СПОСОБ И УСТРОЙСТВО, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ОХЛАЖДЕНИЮ ДОЗАТОРОВ СИСТЕМЫ SCR Российский патент 2015 года по МПК F01N3/20 F01N9/00 F01N11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к способу, относящемуся к системе SCR для очистки выхлопных газов. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код для компьютера для реализации способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к системе SCR для очистки выхлопных газов и к механическому транспортному средству, которое оборудовано системой SCR.

Уровень техники

В настоящее время, в транспортных средствах используется, например, мочевина в качестве химического восстановителя в системах SCR (избирательного каталитического восстановления), которые содержат катализатор SCR, с использованием которого может проходить реакция вышеупомянутого химического восстановителя и газа NOx (оксида азота) для их преобразования в азот и воду. В системах SCR могут быть использованы различные типы химических восстановителей. AdBlue является иллюстративным широко используемым химическим восстановителем.

Один тип системы SCR содержит емкость, в которой находится химический восстановитель. В системе SCR также имеется насос, приспособленный для высасывания вышеупомянутого химического восстановителя из емкости через заборный шланг, и для его подачи через напорный шланг в дозатор, расположенный рядом с выхлопной системой транспортного средства, например, рядом с выхлопной трубой выхлопной системы. Дозатор приспособлен для впрыскивания необходимого количества химического восстановителя в выхлопную трубу перед катализатором SCR, в соответствии с установленными режимами работы, которые хранятся в блоке управления транспортного средства. Для облегчения регулировки давления, при малой величине дозирования или полного его отсутствия, система также содержит возвратный шланг, который возвращается в емкость со стороны нагнетания системы. Эта конфигурация позволяет охлаждать дозатор посредством химического восстановителя, который, во время охлаждения, течет из емкости через насос и дозатор, а затем обратно в емкость. Таким образом, предоставляется дозатор с активным охлаждением. Обратный поток из дозатора в емкость, может быть, по существу, постоянным, и, в настоящее время, не управляется или регулируется посредством соответствующих клапанов или аналогичных блоков.

Поскольку в настоящее время дозатор располагается рядом с выхлопной системой транспортного средства, которая нагревается во время функционирования транспортного средства, например, в зависимости от нагрузки, существует риск возникновения перегрева дозировочного клапана. Перегрев дозатора может повлечь за собой постепенное ухудшение его функционирования, что потенциально снизит качество его работы.

В настоящее время, дозатор содержит электрические компоненты, причем некоторые из них снабжены печатной платой. Вышеупомянутая печатная плата, например, может быть приспособлена для управления дозированием AdBlue в выхлопную систему транспортного средства. По различным причинам, эти электрические компоненты являются чувствительными к высоким температурам. Слишком высокие температуры дозатора могут привести к постепенному ухудшению электрических компонентов, что потенциально приводит к дорогому ремонту в мастерской для технического обслуживания. Кроме того, химический восстановитель, присутствующий в блоке дозирования, может, по меньшей мере, частично кристаллизоваться при слишком высоких температурах, что потенциально приводит к засорению дозатора. Следовательно, тот факт, что температура дозатора системы SCR не должна превышать критический уровень, имеет первостепенное значение.

В настоящее время, охлаждение дозатора системы SCR транспортного средства происходит непрерывно во время функционирования транспортного средства в обычном режиме в результате циркуляции химического восстановителя в системе SCR, как указано выше. В настоящее время, способ охлаждения дозатора во время функционирования транспортного средства работает вполне приемлемо.

После функционирования транспортного средства, большое количество тепловой энергии, произведенной посредством его функционирования, сохраняется, прежде всего, в выхлопной системе. Эта тепловая энергия может передаваться дозатору, например, от глушителя и катализатора SCR, и она может нагреть дозатор до температуры, которая превышает критическое значение.

Когда транспортное средство выключается и, следовательно, поток выхлопных газов в выхлопной системе прекращается, дозатор химического восстановителя охлаждается в течение предварительно определенного промежутка времени, например, приблизительно 30 минут, посредством вышеупомянутого химического восстановителя таким же образом, как и при функционировании в нормальном режиме.

Эта структура влечет за собой определенные неудобства. Одним является относительно большая величина энергии, используемой для запуска насоса в системе SCR после выключения транспортного средства. Любой аккумулятор транспортного средства, используемый для запуска насоса системы SCR, таким образом, может быть разряжен или может достигнуть нежелательно низкого уровня заряда.

Другим неудобством дозатора, охлаждаемого таким же образом, как и во время функционирования в нормальном режиме, является то, что насос системы SCR создает неприятный шум, который, например, водитель транспортного средства может найти раздражающим, в частности, если он или она должны поспать в кабине после поездки, или находятся в непосредственной близости от транспортного средства.

Следовательно, существует потребность в улучшении существующих способов охлаждения дозатора в системе SCR после выключения транспортного средства для уменьшения или устранения вышеупомянутых неудобств.

В DE 102007000666 A1 описывается устройство для подачи реагента-восстановителя к выхлопному патрубку во время каталитической очистки выхлопных газов и обсуждается охлаждение впрыскивающего клапана для реагента-восстановителя после выключения двигателя, вследствие чего отключается поток выхлопных газов. Конструкция согласно DE 102007000666 A1 содержит охлаждающую рубашку, которая, в целях охлаждения, окружает впрыскивающий клапан и приспособлена для пропускания через нее потока реагента-восстановителя.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в предложении нового и эффективного способа улучшения работы системы SCR.

Другая цель изобретения состоит в предложении новой и эффективной системы SCR и новой и эффективной компьютерной программы для улучшения работы системы SCR.

Цель настоящего изобретения состоит в предложении нового и эффективного способа осуществления охлаждения дозатора системы SCR после остановки в нем потока выхлопных газов.

Другая цель изобретения состоит в предложении новой и эффективной системы SCR и новой и эффективной компьютерной программы для осуществления охлаждения дозатора системы SCR после остановки потока выхлопных газов в системе SCR.

Дополнительная цель изобретения состоит в предложении способа, устройства и компьютерной программы для уменьшения риска возникновения перегрева дозатора в системе SCR после остановки потока выхлопных газов в системе SCR.

Дополнительная цель изобретения состоит в предложении альтернативного способа, альтернативной системы SCR и альтернативной компьютерной программы для уменьшения риска возникновения перегрева дозатора в системе SCR после остановки потока выхлопных газов в системе SCR.

Эти цели достигаются при помощи способа охлаждения дозатора, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов по пункту 1 формулы изобретения.

Аспект изобретения предлагает способ охлаждения дозатора, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов, содержащей этап охлаждения дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого в него реагента-восстановителя после остановки потока выхлопных газов. Способ также содержит этап работы подающего устройства для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной рабочей мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. Вышеупомянутая работа с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме относится к подающему устройству.

Для минимизации воздействия на транспортное средство, предложенная функция вызывает уменьшение скорости работы насоса подающего устройства системы SCR во время охлаждения дозатора после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов. Эта уменьшенная скорость работы насоса ниже или существенно ниже скорости, используемой во время функционирования в нормальном режиме системы SCR, и это функционирование в нормальном режиме является функционированием системы SCR в процессе движения транспортного средства, или предшествующим функционированием в нормальном режиме системы SCR во время охлаждения дозатора после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов.

При наличии данного преимущества уменьшается приведенная выше потребность в уменьшении электрической энергии из аккумулятора транспортного средства, при выключении его двигателя во время последующей процедуры охлаждения.

Уменьшение рабочей мощности подающего устройства, по существу, с неизменной способностью к охлаждению дозатора, приводит к меньшему количеству шума, в отличие от работы подающего устройства с полной мощностью, как было указано ранее. Частью оригинального решения настоящего изобретения является то, что было обнаружено, что если рабочая мощность подающего устройства уменьшается, то способность к охлаждению дозатора уменьшается очень незначительно.

Несмотря на то, что рабочая мощность подающего устройства уменьшается, по существу, с неизменной способностью к охлаждению дозатора, можно избежать кристаллизации реагента-восстановителя в результате чрезмерно высоких температур и, вследствие этого, засорения дозатора, которое потенциально приведет к дорогостоящему ремонту системы SCR.

Несмотря на уменьшение рабочей мощности подающего устройства, по существу, с неизменной способностью к охлаждению дозатора, повреждения электрических компонентов дозатора под воздействием высокой температуры могут быть успешно предотвращены.

Уменьшение рабочей мощности подающего устройства может повлечь за собой его работу с более низкой скоростью, чем во время функционирования в нормальном режиме. Уменьшение мощности подающего устройства может привести к более низкому давлению реагента-восстановителя в направлении дозатора, чем во время функционирования в нормальном режиме.

В соответствии с вариантом осуществления, мощность подающего устройства для вышеупомянутого реагента-восстановителя уменьшается, по меньшей мере, на одном этапе, до уровня, который приводит, по существу, к отсутствию изменения способности к охлаждению, но на котором используется, по существу, меньше энергии, чем в существующем уровне техники.

Способ может содержать этап работы вышеупомянутого подающего устройства с минимально возможной мощностью, по существу, с неизменной способностью к охлаждению вышеупомянутого дозатора, на время продолжения охлаждения. При наличии данного преимущества достигается функция охлаждения, посредством которой способность к охлаждению вышеупомянутого дозатора является, по существу, неизменной, но, при этом, целесообразно уменьшается воздействие системы SCR на транспортное средство.

Этап работы вышеупомянутого подающего устройства может содержать его работу с мощностью, соответствующей 10-30% от мощности во время функционирования в нормальном режиме. При наличии данного преимущества, это приводит к уменьшению значительного количества энергии, необходимого для адекватного охлаждения дозатора системы SCR. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, этап работы вышеупомянутого подающего устройства может содержать его работу с мощностью, соответствующей менее 10% от мощности во время функционирования в нормальном режиме. В соответствии с вариантом осуществления, инновационный способ может привести к полному энергосбережению 10-50%, по сравнению со способами охлаждения в соответствии с текущим уровнем техники.

Способ может дополнительно содержать этап работы вышеупомянутого подающего устройства в течение предварительно определенного временного промежутка после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов. Любой адекватный временной промежуток может быть использован таким образом, чтобы охлаждение дозатора могло быть выключено автоматически, если после остановки потока выхлопных газов прошел вышеупомянутый временной промежуток.

Способ может дополнительно содержать этап работы вышеупомянутого подающего устройства на основе измеряемой температуры, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR. Любая адекватная температура из вышеупомянутой, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR может быть использована таким образом, чтобы охлаждение дозатора могло быть выключено автоматически, если после остановки потока выхлопных газов достигнута вышеупомянутая температура, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR.

Работа вышеупомянутого подающего устройства может повлечь за собой обеспечение эффектов повторного нагревания. Вышеупомянутый предварительно определенный временной промежуток и вышеупомянутая адекватная температура, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR может быть предварительно определена посредством компьютерной модели, хранящейся в блоке управления транспортного средства на основе уже известных эффектов избыточного нагревания системы SCR. Эффекты избыточного нагревания могут быть определены на основе расчетного запаса энергии в системе SCR.

Способ может дополнительно содержать этап непрерывной работы вышеупомянутого подающего устройства с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. Подающее устройство непрерывно работает с уменьшенной рабочей мощностью до момента, пока не обнаруживается, что охлаждение дозатора может быть закончено, после чего подающее устройство выключается. В соответствии с вариантом осуществления, вышеупомянутое подающее устройство работает непрерывно, то есть без остановки, с постоянной или переменной уменьшенной рабочей мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. В связи с этим, предлагается относительно простой алгоритм для работы вышеупомянутого подающего устройства. Этот вариант дает в результате вариант осуществления, который прост и легок для разработки, а также дает в результате очень хорошую возможность прогнозирования в отношении будущего профиля распределения температур дозатора.

Способ легко реализовать в существующих механических транспортных средствах. Программные средства, относящиеся к системе SCR для очистки выхлопных газов в соответствии с изобретением, могут быть установлены в блоке управления транспортного средства во время производства транспортного средства. Таким образом, покупатель транспортного средства может иметь возможность выбирать функцию данного способа в качестве возможного варианта. Альтернативно, программные средства, которые содержат программный код для применения инновационного способа, относящегося к системе SCR для очистки выхлопных газов, могут быть установлены в блоке управления транспортного средства в случае модернизации на станции технического обслуживания, и в этом случае, программные средства могут быть загружены в запоминающее устройство блока управления. Следовательно, реализация инновационного способа является рентабельной, в частности, поскольку в транспортное средство не должны быть установлены дополнительные компоненты или вспомогательные системы. В настоящее время, соответствующие аппаратные средства уже имеются в транспортном средстве. Следовательно, изобретение представляет рентабельное решение вышеуказанных проблем.

Программные средства, содержащие программный код для охлаждения дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого к нему реагента-восстановителя после остановки потока выхлопных газов и для работы подающего устройства для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме в соответствии с аспектом изобретения, могут быть легко обновлены или заменены. Кроме того, различные части программных средств, содержащие программный код для применения инновационного способа, могут быть заменены независимо друг от друга. Эта модульная конфигурация является целесообразной с точки зрения осуществления обслуживания.

Аспект изобретения предлагает систему SCR для очистки выхлопных газов, которая содержит охлаждаемый дозатор, причем система SCR содержит:

- средство для охлаждения дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого к нему реагента-восстановителя после остановки потока выхлопных газов, и

- средство для работы подающего устройства, для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме.

Система SCR может содержать средство для работы вышеупомянутого подающего устройства с минимально возможной мощностью, по существу, с неизменной способностью к охлаждению вышеупомянутого дозатора на время продолжения охлаждения.

Функционирование вышеупомянутого подающего устройства может содержать его работу с мощностью, соответствующей 10-30% от его мощности во время функционирования в нормальном режиме.

Система SCR может дополнительно содержать средство для работы вышеупомянутого подающего устройства в течение предварительно определенного временного промежутка после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов.

Система SCR может дополнительно содержать средство для работы вышеупомянутого подающего устройства на основе измеряемой температуры, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR.

Работа вышеупомянутого подающего устройства может повлечь за собой обеспечение эффектов повторного нагревания.

Система SCR может дополнительно содержать средство для непрерывной работы вышеупомянутого подающего устройства с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме.

Вышеупомянутые цели также достигаются при помощи механического транспортного средства, которое содержит систему SCR. Транспортное средство может являться грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.

Аспект изобретения предлагает любую платформу, которая содержит систему SCR, например судно. Судно может быть любого типа, например моторной лодкой, паровым судном, паромом или морским судном.

Аспект изобретения предлагает компьютерную программу, относящуюся к системам SCR для очистки выхлопных газов, которая содержит программный код для того, чтобы вызывать выполнение электронным блоком управления или другим компьютером, соединенным с электронным блоком управления, этапов по любому из пунктов 1-7 формулы изобретения.

Аспект изобретения предлагает компьютерный программный продукт, содержащий программный код, хранящийся на машиночитаемом носителе, для выполнения этапов способа по любому из пунктов 1-7 формулы изобретения, если вышеупомянутая программа выполняется на электронном блоке управления или другом компьютере, соединенном с электронным блоком управления.

Дополнительные цели, преимущества и новые отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидны для специалистов в данной области техники из последующего подробного описания, а также посредством осуществления изобретения на практике. Принимая во внимание, что изобретение описано ниже, следует отметить, что оно не ограничено конкретными описанными деталями. Специалисты, имеющие доступ к идее настоящего документа, поймут дополнительные сферы применения, модификации и объединения в пределах других областей техники, которые находятся в пределах объема изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его дополнительных целей и преимуществ, изложенное ниже подробное описание должно восприниматься вместе с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые ссылочные обозначения обозначают подобные элементы на различных графических представлениях, и на которых:

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

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

Фиг.3a является схематичной блок-схемой последовательности операций способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

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

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

Подробное описание чертежей

Фиг.1 изображает вид сбоку транспортного средства 100. Иллюстрируемое транспортное средство 100 содержит тягач 110 и трейлер 112. Транспортное средство может являться тяжелым транспортным средством, например грузовиком или автобусом. Альтернативно, транспортное средство может являться легковым автомобилем.

Следует отметить, что изобретение может применяться к любой системе SCR и, следовательно, не ограничено системами SCR механических транспортных средств. Инновационный способ и инновационное устройство, в соответствии с аспектом изобретения, хорошо подходят и для других платформ, которые имеют систему SCR, отличных от механических транспортных средств, например для судна. Судно может быть любого типа, например моторной лодкой, паровым судном, паромом или морским судном.

Инновационный способ и инновационная система SCR, в соответствии с аспектом изобретения, также хорошо подходят, например, для систем, которые содержат двигатели промышленного назначения и/или промышленные роботы с приводным двигателем.

Инновационный способ и инновационная система SCR, в соответствии с аспектом изобретения, также хорошо подходят для различных видов электростанций, например электростанций, содержащих дизельный генератор.

Инновационный способ и инновационная система SCR хорошо подходят для любой двигательной системы, которая содержит двигатель и систему SCR, например, на локомотиве или на какой-либо другой платформе.

Инновационный способ и инновационная система SCR хорошо подходят для любой системы, которая содержит генератор и систему SCR.

В настоящем документе, термин «канал» относится к каналу связи, который может являться физическим соединением, таким, как оптико-электронной линией передачи данных, или не физическим соединением, таким, как беспроводное соединение, например радиоканалом или каналом микроволновой связи.

В настоящем документе, термин «линия» относится к тракту для удержания и передачи жидкости, например химического восстановителя в жидкой форме. Линия может являться трубой любого подходящего размера. Линия может быть выполнена из любого подходящего материала, например пластмассы, резины или металла.

В настоящем документе, термин «восстановитель» или «реагент-восстановитель» относится к веществу, используемому для реакции с определенными выбросами в системе SCR. Например, эти выбросы могут быть газом . В настоящем документе термины «восстановитель» и «реагент-восстановитель» используются как синонимы. Вышеупомянутый восстановитель, в соответствии с вариантом, является так называемым AdBlue. Разумеется, могут быть использованы и другие виды восстановителя. В настоящем документе, AdBlue приводится в качестве примера восстановителя, но специалисты поймут, что инновационный способ и инновационная система SCR могут осуществляться и с другими типами восстановителя, при условии необходимой адаптации, например адаптации к адекватным температурам кристаллизации для выбранных восстановителей в алгоритмах управления для выполнения программного кода в соответствии с инновационным способом.

Фиг.2 изображает подсистему 299 транспортного средства 100. Подсистема 299 расположена в тягаче 110. Подсистема 299 может являться частью системы SCR. В этом примере, подсистема 299 содержит емкость 205, выполненную с возможностью вмещения восстановителя. Контейнер 205 приспособлен для вмещения подходящего количества восстановителя, и для того, чтобы иметь возможность его повторного наполнения по мере необходимости. В контейнере может вмещаться, например, 75 или 50 литров восстановителя.

Первая линия 271 приспособлена для подачи восстановителя в насос 230 из емкости 205. Насос 230 может быть любым подходящим насосом. Насос 230 может быть диафрагменным насосом, обеспеченным, по меньшей мере, одним фильтром. Насос 230 приспособлен для приведения в действие посредством электромотора. Насос 230 приспособлен для всасывания восстановителя из емкости 205 через первую линию 271 и подачи его через вторую линию 272 в дозатор 250. Дозатор 250 содержит дозировочный клапан с электрическим управлением, посредством которого управляют потоком восстановителя, добавляемого в выхлопную систему. Насос 230 приспособлен для нагнетания химического восстановителя во второй линии 272. Дозатор 250 обеспечен дроссельным блоком, относительно которого увеличивается вышеупомянутое давление восстановителя в подсистеме 299.

Дозатор 250 приспособлен для подачи вышеупомянутого восстановителя в выхлопную систему (не изображена) транспортного средства 100. Более конкретно, дозатор 250 приспособлен для управляемой подачи подходящего количества восстановителя в выхлопную систему транспортного средства 100. В соответствии с этим вариантом, катализатор SCR (не изображен) расположен ниже по потоку от положения в выхлопной системе, где производится подача восстановителя. Предполагается, что количество восстановителя, подаваемого в выхлопную систему, будет использоваться в катализаторе SCR обычным способом для уменьшения количества нежелательных выбросов.

Например, дозатор 250 располагается рядом с выхлопной трубой, которая приспособлена для подачи выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания (не изображен) транспортного средства 100 к катализатору SCR. Дозатор 250 расположен в тепловом контакте с выхлопной системой транспортного средства 100. Это означает, что тепловая энергия, накопленная, например, в выхлопной трубе, глушителе и катализаторе SCR, таким образом, может быть передана дозатору.

Дозатор 250 обеспечен электронной платой управления, которая приспособлена для обработки обмена данными с блоком 200 управления. Дозатор 250 также содержит пластиковые и/или резиновые компоненты, которые могут плавиться или на которые могут неблагоприятно влиять слишком высокие температуры.

Дозатор 250 чувствителен к температурам свыше определенного значения, например 120 градусов по Цельсию. Например, при превышении выхлопной трубой, глушителем и катализатором SCR транспортного средства 100 этого значения температуры, существует риск того, что дозатор может перегреться во время или после функционирования транспортного средства, если он не обеспечен средством охлаждения.

Третья линия 273 проходит между дозатором 250 и контейнером 205. Третья линия 273 приспособлена для возвращения в емкость 205 определенного количества восстановителя, подаваемого на дозировочный клапан 250. Эта конфигурация успешно обеспечивает охлаждение дозатора 250. Таким образом, дозатор 250 охлаждается посредством потока восстановителя по мере его прокачки через дозатор 250 из насоса 230 в емкость 205.

Первая линия 281 для радиаторной жидкости приспособлена для удержания и передачи хладагента для двигателя транспортного средства 100. Первая линия 281 для радиаторной жидкости частично расположена в контейнере 205 для нагрева находящегося в нем восстановителя, если восстановитель является холодным. В этом примере, первая линия 281 для радиаторной жидкости приспособлена для проведения радиаторной жидкости, которая была нагрета посредством двигателя транспортного средства, в замкнутом контуре через емкость 205, через насос 230 и вторую линию 282 радиаторной жидкости обратно в двигатель транспортного средства 100. В соответствии с вариантом, первая линия 281 радиаторной жидкости сконфигурирована, по существу, с U-образной частью, расположенной в контейнере 205, как схематично изображено на Фиг.2. При использовании данной конфигурации достигается улучшенное нагревание восстановителя в контейнере 205, если восстановитель имеет слишком низкую температуру для функционирования желаемым способом. Следует отметить, что первая линия 281 для радиаторной жидкости может иметь любую подходящую конфигурацию. Если химический восстановитель имеет температуру, которая превышает предварительно определенное значение, то нагревание химического восстановителя посредством радиаторной жидкости автоматически отключается.

Первый блок 200 управления обеспечивает возможность обмена данными с датчиком 220 температуры через канал 293. Датчик 220 температуры приспособлен для обнаружения преобладающей температуры восстановителя в месте размещения датчика. В соответствии с этим вариантом, датчик 220 температуры расположен в нижней части, по существу, U-образной конфигурации первой линии 281 для радиаторной жидкости. Датчик 220 температуры приспособлен для непрерывной отправки в первый блок 200 управления сигналов, которые содержат информацию о преобладающей температуре восстановителя.

В соответствии с альтернативой, датчик 220 температуры расположен рядом с дозатором 250 для обнаружения в этом месте преобладающей температуры. В соответствии с другим вариантом, датчик 220 температуры расположен рядом с катализатором SCR системы SCR для обнаружения в этом месте преобладающей температуры. В подсистеме 299 может быть предоставлено любое желаемое количество датчиков температуры для обнаружения преобладающей температуры в смежных с ними местах. Датчик/датчики 220 температуры приспособлены для обнаружения в подходящем положении в пределах подсистемы 299 преобладающей температуры, которая может служить основанием для управления функционированием насоса 230 для охлаждения дозатора посредством вышеупомянутого потока восстановителя.

Первый блок 200 управления обеспечивает возможность обмена данными с насосом 230 через канал 292. Первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием насоса 230, например, для регулирования потоков восстановителя в пределах подсистемы 299.

Первый блок 200 управления обеспечивает возможность обмена данными с дозатором 250 через канал 291. Первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием дозатора 250, например, для регулирования подачи восстановителя в выхлопную систему транспортного средства 100. Первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием дозатора 250, например, для регулирования обратной подачи восстановителя в емкость 205.

В соответствии с вариантом, первый блок 200 управления приспособлен для использования принятых сигналов, которые содержат преобладающую температуру восстановителя в области действия датчика 220 температуры и/или преобладающую температуру любого желаемого компонента системы SCR или подсистемы 299 в качестве основания для управления насосом 230, в соответствии с аспектом инновационного способа. В частности, в соответствии с вариантом, первый блок 200 управления приспособлен для использования принятых сигналов, которые содержат преобладающую температуру восстановителя в области нахождения датчика 220 температуры и/или преобладающую температуру любого желаемого компонента системы SCR или подсистемы 299 в качестве основания для управления функционированием насоса 230 с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме после остановки потока выхлопных газов из двигателя, в соответствии с аспектом инновационного способа.

Второй блок 210 управления обеспечивает возможность обмена данными с первым блоком 200 управления через канал 290. Второй блок 210 управления может быть соединен с первым блоком 200 управления с возможностью легкого отсоединения. Второй блок 210 управления может являться блоком управления, находящимся снаружи транспортного средства 100. Второй блок 210 управления может быть приспособлен для выполнения инновационных этапов способа, в соответствии с изобретением. Второй блок 210 управления может быть использован для промежуточной загрузки программных средств на первый блок 200 управления, в частности, программных средств для применения инновационного способа. Альтернативно, второй блок 210 управления может обеспечивать возможность обмена данными с первым блоком 200 управления через внутреннюю сеть транспортного средства. Второй блок 210 управления может быть приспособлен для выполнения, по существу, функций, подобных функциям первого блока 200 управления, например, с использованием принятых сигналов, которые содержат преобладающую температуру восстановителя в области нахождения датчика 220 температуры и/или преобладающую температуру любого желаемого компонента системы SCR или подсистемы 299 в качестве основания для управления функционированием насоса 230 с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме после остановки потока выхлопных газов из двигателя.

В соответствии с вариантом осуществления, схематично проиллюстрированным на Фиг.2, первый блок 200 управления приспособлен для управления функционированием насоса 230 с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме после остановки подачи потока выхлопных газов из двигателя таким образом, что любое количество электрической энергии, которое может быть необходимо для охлаждения дозатора 250 до критической температуры с точки зрения безопасности, было меньшим, чем в текущем уровне техники.

Фиг.3a является схематической блок-схемой последовательности операций способа охлаждения дозатора, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ содержит первый этап s301. Этап s301 способа содержит этапы, после остановки потока выхлопных газов, охлаждения дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого в дозатор реагента-восстановителя, и работы подающего устройства для подачи вышеупомянутого реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. После этапа s301 способ завершается.

Фиг.3b является схематической блок-схемой последовательности операций способа охлаждения дозатора, относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Способ содержит первый этап s310. Этап s310 способа содержит этап отключения потока выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания транспортного средства 100. На данном этапе, дозатор 250 охлаждается обычным способом, то есть, с рабочей мощностью насоса 230, которая необходима для поддержания такого же потока охлаждения дозатора, как и во время функционирования в нормальном режиме. Отключение потока выхлопных газов производится посредством выключения двигателя транспортного средства 100. За этапом s310 следует этап s320.

Этап s320 способа содержит этап оценки того, сохраняется ли потребность в охлаждении дозатора посредством потока восстановителя в системе SCR. Этап определения того, существует ли потребность продолжения вышеупомянутого охлаждения, может быть основан на различных параметрах. В соответствии с примером, определение того, сохраняется ли потребность в охлаждении, основано на сигналах от датчика 220 температуры, которые содержат информацию о преобладающей температуре, по меньшей мере, одного из компонентов системы SCR или подсистемы 299 транспортного средства 100. Если потребность в охлаждении не сохраняется, то способ завершается. Если потребность в охлаждении сохраняется, то выполняется последующий этап s330.

Этап s330 способа содержит этап воздействия на функционирование насоса 230 таким образом, что он работает с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. В соответствии с примером, насос 230 работает с мощностью, которая, в соответствии с примером, соответствует приблизительно 10% от мощности, используемой для поддержания потока охлаждения дозатора 250 во время функционирования в нормальном режиме. В соответствии с примером, насос 230 работает с мощностью, соответствующей менее 10% от мощности, используемой во время функционирования в нормальном режиме. В соответствии с другим примером, насос 230 работает с мощностью, соответствующей 10-30% от мощности, используемой во время функционирования в нормальном режиме. В соответствии с примером, насос непрерывно работает с уменьшенной мощностью по сравнению с мощностью, используемой во время функционирования в нормальном режиме. За этапом s330 следует этап s340.

Этап s340 способа содержит этап определения того, удовлетворяются ли требования предварительно определенного критерия. Предварительно определенный критерий может быть любым желаемым критерием, причем вышеупомянутый критерий может быть связан с предварительно определенным временным промежутком после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов. Вышеупомянутый критерий может быть связан с измеряемой температурой, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR. Вышеупомянутый критерий может быть связан с эффектами перегревания, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR. Таким образом, требования предварительно определенного критерия могут быть удовлетворены, если прошло заданное время с момента начала работы подающего устройства с уменьшенной мощностью, и в этом случае можно предположить, что дозатор 250 достиг желаемой температуры, при которой нет необходимости в его дальнейшем охлаждении. Если достигнута предварительно определенная температура, по меньшей мере, одной части системы SCR, то можно предположить, что дозатор 250 достиг желаемой температуры, при которой нет необходимости в его дальнейшем охлаждении. Если на этапе s340 определено, что требования предварительно определенного критерия удовлетворены, то способ завершается. Если на этапе s340 определено, что требования предварительно определенного критерия не удовлетворены, то функционирование насоса 230 продолжается с уменьшенной мощностью, по сравнению с функционированием в нормальном режиме, и этап s340 выполняется повторно. После этапа s340 способ завершается.

Фиг.4 является схематическим представлением варианта устройства 400. В варианте, блоки 200 и 210 управления, описанные со ссылкой на Фиг.2, могут содержать устройство 400. Устройство 400 содержит энергонезависимое запоминающее устройство 420, блок 410 обработки данных и оперативное запоминающее устройство 450. Энергонезависимое запоминающее устройство 420 имеет первый элемент 430 запоминающего устройства, в котором хранится компьютерная программа, например операционная система, для управления работой устройства 400. Устройство 400 дополнительно содержит шинный контроллер, последовательный порт связи, средство ввода/вывода, преобразователь A/D (аналого-цифровой), блок ввода и передачи времени и даты, счетчик событий и контроллер прерываний (не изображен). Энергонезависимое запоминающее устройство 420 также имеет второй элемент 440 запоминающего устройства.

Предложенная компьютерная программа P содержит стандартные подпрограммы для охлаждения дозатора реагента-восстановителя, после остановки потока выхлопных газов, посредством подаваемого на него реагента-восстановителя, и для работы подающего устройства для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме, в соответствии с инновационным способом. Программа P может храниться в исполняемой форме или в сжатой форме в запоминающем устройстве 460 и/или в оперативном запоминающем устройстве 450.

Поскольку блок 410 обработки данных описан как выполняющий конкретную функцию, то это означает, что блок 410 обработки данных осуществляет конкретную часть программы, хранящейся в запоминающем устройстве 460, или определенную часть программы, хранящейся в оперативном запоминающем устройстве 450.

Устройство 410 обработки данных может обмениваться данными с портом 499 данных через шину 415 данных. Энергонезависимое запоминающее устройство 420 предназначено для обмена данными с блоком 410 обработки данных через шину 412 данных. Отдельное запоминающее устройство 460 предназначено для обмена данными блоком 410 обработки данных через шину 411 данных. Оперативное запоминающее устройство 450 приспособлено для обмена данными с блоком 410 обработки данных через шину 414 данных. Например, порт 499 данных может иметь соединенные с ним каналы 290, 291, 292 и 293 (см. Фиг.2).

Когда данные приняты в порте данных 499, они временно сохраняются во втором элементе 440 запоминающего устройства. Когда входные данные временно сохранены, блок 410 обработки данных выполняет подготовку к осуществлению выполнения кода описанным выше способом. В соответствии с вариантом, сигналы, принятые в порте 499 данных, содержат информацию о преобладающей температуре, по меньшей мере, одной части системы SCR. Сигналы, принятые в порте 499 данных, могут быть использованы посредством устройства 400 для работы насоса 230 в соответствии с аспектом изобретения.

Части описанных в настоящем документе способов могут быть осуществлены посредством устройства 400 посредством блока 410 обработки данных, который выполняет программу, хранящуюся в запоминающем устройстве 460 или в оперативном запоминающем устройстве 450. Когда устройство 400 выполняет программу, выполняются способы, описанные в настоящем документе.

Аспект изобретения предлагает компьютерную программу, относящуюся к системам SCR для очистки выхлопных газов, которая содержит программный код, хранящийся в машиночитаемой среде для того, чтобы вызывать охлаждение при помощи электронного блока управления или другого компьютера, соединенного с электронным блоком управления, после остановки потока выхлопных газов, дозатора реагента-восстановителя посредством подаваемого в него реагента-восстановителя, и для работы подающего устройства для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме.

Предшествующее описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предоставлено для целей иллюстрации и описания. Оно не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или для ограничения изобретения описанными вариантами. Безусловно, для специалистов в данной области техники будут очевидны многие модификации и изменения. Варианты осуществления были выбраны и описаны для наилучшего объяснения принципов изобретения и применений его на практике и, следовательно, для обеспечения возможности специалистам понимания изобретения для различных вариантов осуществления и с различными модификациями, подходящими для его предполагаемого использования.

Изобретение относится к системе SCR для очистки выхлопных газов. Способ охлаждения дозатора (250) реагента-восстановителя, после остановки потока выхлопных газов, осуществляется посредством подаваемого в него реагента-восстановителя. Способ также содержит этап работы подающего устройства для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код (P) для компьютера (200; 210) для реализации способа в соответствии с изобретением. Изобретение также относится к системе SCR и механическому транспортному средству, которое оборудовано системой SCR. Техническим результатом является более эффективное охлаждение дозатора системы SCR после остановки потока выхлопных газов в системе SCR. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ охлаждения дозатора (250), относящегося к системам SCR для очистки выхлопных газов, содержащий этап, на котором:
- после остановки потока выхлопных газов охлаждают дозатор (250) реагента-восстановителя посредством подаваемого в него реагента-восстановителя,
отличающийся тем, что в нем имеется этап, на котором:
- подающее устройство (230) работает для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью, по сравнению с функционированием в нормальном режиме.

2. Способ по п.1, содержащий этап, на котором:
- вышеупомянутое подающее устройство работает с минимально возможной мощностью, по существу, с неизменной охлаждающей способностью вышеупомянутого дозатора во время продолжения охлаждения.

3. Способ по п.1 или 2, в котором этап, на котором этап работы вышеупомянутого подающего устройства содержит его работу с мощностью, соответствующей 10-30% от мощности во время функционирования в нормальном режиме.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- вышеупомянутое подающее устройство работает в течение предварительно определенного временного промежутка после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- вышеупомянутое подающее устройство работает на основе измеряемой температуры, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR.

6. Способ по любому из пп.4 или 5, в котором работа вышеупомянутого подающего устройства влечет за собой обеспечение эффектов повторного нагревания.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- вышеупомянутое подающее устройство непрерывно работает с уменьшенной мощностью, по сравнению с функционированием в нормальном режиме.

8. Система SCR для очистки выхлопных газов, которая содержит охлаждаемый дозатор (250), содержащая
- средство (200; 210; 400) для охлаждения дозатора реагента-восстановителя (250) после остановки потока выхлопных газов посредством реагента-восстановителя, который предназначен для подачи в дозатор,
отличающееся тем, что содержит
- средство (200; 210; 400) для работы подающего устройства (230) для подачи вышеупомянутого охлаждающего реагента-восстановителя с уменьшенной мощностью, по сравнению с функционированием в нормальном режиме.

9. Система SCR по п.8, содержащая
- средство (200; 210; 400) для работы вышеупомянутого подающего устройства с минимально возможной мощностью, по существу, с неизменной способностью к охлаждению вышеупомянутого дозатора (250) во время продолжения охлаждения.

10. Система SCR по п.8 или 9, в которой функционирование вышеупомянутого подающего устройства (230) содержит его работу с мощностью, соответствующей 10-30% от мощности во время функционирования в нормальном режиме.

11. Система SCR по п.8, дополнительно содержащая
- средство (200; 210; 400) для работы вышеупомянутого подающего устройства (230) в течение предварительно определенного временного промежутка после остановки вышеупомянутого потока выхлопных газов.

12. Система SCR по п.8, дополнительно содержащая
- средство (200; 210; 400) для работы вышеупомянутого подающего устройства (230) на основе измеряемой температуры, по меньшей мере, одной части вышеупомянутой системы SCR.

13. Система SCR по любому из пп.11 или 12, в которой работа вышеупомянутого подающего устройства (230) влечет за собой обеспечение эффектов повторного нагревания.

14. Система SCR по п.8, дополнительно содержащая
- средство (200; 210; 400) для непрерывной работы вышеупомянутого подающего устройства (230) с уменьшенной мощностью по сравнению с функционированием в нормальном режиме.

15. Механическое транспортное средство (100; 110), содержащее систему SCR по любому из пп.8-14.

16. Механическое транспортное средство (100; 110) по п.15, в котором транспортное средство является либо грузовиком, либо автобусом, либо легковым автомобилем.

17. Машиночитаемый носитель, имеющий сохраненную на нем компьютерную программу, содержащую программный код для выполнения этапов способа по любому из пп.1-7, если вышеупомянутая компьютерная программа работает на электронном блоке (200; 400) управления или на другом компьютере (210; 400), соединенном с электронным блоком (200; 400) управления.