СПОСОБ И УСТРОЙСТВО, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ОХЛАЖДЕНИЮ ДОЗАТОРОВ В СИСТЕМАХ SCR Российский патент 2014 года по МПК F01N3/20 F01N9/00 F01N11/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу, имеющему отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код для компьютера для реализации способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к устройству в системе SCR, которая содержит дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов, и к транспортному средству, которое оборудовано таким устройством.

Уровень техники

Транспортные средства сегодня используют, например, мочевину в качестве восстановителя в системах SCR (выборочное каталитическое восстановление), которые содержат катализатор SCR, в котором восстановитель и окиси азота могут реагировать и превращаться в газообразный азот и воду. В системах SCR могут использоваться различные типы восстановителей. AdBlue является примером широко применяемого восстановителя.

Один тип системы SCR содержит емкость для восстановителя. Система SCR также может содержать насос, приспособленный для вытягивания восстановителя из емкости через всасывающий шланг и подачи его через напорный шланг в дозатор, расположенный рядом с системой выпуска транспортного средства, например рядом с выхлопной трубой системы выпуска. Дозатор приспособлен для впрыскивания необходимого количества восстановителя в выхлопную трубу выше катализатора SCR в соответствии с рабочими процедурами, сохраненными в блоке управления транспортного средства. Чтобы упростить регулировку давления, когда ничего не дозируется или дозируются только небольшие количества, система также содержит возвратный шланг, который отходит со стороны нагнетания системы в емкость. Эта конфигурация позволяет охлаждать дозатор посредством восстановителя, который во время охлаждения течет из емкости через насос и дозатор и обратно в емкость. Дозатор соответственно обеспечивается активным охлаждением. Обратный поток из клапана дозирования в емкость может быть практически постоянным.

В сегодняшних транспортных средствах охлаждение дозатора обеспечивается путем наличия довольно высокого минимально допустимого объема восстанавливающего вещества в емкости. Охлаждение дозатора соответственно может обеспечиваться даже во время экстремальных температур наружного воздуха. Недостатком этой методики является то, что относительно большую долю восстанавливающего вещества, хранимого в емкости, нельзя использовать для дозирования в выхлопную трубу для использования в катализаторе SCR. Это означает, что на практике восстанавливающее вещество действует в какой-то степени как балласт, приводя к некоторому количеству отрицательных последствий, например, что общая грузоподъемность транспортного средства меньше, чем могла бы быть, как по весу, так и по объему.

В публикации WO 00/21881 описана терморегулируемая система для впрыскивания раствора мочевины в систему выпуска, при помощи чего раствор мочевины прокачивается из резервуара с достаточным массовым расходом не только для достаточного впрыска, но также и для охлаждения ассоциированной форсунки до достаточно низкой температуры. Охлаждающий раствор мочевины может отводиться в резервуар. Система содержит объемные расходомеры и датчики температуры в резервуаре. Когда возникают отклонения, система может остановить циркуляцию раствора мочевины. Это влечет за собой недостаток того, что в форсунке может возникнуть нежелательная температура.

Таким образом, существует потребность в усовершенствовании текущих систем SCR, чтобы уменьшить или устранить вышеупомянутые недостатки.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание нового и выгодного способа для повышения производительности системы SCR.

Также задачей настоящего изобретения является создание нового и выгодного способа для повышения производительности системы SCR, при помощи которого оптимизируется достаточный объем восстанавливающего вещества для дозирования.

Другой задачей изобретения является создание нового и выгодного устройства в системе SCR и новой и выгодной компьютерной программы для повышения производительности системы SCR.

Другой задачей изобретения является создание нового и выгодного устройства в системе SCR и новой и выгодной компьютерной программы для повышения производительности системы SCR, при помощи которых оптимизируется достаточный объем восстанавливающего вещества для дозирования.

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства, имеющих отношение к системе SCR, которые приводят к уменьшенной опасности нежелательного функционального ухудшения компонентов системы SCR и/или уменьшенной опасности закупорки компонентов системы SCR, например дозатора, по отношению к восстанавливающему веществу.

Дополнительной задачей изобретения является создание альтернативного способа, имеющего отношение к системе SCR, и альтернативной компьютерной программы, имеющей отношение к системе SCR, и альтернативного устройства для системы SCR.

Эти задачи решаются с помощью способа, имеющего отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов, в соответствии с п.1 формулы изобретения.

Согласно аспекту изобретения предлагается способ, имеющий отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества, содержащий этап выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости. Способ также содержит этапы определения требования к охлаждению дозатора и выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе упомянутого требования к охлаждению.

Чтобы гарантировать то, что восстанавливающее вещество в емкости не становится слишком теплым, чтобы гарантировать эффективное охлаждение дозатора, предложенный новый способ включает в себя выбор достаточного объема восстанавливающего вещества. Это позволяет добиться оптимизации наименьшего нужного объема восстанавливающего вещества.

Особенность настоящего изобретения допускает переменный наименьший допустимый объем восстанавливающего вещества в емкости, каковой объем определяется на основе фактического требования к охлаждению дозатора.

Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что можно максимизировать объем восстанавливающего вещества, доступный для дозирования.

Если на транспортное средство устанавливается система SCR, то грузоподъемность можно преимущественно увеличить как по весу, так и по объему.

Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что объем емкости в некоторых случаях можно оптимизировать, например сделать меньше, потенциально освобождая пространство для других компонентов системы SCR или других систем, установленных рядом с системой SCR.

Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что имеется возможность для выбора стратегии остаточного объема на основе территории или климата, в котором обычно эксплуатируется система SCR.

Особенность изобретения позволяет временно снизить значение предельного уровня, указывающее наименьший желательный объем восстанавливающего вещества в емкости, если это считается необходимым, например, чтобы избежать автоматического снижения доступного крутящего момента двигателя в системе SCR.

Способ может включать этапы:

определения преобладающей температуры восстанавливающего вещества в упомянутой емкости и

определения требования к охлаждению дозатора на основе определенной преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости.

Это предоставляет преимущество, состоящее в способности определить требование к охлаждению посредством простой модели вычисления, что приводит к способу с небольшой вычислительной сложностью.

Способ может включать этапы:

определения преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости и

определения требования к охлаждению дозатора на основе определенной преобладающей температуры восстанавливающего вещества в дозаторе.

Это предоставляет преимущество, состоящее в способности определить требование к охлаждению посредством простой модели вычисления, что приводит к способу с небольшой вычислительной сложностью.

Способ может включать этап:

определения требования к охлаждению дозатора на основе по меньшей мере одного определенного параметра, выбранного из следующих: преобладающая температура окружающей среды у емкости, преобладающая рабочая мощность двигателя в системе SCR, преобладающая температура выхлопных газов в выхлопной трубе и совокупное количество дозированного восстанавливающего вещества.

Это может привести к улучшенной основе для определения упомянутого требования к охлаждению с большей точностью.

Способ может включать этап:

выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости в заранее установленном диапазоне.

Введение ограничений на выбор предельного уровня приводит к более надежному способу для снижения опасности нежелательной закупорки дозатора. Нижний предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости может соответствовать, например, 3 или 5 литрам восстанавливающего вещества в емкости. Верхний предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости может соответствовать объему, который немного меньше общего объема емкости, например 90% общего объема.

Способ может включать этап:

непрерывного определения требования к охлаждению дозатора и

выбора обновленного предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе непрерывно определяемого требования к охлаждению.

Результатом является способ, который быстро реагирует на изменение ситуаций, например, во время работы системы SCR с сильно изменяющейся нагрузкой.

Способ может включать этап:

выбора начального предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе производительности системы SCR и/или предполагаемой будущей работы системы SCR, например, в отношении предполагаемой средней нагрузки на двигатель в системе SCR и предполагаемой максимальной нагрузки на двигатель в системе SCR.

Это предоставляет преимущество получения способа, который быстрее приспосабливает предельный уровень в емкости, а также является более устойчивым способом.

Восстанавливающее вещество может быть восстанавливающим веществом на основе мочевины. Предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости соответствует наименьшему желательному объему восстанавливающего вещества в емкости.

Способ легко реализовать в существующих транспортных средствах. Программное обеспечение, имеющее отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов в соответствии с изобретением, может устанавливаться в блок управления транспортного средства во время производства транспортного средства. Покупатель транспортного средства соответственно может иметь возможность выбора функции из способа в качестве варианта. В качестве альтернативы программное обеспечение, которое содержит программный код для применения нового способа, имеющего отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества, может устанавливаться в блок управления транспортного средства по случаю модернизации на станции технического обслуживания, и в этом случае программное обеспечение можно загрузить в запоминающее устройство блока управления. Реализация нового способа поэтому является рентабельной, поскольку в транспортное средство не нужно устанавливать никакие дополнительные датчики или компоненты. Соответствующие аппаратные средства уже предусмотрены в настоящее время в транспортном средстве. Изобретение поэтому представляет рентабельное решение указанных выше проблем.

Программное обеспечение, содержащее программный код, имеющий отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов, легко обновить или заменить. Кроме того, разные части программного обеспечения, содержащие программный код, имеющий отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов, можно заменять независимо друг от друга. Эта модульная конфигурация выгодна с точки зрения сопровождения.

Согласно аспекту изобретения предлагается устройство в системах SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества, содержащее средство для выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости. Устройство также содержит средство для определения требования к охлаждению дозатора и средство для выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе требования к охлаждению.

Устройство может содержать:

средство для определения преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости и

средство для определения требования к охлаждению дозатора на основе определенной преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости.

Устройство может содержать:

средство для определения преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости и

средство для определения требования к охлаждению дозатора на основе определенной преобладающей температуры восстанавливающего вещества в дозаторе.

Устройство может содержать:

средство для определения упомянутого требования к охлаждению упомянутого дозатора на основе по меньшей мере одного определенного параметра, выбранного из следующих: преобладающая температура окружающей среды у упомянутой емкости, преобладающая рабочая мощность двигателя в упомянутой системе SCR, преобладающая температура выхлопных газов в упомянутой выхлопной трубе и совокупное количество дозированного восстанавливающего вещества.

Устройство может содержать:

средство для выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости в заранее установленном диапазоне.

Устройство может содержать:

средство для непрерывного определения требования к охлаждению дозатора и

средство для выбора обновленного предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе непрерывно определяемого требования к охлаждению.

Устройство может содержать:

средство для выбора начального предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе производительности системы SCR и/или предполагаемой будущей работы системы SCR, например, в отношении предполагаемой средней нагрузки на двигатель в системе SCR и предполагаемой максимальной нагрузки на двигатель в системе SCR.

Вышеупомянутые задачи также решаются с помощью транспортного средства, которое содержит признаки устройства в системах SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов. Транспортное средство может быть грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.

Согласно аспекту изобретения предлагается компьютерная программа, имеющая отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества, причем программа содержит программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе для побуждения электронного блока управления или другого компьютера, подключенного к электронному блоку управления, выполнить этапы способа по любому из пп.1-8 формулы изобретения.

Согласно аспекту изобретения предлагается компьютерный программный продукт, содержащий программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе для выполнения этапов способа по любому из пп.1-8 формулы изобретения, когда программа выполняется на электронном блоке управления или другом компьютере, подключенном к электронному блоку управления.

Дополнительные задачи, преимущества и новые признаки настоящего изобретения станут очевидными специалисту в данной области техники из нижеследующих подробностей, и также путем применения изобретения на практике. Тогда как изобретение описывается ниже, следует отметить, что оно не ограничивается характерными описанными подробностями. Специалисты, имеющие доступ к идеям в этом документе, распознают дополнительные применения, модификации и объединения в рамках других областей, которые входят в объем изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его дополнительных целей и преимуществ представленное ниже подробное описание изобретения следует изучать вместе с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены идентичные элементы на различных видах, на которых:

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

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

Фиг.3a является схематической блок-схемой алгоритма способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.3b является более подробной схематической блок-схемой алгоритма способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

Фиг.4 схематически иллюстрирует компьютер в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

Фиг.1 изображает боковую проекцию транспортного средства 100. Проиллюстрированное транспортное средство 100 содержит тягач 110 с двигателем 150 и прицеп 112. Транспортное средство может быть тяжелым транспортным средством, например грузовиком или автобусом. Транспортное средство в качестве альтернативы может быть легковым автомобилем.

Следует отметить, что изобретение применимо к любой системе SCR и поэтому не ограничивается системами SCR у транспортных средств. Новый способ, имеющий отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов, и новое устройство в системах SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов, в соответствии с особенностью изобретения хорошо подходят для других платформ помимо автомобилей, которые имеют систему SCR, например к судну. Судно может относиться к любому виду, например моторным катерам, пароходам, паромам или кораблям.

Новый способ и новое устройство в соответствии с аспектом изобретения также хорошо подходят к различным видам силовых установок, например к электростанции, содержащей дизель-генератор.

Новый способ и новое устройство хорошо подходят к любой двигательной системе, которая содержит двигатель и систему SCR, например, на локомотиве или некоторой другой платформе.

Новый способ и новое устройство хорошо подходят к любой системе, которая содержит генератор окиси азота и систему SCR.

Термин "линия связи" в этом документе относится к линии связи, которая может быть физическим соединением, например оптоэлектронной линией связи, или нефизическим соединением, таким как беспроводное соединение, например линия радиосвязи или линия СВЧ-связи.

Термин "линия" в этом документе относится к каналу для удержания и транспортировки жидкости, например восстановителя в жидком виде. Линия может быть трубой любого подходящего размера. Линия может быть изготовлена из любого подходящего материала, например пластмассы, резины или металла.

Термин "восстановитель" или "восстанавливающее вещество" в этом документе относится к веществу, используемому для реагирования с некоторыми выбросами в системе SCR. Эти выбросы могут быть, например, окисями азота. Термины "восстановитель" и "восстанавливающее вещество" в этом документе используются синонимично. Восстановитель в соответствии с некоторой версией является так называемым AdBlue. Конечно, могут использоваться другие виды восстановителей. AdBlue в этом документе упоминается в качестве примера восстановителя, но специалисты поймут, что новый способ и новое устройство осуществимы с другими типами восстановителей, подвергнутых необходимым адаптациям, например, касательно уровней температуры, на которых начинается функциональное ухудшение восстановителя, в алгоритмах управления для выполнения программного кода в соответствии с новым способом.

Фиг.2 изображает подсистему 299 транспортного средства 100. Подсистема 299 расположена в тягаче 110. Подсистема 299 может быть частью системы SCR. Подсистема 299 в этом примере содержит емкость 205, выполненную с возможностью хранения восстановителя. Емкость 205 приспособлена для содержания подходящего количества восстановителя и имеет возможность пополнения по необходимости. Емкость могла бы вмещать, например, 75 или 50 литров восстановителя.

Первая линия 271 приспособлена для введения восстановителя в насос 230 из емкости 205. Насос 230 может быть любым подходящим насосом. Насос 230 может быть диафрагменным насосом, оснащенным по меньшей мере одним фильтром. Насос 230 приспособлен для приведения в действие электрическим двигателем. Насос 230 приспособлен для вытягивания восстановителя из емкости 205 по первой линии 271 и подачи его по второй линии 272 в дозатор 250. Дозатор 250 содержит электрически управляемый клапан дозирования, посредством которого можно управлять вытеканием добавленного восстановителя. Насос 230 приспособлен для повышения давления восстановителя во второй линии 272. Дозатор 250 снабжается дроссельным блоком, по отношению к которому наращивается давление восстановителя в подсистеме 299.

Дозатор 250 приспособлен для подачи восстановителя в выхлопную трубу 240 системы выпуска (полностью не изображена) транспортного средства 100. Выхлопная труба 240 приспособлена для введения выхлопных газов от двигателя 150 в окрестности системы SCR. Точнее говоря, дозатор 250 приспособлен для подачи подходящего количества восстановителя управляемым способом в выхлопную трубу 240 транспортного средства 100. В соответствии с этой версией катализатор SCR (не изображен) расположен ниже места в системе выпуска, где осуществляется подача восстановителя. Количество восстановителя, поданного в систему выпуска, предназначено для использования традиционным способом в катализаторе SCR для уменьшения количества нежелательных выбросов известным способом.

Дозатор 250 расположен рядом с выхлопной трубой 240, которая приспособлена для введения выхлопных газов из двигателя 150 внутреннего сгорания транспортного средства 100 в катализатор SCR. Дозатор 250 расположен в тепловом контакте с системой выпуска транспортного средства 100. Это означает, что тепловая энергия, запасенная, например, в выхлопной трубе 240, глушителе и катализаторе SCR, может быть соответственно введена в дозатор 250. Восстанавливающее вещество, присутствующее в дозаторе, может нагреваться упомянутой тепловой энергией.

Дозатор 250 снабжается электронной управляющей картой, которая приспособлена для обработки взаимодействия с блоком 200 управления. Дозатор 250 также содержит пластмассовые и/или резиновые компоненты, которые могли бы расплавиться или иным образом попасть под неблагоприятное влияние в результате слишком высоких температур.

Дозатор 250 чувствителен к температурам выше некоторого значения, например 120 градусов Цельсия. Когда, например, выхлопная труба 240, глушитель и катализатор SCR транспортного средства 100 превышают это значение температуры, существует опасность, что дозатор мог бы перегреться во время или после работы транспортного средства, если не обеспечить охлаждение.

Следует отметить, что восстановитель, присутствующий в дозаторе 250, мог бы получить неблагоприятное влияние от температур значительно ниже 120 градусов Цельсия, указанных выше. При температурах свыше, например, 70 градусов Цельсия восстановитель мог бы кристаллизоваться и теоретически вызвать закупорку дозатора 250.

Третья линия 273 идет между дозатором 250 и емкостью 205. Третья линия 273 приспособлена для отведения в емкость 205 некоторого количества восстановителя, поданного в клапан 250 дозирования. Эта конфигурация успешно добивается охлаждения дозатора 250. Дозатор 250 соответственно охлаждается потоком восстановителя, когда тот прокачивается через дозатор 250 из насоса 230 в емкость 205.

Первый блок 200 управления выполнен с возможностью взаимодействия с первым датчиком 220 температуры по линии 221 связи. Первый датчик 220 температуры приспособлен для определения преобладающей температуры восстановителя в дозаторе 250. Первый датчик 220 температуры приспособлен для непрерывной отправки сигналов первому блоку 200 управления, которые содержат информацию о преобладающей первой температуре T1 восстановителя в дозаторе 250. Первый блок 200 управления приспособлен для вычисления требования к охлаждению дозатора 250 на основе сигналов, принятых от первого датчика 220 температуры.

Первый блок 200 управления выполнен с возможностью взаимодействия с насосом 230 по линии 231 связи. Первый блок 200 управления приспособлен для управления работой насоса 230, чтобы, например, регулировать потоки восстановителя в подсистеме 299. Первый блок 200 управления приспособлен для управления рабочей мощностью насоса 230 путем регулирования ассоциированного электрического двигателя.

Первый блок 200 управления выполнен с возможностью взаимодействия со вторым датчиком 280 температуры по линии 281 связи. Второй датчик 280 температуры приспособлен для определения преобладающей температуры T2 выхлопной трубы 240. Второй датчик 280 температуры приспособлен для непрерывной отправки сигналов первому блоку 200 управления, которые содержат информацию о преобладающей температуре выхлопной трубы 240. Первый блок 200 управления приспособлен для вычисления преобладающей температуры Test восстановителя в дозаторе 250 на основе сигналов, принятых от второго датчика 280 температуры. Первый блок 200 управления приспособлен для вычисления требования к охлаждению дозатора 250 на основе сигналов, принятых от второго датчика 280 температуры.

Первый блок 200 управления выполнен с возможностью взаимодействия с третьим датчиком 290 температуры по линии 291 связи. Третий датчик 290 температуры приспособлен для определения преобладающей температуры T3 восстановителя в емкости 205. Третий датчик 290 температуры приспособлен для непрерывной отправки сигналов первому блоку 200 управления, которые содержат информацию о преобладающей температуре восстановителя в емкости 205. Первый блок 200 управления приспособлен для вычисления требования к охлаждению дозатора 250 на основе сигналов, принятых от третьего датчика 290 температуры.

Первый блок 200 управления выполнен с возможностью взаимодействия с датчиком 260 уровня по линии 261 связи. Датчик 260 уровня приспособлен для определения преобладающего объема восстановителя в емкости 205. Датчик 260 уровня приспособлен для непрерывной отправки сигналов первому блоку 200 управления, которые содержат информацию о преобладающем объеме восстановителя в емкости 205. Первый блок 200 управления приспособлен для вычисления требования к охлаждению дозатора 250 на основе сигналов, принятых от датчика 260 уровня.

Первый блок 200 управления выполнен с возможностью взаимодействия с дозатором 250 по линии 251 связи. Первый блок 200 управления приспособлен для управления работой дозатора 250, чтобы, например, регулировать подачу восстановителя в систему выпуска транспортного средства 100. Первый блок 200 управления приспособлен для управления работой дозатора 250, чтобы регулировать возврат восстановителя в емкость 205.

Первый блок 200 управления в соответствии с некоторой версией приспособлен для использования по меньшей мере одного из сигналов, принятых от первого датчика 220 температуры, второго датчика 280 температуры, третьего датчика 290 температуры и датчика 260 уровня, в качестве основы для определения требования к охлаждению дозатора 250 и для выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости 205 на основе упомянутого требования к охлаждению в соответствии с особенностью нового способа.

Второй блок 210 управления выполнен с возможностью взаимодействия с первым блоком 200 управления по линии 201 связи. Второй блок 210 управления может разъемно подключаться к первому блоку 200 управления. Второй блок 210 управления может быть блоком управления, внешним по отношению к транспортному средству 100. Второй блок 210 управления может быть приспособлен для выполнения этапов нового способа в соответствии с изобретением. Второй блок 210 управления может использоваться для взаимной загрузки программного обеспечения в первый блок 200 управления, в частности, программного обеспечения для применения нового способа. Второй блок 210 управления в качестве альтернативы может быть приспособлен для взаимодействия с первым блоком 200 управления по внутренней сети в транспортном средстве. Второй блок 210 управления может быть приспособлен для выполнения функций, практически аналогичных первому блоку 200 управления, например определения требования к охлаждению дозатора 250 и выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости 205 на основе упомянутого требования к охлаждению. Новый способ может применяться первым блоком 200 управления или вторым блоком 210 управления либо первым блоком 200 управления и вторым блоком 210 управления.

Подсистема 299 также может содержать четвертый датчик температуры (не изображен) для определения преобладающей температуры T4 окружающей среды у упомянутой емкости 205 и отправки первому блоку 200 управления сигнала, который содержит эту информацию. Первый блок 200 управления приспособлен для определения требования к охлаждению упомянутого дозатора 250 на основе измеренной преобладающей температуры окружающей среды у емкости 205.

Подсистема 299 также может содержать средство (не изображено) для определения совокупных количеств дозированного восстанавливающего вещества и отправки первому блоку 200 управления сигнала, содержащего эту информацию. Первый блок 200 управления приспособлен для определения требования к охлаждению упомянутого дозатора 250 на основе определенного совокупного количества дозированного восстанавливающего вещества.

Подсистема 299 также может содержать средство (не изображено) для определения преобладающей рабочей мощности двигателя 150 в упомянутой системе SCR и отправки первому блоку 200 управления сигнала, содержащего эту информацию. Первый блок 200 управления приспособлен для определения требования к охлаждению упомянутого дозатора 250 на основе определенной преобладающей рабочей мощности двигателя 150 в упомянутой системе SCR.

Фиг.3a является схематической блок-схемой алгоритма способа, имеющего отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ включает первый этап s301. Этап s301 способа включает этап выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в упомянутой емкости. Этап s301 включает этапы определения требования к охлаждению дозатора и выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе требования к охлаждению. Способ завершается после этапа s301.

Фиг.3b является схематической блок-схемой алгоритма способа, имеющего отношение к системам SCR, которые содержат дозатор для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Способ включает первый этап s310. Этап s310 способа включает этап выбора начального предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости 205. Этот предельный уровень соответствует наименьшему нужному остаточному объему восстанавливающего вещества в емкости 205. Этот остаточный объем может задаваться на основе того, как предполагается эксплуатировать систему SCR. Если система SCR устанавливается на транспортное средство, то этот остаточный объем может задаваться на основе типа работы транспортного средства и/или максимальной мощности двигателя и/или местного окружения, в котором предполагается использовать транспортное средство. Начальный предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости 205 может задаваться подходящим значением, например 5, 10, 15 или 20 литров. За этапом s310 следует этап s320.

Этап s320 способа включает этап определения требования к охлаждению дозатора 250. Это может выполняться различными способами. Некоторый пример принимает во внимание только измеренную температуру восстанавливающего вещества в емкости 205. Некоторый пример принимает во внимание только измеренную температуру восстанавливающего вещества в дозаторе 250. Некоторый пример принимает во внимание измеренную температуру восстанавливающего вещества в емкости 205 и измеренную температуру восстанавливающего вещества в дозаторе 250. Другой пример состоит в том, что параметры, например преобладающая температура окружающей среды у емкости 205, и/или преобладающая рабочая мощность двигателя 105 в системе SCR, и/или преобладающая температура выхлопных газов в выхлопной трубе 240, и/или совокупное количество дозированного восстанавливающего вещества, могут использоваться для определения требования к охлаждению дозатора 250. За этапом s320 следует этап s330.

Этап s330 способа включает этап принятия решения, следует ли изменить текущий предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости 205. Это может выполняться различными способами. Если обнаруживается, что система SCR работает с относительно высокой мощностью в течение некоторого времени и/или что температура восстановителя, например, в емкости 205, повысилась до нежелательного уровня, то может потребоваться изменить предельный уровень для восстанавливающего вещества, чтобы обеспечить необходимое охлаждение дозатора 250. В соответствии с примером температура восстанавливающего вещества в емкости 205 даже во время обычной работы не должна превышать 50 градусов Цельсия, чтобы избежать функционального ухудшения восстанавливающего вещества и полного или частичного закупоривания дозатора 250 после этого.

Если обнаруживается, что текущий предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости 205 не следует изменять, то снова выполняется этап s320 способа. Если обнаруживается, что текущий предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости 205 следует изменить, то выполняется последующий этап s340.

Этап s340 способа включает этап выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе упомянутого требования к охлаждению. Этот предельный уровень может быть выше или ниже текущего предельного уровня. Следует отметить, что новый способ позволяет задать оптимальный предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости 205 для каждой системы SCR.

В соответствии с примером адаптация подходящего предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости 205 может потребовать некоторого количества дней или недель.

В соответствии с примером также предлагается функция, при помощи которой краткосрочная адаптация подходящего предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости 205 осуществляется в ответ на временные изменения в рабочей ситуации системы SCR.

Способ завершается после этапа s340.

Фиг.4 является схемой некоторой версии устройства 400. Блоки 200 и 210 управления, описанные со ссылкой на фиг.2, в некоторой версии могут содержать устройство 400. Устройство 400 содержит энергонезависимое запоминающее устройство 420, блок 410 обработки данных и оперативное запоминающее устройство 450. Энергонезависимое запоминающее устройство 420 содержит первый элемент 430 запоминающего устройства, в котором хранится компьютерная программа, например операционная система, для управления функцией устройства 400. Устройство 400 дополнительно содержит контроллер шины, последовательный порт, средство ввода/вывода, аналого-цифровой преобразователь, блок ввода и передачи времени и даты, счетчик событий и контроллер прерываний (не изображены). Энергонезависимое запоминающее устройство 420 также содержит второй элемент 440 запоминающего устройства.

Предложенная компьютерная программа P содержит процедуры для определения требования к охлаждению упомянутого дозатора. Программа P содержит процедуры для определения преобладающей температуры упомянутого восстанавливающего вещества в упомянутой емкости и определения упомянутого требования к охлаждению дозатора на основе определенной преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости. Программа P в качестве альтернативы или дополнительно содержит процедуры для определения преобладающей температуры восстанавливающего вещества в дозаторе и определения упомянутого требования к охлаждению дозатора на основе определенной преобладающей температуры упомянутого восстанавливающего вещества в дозаторе.

Программа P содержит процедуры для определения упомянутого требования к охлаждению дозатора на основе по меньшей мере одного определенного параметра из следующих: преобладающая температура окружающей среды у емкости 205, преобладающая рабочая мощность двигателя 150 в системе SCR, преобладающая температура выхлопных газов в выхлопной трубе 240 и совокупное количество дозированного восстанавливающего вещества.

Программа P содержит процедуры для выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости на основе упомянутого требования к охлаждению.

Программа P может храниться в исполняемом виде или в сжатом виде в запоминающем устройстве 460 и/или в оперативном запоминающем устройстве 450.

Там, где блок 410 обработки данных описывается как выполняющий некоторую функцию, это означает, что блок 410 обработки данных выполняет некоторую часть программы, сохраненной в запоминающем устройстве 460, или некоторую часть программы, сохраненной в оперативном запоминающем устройстве 450.

Устройство 410 обработки данных может взаимодействовать с портом 499 данных по шине 415 данных. Энергонезависимое запоминающее устройство 420 предназначено для взаимодействия с блоком 410 обработки данных по шине 412 данных. Отдельное запоминающее устройство 460 предназначено для взаимодействия с блоком 410 обработки данных по шине 411 данных. Оперативное запоминающее устройство 450 приспособлено для взаимодействия с блоком 410 обработки данных по шине 414 данных. Порт 499 данных может иметь, например, подключенные к нему линии 201, 221, 231, 251, 281 и 291 связи (см. фиг.2).

Когда данные принимаются по порту 499 данных, они временно сохраняются во втором элементе 440 запоминающего устройства. Когда принятые входные данные временно сохранены, блок 410 обработки данных готовится для исполнения кода, как описано выше. В соответствии с некоторой версией сигналы, принятые по порту 499 данных, содержат информацию о преобладающей температуре упомянутого восстанавливающего вещества в емкости. В соответствии с некоторой версией сигналы, принятые по порту 499 данных, содержат информацию о преобладающей температуре упомянутого восстанавливающего вещества в упомянутом дозаторе. Сигналы, принятые по порту 499 данных, могут использоваться устройством 400 для определения требования к охлаждению дозатора 250 и выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости 205 на основе упомянутого требования к охлаждению.

Части способов, описанных в этом документе, могут осуществляться устройством 400 посредством блока 410 обработки данных, который выполняет программу, сохраненную в запоминающем устройстве 460 или в оперативном запоминающем устройстве 450. Когда устройство 400 выполняет программу, выполняются способы, описанные в этом документе.

Предшествующее описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предоставляется с пояснительными и описательными целями. Оно не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать изобретение описанными разновидностями. Специалисту в данной области техники будут очевидны многие модификации и изменения. Варианты осуществления выбраны и описаны, чтобы лучше всего объяснить принципы изобретения и его практические применения и поэтому позволяют специалистам понять изобретение для различных вариантов осуществления и с различными модификациями, подходящими для намеченного использования.

Изобретение относится к системе SCR (выборочное каталитическое восстановление), которое содержит дозатор для подачи восстанавливающего вещества. Сущность изобретения: способ относится к системам SCR, которые содержат дозатор (250) для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу (240) для очистки выхлопных газов и емкость для восстанавливающего вещества, причем способ включает этап выбора (s310; s340) предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости (205). Способ также содержит этапы определения (s320) требования к охлаждению дозатора (250) и выбора (s340) предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости (205) на основе упомянутого требования к охлаждению. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код (P) для компьютера (200; 210; 400) для реализации способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к устройству в системе SCR, которая содержит дозатор (250) для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу (240) для очистки выхлопных газов, и к транспортному средству (100), которое оборудовано этим устройством. Техническим результатом изобретения является повышение производительности системы SCR. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ, относящийся к системам SCR, которые содержат дозатор (250) для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу (240) для очистки выхлопных газов и емкость (205) для восстанавливающего вещества, при этом некоторое количество восстанавливающего вещества, поданного в дозатор (250), отводится в емкость (205), причем способ включает этап, на котором:
выбирают (s310; s340) предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости (205), отличающийся тем, что он включает этапы, на которых:
определяют (s320) требование к охлаждению дозатора (250) и
выбирают (s340) предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости (205) на основе упомянутого требования к охлаждению,
причем предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости (205) соответствует наименьшему желательному объему восстанавливающего вещества в емкости (205).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает этапы, на которых:
определяют преобладающую температуру восстанавливающего вещества в емкости (205) и
определяют (s320) упомянутое требование к охлаждению дозатора (250) на основе определяемой преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости (205).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он включает этапы, на которых:
определяют преобладающую температуру восстанавливающего вещества в дозаторе (250) и
определяют (s320) упомянутое требование к охлаждению дозатора (250) на основе определяемой преобладающей температуры восстанавливающего вещества в дозаторе (250).

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он включает этап, на котором определяют (s320) упомянутое требование к охлаждению дозатора (250) на основе, по меньшей мере, одного определяемого параметра, выбранного из группы, состоящей из: преобладающей температуры окружающей среды у емкости (205), преобладающей рабочей мощности двигателя (150) в системе SCR, преобладающей температуры выхлопных газов в выхлопной трубе (240) и совокупного количества дозированного восстанавливающего вещества.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он включает этап, на котором выбирают (s340) упомянутый предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости (205) в заранее установленном диапазоне.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он включает этапы, на которых:
непрерывно определяют (s320) требование к охлаждению дозатора (250) и
выбирают (s340) обновленный предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости (205) на основе непрерывно определяемого требования к охлаждению.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он включает этап, на котором выбирают (s310) начальный предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости (205) на основе производительности системы SCR и/или предполагаемой будущей работы системы SCR, например, в отношении предполагаемой средней нагрузки на двигатель (150) в системе SCR и предполагаемой максимальной нагрузки на двигатель (150) в системе SCR.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что восстанавливающее вещество является восстанавливающим веществом на основе мочевины.

9. Устройство для систем SCR, которые содержат дозатор (250) для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу (240) для очистки выхлопных газов и емкость (205) для восстанавливающего вещества, при этом некоторое количество восстанавливающего вещества, поданного в дозатор (250), отводится в емкость (205), причем устройство содержит:
средство (200; 210; 400) для выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости (205), отличающееся тем, что оно содержит:
средство (200; 210; 400) для определения требования к охлаждению дозатора (250) и
средство (200; 210; 400) для выбора предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости (205) на основе упомянутого требования к охлаждению,
при этом предельный уровень для восстанавливающего вещества в емкости соответствует наименьшему желательному объему восстанавливающего вещества в емкости (205).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит:
средство (290) для определения преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости (205) и
средство (200; 210; 400) для определения упомянутого требования к охлаждению дозатора (250) на основе определяемой преобладающей температуры восстанавливающего вещества в емкости (205).

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно содержит:
средство (220) для определения преобладающей температуры восстанавливающего вещества в дозаторе (250) и
средство (200; 210; 400) для определения упомянутого требования к охлаждению дозатора (250) на основе определяемой преобладающей температуры восстанавливающего вещества в дозаторе (250).

12. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно содержит:
средство (200; 210; 400) для определения (s320) упомянутого требования к охлаждению дозатора (250) на основе, по меньшей мере, одного определяемого параметра, выбранного из группы, состоящей из: преобладающей температуры окружающей среды у емкости (205), преобладающей рабочей мощности двигателя (150) в системе SCR, преобладающей температуры выхлопных газов в выхлопной трубе (240) и совокупного количества дозированного восстанавливающего вещества.

13. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно содержит средство (200; 210; 400) для выбора упомянутого предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости (205) в заранее установленном диапазоне.

14. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно содержит:
средство (200; 210; 400) для непрерывного определения требования к охлаждению дозатора (250) и
средство (200; 210; 400) для выбора обновленного предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости (205) на основе непрерывно определяемого требования к охлаждению.

15. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что оно содержит средство (200; 210; 400) для выбора начального предельного уровня для восстанавливающего вещества в емкости (205) на основе производительности системы SCR и/или предполагаемой будущей работы системы SCR, например, в отношении предполагаемой средней нагрузки на двигатель (150) в системе SCR и предполагаемой максимальной нагрузки на двигатель (150) в системе SCR.

16. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что восстанавливающее вещество является восстанавливающим веществом на основе мочевины.

17. Транспортное средство (100; 110), отличающееся тем, что оно содержит устройство по любому из пп.9-16.

18. Транспортное средство (100; 110) по п.17, отличающееся тем, что оно является грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.

19. Машиночитаемый носитель, имеющий компьютерную программу, содержащую программный код, который при его выполнении в компьютере или электронном блоке управления побуждает компьютер или электронный блок управления выполнять этапы способа по любому из пп.1-8.