СПОСОБ И УСТРОЙСТВО, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ОГРАНИЧЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ ДОЗАТОРА В СИСТЕМЕ SCR Российский патент 2014 года по МПК F01N11/00 F01N3/20 F02D41/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу, имеющему отношение к системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя, содержащей дозатор, расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу системы выпуска. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, который содержит программный код для компьютера для реализации способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к устройству в системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя 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 содержит также 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.

В некоторых рабочих ситуациях дозатор не может охлаждаться в достаточной мере. Одним таким случаем может быть тот, где восстановитель в системе SCR полностью или частично замерз с последующими отрицательными последствиями для потока охлаждения от дозатора. Другим таким случаем может быть случай, когда восстановитель в системе SCR израсходован либо насос не функционирует как положено. Дополнительным таким случаем может быть случай, когда имеется течь в системе SCR. Такая течь могла бы, например, возникнуть в креплении между шлангом и насосом. В качестве альтернативы течь могла бы возникнуть на шланге в системе SCR.

Вышеупомянутые рабочие ситуации заключают в себе опасность, что дозатор функционально ухудшается, перегреваясь и испытывая серьезное повреждение или даже полное разрушение. Даже температуры, которые некритичны для аппаратных средств системы SCR, влекут за собой опасность того, что восстановитель мог бы пострадать от воздействия тепла, что могло бы привести к кристаллизации, потенциально ведущей к закупорке, например, дозатора.

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

В публикации WO 2010003424 A1 описаны способ и система для дозирования жидкости в линии выпуска у двигателя внутреннего сгорания.

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, когда дозатор имеет недостаточный поток охлаждения или его отсутствие.

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

Другой задачей настоящего изобретения является создание нового и выгодного устройства в системе SCR и новой и выгодной компьютерной программы для повышения производительности системы SCR, когда дозатор имеет недостаточный поток охлаждения или его отсутствие.

Задачей настоящего изобретения является создание способа, относящегося к системе SCR, который приводит 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 настоящего изобретения является создание альтернативного способа, относящегося к системе SCR, и альтернативной компьютерной программы, относящейся к системе SCR, и альтернативного устройства для системы SCR.

Эти задачи решены с помощью способа, относящегося к системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя согласно п.1 формулы изобретения.

Согласно аспекту изобретения предлагается способ, относящийся к системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя, содержащей дозатор, расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу системы выпуска, причем способ включает этап определения, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора. Способ также включает этап ограничения температуры выхлопной трубы путем управления работой двигателя, если обнаруживается нежелательный уровень температуры.

Если охлаждение дозатора недостаточное, вследствие чего температура дозатора поднимается до нежелательного уровня, то температура выхлопных газов в системе выпуска может управляться путем воздействия на работу двигателя. Преимущественно результатом является способ, который влечет за собой меньшую опасность слишком высоких температур дозатора. Это предотвращает перенесение дозатором серьезного повреждения или закупорку восстанавливающего вещества в дозаторе в результате кристаллизации.

Ограничение температуры может достигаться путем снижения максимального доступного крутящего момента выходного вала двигателя. С этой целью ни водитель, ни сохраненная рабочая процедура не могут потребовать большего крутящего момента, чем максимально доступный. Снижение максимального доступного крутящего момента понизит температуру выхлопных газов в выхлопной трубе. Упомянутое снижение максимального доступного крутящего момента может осуществляться путем линейного изменения или дискретными этапами. Упомянутое снижение максимального доступного крутящего момента может основываться на температуре выхлопных газов в выхлопной трубе, которая либо обнаруживается, либо вычисляется посредством сохраненной модели. В качестве альтернативы снижение максимального доступного крутящего момента может основываться на температуре дозатора, которая либо измеряется, либо вычисляется посредством сохраненной модели.

Упомянутое ограничение температуры может достигаться путем воздействия на содержание EGR (рециркуляция отработавших газов) у двигателя. Путем воздействия на содержание EGR можно активно регулировать температуру выхлопных газов в выхлопной трубе до желательного заранее установленного уровня. Путем изменения содержания EGR можно активно понижать температуру выхлопных газов в выхлопной трубе до желательного заранее установленного уровня. Соответственно, возможно улучшенное охлаждение дозатора.

Упомянутое ограничение температуры может достигаться путем воздействия на моменты впрыска топлива по меньшей мере у одного цилиндра двигателя или путем воздействия на время зажигания по меньшей мере у одного цилиндра двигателя. Путем изменения моментов впрыска по меньшей мере у одного цилиндра двигателя или времени зажигания по меньшей мере у одного цилиндра двигателя можно активно регулировать температуру выхлопных газов в выхлопной трубе до желательного заранее установленного уровня. Путем сдвигания моментов впрыска или времени зажигания можно активно понижать температуру выхлопных газов в выхлопной трубе до желательного заранее установленного уровня. Соответственно, станет возможным улучшенное охлаждение дозатора.

Нежелательный уровень температуры можно задать на основе характеристик восстанавливающего вещества. Упомянутый уровень температуры можно задать, в частности, на основе температуры, при которой восстанавливающее вещество начинает подвергаться неблагоприятному влиянию и/или становиться нестабильным. Уровень температуры может находиться в диапазоне 80-130 градусов Цельсия. Уровень температуры может быть температурой, которая выше 130 градусов Цельсия. В соответствии с примером довольно чувствительного восстанавливающего вещества упомянутый уровень температуры может находиться в диапазоне 60-90 градусов Цельсия.

Этап определения, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора, может основываться по меньшей мере на одном из следующих этапов:

измерение температуры непосредственно у дозатора;

измерение температуры у потока выхлопных газов в выхлопной трубе; и

вычисление температуры дозатора посредством модели вычисления.

Измерение температуры непосредственно у дозатора предоставляет точное измерение преобладающей температуры.

Измерение температуры у потока выхлопных газов в выхлопной трубе или температуры компонента системы выпуска в системе SCR, например выхлопной трубы, может предоставить указание преобладающей температуры дозатора. Измерение температуры потока выхлопных газов в выхлопной трубе является хорошим дополнением или альтернативой непосредственному измерению температуры дозатора.

Вычисление температуры дозатора посредством модели вычисления является разновидностью, включающей в себя отсутствие необходимости в физических датчиках рядом с дозатором и/или выхлопной трубой (системой выпуска). Поэтому она является рентабельной разновидностью для определения температуры дозатора.

Определение (измерение или вычисление) температуры дозатора или определение (измерение или вычисление) температуры некоторого другого компонента системы SCR, какая температура соответствует температуре дозатора, позволяет обнаруживать любое возникновение нежелательного уровня температуры дозатора, приспособленного для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу в ситуациях, где охлаждение дозатора является недостаточным.

В соответствии с примером будущая температура дозатора может предсказываться посредством сохраненной модели вычисления. В соответствии с примером может учитываться преобладающая нагрузка на двигатель системы SCR. Общеизвестно, что рост температуры выхлопных газов с увеличением нагрузки двигателя привязывается к некоторому промежутку времени. Поэтому будущую температуру дозатора можно предсказать на основе преобладающей нагрузки или изменения нагрузки на двигатель в системе SCR.

Восстанавливающее вещество может быть восстанавливающим веществом на основе мочевины, например, AdBlue.

Способ может дополнительно содержать этап ручного прекращения этапа управления работой упомянутого двигателя, чтобы ограничить температуру упомянутой выхлопной трубы. В рабочих состояниях, в которых имеется недостаточное охлаждение дозатора, инициируется автоматическое управление работой двигателя, чтобы понизить температуру потока выхлопных газов желательным способом. Если система SCR встраивается в спасательное транспортное средство, например пожарный автомобиль, то водитель или некоторый другой член экипажа транспортного средства может выбрать активное прекращение упомянутого управления работой двигателя. Это может привести к нежелательному последствию, например, когда дозатор разрушается слишком высокими температурами и транспортное средство вслед за этим может выпустить слишком большие количества нежелательных выбросов. Однако в случае срочного спасения новый способ можно отменить, чтобы отдать предпочтение высокой скорости транспортного средства и высокому доступному крутящему моменту двигателя. Деактивация нового способа может происходить посредством нажимной кнопки, встроенной в кабину транспортного средства и соединенной с блоком управления транспортного средства.

Способ легко реализовать в существующих автомобилях. Программное обеспечение, имеющее отношение к системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя 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, относящегося к системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя, может устанавливаться в блок управления транспортного средства по случаю модернизации на станции технического обслуживания, 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.

Особенность настоящего изобретения предлагает устройство в системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя, содержащей дозатор, расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу системы выпуска, причем устройство дополнительно содержит:

средство для определения, имеется ли нежелательный уровень температуры упомянутого дозатора и

средство для ограничения температуры упомянутой выхлопной трубы путем управления работой упомянутого двигателя, если обнаруживается нежелательный уровень температуры.

Устройство может содержать средство для снижения максимального доступного крутящего момента выходного вала двигателя, чтобы добиться ограничения температуры.

Устройство может содержать средство для воздействия на содержание EGR двигателя, чтобы осуществить упомянутое ограничение температуры. Ограничение температуры может достигаться путем воздействия на моменты впрыска топлива по меньшей мере у одного цилиндра двигателя или путем воздействия на время зажигания по меньшей мере у одного цилиндра двигателя.

Устройство может содержать по меньшей мере одно из следующего:

средство для измерения температуры непосредственно у дозатора;

средство для измерения температуры у потока выхлопных газов в выхлопной трубе; и

средство для вычисления температуры дозатора посредством модели вычисления.

Вышеупомянутые задачи также решаются с помощью транспортного средства, которое содержит описанное в этом документе устройство для системы SCR. Транспортное средство может быть грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.

Согласно аспекту изобретения предлагается компьютерная программа, относящаяся к системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя, 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.1-7 формулы изобретения.

Согласно аспекту изобретения предлагается компьютерная программа, относящаяся к системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя, причем программа содержит программный код для побуждения электронного блока управления или другого компьютера, подключенного к электронному блоку управления, выполнить этапы по любому из пп.1-7 формулы изобретения.

Согласно аспекту изобретения предлагается компьютерный программный продукт, содержащий программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе для выполнения этапов способа по любому из пп.1-7 формулы изобретения, когда программа выполняется на электронном блоке управления или другом компьютере, подключенном к электронному блоку управления.

Программное обеспечение, содержащее программный код, относящийся к системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя, легко обновить или заменить. Кроме того, разные части программного обеспечения, содержащие программный код, относящийся к системе SCR для очистки выхлопных газов для двигателя, можно заменять независимо друг от друга. Эта модульная конфигурация выгодна с точки зрения сопровождения.

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 и на которых:

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

Фиг.2 схематически иллюстрируется подсистема 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 автомобилей. Новый способ, относящийся к системе SCR, и новое устройство в системе SCR 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 к моторным катерам, пароходам, паромам или кораблям.

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

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

Новый способ, относящийся к системе SCR, и новое устройство в системе SCR 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 данного 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 (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, 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.

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 восстанавливающее вещество может стать нестабильным и при немного больших температурах может бы кристаллизоваться и теоретически вызывать 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 дозатора 250. Первый датчик 220 температуры приспособлен для непрерывной отправки сигналов первому блоку 200 управления, которые содержат информацию о преобладающей первой температуре T1 дозатора 250.

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 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 предполагаемой преобладающей температуры дозатора 250 на основе сигналов, принятых от второго датчика 280 температуры.

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. В соответствии с примером 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 сигналов, принятых от первого датчика 220 температуры и/или второго датчика 280 температуры в качестве основы, где это необходимо, для ограничения температуры упомянутой выхлопной трубы путем управления работой упомянутого двигателя в соответствии с особенностью нового способа.

В частности, первый блок 200 управления в соответствии с некоторой версией приспособлен для использования сигналов, принятых от первого датчика 220 температуры и второго датчика 280 температуры, в качестве основы, где это необходимо, для снижения максимального доступного крутящего момента выходного вала двигателя и/или для воздействия на содержание EGR у двигателя.

Первый блок 200 управления в соответствии с некоторой версией приспособлен для использования сигналов, принятых от первого датчика 220 температуры и второго датчика 280 температуры, в качестве основы, где это необходимо, для воздействия на моменты впрыска топлива по меньшей мере у одного цилиндра двигателя или для воздействия на время зажигания по меньшей мере у одного цилиндра двигателя в соответствии с особенностью нового способа. Это также может выполняться в сочетании с упомянутым снижением максимального доступного крутящего момента выходного вала двигателя и/или упомянутого воздействия на содержание EGR двигателя.

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, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора 250, который приспособлен для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу, и ограничения температуры упомянутой выхлопной трубы путем управления работой упомянутого двигателя, если обнаруживается упомянутый нежелательный уровень температуры. Новый способ может применяться первым блоком 200 управления или вторым блоком 210 управления либо первым блоком 200 управления и вторым блоком 210 управления.

Фиг.3a является схематической блок-схемой алгоритма способа, относящегося к системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя 150, содержащей дозатор 250, расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу 240 системы выпуска, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ включает первый этап s301. Этап s301 способа включает этапы определения (s340), имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора 250, и ограничения (s360) температуры выхлопной трубы 240 путем управления работой двигателя, если обнаруживается нежелательный уровень температуры. Способ завершается после этапа s301.

Фиг.3b является схематической блок-схемой алгоритма способа, относящегося к системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя 150, содержащей дозатор 250, расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу 240 системы выпуска, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Способ включает первый этап s310. Этап s310 способа включает этап определения преобладающей температуры дозатора 250. Это выполняется путем прямого измерения преобладающих температур рядом с дозатором 250. Этап s310 измеряет первое значение T1 температуры, которое представляет преобладающую температуру дозатора 250. За этапом s310 следует этап s320.

Этап s320 способа включает этап косвенного определения предполагаемой преобладающей температуры дозатора 250. Это выполняется путем измерения рядом с некоторым другим компонентом системы SCR помимо дозатора 250. Этап s320 измеряет второе значение T2 температуры некоторого другого компонента помимо дозатора 250. Измеренная температура T2 может использоваться для определения (вычисления) первой предполагаемой преобладающей температуры T1est дозатора 250. Альтернатива состоит в том, что вторая предполагаемая преобладающая температура T2est дозатора 250 может определяться (вычисляться) посредством модели вычисления, которая в качестве входного значения имеет некоторый другой параметр помимо температуры компонента системы SCR. Такой входной параметр может быть, например, преобладающей нагрузкой на двигатель 150. Также следует отметить, что в соответствии с некоторой версией можно использовать исключительно измеренную температуру T1 дозатора 250 для определения наибольшего значения Tmax температуры, как указано ниже. В некоторых случаях выгодно использовать измеренную температуру T1 и по меньшей мере одну из предполагаемых преобладающих температур T1est и T2est для определения наибольшего значения Tmax температуры, как указано ниже, что приводит к более устойчивому способу. Следует отметить, что этапы s310 и s320 могут выполняться практически одновременно или в обратном порядке. За этапом s320 следует этап s330.

Этап s330 способа включает этап сравнения определенной первой температуры T1 и по меньшей мере одной из предполагаемых преобладающих температур T1est и T2est дозатора 250. За этапом s330 следует этап s340.

Этап s340 способа содержит этап использования результата упомянутого сравнения между определенной первой температурой T1 и по меньшей мере одной предполагаемой преобладающей температурой (T1est, T2est) дозатора 250 в качестве основы для выбора наибольшего среди сравниваемых значений. Это наибольшее значение температуры также называется Tmax. Этап s340 также содержит этап определения, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора, если дозатор приспособлен для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу. Это может выполняться путем сравнения с предельным значением Tth, например с заранее установленным значением температуры, например 70 или 100 градусов Цельсия, в зависимости от того, какой вид восстановителя используется в системе SCR. Если Tmax больше либо равно Tth, то можно обнаружить, что имеется нежелательный уровень температуры дозатора. Если Tmax меньше Tth, то можно обнаружить, что нежелательный уровень температуры дозатора 250 отсутствует.

В соответствии с альтернативной версией можно определить, как описано выше, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора 250, исключительно на основе измеренной температуры T1 дозатора, что приводит к менее сложному способу в соответствии с особенностью изобретения.

За этапом s340 следует этап s350.

Этап s350 способа включает этап использования выбранного значения Tmax в качестве основы для определения максимальной допустимой температуры Tem выхлопных газов. Максимальная допустимая температура Tem выхлопных газов может определяться с помощью процесса обращения к справочным данным, при помощи которого выбранное значение Tmax соотносится с максимальной допустимой температурой Tem выхлопных газов, например, в табличной форме. Максимальная допустимая температура Tem выхлопных газов в качестве альтернативы может определяться посредством модели вычисления, для которой выбранное значение Tmax является входным значением. За этапом s350 следует этап s360.

Этап s360 способа содержит этап использования определенной максимальной допустимой температуры Tem выхлопных газов в качестве основы для выбора по меньшей мере одной меры для воздействия на температуру потока выхлопных газов в выхлопной трубе 240. В соответствии с некоторой версией эта по меньшей мере одна мера выбирается из следующих:

снижение максимального доступного крутящего момента у выходного вала двигателя;

воздействие на содержание EGR двигателя;

воздействие на моменты впрыска топлива по меньшей мере у одного цилиндра двигателя или воздействие на время зажигания по меньшей мере у одного цилиндра двигателя и

воздействие на поток воздуха двигателя посредством одного или нескольких демпферов, например дросселя на впуске и/или выпуске двигателя.

Способ завершается после этапа s360.

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, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора 250, который расположен в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и приспособлен для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу 240 системы выпуска, и для ограничения температуры выхлопной трубы путем управления работой двигателя, если обнаруживается нежелательный уровень температуры, в соответствии с новым способом.

Программа P содержит процедуры для снижения при необходимости максимального доступного крутящего момента у выходного вала двигателя, чтобы добиться ограничения температуры выхлопной трубы 240.

Программа P содержит процедуры для воздействия при необходимости на содержание EGR двигателя 150, чтобы добиться ограничения температуры выхлопной трубы 240.

Программа P содержит процедуры для воздействия при необходимости на моменты впрыска топлива по меньшей мере у одного цилиндра двигателя 150 или воздействия на время зажигания по меньшей мере у одного цилиндра двигателя 150, чтобы добиться ограничения температуры выхлопной трубы 240.

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 и 281 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 дозатора 250. В соответствии с некоторой версией сигналы, принятые по порту 499 данных, содержат информацию о преобладающей температуре потока выхлопных газов в выхлопной трубе 240. В соответствии с альтернативной версией сигналы, принятые по порту 499 данных, содержат информацию о преобладающей температуре подходящего компонента подсистемы 299, например преобладающей температуре выхлопной трубы, преобладающей температуре катализатора SCR или преобладающей температуре глушителя в системе SCR. Такой сигнал может использоваться для вычисления преобладающей температуры дозатора 250 посредством модели вычисления, сохраненной в запоминающем устройстве 460. Сигналы, принятые по порту 499 данных, могут использоваться устройством 400 для определения, имеется ли нежелательная температура потока выхлопных газов в выхлопной трубе 240, и воздействия на основе этого на работу двигателя 150 таким образом, чтобы сделать возможным достижение желательной температуры потока выхлопных газов.

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 способу, относящемуся к системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя. Сущность изобретения: способ относится к системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя(150), содержащей дозатор (250), расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу (240) системы выпуска, включает этап определения (s340), имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора (250). Способ также включает этап (s360) ограничения температуры выхлопной трубы (240) путем управления работой двигателя, если обнаруживается нежелательный уровень температуры. 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 и транспортному средству (100), которое оборудовано таким устройством. Техническим результатом изобретения является повышение производительности системы SCR. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ, относящийся к системе SCR для очистки выхлопных газов из двигателя (150), содержащей дозатор (250), расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу (240) системы выпуска, причем способ включает этап, на котором
определяют (s340), имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора (250), отличающийся тем, что он включает этап, на котором:
ограничивают (s360) температуру выхлопной трубы (240) путем управления работой двигателя, если обнаруживается нежелательный уровень температуры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ограничение температуры достигается путем снижения максимального доступного крутящего момента у выходного вала двигателя (150).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ограничение температуры достигается путем воздействия на содержание EGR двигателя (150).

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ограничение температуры достигается путем воздействия на моменты впрыска топлива у по меньшей мере одного цилиндра двигателя (150) или путем воздействия на время зажигания у по меньшей мере одного цилиндра двигателя (150).

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нежелательный уровень температуры задают на основе характеристик восстанавливающего вещества.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что этап, на котором определяют, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора (250), основывается на по меньшей мере одном из следующих этапов, на которых:
измеряют температуру (Т1) непосредственно у дозатора (250);
измеряют температуру у потока выхлопных газов в выхлопной трубе (240) и
вычисляют температуру дозатора (250) посредством модели вычисления.

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

8. Устройство для системы SCR для очистки выхлопных газов из двигателя (150), содержащей дозатор (250), расположенный в тепловом контакте с системой выпуска двигателя и предназначенный для подачи восстанавливающего вещества в выхлопную трубу (240) системы выпуска, причем устройство содержит
средство (200; 210; 400) для определения, имеется ли нежелательный уровень температуры дозатора (250), отличающееся тем, что оно содержит:
средство (200; 210; 400) для ограничения температуры выхлопной трубы (240) путем управления работой двигателя, если обнаруживается нежелательный уровень температуры.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно содержит средство (200; 210; 400) для снижения максимального доступного крутящего момента у выходного вала двигателя (150), чтобы добиться ограничения температуры.

10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что оно содержит средство для воздействия на содержание EGR двигателя (150), чтобы добиться ограничения температуры.

11. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что ограничение температуры достигается путем воздействия на моменты впрыска топлива у по меньшей мере одного цилиндра двигателя (150) или путем воздействия на время зажигания у по меньшей мере одного цилиндра двигателя (150).

12. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что нежелательный уровень температуры задается на основе характеристик восстанавливающего вещества.

13. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одно из:
средства (220) для измерения температуры непосредственно у дозатора;
средства для измерения температуры у потока выхлопных газов в выхлопной трубе и
средства (200; 210; 400) для вычисления температуры дозатора посредством модели вычисления.

14. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что восстанавливающее вещество является восстанавливающим веществом на основе мочевины.

15. Транспортное средство (100; 110), отличающееся тем, что оно содержит устройство по любому из пп.8-14.

16. Транспортное средство (100; 110) по п.15, отличающееся тем, что оно является грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.

17. 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.1-7.