпывающим и не ограничивает изобретение описанными вариантами. Многие модификации и варианты, очевидно, сами по себе придут в голову специалисту в данной области техники. Варианты осуществления выбраны и описаны для того, чтобы наилучшим образом объяснить принципы изобретения и его практические применения, и, следовательно, обеспечить понимание изобретения в различных вариантах его осуществления и с его различными модификациями, подходящими для предполагаемого использования.

Изобретение относится к способу подогрева восстановителя в системе SCR. Сущность изобретения: способ включает этап подогрева контейнера (205), определение на основании определяемой температуры восстановителя в контейнере (205), достигнуто ли первое состояние жидкости в контейнере (205). Способ включает этап извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера (205) и подогрева, по меньшей мере, части посредством, по меньшей мере, одного нагревательного элемента (261, 262, 263, 264, 265) снаружи контейнера. Способ дополнительно включает этап возврата подогретой части восстановителя в контейнер (205) до того, как начнется дозирование подогретой части с помощью дозирующего устройства (250) в системе SCR. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код, предназначенный для осуществления способа, в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к устройству и транспортному средству, которое оснащено устройством. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности подогрева восстановителя в системе SCR. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер (205) для восстановителя и дозирующее устройство (250), отличающийся тем, что:
подогревают контейнер (205),
определяют на основании определяемой температуры восстановителя в контейнере (205), достигнуто ли первое состояние жидкости в контейнере (205), и если первое состояние жидкости достигнуто, извлекают, по меньшей мере, часть восстановителя из контейнера (205) и подогревают упомянутую, по меньшей мере, часть посредством, по меньшей мере, одного нагревательного элемента (261, 262, 263, 264, 265) снаружи контейнера (205);
возвращают подогретую часть восстановителя в контейнер (205) до начала дозирования подогретой части с помощью дозирующего устройства (250) в системе SCR,
определяют на основании определяемой температуры восстановителя в контейнере (205), достигнуто ли второе состояние жидкости в контейнере (205), и
если второе состояние жидкости выполнено, инициируют дозирование восстановителя с помощью дозирующего устройства (250).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно:
подогревают, по меньшей мере, один из следующих компонентов: первую линию (271), вторую линию (272), третью линию (273), насос (230) и дозирующее устройство (250) до этапа, на котором извлекают, по меньшей мере, часть упомянутого восстановителя.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно:
подогревают извлеченную часть восстановителя посредством множества нагревательных элементов (261, 262, 263, 264, 265), расположенных снаружи контейнера (205).

4. Устройство для подогрева восстановителя в системе SCR, которая содержит контейнер (205) для восстановителя и дозирующее устройство (250), причем устройство содержит
средство (271, 230) для извлечения, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера (205),
средство (261, 262, 263, 264, 265) для подогрева, по меньшей мере, части восстановителя снаружи упомянутого контейнера (205) и
средство (273, 230) для возврата подогретой части восстановителя в контейнер (205) до того, как начнется дозирование подогретой части с помощью дозирующего устройства (250) в системе SCR,
отличающееся тем, что оно содержит:
средство (261, 262, 263, 264, 265) для подогрева контейнера (205) до того, как извлечена упомянутая, по меньшей мере, часть восстановителя,
средство (200, 210, 220, 500) для определения того, что достигнуто ли первое состояние жидкости в контейнере (205),
средство (200, 210, 500) для инициирования извлечения упомянутой, по меньшей мере, части восстановителя из контейнера (205) и подогрева упомянутой, по меньшей мере, части, если
достигнуто первое состояние жидкости,
средство (200, 210, 220, 500) для определения того, достигнуто ли второе состояние жидкости в контейнере (205), и
средство (200, 210, 500) для инициирования дозирования восстановителя с помощью дозирующего устройства (250), если достигнуто второе состояние жидкости.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство (261, 262, 263, 264, 265) для подогрева, по меньшей мере, одного из следующих компонентов: первой линии (271), второй линии (272), третьей линии (273), насоса (230) и дозирующего устройства (250) до того, как извлечена упомянутая, по меньшей мере, часть восстановителя.

6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один нагревательный элемент представляет собой множество нагревательных элементов (261, 262, 263, 264, 265), находящихся снаружи контейнера (205).

7. Транспортное средство (100, 110), отличающееся тем, что оно содержит устройство по любому из пп.4-6.

8. Транспортное средство (100, 110) по п.7, отличающееся тем, что оно представляет собой грузовой автомобиль, автобус или пассажирский автомобиль.

9. Компьютерный программный продукт, содержащий программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе данных, доступном для чтения с помощью компьютера, предназначенный для выполнения способа по любому из пп.1-3, когда компьютерную программу выполняют в электронном устройстве (200, 500) управления или другом компьютере (210, 500), соединенном с электронным устройством (200, 500) управления.