СПОСОБ, ОТНОСЯЩИЙСЯ К SCR-СИСТЕМЕ, И SCR-СИСТЕМА (SCR-ИЗБИРАТЕЛЬНОЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ) Российский патент 2015 года по МПК F01N3/20 F01N11/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу, относящемуся к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент поставляется к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе.

Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код для компьютера для реализации способа в соответствии с изобретением. Изобретение относится также к SCR-системе и моторному транспортному средству, оборудованному SCR-системой.

Уровень техники

Транспортные средства сегодня используют, например, мочевину в качестве восстановителя в системах SCR (избирательного каталитического восстановления), которые содержат SCR-катализатор, в которых упомянутый восстановитель и газ NOx могут реагировать и преобразовываться в газообразный азот и воду. Различные типы восстановителей могут быть использованы в SCR-системах. AdBlue является примером обычно используемого восстановителя.

Один тип SCR-системы содержит контейнер, который хранит восстановитель. SCR-система также имеет насос, приспособленный, чтобы всасывать упомянутый восстановитель из контейнера через всасывающий шланг и подавать его через нагнетательный шланг в дозирующее устройство, находящееся рядом с выхлопной системой транспортного средства, например, рядом с выхлопной трубой выхлопной системы. Дозирующее устройство приспосабливается, чтобы впрыскивать необходимое количество восстановителя в выхлопную трубу выше по потоку от SCR-каталитического нейтрализатора посредством клапанного механизма согласно алгоритмам работы, которые хранятся в устройстве управления транспортного средства. Для упрощения регулирования давления, когда восстановитель не дозируется или дозируются только небольшие объемы, система также содержит возвратный шланг, который проходит обратно в контейнер со стороны нагнетания системы.

В первом примере срок эксплуатации дозирующего устройства определяется как предварительно определенный интервал времени. Интервал замены для дозирующего устройства может, таким образом, быть фиксированным периодом времени, например два года.

Во втором примере срок эксплуатации дозирующего устройства определяется как предварительно определенное пройденное расстояние, и рекомендуется, чтобы оно было заменено после определенного числа пройденных километров. В некоторых случаях эти рекомендации реализуются в виде сервисного обслуживания для соответствующего транспортного средства, посредством которого обслуживающий персонал проверяет, сколько километров пройдено с момента самой последней замены дозирующего устройства.

В третьем примере срок эксплуатации дозирующего устройства определяется как предварительно определенный период использования, и рекомендуется, чтобы оно было заменено после предварительно определенного периода использования, например, 25000 часов.

Некоторые типы дозирующих устройств приспособлены, чтобы дозировать восстанавливающий агент с предварительно определенной частотой цикла. Обычная частота цикла равна 1 Гц, но в некоторых транспортных средствах, например, тех, которые ездят с периодически высокой нагрузкой, желательно управлять дозировкой согласно более высокой частоте цикла, например, 2, 4, 10 или 20 Гц. Во время каждого цикла дозировка может иметь место с любым желаемым интервалом времени, например, 0,2 или 0,5 секунды или на всем протяжении цикла, т.е. 1 секунды, когда частота цикла равна 1 Гц. Альтернативно, может быть желательным использовать более низкую частоту цикла, например, 0,5 Гц, в некоторых применениях.

Сущность изобретения

Изменение частоты цикла дозирующего устройства, например, с базовой настройки в 1 Гц до, например, 2 Гц, оказывает влияние на прогнозируемый срок его эксплуатации.

В свете вышесказанного, следовательно, существует необходимость в улучшении сегодняшних SCR-систем посредством уменьшения или устранения недостатков, описанных выше. Желательно предоставить SCR-систему, которая может быть адаптирована к частоте цикла, которая отличается от стандартного значения, например 1 Гц.

Одной целью настоящего изобретения является предложение нового и эффективного способа, относящегося к SCR-системе.

Другой целью изобретения является предложение новой и эффективной SCR-системы для очистки выхлопных газов и новой и эффективной компьютерной программы, относящейся к SCR-системе.

Дополнительной целью изобретения является предложение способа, SCR-системы и компьютерной программы для достижения надежного способа оптимизации интервала замены для дозирующего устройства, которое может иметь любую желаемую дискретную частоту цикла.

Дополнительной целью изобретения является предложение способа, SCR-системы и компьютерной программы для уменьшения риска значительного ухудшения эксплуатационных характеристик SCR-системы со временем.

Дополнительной целью изобретения является предложение способа, SCR-системы и компьютерной программы для достижения эффективным по стоимости способом улучшенных эксплуатационных характеристик SCR-системы, дающих в результате оптимизированное использование дозирующего устройства для восстанавливающего агента в упомянутой SCR-системе.

Дополнительной целью изобретения является предложение способа, SCR-системы и компьютерной программы для достижения эффективным по стоимости и дружественным для пользователя способом улучшенной SCR-системы, в которой частота цикла дозирующего устройства может изменяться между различными фиксированными значениями.

Дополнительной целью изобретения является предложение альтернативного способа, альтернативной SCR-системы и альтернативной компьютерной программы для достижения улучшенных эксплуатационных характеристик SCR-системы.

Эти цели достигаются с помощью способа, относящегося к SCR-системам для очистки выхлопных газов согласно пункту 1 формулы изобретения.

Один аспект изобретения предлагает способ, относящийся к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент поставляется к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе. Способ содержит этапы

- непрерывного определения совокупного числа доз, впрыснутых упомянутым дозирующим устройством,

- непрерывного сравнения упомянутого совокупного числа впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением, и

- представления указания, когда упомянутое совокупное число впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение.

Полезным результатом является SCR-система, в которой интервал замены для дозирующего устройства является переменным.

Один аспект изобретения предлагает функцию оптимизации интервала замены для дозирующего устройства на основе совокупного числа доз SCR-системы, впрыснутых с момента последней замены дозирующего устройства. После замены дозирующего устройства переменная, которая указывает совокупное число впрыснутых доз, может быть обнулена. Обнуление упомянутой переменной может выполняться вручную, например, обслуживающим персоналом или оператором SCR-системы. Оно может альтернативно выполняться автоматически посредством соответствующего конфигурирования.

Преимущество настоящего изобретения в том, что интервал замены для дозирующего устройства оптимизируется для транспортных средств, в которых частота цикла дозирующего устройства изменяется между различными фиксированными значениями, это означает, что дозирующее устройство может быть заменено или восстановлено при подходящей степени износа или моменте времени.

Преимущество настоящего изобретения в том, что оно уменьшает или минимизирует излишние затраты, ассоциированные с заменами дозирующего устройства, которые выполняются заранее в результате фиксированного интервала замены для дозирующего устройства.

Преимуществом настоящего изобретения является вероятность уменьшения или минимизации ухудшения в эксплуатационных характеристиках, которые относятся к дозирующему устройству, заменяемому поздно вследствие частоты цикла, которая, например, установлена в более высокое значение.

Один аспект изобретения делает возможным определение точным и эффективным по стоимости образом того, нуждается ли дозирующее устройство в замене. Предварительно определенное числовое значение может быть конкретным для соответствующей прикладной задачи. В одном примере, оно равно 100000000, в другом примере, 1000000. В одной версии оно может быть в диапазоне, определенном как [100000000, 200000000]. Оно может быть выбрано на основе конфигурации и эксплуатационных характеристик клапанного механизма дозирующего устройства.

Сравнивая значение, которое представляет совокупное число доз, впрыснутых дозирующим устройством, и предварительно определенное числовое значение, возможно определять, действительно ли дозирующее устройство вероятно должно так функционально ухудшиться, чтобы была необходимость замены в ближайшем будущем, или может ли его замена подождать до будущего запланированного обслуживания SCR-системы.

Способ может дополнительно содержать этап

- определения необходимости технического обслуживания клапанного механизма дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено. Обслуживающему персоналу, таким образом, может быть представлена информация о степени износа клапанного механизма, и он может решать, необходима ли замена дозирующего устройства немедленно, или его замена может подождать до запланированного сервисного обслуживания.

Совокупное число впрыснутых доз может соответствовать числу переключений между открытым состоянием и закрытым состоянием клапанного механизма дозирующего устройства, которые вызывают определенную степень износа упомянутого клапанного механизма. Этот износ может происходить, например, вследствие механического трения между штоком клапанного механизма и гнездом дозирующего устройства и может возникать на штоке или во входном отверстии для дозировки восстанавливающего агента в выхлопной системе.

В одном варианте осуществления клапанный механизм дозирующего устройства имеет шток, который может перемещаться в продольном направлении между первым (закрытым) положением и вторым (открытым) положением. В закрытом положении шток плотно закрывает входное отверстие выхлопной системы, тем самым, предотвращая дозировку восстанавливающего агента. Открытое положение предоставляет возможность дозировки, которая выполняется посредством нагнетания восстанавливающего агента. Другие версии клапанного механизма, конечно, могут быть возможны. В одном примере, входное отверстие для дозировки восстанавливающего агента в выхлопной системе может альтернативно иметь возможность закрытия посредством пластины, выполненной с возможностью скольжения. Во множестве различных версий клапанного механизма механический износ будет возникать со временем на основе совокупного числа доз впрыснутого восстанавливающего агента. В таких случаях упомянутый износ возникает в течение прерывистой дозировки восстанавливающего агента.

Упомянутое предварительно определенное числовое значение может быть основано на эмпирически определенном предполагаемом сроке службы клапанного механизма дозирующего устройства. Это дает в результате способ, посредством которого предполагаемый срок службы дозирующего устройства может быть определен достаточно точно, делая возможным оптимизацию интервала замены для него, потенциально приводя к экономии затрат и положительному влиянию на эксплуатационные характеристики SCR-системы.

Упомянутое предварительно определенное числовое значение может быть основано на значении, полученном посредством практических тестов клапанного механизма дозирующего устройства.

Упомянутое предварительно определенное числовое значение может быть основано на значении, полученном посредством теоретического вычисления согласно соответствующим моделям.

Упомянутый восстанавливающий агент может быть восстанавливающим агентом на основе мочевины, например, так называемым AdBlue или т.п.

Способ может дополнительно содержать этап

- замены или восстановления упомянутого дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено. Упомянутая замена или восстановление дозирующего устройства может быть выполнена вручную. Предоставление указания согласно изобретению дает в результате дружественный для пользователя способ согласно изобретению, упрощая для обслуживающего персонала определение того, нуждается ли дозирующее устройство в замене или восстановлении.

Преимуществом инновационного способа являются улучшенные эксплуатационные характеристики SCR-системы. Тот факт, что интервал замены для дозирующего устройства может быть оптимизирован, минимизирует риск утечки вследствие износа клапанного механизма. Эксплуатационные характеристики SCR-системы также улучшаются в том, что не будет риска ухудшения схемы дозировки восстанавливающего агента вследствие слишком большого износа клапанного механизма.

Способ может дополнительно содержать этап активации указывающей конфигурации, которой может быть освещающее устройство для сигнализирования о том, что настало время замены дозирующего устройства SCR-системы. Светящееся устройство может быть расположено рядом с SCR-системой или в кабине транспортного средства, которое снабжено упомянутой SCR-системой. В одном примере красная лампа загорается, когда совокупное число доз, впрыснутых дозирующим устройством, определяется как превысившее предварительно определенное числовое значение.

В другом примере указывающая конфигурация активируется в управляющем устройстве SCR-системы. В одной версии она может принимать форму так называемого флага в компьютерной программе, сохраненной в блоке управления, причем этот флаг указывает, что настало время заменить дозирующее устройство SCR-системы. Этот флаг может, например, быть обнаружен персоналом, обслуживающим или осматривающим SCR-систему.

В одной версии упомянутое совокупное число впрыснутых доз может быть обнулено после замены дозирующего устройства. Результатом является дружественный для пользователя и недорогой способ повторного запуска инновационного способа после того, как выполнена замена дозирующего устройства.

В одной версии настоящее изобретение применимо в SCR-системах, в которых продолжительность цикла дозирующего устройства является переменной, делая возможным постоянное изменение продолжительности цикла при необходимости. В одном примере четыре последовательных цикла для дозирующего устройства могут быть 1 секундой, 2 секундами, 0,5 секунды и 0,75 секунды. В течение каждого цикла, когда необходимо, может выполняться дозировка восстанавливающего агента в течение конкретной продолжительности. В таких случаях управляющее устройство адаптируется, чтобы непрерывно определять подходящую преобладающую частоту цикла дозирующего устройства. Управляющее устройство адаптируется, чтобы подходящим образом определять непрерывно подходящим способом преобладающую частоту цикла дозирующего устройства. Поскольку настоящее изобретение основывается на использовании числа доз, впрыснутых дозирующим устройством, вышеупомянутые цели достигаются независимо от продолжительности его цикла. Результатом является универсальный способ, относящийся к SCR-системе согласно изобретению.

В одной версии настоящее изобретение применимо в SCR-системах, в которых продолжительность цикла дозирующего устройства является переменной, в соответствии с чем, используются различные дискретные шаги продолжительности цикла. Это означает, что продолжительность цикла может изменяться между различными уровнями при необходимости. Соответственно, конкретный уровень продолжительности цикла может использоваться в течение довольно длительного времени, например, в течение дня или недели, или множества месяцев. В одном примере три различных уровня продолжительности цикла для дозирующего устройства могут составлять 1 Гц, 5 Гц и 20 Гц. Во время каждого цикла на каждом уровне при необходимости может выполняться дозировка восстанавливающего агента. Поскольку настоящее изобретение основывается на использовании числа доз, впрыснутых дозирующим устройством, вышеупомянутые цели достигаются независимо от упомянутых дискретных уровней продолжительности его цикла. Результатом является универсальный способ, относящийся к SCR-системе согласно изобретению.

Один аспект изобретения предлагает SCR-систему для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент поставляется к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе. Система содержит:

- средство для непрерывного определения совокупного числа доз, впрыснутых упомянутым дозирующим устройством,

- средство для непрерывного сравнения упомянутого совокупного числа впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением, и

- средство для представления указания, когда упомянутое совокупное число впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение.

SCR-система может дополнительно содержать:

- средство для определения необходимости технического обслуживания клапанного механизма дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено.

Совокупное число впрыснутых доз может соответствовать числу переключений между открытым состоянием и закрытым состоянием клапанного механизма дозирующего устройства, которые вызывают определенную степень износа упомянутого клапанного механизма.

В SCR-системе упомянутое предварительно определенное числовое значение может быть основано на эмпирически определенном предполагаемом сроке службы клапанного механизма дозирующего устройства.

В SCR-системе упомянутый восстанавливающий агент может быть восстанавливающим агентом на основе мочевины.

Упомянутое дозирующее устройство может принимать форму заменяемого устройства.

Упомянутый клапанный механизм принимает форму заменяемого устройства, находящегося в упомянутом дозирующем устройстве.

Вышеупомянутые цели также достигаются с помощью моторного транспортного средства, которое снабжено SCR-системой, в одном аспекте изобретения. Транспортное средство может быть грузовиком, автобусом или легковым автомобилем.

В одном аспекте изобретения предлагается компьютерная программа, относящаяся к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент подается к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе, причем программа содержит программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе, чтобы инструктировать электронному устройству управления или другому компьютеру, соединенному с электронным устройством управления, выполнять этапы согласно любому из пунктов 1-6 формулы.

В одном аспекте изобретения предлагается компьютерная программа, относящаяся к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент подается к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе, причем программа содержит программный код, чтобы инструктировать электронному устройству управления или другому компьютеру, соединенному с электронным устройством управления, выполнять этапы согласно любому из пунктов 1-6 формулы.

В одном аспекте изобретения предлагается компьютерный программный продукт, содержащий программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе, для выполнения этапов способа согласно любому из пунктов 1-6 формулы, когда упомянутая компьютерная программа работает в электронном устройстве управления или другом компьютере, соединенном с электронным устройством управления.

Способ согласно изобретению легко реализовать в существующих моторных транспортных средствах. Программное обеспечение для упомянутого способа, относящегося к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент подается к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе согласно изобретению, может быть установлено в устройстве управления транспортного средства во время производства транспортного средства. Покупатель транспортного средства, таким образом, может иметь возможность выбора функции способа в качестве варианта. Альтернативно, программное обеспечение, которое содержит код для применения инновационного способа к SCR-системе, может быть установлено в устройстве управления транспортного средства в случае обновления на сервисной станции, в таком случае программное обеспечение может быть загружено в память в устройстве управления. Реализация инновационного способа, таким образом, является эффективной по стоимости. Программное обеспечение, которое содержит программный код для упомянутого способа, относящегося к SCR-системе, легко обновить или заменить. Более того, различные части программного обеспечения, которые содержат программный код для упомянутого способа, относящегося к SCR-системе, могут быть заменены независимо друг от друга. Эта модульная конфигурация является преимущественной с точки зрения поддержки.

Дополнительные цели, преимущества и новые признаки настоящего изобретения должны становиться очевидными для специалистов в данной области техники из нижеприведенных подробностей, а также посредством осуществления изобретения на практике. Тогда как изобретение описывается ниже, следует отметить, что оно не ограничивается конкретными описанными деталями. Специалист в области техники, имеющий доступ к идеям в данном документе, должен принимать во внимание дополнительные применения, модификации и объединения в других областях техники, которые находятся в пределах объема изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его дополнительных целей и преимуществ, подробное описание, изложенное ниже, должно читаться совместно с сопровождающими чертежами, на которых одинаковые обозначения ссылок относятся к аналогичным объектам на различных чертежах, и

Фиг.1 схематично иллюстрирует транспортное средство согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг.2 схематично иллюстрирует подсистему для транспортного средства, изображенного на фиг.1, согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг.3 схематично иллюстрирует дозирующее устройство согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг.4a является схематичной блок-схемой последовательности операций способа согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг.4b является более подробной схематичной блок-схемой последовательности операций способа согласно варианту осуществления изобретения, и

Фиг.5 схематично иллюстрирует компьютер согласно варианту осуществления изобретения.

Подробное описание чертежей

Фиг.1 изображает вид сбоку транспортного средства 100. Транспортное средство, приведенное здесь в пример, содержит тягач 110 и полуприцеп 112. Транспортное средство может быть транспортным средством большой грузоподъемности, например грузовиком или автобусом. Оно может альтернативно быть легковым автомобилем.

Следует понимать, что изобретение подходит для применения в любой SCR-системе и, следовательно, не ограничено SCR-системами моторных транспортных средств. Инновационный способ и инновационная SCR-система согласно одному аспекту изобретения хорошо подходят для других платформ, которые содержат SCR-систему, например для судна. Судно может быть любого вида, например моторными лодками, пароходами, паромами или кораблями.

Инновационный способ и инновационная SCR-система согласно одному аспекту изобретения, например, также хорошо подходят для систем, которые содержат промышленные двигатели и/или промышленные роботы с механическим приводом от двигателя.

Инновационный способ и инновационная SCR-система согласно одному аспекту изобретения также хорошо подходят к различным видам силовых установок, например к электрической силовой установке, оснащенной дизель-генератором.

Инновационный способ и инновационная SCR-система хорошо подходят к любой системе двигателя, которая содержит двигатель и SCR-систему, например, в локомотиве или некоторой другой платформе.

Инновационный способ и инновационная SCR-система оптимально подходят для любой системы, которая содержит формирователь NOx и SCR-систему.

Термин "линия связи" ссылается в данном документе на линию передачи данных, которая может быть физическим соединением, таким как опто-электронная линия связи, или нефизическим соединением, таким как беспроводное соединение, например, линия радиосвязи или линия микроволновой связи.

Термин "трубопровод" ссылается в данном документе на канал для удерживания и переноса жидкости, например, восстановителя в жидкой форме. Трубопровод может быть трубкой любого размера и может быть выполнен из любого подходящего материала, например пластика, резины или металла.

Термин "восстановитель" или "восстанавливающий агент" ссылается в данном документе на агент, используемый для реакции с некоторыми выбросами в SCR-системе. Эти выбросы, например, могут представлять собой газ NOx. Термины "восстановитель" и "восстанавливающий агент" в данном документе используются синонимично. Конечно, могут быть использованы другие виды восстановителей. AdBlue в данном документе упоминается в качестве примера восстановителя, но специалист в области техники поймет, что инновационный способ и инновационное устройство осуществимы с другими типами восстановителей.

Фиг.2 изображает подсистему 299 транспортного средства 100. Эта подсистема располагается в тягаче 110. Она может быть частью SCR-системы. Она содержит в этом примере контейнер 205, выполненный с возможностью хранения восстановителя. Этот контейнер приспособлен содержать соответствующее количество восстановителя, а также, чтобы иметь возможность пополнения при необходимости.

Первый трубопровод 271 предусматривается, чтобы подводить восстановитель к насосу 230 из контейнера 205. Насос 230 может быть любым подходящим насосом. Он может быть диафрагменным насосом.

Насос 230 выполнен с возможностью приведения в действие посредством электромотора (не проиллюстрирован). Он приспособлен всасывать восстановитель из контейнера 205 через первый трубопровод 271 и подавать его через второй трубопровод 272 к дозирующему устройству 250. Дозирующее устройство содержит электрически управляемый дозирующий клапан, посредством которого поток восстановителя, добавляемого в выхлопную систему, может управляться. Насос 230 приспособлен для того, чтобы нагнетать восстановитель во втором трубопроводе 272. Дозирующее устройство 250 снабжено дроссельным устройством, относительно которого давление восстановителя создается в подсистеме 299. Дозирующее устройство описывается более подробно со ссылкой на фиг.3.

Дозирующее устройство 250 приспособлено для того, чтобы подавать упомянутый восстановитель в выхлопную систему (см. фиг.3) транспортного средства 100. Более конкретно, оно приспособлено для того, чтобы подавать надлежащее количество восстановителя управляемым образом в выхлопную систему транспортного средства. В этой версии, SCR-каталитический нейтрализатор (не изображен) предусмотрен ниже по потоку от местоположения в выхлопной системе, где выполняется подача восстановителя. Количество восстановителя, поданного в выхлопную систему, предназначено для использования в SCR-каталитическом нейтрализаторе, чтобы уменьшать количество неприемлемых выбросов.

Дозирующее устройство 250 расположено рядом, например, с выхлопной трубой, которая предусмотрена, чтобы направлять выхлопные газы из двигателя внутреннего сгорания (не изображен) транспортного средства 100 к SCR-каталитическому нейтрализатору.

Третий трубопровод 273 проходит между дозирующим устройством 250 и контейнером 205, чтобы направлять восстанавливающий агент, не дозированный посредством дозирующего устройства, обратно в контейнер. Эта конфигурация успешно выполняет охлаждение дозирующего устройства, которое, таким образом, охлаждается потоком восстановителя, перекачиваемого через него от насоса 230 в контейнер.

Первое управляющее устройство 200 выполнено с возможностью связи с насосом 230 через линию 292 связи и приспособлено для того, чтобы управлять работой насоса для того, например, чтобы регулировать поток восстановителя в подсистеме 299. Он приспособлен управлять рабочей мощностью насоса посредством регулирования ассоциированного электромотора.

Первое управляющее устройство 200 выполнено с возможностью связи с дозирующим устройством 250 через линию 291 связи и приспособлено управлять работой дозирующего устройства для того, например, чтобы регулировать подачу восстановителя в выхлопную систему транспортного средства. Дозировка восстанавливающего агента выполняется на основе конкретной продолжительности цикла. Во время каждого цикла дозирующий клапан дозирующего устройства может быть открыт в течение соответствующего интервала времени.

Первое управляющее устройство 200 выполнено с возможностью непрерывно определять совокупное число доз, впрыснутых дозирующим устройством 250, сравнивать упомянутое совокупное число N впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением TH и решать, превышает ли упомянутое совокупное число N впрыснутых доз предварительно определенное числовое значение TH.

Первое управляющее устройство 200 приспособлено для того, чтобы предоставлять указание, когда упомянутое совокупное число N впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение TH. Существуют различные способы, которыми это может быть сделано.

В одном примере управляющее устройство может отправлять приборной панели в кабине управления транспортным средством информационный сигнал, который может содержать информацию о том, что надлежит заменить дозирующее устройство в течение определенного интервала времени. Эта информация может передаваться водителю средством отображения, например, посредством экрана для визуального наблюдения или лампы.

В другом примере управляющее устройство может предоставлять указание, сформированное в форме кода отказа, который может быть использован для надлежащего указания водителю или обслуживающему персоналу того, что дозирующее устройство необходимо заменить или восстановить.

В другом примере управляющее устройство может предоставлять указание, сформированное в памяти управляющего устройства в форме так называемого флага, который может быть обнаружен оператором, выполняющим проверку транспортного средства, например, в случае сервисного обслуживания.

Второе управляющее устройство 210 выполнено с возможностью связи с первым управляющим устройством 200 через линию 290 связи. Это второе управляющее устройство может быть съемным образом соединено с первым управляющим устройством. Оно может быть управляющим устройством, внешним по отношению к транспортному средству. Оно может быть приспособлено выполнять этапы инновационного способа согласно изобретению. Оно может использоваться, чтобы распределенным образом загружать программное обеспечение в первое управляющее устройство, в частности, программное обеспечение для применения инновационного способа. Оно может альтернативно быть размещено для связи с первым управляющим устройством через внутреннюю сеть на борту транспортного средства. Оно может быть приспособлено выполнять, по существу, функции, аналогичные функциям первого управляющего устройства, например, непрерывное определение совокупного числа доз, впрыснутых упомянутым дозирующим устройством, непрерывное сравнение упомянутого совокупного числа впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением и предоставление указания, когда упомянутое совокупное число впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение. Инновационный способ может применяться либо посредством первого управляющего устройства, либо посредством второго управляющего устройства, либо посредством их обоих.

Фиг.3 иллюстрирует подсистему, которая содержит дозирующее устройство 250. Она изображает второй трубопровод 272 и третий трубопровод 273.

В этой версии дозирующее устройство 250 содержит клапанный механизм 350, который может быть оснащен электронной платой управления, приспособленной, например, чтобы управлять связью с первым управляющим устройством 200. Управляющее устройство 200 выполнено с возможностью связи с клапанным механизмом 350 через линию 291 связи. Клапанный механизм дополнительно оснащен штоком 360, который выполнен с возможностью скольжения в дозирующем устройстве. Этот шток приспособлен поочередно закрывать и открывать входное отверстие в выхлопную трубу 310 SCR-системы, а эта выхлопная труба приспособлена направлять выхлопные газы из двигателя в окружение SCR-системы. Клапанный механизм 350 приспособлен реагировать на сигналы, принятые от первого управляющего устройства 200 по линии 291 связи, поочередно перемещая шток 360 из стороны в сторону в своем продольном направлении для того, чтобы выполнять дозировку восстановителя в выхлопную трубу 310.

Клапанный механизм 350 может находиться в закрытом состоянии, в котором шток 360 находится в таком положении, что дозировка невозможна, т.е. положении, в котором он закрывает входное отверстие в выхлопную систему. Клапанный механизм может находиться в открытом состоянии, в котором шток находится в таком положении, что выполняется дозировка, т.е. в котором он не закрывает входное отверстие в выхлопную систему, и дозировка выполняется за счет давления, создаваемого насосом 230 во втором трубопроводе 272.

Согласно изобретению совокупное число впрыснутых доз определяется, чтобы можно было принять решение о том, наступило ли время для замены дозирующего устройства вследствие износа. Каждое перемещение штока 360 из закрытого состояния в открытое состояние и обратно в закрытое состояние учитывается как одна доза. Восстанавливающий агент, таким образом, дозируется в течение периода времени, когда шток не закрывает входное отверстие в выхлопную трубу 310.

Один аспект изобретения предлагает переменный интервал замены для дозирующего устройства 250 для того, чтобы гибким образом компенсировать износ, вызванный поочередными перемещениями штока.

Следует отметить, что изобретение не ограничено конкретной версией, которая содержит упомянутый клапанный механизм, оснащенный штоком 360, чтобы выполнять дозировку восстанавливающего агента. Изобретение применимо к множеству различных типов клапанного механизма, в которых износ вследствие, например, трения со временем влияет на эксплуатационные характеристики клапанного механизма. Износ может возникать в гнезде клапанного механизма. Он может быть вызван потоком восстанавливающего агента при высоком давлении.

Фиг.4a является схематичной блок-схемой последовательности операций способа, относящегося к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент поставляется к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе, в одном варианте осуществления изобретения. Способ содержит первый этап s401, содержащий этапы:

- непрерывного определения совокупного числа доз, впрыснутых упомянутым дозирующим устройством,

- непрерывного сравнения упомянутого совокупного числа впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением, и

- представления указания, когда упомянутое совокупное число впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение. Способ завершается после этапа s401.

Фиг.4b является схематичной блок-схемой последовательности операций способа, относящегося к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент поставляется к устройству подачи, которое подает его в дозирующее устройство для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма в точке потребления в SCR-системе, в одном варианте осуществления изобретения.

Способ содержит первый этап s410, содержащий этап определения совокупного числа N доз, впрыснутых дозирующим устройством 250. Это может быть выполнено посредством непрерывного приращения переменной N в памяти первого управляющего устройства 200. За этапом s410 следует этап s420.

Этап s420 способа содержит этап сравнения упомянутого совокупного числа N впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением TH. Результатом является быстрый и надежный способ определения того, желательна ли замена дозирующего устройства. Результатом является способ определения того, необходима ли замена дозирующего устройства, причем способ имеет преимущество в том, что ему требуется лишь небольшое количество вычислительных ресурсов. Первое управляющее устройство 200 приспособлено выполнять этап s420 способа. За этапом s420 следует этап s430.

Этап s430 способа содержит этап определения того, превышает ли упомянутое совокупное число N впрыснутых доз предварительно определенное числовое значение TH. Первое управляющее устройство 200 приспособлено выполнять этап s430 способа. За этапом s430 следует этап s440.

Этап s440 способа содержит этап предоставления указания, когда упомянутое совокупное число впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение. Упомянутое указание может быть предоставлено подходящими способами. Оно может быть предоставлено в форме информационного сигнала от первого управляющего устройства 200 подходящему средству, например экрану для визуального наблюдения в кабине управления транспортным средством. Оно может быть предоставлено в форме звуковой и/или визуальной обратной связи водителю транспортного средства. Оно может альтернативно принимать форму так называемого сигнализирования флагом управляющего устройства, который, например, имеет возможность обнаружения в случае сервисного обслуживания. За этапом s440 следует этап s450.

Этап s450 способа содержит этап определения необходимости технического обслуживания клапанного механизма дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено. Упомянутая необходимость технического обслуживания может быть довольно срочной или в течение предварительно определенного периода времени, например дня, недели или месяца. За этапом s450 следует этап s460.

Этап s460 способа содержит этап замены или восстановления упомянутого дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено. Он может содержать этап ручной замены или обновления упомянутого дозирующего устройства после того, как указание было предоставлено. После того, как дозирующее устройство было заменено аналогичным новым/неиспользованным устройством или после восстановления существующего дозирующего устройства, числовое значение N, представляющее совокупное число впрыснутых доз, может быть обнулено. Это может, например, быть выполнено посредством воздействия на первое управляющее устройство 200. После обнуления числового значения его приращение может начинаться снова, чтобы оптимизировать интервал замены для нового или восстановленного дозирующего устройства. Способ завершается после этапа s460.

Фиг.5 является схемой одной версии устройства 500. Управляющие устройства 200 и 210, описанные со ссылкой на фиг.2, могут в одной версии содержать устройство 500. Устройство 500 содержит энергонезависимую память 520, устройство 510 обработки данных и память 550 для чтения/записи. Энергонезависимая память 520 имеет первый элемент 530 памяти, в котором компьютерная программа, например операционная система, хранится для управления функционированием устройства 500. Устройство 500 дополнительно содержит контроллер шины, последовательный порт связи, средство ввода/вывода (I/O), аналого-цифровой (A/D) преобразователь, устройство ввода и передачи времени и даты, счетчик событий и контроллер прерываний (не изображен). Энергонезависимая память 520 также имеет второй элемент 540 памяти.

Предложенная компьютерная программа P содержит алгоритмы для непрерывного определения совокупного числа N доз, впрыснутых дозирующим устройством 250. Программа P содержит алгоритмы для непрерывного сравнения упомянутого совокупного числа N впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением TH. Она содержит алгоритмы для предоставления указания, когда упомянутое совокупное число N впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение TH. Она содержит алгоритмы для определения необходимости технического обслуживания клапанного механизма 350 дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено. Программа P может быть сохранена в исполняемой форме или в сжатой форме в памяти 560 и/или в памяти 550 для чтения/записи.

Когда утверждается, что устройство 510 обработки данных выполняет некоторую функцию, это означает, что оно выполняет некоторую часть программы, которая хранится в памяти 560, или некоторую часть программы, которая хранится в памяти 550 для чтения/записи.

Устройство 510 обработки данных может связываться с портом 599 данных через шину 515 данных. Энергонезависимая память 520 предназначена для связи с устройством 510 обработки данных через шину 512 данных. Отдельная память 560 предназначена, чтобы связываться с устройством 510 обработки данных через шину 511 данных. Память 550 для чтения/записи выполнена с возможностью связи с устройством обработки данных через шину 514 данных. Линии 290, 291 и 292 связи, например, могут быть соединены с портом 599 данных (см. фиг.2 и фиг.3).

Когда данные принимаются на порту 599 данных, они временно сохраняются во втором элементе 540 памяти. Устройство 510 обработки данных будет готово руководить выполнением кода, как описано выше. Устройство 500 приспособлено непрерывно определять совокупное число N доз, впрыснутых дозирующим устройством 250. Упомянутое совокупное число N впрыснутых доз может быть сохранено в памяти устройства 500, например памяти 550 или памяти 560. Упомянутое предварительно определенное числовое значение TH также может быть сохранено в памяти устройства 500, например памяти 550 или памяти 560. Упомянутое предварительно определенное числовое значение может обновляться при необходимости. Оно может обнуляться после замены или восстановления дозирующего устройства 250.

Части способов, описанных в данном документе, могут выполняться устройством 500 посредством устройства 510 обработки данных, которое запускает программу, сохраненную в памяти 560 или памяти 550 для чтения/записи. Когда устройство 500 запускает программу, способы, описанные в данном документе, выполняются.

Вышеприведенное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предоставляется для иллюстративных и описательных целей. Оно не имеет намерение быть полным или ограничивать изобретение описанными разновидностями. Многие модификации и разновидности очевидно сами придут на ум специалисту в области техники. Варианты осуществления были выбраны и описаны для того, чтобы лучше объяснять принципы изобретения и их практические применения и, таким образом, делают возможным для специалиста в области техники понимание изобретения для различных вариантов осуществления и с различными модификациями, подходящими для предполагаемого использования.

Изобретение относится к SCR-системе для очистки выхлопных газов. Способ относится к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент подается в подающее устройство (230), которое подает его в дозирующее устройство (250) для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма (350, 360) в точке потребления в SCR-системе. Способ содержит этапы непрерывного определения (s410) совокупного числа (N) доз, впрыснутых упомянутым дозирующим устройством (250), непрерывного сравнения (s420, s430) упомянутого совокупного числа (N) впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением (TH) и предоставления указания (s440), когда упомянутое совокупное число (N) впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение (TH). Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код (P) для компьютера (200; 210; 500) для реализации способа согласно изобретению. Изобретение относится также к SCR-системе и моторному транспортному средству (100; 110), оборудованному SCR-системой. Техническим результатом изобретения является оптимизация интервала замены для дозирующего устройства, снижение риска ухудшения эксплуатационных характеристик SCR-системы, оптимизация использования дозирующего устройства для восстанавливающего агента в SCR-системе. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ, относящийся к SCR-системе для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент подается в подающее устройство (230), которое подает его в дозирующее устройство (250) для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма (350, 360) в точке потребления в SCR-системе, способ характеризуется этапами, на которых:
- непрерывно определяют (s410) совокупное число (N) доз, впрыснутых упомянутым дозирующим устройством (250),
- непрерывно сравнивают (s420, s430) упомянутое совокупное число (N) впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением (ТН), и
- представляют указание (s440), когда упомянутое совокупное число (N) впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение (ТН).

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- определяют необходимость технического обслуживания (450) клапанного механизма (350, 360) дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено.

3. Способ по п.1 или 2, в котором совокупное число (N) впрыснутых доз соответствует числу переключений между открытым состоянием и закрытым состоянием клапанного механизма (350, 360) дозирующего устройства.

4. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором
упомянутое предварительно определенное числовое значение (ТН) основывается на предполагаемом сроке службы, определенном для клапанного механизма (350, 360) дозирующего устройства.

5. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором упомянутый восстанавливающий агент является восстанавливающим агентом на основе мочевины.

6. Способ по любому из пп.1 или 2, дополнительно содержащий этап, на котором
- заменяют или восстанавливают (s460) упомянутое дозирующее устройство (250) после того, как упомянутое указание было предоставлено.

7. SCR-система для очистки выхлопных газов, посредством которой восстанавливающий агент подается в подающее устройство (230), которое подает его в дозирующее устройство (250) для дозированной подачи восстанавливающего агента посредством клапанного механизма (350, 360) в точке потребления в SCR-системе, система характеризуется:
- средством (200; 210; 500) для непрерывного определения совокупного числа (N) доз, впрыснутых упомянутым дозирующим устройством,
- средством (200; 210; 500) для непрерывного сравнения упомянутого совокупного числа (N) впрыснутых доз с предварительно определенным числовым значением (ТН), и
- средством (200; 210; 500) для предоставления указания, когда упомянутое совокупное число (N) впрыснутых доз превышает упомянутое предварительно определенное числовое значение (ТН).

8. SCR-система по п.7, дополнительно содержащая:
- средство (200; 210; 500) для определения необходимости технического обслуживания клапанного механизма (350, 360) дозирующего устройства после того, как упомянутое указание было предоставлено.

9. SCR-система по п.7 или 8, в которой совокупное число (N) впрыснутых доз соответствует числу переключений между открытым состоянием и закрытым состоянием клапанного механизма (350, 360) дозирующего устройства.

10. SCR-система по любому из пп.7 или 8, в которой упомянутое предварительно определенное числовое значение (ТН) основывается на предполагаемом сроке службы, определенном для клапанного механизма (350, 360) дозирующего устройства.

11. SCR-система по любому из пп.7 или 8, в которой упомянутый восстанавливающий агент является восстанавливающим агентом на основе мочевины.

12. SCR-система по любому из пп.7 или 8, в которой упомянутое дозирующее устройство (250) принимает форму заменяемого устройства.

13. SCR-система по любому из пп.7 или 8, в которой упомянутый клапанный механизм (350, 360) принимает форму заменяемого устройства в упомянутом дозирующем устройстве (250).

14. Моторное транспортное средство (100; 110), снабженное SCR-системой по любому из пп.7-13.

15. Моторное транспортное средство (100; 110) по п.14, при этом транспортное средство является любым из грузовика, автобуса или легкового автомобиля.

16. Компьютерная программа (Р), относящаяся к SCR-системам
для очистки выхлопных газов, причем программа (Р) содержит программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе для того, чтобы инструктировать электронному управляющему устройству (200; 500) или другому компьютеру (210; 500), соединенному с электронным управляющим устройством (200; 500), выполнять этапы по любому из пп. 1-6.

17. Компьютерный программный продукт, содержащий программный код, сохраненный на машиночитаемом носителе для выполнения этапов способа по любому из пп.1-6, когда упомянутая компьютерная программа выполняется в электронном управляющем устройстве (200; 500) или другом компьютере (210; 500), соединенном с электронным управляющим устройством (200; 500).