УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2015 года по МПК F01N3/20 F02D41/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу для улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором. Изобретение относится также к компьютерному программному продукту, содержащему программный код для компьютера для воплощения способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к устройству для улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором, и к транспортному средству, которое оборудовано таким устройством.

Уровень техники

В современных транспортных средствах используют технологию SCR для очистки выхлопных газов из двигателя. SCR (избирательное каталитическое восстановление) во многих отношениях представляет собой привлекательный способ для уменьшения количества выхлопа в форме окислов азота (NO_x).

В одной технологии восстановитель на основе аммония, например AdBlue, подают в выхлопную систему транспортного средства для химической реакции, в которой аммоний (NH₃) и NO_x преобразуется в газообразный азот (N₂) и воду в паровой фазе.

Однако упомянутая технология SCR имеет ряд недостатков. Один недостаток состоит в том, что определенные растворы на основе аммония имеют тенденцию в определенных условиях кристаллизоваться в выхлопной системе. В некоторых экстремальных условиях такие кристаллы могут даже преобразовываться в различные полимеры. Как кристаллы, так и полимеры являются нежелательными по ряду причин, не только потому, что они могут отрицательно влиять на поток выхлопных газов в выхлопной системе, но также и потому, что они могут повредить систему последующей обработки, если они отсоединятся от места, где они были сформированы. В частности, такие кристаллы могут повредить катализатор SCR, расположенный после инжектора, через который подают раствор на основе аммония.

Повреждение системы последующей обработки транспортного средства является дорогостоящим для водителя или владельца, поскольку связано с незапланированным визитом на станцию технического обслуживания для ремонта транспортного средства. Сам ремонт также влечет за собой определенные затраты и потенциально большое потребление ресурса.

Поэтому существует потребность решения проблем, связанных с определенными технологиями SCR.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание нового и предпочтительного способа улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором.

Другой задачей настоящего изобретения является создание нового и предпочтительного устройства и компьютерной программы для улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную система с катализатором.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание способа, устройства и компьютерной программы для получения более надежной выхлопной системы транспортного средства, которая позволяет уменьшить объем технического обслуживания.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание способа, устройства и компьютерной программы для достижения более эффективной по затратам работы транспортного средства.

Указанные задачи решены посредством создания способа в соответствии с п. 1 формулы изобретения.

В аспекте изобретения создан способ для улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором, при котором:

определяют, было ли достигнуто заданное состояние работы транспортного средства, которое относится к ситуации, в которой увеличивается риск формирования налета в выхлопной системе; и

если упомянутое рабочее состояние достигнуто, применяют по меньшей мере одну меру для противодействия упомянутому формированию налета.

Прогнозирование, что должно возникнуть формирование налета из мочевины в твердой форме (кристаллы) в выхлопной системе транспортного средства с последующим применением активных мер для предотвращения этого, позволяет достичь уменьшения риска закупорки системы последующей обработки транспортного средства. Это исключает необходимость незапланированного визита водителя транспортного средства на станцию технического обслуживания для дорогостоящего ремонта.

Этап определения рабочего состояния может содержать этап, на котором определяют, работало ли транспортное средство статически в течение определенного времени. Определение неблагоприятной работы транспортного средства таким образом, что инжекция мочевины в выхлопную систему была направлена в точку или в малую определенную область, позволяет применять активные меры для противодействия формированию кристаллов мочевины. В изобретении используется тот факт, что кристаллизация мочевины в выхлопной системе и рабочее состояние транспортного средства коррелированы, для определения предельных значений для определения статической работы транспортного средства.

Этап определения рабочего состояния может содержать этап, на котором определяют, находится ли среднеквадратическое отклонение и/или дисперсия скорости двигателя ниже заданного значения в течение определенного времени. Среднеквадратическое отклонение и дисперсия представляют собой надежные показатели измерений, которые не накладывают значительную нагрузку на модули расчета транспортного средства. Скорость двигателя представляет собой параметр, который в настоящее время уже определен с различными целями, таким образом, что дополнительное использование существующей информации может быть выполнено в соответствии с аспектом изобретения. Анализ вариаций скорости вращения двигателя с течением времени позволяет надежно определять любую статическую работу транспортного средства.

Этап определения рабочего состояния может содержать этап, на котором: определяют, находится ли среднеквадратичное отклонение и/или дисперсия нагрузки транспортного средства ниже заданного значения в течение определенного времени. Нагрузка транспортного средства представляет собой параметр, который в настоящее время уже рассчитывают с разной целью, таким образом, что дополнительное использование существующей информации может быть выполнено в соответствии с аспектом изобретения. Нагрузка транспортного средства, например, может быть выражена как преобладающее значение крутящего момента выходного вала его двигателя. Анализ дисперсии нагрузки транспортного средства с течением времени позволяет определять надежность любой статической работы транспортного средства.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, этап определения рабочего состояния может содержать этап, на котором: определяют, находится ли среднеквадратичное отклонение и/или дисперсия нагрузки транспортного средства и скорость его двигателя ниже заданного значения в течение определенного времени. Учет этих переменных позволяет получить более надежный способ улучшения рабочих характеристик моторного транспортного средства.

Способ дополнительно может содержать этапы перед тем, как будут предприняты упомянутые меры, на которых:

- определяют преобладающую температуру катализатора и/или

- определяют преобладающий массовый расход газа после двигателя и/или

- определяют значение, которое представляет количество мочевины, подаваемой в выхлопную систему, с течением определенного времени.

Учет большего количества параметров, чем, например, скорость двигателя и нагрузка транспортного средства перед тем, как будут предприняты активные меры, для того чтобы предотвратить формирование кристаллов мочевины в выхлопной системе, позволяет обеспечить более надежный и более устойчивый к ошибкам способ для улучшения рабочей характеристики транспортного средства.

Выбор активных мер может быть выполнен на основе, например, преобладающей температуры катализатора, преобладающего значения массового расхода газа после двигателя и/или истории дозирования мочевины.

Этап применения мер может содержать регулирование подачи мочевины в выхлопную систему. Уменьшение количества подаваемой мочевины позволяет достичь улучшенных условий для испарения мочевины, которая уже присутствует в выхлопной системе, и для испарения уменьшенного количества мочевины, которую требуется подавать в выхлопную систему.

Этап применения меры может содержать этап, на котором изменяют температуру выхлопных газов после двигателя. Это позволяет эффективно снизить риск формирования кристаллов мочевины в выхлопной системе. В частности, этап применения этой меры может содержать временное повышение температуры выхлопных газов после двигателя.

Температуру выхлопных газов можно изменять путем управления двигателем заданным образом и/или путем регенерирования фильтра частиц выхлопной системы. Оба эти способа являются эффективными мерами для относительного быстрого повышения температуры выхлопных газов.

Способ легко воплощается в существующих транспортных средствах. Программное обеспечение для улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором, в соответствии с изобретением, может быть установлено в модуль управления транспортного средства во время изготовления транспортного средства. Покупатель транспортного средств, таким образом, имеет возможность выбора способа функционирования, в качестве варианта выбора. В качестве альтернативы, программное обеспечение, содержащее программный код, для применения нового способа для улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором, может быть установлено в модуль управления транспортного средства во время обновления на станции технического обслуживания, и в этом случае программное обеспечение может быть загружено в запоминающее устройство модуля управления. Воплощение нового способа поэтому является эффективным по затратам, в частности, поскольку не требуются устанавливать какие-либо дополнительные датчики в транспортном средстве. Соответствующие аппаратные средства в настоящее время уже присутствуют в транспортном средстве. Изобретение поэтому обеспечивает эффективное по затратам решение обозначенных выше задач.

Программное обеспечение, которое содержит программный код для улучшения рабочих характеристик моторного транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором, легко обновлять или заменять. Различные части программного обеспечения, содержащего программный код для улучшения рабочих характеристик моторного транспортного средства, также могут быть заменены независимо друг от друга. Такая модульная конфигурация является предпочтительной с точки зрения перспективы технического обслуживания.

В аспекте изобретения предложено устройство для улучшения рабочих характеристик моторного транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором. Устройство содержит средство для определения, достигнуто ли заданное рабочее состояние упомянутого транспортного средства, которое приводит к ситуации, в которой повышается риск формирования налета в выхлопной системе; и средство для применения, если упомянутое рабочее состояние достигнуто, по меньшей мере одной меры для противодействия формированию налета.

Устройство может дополнительно содержать средство для определения, работало ли транспортное средство статически в течение определенного времени.

Устройство может дополнительно содержать средство для определения, находится ли среднеквадратичное отклонение и/или дисперсия скорости двигателя ниже заданного значения в течение определенного времени.

Устройство может дополнительно содержать средство для определения, находится ли среднеквадратичное отклонение и/или дисперсия нагрузки транспортного средства ниже заданного значения в течение определенного времени.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство может содержать средство для определения, находится ли среднеквадратичное отклонение и/или средство для определения, находится ли дисперсия нагрузки транспортного средства и скорости его двигателя ниже заданного значения в течение определенного времени. Принимая во внимание эти переменные, можно получить более надежное устройство для улучшения рабочих характеристик транспортного средства.

Устройство может дополнительно содержать средство для определения преобладающей температуры катализатора и/или средство для определения преобладающего массового расхода газа после двигателя, и/или средство для определения значения, которое представляет количество мочевины, подаваемой в выхлопную систему в течение определенного времени.

Устройство может дополнительно содержать средство для регулирования подачи мочевины в выхлопную систему.

Устройство может дополнительно содержать средство для изменения температуры выхлопных газов после двигателя. В частности, упомянутое средство выполнено с возможностью временного повышения температуры выхлопных газов после двигателя.

Средство изменения температуры выхлопных газов после двигателя может быть выполнено с возможностью управления двигателем заданным способом и/или регенерирования фильтра частиц выхлопной системы.

Описанные выше задачи также решаются, когда транспортное средство содержит свойства устройства для улучшения рабочих характеристик транспортного средства. Транспортное средство может представлять собой грузовик, автобус или пассажирский автомобиль.

В одном аспекте изобретения предложено устройство для улучшения рабочих характеристик морского двигателя, который имеет выхлопную систему с катализатором. Устройство содержит средство для определения, достигнуто ли определенное рабочее состояние морского двигателя, которое приводит к ситуации, в которой повышается риск формирования налета в выхлопной системе; и средство для применения, если упомянутое рабочее состояние достигнуто, по меньшей мере одной меры для противодействия упомянутому формированию налета.

В аспекте изобретения предложено устройство для улучшения рабочих характеристик промышленного двигателя, который имеет выхлопную систему с катализатором. Устройство содержит средство для определения, достигнуто ли заданное рабочее состояние упомянутого промышленного двигателя, которое приводит к ситуации, в которой повышается риск формирования налета в выхлопной системе; и средство для применения, если упомянутое рабочее состояние достигнуто, по меньшей мере одной меры для противодействия упомянутому формированию налета.

Следует отметить, что описанный здесь новый способ для улучшения рабочих характеристик моторного транспортного средства также можно использовать для аналогичного улучшения рабочих характеристик других систем или продуктов, например морского двигателя или промышленного двигателя. Промышленный двигатель можно использовать для привода генератора. Морской двигатель может быть установлен на судне, например на пароме.

В аспекте изобретения предложена компьютерная программа для улучшения рабочих характеристик моторного транспортного средства, и такая компьютерная программа содержит программный код, сохраненный на носителе, считываемом компьютером, для обеспечения выполнения модулем электронного управления или другим компьютером, соединенным с модулем электронного управления, этапов способа по любому из пп. 1-7.

В аспекте изобретения предложен компьютерный программный продукт, содержащий программный код, сохраненный на носителе, считываемом компьютером, для выполнения этапов способа по любому из пп. 1-7, в котором компьютерная программа работает в модуле электронного управления или в другом компьютере, соединенном с модулем электронного управления.

Другие задачи, преимущества и новые свойства настоящего изобретения будут понятны для специалиста в данной области техники из следующего детального описания и также при применении изобретения. Хотя изобретение описано ниже, следует отметить, что оно не ограничено конкретными описанными деталями. Для специалиста в данной области техники, который имеет доступ к представленному здесь описанию, будут понятны дополнительные возможности применения, модификации и внедрения в другие области, которые находятся в пределах объема изобретения.

Краткое описание чертежей

Более полное понимание настоящего изобретения и дополнительных его целей и преимуществ может быть получено из следующего подробного описания изобретения, которое необходимо рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены аналогичные элементы на различных видах и на которых:

фиг. 1 - схематичный вид транспортного средства в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг. 2 - схематичный вид подсистемы для транспортного средства с фиг. 1 в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг. 3a - схематичный график зависимости скорости двигателя транспортного средства и его среднеквадратического отклонения от времени в соответствии с примером;

фиг. 3b - схематичный график зависимости нагрузки транспортного средства и его среднеквадратического отклонения от времени в соответствии с примером;

фиг. 4a - схематичная блок-схема последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг. 4b - более детальная блок-схема последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

фиг. 5 - схематичный компьютер в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 представлен вид сбоку транспортного средства 100. Иллюстрируемое транспортное средство 100 содержит модуль 110 тягача и прицеп 112. Транспортное средство может представлять собой тяжелое транспортное средство, например, грузовик или автобус. Транспортное средство в качестве альтернативы может представлять собой пассажирский автомобиль.

Термин "соединение" относится здесь к соединению для передачи данных, которое может представлять сбыть физическую линию, такую как оптоэлектронная линия передачи данных, или нефизическую линию, такую как беспроводное соединение, например радиоканал или микроволновой канал.

Термин “статическая работа" транспортного средства 100 относится здесь к состоянию, в котором транспортным средством управляют таким образом, что подача мочевины в выхлопную систему может повлечь за собой повышенный риск формирования кристаллов из неиспарившейся мочевины. Формирование кристаллов может возникать, когда транспортным средством управляют в чрезвычайно статичных точках инжекции, которые обычно возникают, когда оно работает статически. Термин "статическая работа” транспортного средства относится здесь к состоянию, в котором транспортным средством управляют таким образом, что статические условия, например текущий массовый расход или текущая скорость газа, преобладают таким образом, что может возникнуть риск формирования кристаллов неиспарившейся мочевины. Статическая работа транспортного средства может включать в себя малые вариации скорости двигателя с течением времени. Статическая работа транспортного средства может включать в себя малые вариации нагрузки транспортного средства с течением времени.

Термин "нагрузка" относится здесь к крутящему моменту выходного вала двигателя в трансмиссии. Термин "нагрузка" в качестве альтернативы может относиться к крутящему моменту выходного вала двигателя в трансмиссии относительно максимального доступного крутящего момента. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что разные определения термина "нагрузка" можно использовать в пределах объема настоящего изобретения.

На фиг. 2 схематично представлена подсистема 299 транспортного средства 100. Подсистема 299 расположена в модуле 110 тягача. Подсистема 299 содержит двигатель 230, выполненный с возможностью снабжения энергией транспортного средства 100. Двигатель 230 представляет собой двигатель внутреннего сгорания. Двигатель 230 может представлять собой дизельный двигатель с любым требуемым количеством цилиндров, например 4, 5 или 6 цилиндров.

Выхлопные газы, генерируемые двигателем 230 во время работы транспортного средства 100, подают через первую трубу 235 в катализатор 260, который в данном примере варианта осуществления представляет собой так называемый катализатор SCR. Катализатор 260 соединен со второй трубой 265, которая предусмотрена для подачи выхлопных газов из транспортного средства 100 в окружающую среду транспортного средства. Специалистам в данной области техники будет понятно, что подсистема 299 может содержать дополнительные компоненты, например фильтр частиц. Эти и другие компоненты были исключены здесь с тем, чтобы сделать изобретение более понятным.

Первый датчик 240 расположен перед катализатором 260 на первой трубе 235. Первый датчик 240 выполнен с возможностью измерения массового расхода газа в первой трубе 235. Первый датчик 240 выполнен с возможностью непрерывного определения значений, которые представляют массовый расход газа в первой трубе 235. Первый датчик 240 выполнен с возможностью определения массового расхода газа в режиме реального времени в первой трубе 235. Первый датчик 240 может связываться с модулем 220 управления эмиссией через соединение 241. Первый датчик 240 может постоянно передавать в модуль 220 управления эмиссией сигналы, которые содержат информацию о массовом расходе газа в первой трубе 235. Модуль 220 управления эмиссией может принимать сигналы, переданные первым датчиком 240.

Второй датчик 270 расположен рядом с катализатором 260. Второй датчик 270 выполнен с возможностью измерения преобладающей температуры катализатора 260. Второй датчик 270 может непрерывно определять преобладающую температуру катализатора 260. Второй датчик 270 может определять в режиме реального времени преобладающую температуру катализатора 260. Второй датчик 270 выполнен с возможностью связи с модулем 220 управления эмиссией через соединение 271. Второй датчик 270 выполнен с возможностью непрерывно передавать в модуль 220 управления эмиссией сигнал, который содержит информацию о преобладающей температуре катализатора 260. Модуль 220 управления эмиссией может принимать сигналы, переданные от второго датчика 270.

Модуль 220 управления эмиссией выполнен с возможностью связи с инжектором 250 жидкости через соединение 251. Инжектор 250 жидкости расположен на первой трубе 235. Модуль 220 управления эмиссией выполнен с возможностью управления инжектором 250 жидкости с помощью сигналов управления, передаваемых через соединение 251. Инжектор 250 жидкости выполнен с возможностью впрыска жидкости в первую трубу 235 на основе принятых сигналов управления.

В данном примере варианта осуществления инжектор 250 жидкости выполнен с возможностью впрыска в первую трубу 235 жидкого раствора, который содержит мочевину. Пример жидкого раствора представляет собой AdBlue. Предусмотрен контейнер (не показан), который содержит раствор жидкости. Контейнер соединен по потоку с инжектором 250 жидкости через канал, который выполнен так, что он подает раствор жидкости в инжектор 250 жидкости для ее впрыска в первую трубу 235.

Впрыск AdBlue или некоторого другого соответствующего жидкого раствора, содержащего мочевину, позволяет выполнять каталитический процесс в катализаторе 260 таким образом, что окислы азота (NO_x) взаимодействуют с аммонием (NH₃), таким образом, что может быть сформирован газообразный азот (N₂) и вода (H₂O).

Во время статической работы AdBlue, подаваемый в первую трубу 235, может преобразовываться в кристаллы с последующим накоплением нежелательного налета внутри первой трубы 235. В течение длительного периода статической работы транспортного средства такой налет может накапливаться и становиться настолько толстым, что первая труба 235 будет блокирована. Настоящее изобретение направлено на предотвращение такого накопления кристаллизуемой мочевины.

Для специалистов в данной области техники будет понятно, что первый датчик 240, второй датчик 270 и инжектор 250 жидкости могут быть соответствующих типов и что они могут, соответственно, быть выполнены в подсистеме 299.

В соответствии с версией модуль 200 управления двигателем выполнен с возможностью связи с модулем 220 управления эмиссией через соединение 221. Модуль 200 управления двигателем также называется первым модулем 200 управления. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью управления модулем 220 управления эмиссией путем постоянной передачи сигналов управления в него. Первый модуль 200 управления имеет модель эмиссии, сохраненную в его запоминающем устройстве. Первый модуль 200 управления может использовать сохраненную модель эмиссии для оценки преобладающего массового расхода газа в первой трубе 235. Первый модуль 200 управления также может использовать сохраненную модель эмиссии для оценки преобладающей температуры в катализаторе 260. В одной версии изобретения первый модуль 200 управления выполнен с возможностью оценки преобладающего массового расхода газа в первой трубе 235, который должен возникать в заданной рабочей ситуации транспортного средства 100. Аналогично, первый модуль 200 управления выполнен с возможностью оценки преобладающей температуры катализатора 260, которая должна возникать в заданной рабочей ситуации транспортного средства 100.

Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью расчета обычным способом преобладающей нагрузки транспортного средства, например, преобладающего крутящего момента выходного вала двигателя 230.

В примере первый модуль 200 управления может принимать форму ведущего модуля, и модуль управления эмиссией может принимать форму ведомого модуля. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью управления впрыском мочевины в первую трубу 235 в соответствии с сохраненными процедурами операций.

Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью регулирования температуры выхлопных газов после двигателя, изменяя, например, угол впрыска для по меньшей мере одного из цилиндров двигателя.

Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью управления двигателем 230 определенным способом для регулирования температуры выхлопных газов после двигателя 230. Первый модуль 200 управления выполнен с возможностью регенерировать фильтр частиц выхлопной системы, когда это необходимо.

Второй модуль 210 управления выполнен с возможностью связи с первым модулем 200 управления через соединение 211. Второй модуль 210 управления может быть соединен с возможностью отсоединения с первым модулем 200 управления. Второй модуль 210 управления может представлять собой модуль управления, расположенный внешне для транспортного средства 100. Второй модуль 210 управления может быть выполнен с возможностью выполнения этапов нового способа в соответствии с изобретением. Второй модуль 210 управления можно использовать для загрузки программного обеспечения с распределением в первый модуль 200 управления, в частности, программного обеспечения для выполнения нового способа.

Второй модуль 210 управления в качестве альтернативы может быть выполнен с возможностью связи с первым модулем 200 управления через внутреннюю сеть в транспортном средстве. Второй модуль 210 управления может, например, быть выполнен с возможностью выполнения по существу функций, аналогичных с первым модулем 200 управления, например, для определения, достигается ли заданное рабочее состояние упомянутого транспортного средства, что относится к ситуации, в которой возникает повышенный риск формирования налета в выхлопной системе; и для применения, если достигается упомянутое состояние, по меньшей мере одной меры для противодействия упомянутому формированию налета.

В соответствии с вариантом осуществления, описанным со ссылкой на фиг. 2, первый датчик 240, второй датчик 270 и инжектор 250 жидкости соединены с возможностью передачи сигнала с модулем 220 управления эмиссией. Следует отметить, что возможны и другие конфигурации; например, первый датчик 240, второй датчик 270 и инжектор 250 жидкости могут быть соединены с возможностью передачи сигнала с первым модулем 200 управления и/или вторым модулем 210 управления. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что возможны различные варианты. Части нового способа могут выполняться с помощью сохраненного программного обеспечения в первом модуле 200 управления, втором модуле 210 управления и в модуле 220 управления эмиссией или в их комбинации. Следует отметить, что первый модуль 200 управления, второй модуль 210 управления и модуль 220 управления эмиссией могут быть физически разделены или могут быть частично или полностью интегрированы.

На фиг. 3a схематично показан график того, как скорость в об/мин двигателя транспортного средства и ее среднеквадратичное отклонение sa зависят от времени в соответствии с примером.

Скорость в об/мин двигателя представлена графиком а, который в данном примере представляет транспортное средство 100, которое работает нестатически, вплоть до момента времени T1a, после которого оно работает статически. Работа транспортного средства 100 таким статическим образом повышает риск того, что нежелательный налет кристаллизуемой мочевины или некоторый другой нежелательный налет на основе преобразованной мочевины может сформироваться в выхлопной системе транспортного средства.

Среднеквадратичное отклонение sa скорости двигателя в об/мин также иллюстрируется на фиг. 3a. По естественным причинам среднеквадратичное отклонение sa уменьшается в направлении к минимуму (0), когда транспортное средство работает с по существу постоянной скоростью двигателя, как после момента времени T1a.

Если среднеквадратичное отклонение sa скорости в об/мин двигателя будет ниже заданного уровня L1a в течение определенного времени ΔTa, можно определить, что рабочее состояние транспортного средства достигнуто, которое относится к ситуации, в которой повышен риск формирования налета в выхлопной системе. Другими словами, таким образом определяют, что транспортное средство работало статическим образом в течение определенного критического времени, в результате чего повысился риск кристаллизации мочевины в выхлопной системе. Время ΔTa представляет собой любое заданное время. Время ΔTa может представлять собой порядка одной минуты. Время ΔTa может быть порядка двух или больше минут. Время ΔTa может составлять порядка одного часа. Время ΔTa может составлять порядка двух или больше часов.

На фиг. 3b схематично показан график того, как нагрузка Tq транспортного средства и его среднеквадратичное отклонение зависят от времени в соответствии с примером. В данном примере нагрузка Tq представляет собой крутящий момент выходного вала двигателя.

Нагрузка Tq представлена графиком b, который в данном примере представляет транспортное средство 100, управляемое нестатически, вплоть до момента времени T1b, после которого им управляют статически. Работа транспортного средства 100 таким статическим образом увеличивает риск того, что нежелательный налет из кристаллизовавшейся мочевины или некоторый другой нежелательный налет на основе преобразованной мочевины может сформироваться в выхлопной системе транспортного средства.

Среднеквадратичное отклонение sb нагрузки Tq также иллюстрируется на фиг. 3b. По естественным причинам среднеквадратичное отклонение sb уменьшается в направлении минимума (0), когда транспортным средством управляют с по существу постоянной нагрузкой, как после момента времени T1b.

Если среднеквадратичное отклонение sb нагрузки Tq находится ниже заданного уровня L1b в течение определенного времени ΔTb, можно определить, что рабочее состояние упомянутого транспортного средства достигается, которое приводит к ситуации, в которой повышается риск формирования налета в выхлопной системе. Другими словами, таким образом, определяют, что транспортным средством управляли статически в течение определенного критического времени, в результате чего повысился риск кристаллизации мочевины в выхлопной системе. Время ΔTb представляет собой любое заданное время. ΔTb может составлять порядка одной минуты, время ΔTb может составлять порядка двух или больше минут. Время ΔTb может составлять порядка одного часа. Время ΔTb может составлять порядка двух или больше часов.

Представленное выше описание со ссылкой на фиг. 3a и 3b представляет собой два разных способа определения, возникало ли в течение заданного времени состояние статической работы транспортного средства, которое приводит к повышенному риску формирования кристаллов мочевины, подаваемой в выхлопную систему транспортного средства.

Для специалистов будет понятно, что существует множество разных способов определения, управляли ли транспортным средством статически в течение заданного времени. Например, способ на основе дисперсии скорости двигателя или нагрузки транспортного средства можно использовать аналогичным образом. Альтернативный способ может определять состояние статической работы транспортного средства путем анализа характеристик первой или второй производной по времени скорости и/или нагрузки двигателя.

Следует отметить, что другие параметры, кроме скорости двигателя и нагрузки, можно использовать для определения, возникло ли состояние статической работы транспортного средства. Например, параметр массового расхода выхлопного газа можно использовать для определения, возникло ли состояние статической работы транспортного средства. Термин "состояние статической работы" относится в данном случае к ситуации, в которой транспортным средством управляют таким образом, что преобладают статические условия в отношении массового расхода выхлопного газа, в результате чего возникает риск формирования кристаллов неиспарившейся мочевины. Другой параметр, который можно использовать для определения, возникло ли состояние статической работы транспортного средства, представляет собой преобладающая скорость газа, при которой может возникнуть риск формирования кристаллов неиспарившейся мочевины. Также можно использовать комбинации представленных выше параметров.

Параметры скорости двигателя и нагрузки транспортного средства были приняты здесь в качестве ясной иллюстрации пары вариантов осуществления настоящего изобретения. Аналогично, использование среднеквадратичного отклонения этих параметров может быть принято для иллюстрации некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4a схематично показана блок-схема последовательности операций способа улучшения рабочих характеристик транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ включает первый следующий этап s401, на котором:

определяют, было ли достигнуто заданное рабочее состояние упомянутого транспортного средства, которое относится к ситуации, в которой увеличивается риск формирования налета в выхлопной системе; и

применяют, если упомянутое рабочее состояние достигается, по меньшей мере одну меру для противодействия формированию упомянутого налета. Способ заканчивается после этапа s401.

На фиг. 4b показана более подробная блок-схема последовательности операций способа улучшения рабочих характеристик моторного транспортного средства, которое имеет двигатель и выхлопную систему с катализатором, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Способ включает первый этап s410 определения любого требуемого количества значений параметра. В этом примере количество значений детектируется для преобладающей скорости в об/мин двигателя 230 транспортного средства 100. В качестве альтернативного примера количество значений для преобладающей нагрузки Tq транспортного средства может быть рассчитано обычным способом. После этапа s410 следует этап s420.

Этап s420 способа включает обработку определенных значений параметра. В этом примере среднеквадратичное отклонение sa рассчитывают для детектированных значений, для преобладающей скорости в об/мин двигателя 230. В альтернативном примере среднеквадратичное отклонение sb рассчитывают для рассчитанных значений для преобладающей нагрузки Tq транспортного средства. После этапа 420 следует этап s430.

В способе в соответствии с этапом s430 определяют, находилось ли рассчитанное среднеквадратичное отклонение sa ниже заданного порогового значения L1a в течение заданного времени ΔTa. В качестве альтернативы на этапе s430 определяют, находилось ли рассчитанное среднеквадратичное отклонение sb ниже заданного порогового значения L1b в течение заданного времени ΔTb. Если это так, выполняют следующий этап s440. В противном случае снова выполняют этап s410.

На этапе s440 способа определяют, что существует состояние статической работы. Это состояние работы относится к ситуации, в которой повышен риск формирования налета в выхлопной системе. После этапа s440 следует этап s450.

На этапе s450 способа проверяют, целесообразно ли применять меры для противодействия упомянутому формированию налета. Это может включать этап, на котором: определяют преобладающую температуру катализатора 260 и сравнивают эту температуру с опорной температурой для определения, целесообразно ли применять упомянутые меры. В качестве альтернативы он может содержать: определяют преобладающий массовый расход газа после двигателя 230 и сравнивают это значение с опорным значением массового расхода для определения, целесообразно ли применять упомянутые меры. В качестве альтернативы определяют значение, которое представляет количество мочевины, которое было подано в выхлопную систему в течение определенного времени, для определения, целесообразно ли применять упомянутые меры. После этапа s450 следует этап s460.

На этапе s460 способа применяют, если соответствует, на основе результата предыдущего этапа, активные меры, для противодействия упомянутому формированию налета. Способ заканчивается после этапа s460.

На фиг. 5 показана схема вариант устройства 500. Модули 200 и 210 управления, описанные со ссылкой на фиг. 2, могут в этом варианте содержать устройство 500. Устройство 500 содержит энергонезависимое запоминающее устройство 520, модуль 510 обработки данных и запоминающее устройство 550 считывания/записи. Энергонезависимое запоминающее устройства 520 может иметь первый элемент 530 запоминающего устройства, в котором сохранена компьютерная программа, например, операционная система для управления функцией устройства 500. Устройство 500 дополнительно содержит контроллер шины, порт последовательное передачи данных, средство ввода/вывода, АЦ-преобразователь, модуль ввода и передачи времени и даты, счетчик событий и контроллер прерываний (не показан). Энергонезависимое запоминающее устройство 520 также имеет второй элемент 540 запоминающего устройства.

Предложена компьютерная программа P, которая содержит процедуры для улучшения рабочих характеристик транспортного средства 100, которое имеет двигатель 230 и выхлопную система с катализатором 260, в соответствии с новым способом. Программа P содержит процедуры для определения, было ли достигнуто заданное рабочее состояние упомянутого транспортного средства, которое относится к ситуации, в которой повышен риск формирования налета в выхлопной системе. Программа P содержит процедуру для применения, если упомянутое состояние достигается, по меньшей мере одной меры для противодействия формированию упомянутого налета в соответствии с новым способом. Программа P может быть сохранена в исполняемой форме или в сжатой форме в запоминающем устройстве 560 и/или в запоминающем устройстве 550 считывания/записи. В случае, когда упомянуто, что модуль 510 обработки данных выполняет определенную функцию, это означает, что модуль 510 обработки данных выполняет определенную часть программы, которая сохранена в запоминающем устройстве 560, или определенную часть программы, которая сохранена в запоминающем устройстве 550 считывания/записи.

Модуль 510 обработки данных может связываться с портом 599 данных через шину 515 данных. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 предназначено для связи с модулем 510 обработки данных через шину 512 данных. Отдельное запоминающее устройство 560 предназначено для связи с модулем 510 обработки данных через шину 511 данных. Запоминающее устройство 550 считывания/записи может связываться с модулем 510 обработки данных через шину 514 данных. Порт 599 данных может иметь, например, соединения 201, 211, 221, 241, 251 и 271, соединенные с ним (см. фиг. 2).

Когда данные принимают в порте 599 данных, их временно сохраняют во втором запоминающем элементе 540. После временного сохранения принятых входных данных модуль 510 обработки данных готов выполнить код, таким образом, как описано выше. В соответствии с версией сигналы, принятые в порте 599 данных, содержат информацию о преобладающей скорости двигателя 230 транспортного средства 100. В соответствии с версией сигналы, принятые через порт 599 данных, содержат информацию о преобладающей нагрузке транспортного средства. Сигналы, принятые через порт 599 данных, могут использоваться устройством 500 для определения, управляют ли транспортным средством 100 таким образом, что повышается риск формирования кристаллической мочевины в выхлопной системе. В таком случае устройство 500 выполнено с возможностью применения активных мер для противодействия формированию кристаллов. Части способа, описанного здесь, могут быть выполнены устройством 500 с помощью модуля 510 обработки данных, в котором работает программа, сохраненная в запоминающем устройстве 560 или запоминающем устройстве 550 считывания/записи. Когда программа работает в устройстве 500, выполняются способы, описанные здесь.

Представленное выше описание предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения предусмотрено с целью иллюстрации и описания, оно не предназначено быть исчерпывающим и не ограничивает изобретение описанными вариантами. Множество модификаций и вариантов будет очевидным для специалиста в данной области техники. Варианты осуществления были выбраны и описаны для наилучшего пояснения принципов изобретения и их практического применения и, следовательно, с тем, чтобы специалисты могли понять изобретение в различных вариантах осуществления и с различными модификациями, соответствующими предполагаемому использованию.

Изобретение относится к способу для улучшения рабочих характеристик транспортного средства. Способ для улучшения рабочих характеристик транспортного средства (100; 110), которое имеет двигатель (230) и выхлопную систему с катализатором (260). Способ включает этап определения (s440), было ли достигнуто заданное рабочее состояние транспортного средства (100; 110), которое относится к ситуации, в которой повышается риск формирования налета в выхлопной системе. Способ также включает этап применения (s460), если рабочее состояние достигается, по меньшей мере одной меры для противодействия формированию налета. Изобретение также относится к устройству для улучшения рабочей характеристики транспортного средства (100; 110), которое имеет двигатель (230) и выхлопную систему с катализатором (260), и к транспортному средству, которое оборудовано таким устройством. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы транспортного средства, а также уменьшение объема технического обслуживания. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ улучшения рабочих характеристик транспортного средства (100; 110), которое имеет двигатель (230) и выхлопную систему с катализатором (260), отличающийся тем, что:
определяют (s440), было ли достигнуто заданное состояние работы транспортного средства (100; 110), включая определение (s430) того, работало ли транспортное средство (100; 110) статически в течение определенного времени (ΔTa; ΔTb), которое относится к ситуации, в которой увеличивается риск формирования налета из мочевины в выхлопной системе; и
применяют (s460) по меньшей мере одну меру для противодействия формированию налета, если было достигнуто упомянутое рабочее состояние.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе определения рабочего состояния определяют (s430), находилось ли среднеквадратичное отклонение (sa) и/или дисперсия (s²a) для скорости двигателя (об/мин) ниже заданного значения (L1a) в течение определенного времени (ΔTa).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе определения рабочего состояния определяют (s430), находилось ли среднеквадратичное отклонение (sb) и/или дисперсия (s²b) для нагрузки транспортного средства (Tq) ниже заданного значения (L1b) в течение определенного времени (ΔTb).

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что перед применением упомянутых мер дополнительно:
определяют (s450) преобладающую температуру катализатора (260) и/или
определяют (s450) преобладающий массовый расход газа после двигателя (230) и/или
определяют (s450) значение, которое представляет количество мочевины, которое было подано в выхлопную систему в течение определенного времени.

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на этапе применения меры регулируют подачу мочевины в выхлопную систему.

6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на этапе применения изменяют температуру выхлопных газов после двигателя (230).

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что температуру выхлопных газов изменяют посредством этапов, на которых:
управляют двигателем (230) заданным образом и/или
регенерируют фильтр частиц выхлопной системы.

8. Устройство для улучшения рабочих характеристик транспортного средства (100; 110), имеющего двигатель (230) и выхлопную систему с катализатором (260), отличающееся тем, что оно содержит:
средство для определения, работало ли транспортное средство (100; 110) статически в течение определенного времени (ΔTa; ΔTb);
средство (200; 210; 220; 500) для определения, достигнуто ли заданное рабочее состояние транспортного средства (100; 110), которое приводит к ситуации, в которой повышается риск формирования налета из мочевины в выхлопной системе; и
средство (200; 210; 220; 500) для применения по меньшей мере одной меры для противодействия формированию налета, если рабочее состояние достигнуто.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство (200; 210; 220; 500) для определения, находилось ли среднеквадратическое отклонение (sa) и/или дисперсия (s²b) для скорости двигателя (об/мин) ниже заданного значения (L1a) в течение определенного времени (ΔTa).

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство (200; 210; 500) для определения, находилось ли среднеквадратичное отклонение (sb) и/или дисперсия (s²b) нагрузки транспортного средства (Tq) ниже заданного значения (L1b) в течение определенного времени (ΔTb).

11. Устройство по любому из пп.8-10, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит:
средство (270, 220) для определения преобладающей температуры катализатора (260) и/или
средство (240; 220) для определения преобладающего массового расхода газа после двигателя (230) и/или
средство (200; 210; 220) для определения значения, которое представляет количество мочевины, которое было подано в выхлопную систему в течение определенного времени.

12. Устройство по любому из пп.8-10, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство (200; 210; 220; 250) для регулирования подачи мочевины в выхлопную систему.

13. Устройство по любому из пп.8-10, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство (200; 210; 220) для изменения температуры выхлопных газов после двигателя (230).

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что средство (200; 210; 220) для изменения температуры выхлопных газов после двигателя (230) выполнено с возможностью
управления двигателем (230) заданным образом и/или
регенерирования фильтра частиц выхлопной системы.

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 представляет собой грузовик, автобус или пассажирский автомобиль.

17. Машиночитаемый носитель данных, содержащий компьютерную программу, содержащую программный код для обеспечения выполнения модулем электронного управления или другим компьютером, соединенным с модулем электронного управления, этапов способа по любому из пп.1-7.