Title:
Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Steuern derselben
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Vorrichtung. Die Abgasreinigungsvorrichtung weist auf: einen Injektor 150 zum Einspritzen einer Harnstofflösung in eine Abgasleitung 20; eine Antriebseinheit 250, um eine Antriebskraft zum Einstellen eines Einspritzwinkels α des Injektors 150 bereitzustellen; und eine Steuereinheit 350, um den Einspritzwinkel α des Injektors 150 basierend auf Werten von einer Raumgeschwindigkeit, einer Strömungsrate, einem Druck und/oder einer Temperatur von Abgas zu ermitteln und die Antriebseinheit 250 anzutreiben, um den Einspritzwinkel α des Injektors 150 zu steuern. Insbesondere ist/wird der Einspritzwinkel α des Injektors 150 durch eine Schwenkbewegung des Injektors 150 eingestellt.





Inventors:
Cho, Hyo Sang (Gyeonggi-do, Suwon-si, KR)
Lee, Jung Sub (Gyeonggi-do, Yongin-si, KR)
Yu, Seung Eun (Seoul, KR)
Application Number:
DE102016116823A
Publication Date:
10/12/2017
Filing Date:
09/08/2016
Assignee:
HYUNDAI MOTOR COMPANY (Seoul, KR)
International Classes:
F01N3/10; B05B15/68; F01N9/00
Attorney, Agent or Firm:
Viering, Jentschura & Partner mbB Patent- und Rechtsanwälte, 01099, Dresden, DE
Claims:
1. Eine Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend:
einen Injektor (150), der konfiguriert ist, um eine Harnstofflösung in eine Abgasleitung (20) einzuspritzen, wobei ein Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) durch eine Schwenkbewegung des Injektors (150) eingestellt ist;
eine Antriebseinheit (250), die konfiguriert ist, um eine Antriebskraft zum Einstellen des Einspritzwinkels (α) des Injektors (150) bereitzustellen; und
eine Steuereinheit (350), die konfiguriert ist, um den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) basierend auf Werten von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur von Abgas zu ermitteln, und die konfiguriert ist, um die Antriebseinheit (250) anzutreiben, um den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) zu steuern.

2. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Dichtungselement (200), das an einem Montageabschnitt für den Injektor (150) in der Abgasleitung (20) angeordnet ist und das konfiguriert ist, um durch die Schwenkbewegung des Injektors (150) verformt zu sein, um den Montageabschnitt während des Ermöglichens der Schwenkbewegung des Injektors (150) abzudichten.

3. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Dichtungselement (200) angeordnet ist, um den Montageabschnitt und zumindest teilweise den Injektor (150) zu umschließen.

4. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Steuereinheit (350) den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) basierend auf einer Einspritzmenge der Harnstofflösung des Injektors (150) und Werten von zumindest einem von einer Raumgeschwindigkeit, einer Strömungsrate, einem Druck und einer Temperatur des Abgases als Parameter ermittelt.

5. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Steuereinheit (350) konfiguriert ist, um den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) entsprechend einer gegenwärtigen Raumgeschwindigkeit des Abgases durch eine Datenkarte zu ermitteln, in der Werte von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases gruppiert sind und in der der Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) für jede der Gruppen vorgegeben und gespeichert ist.

6. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Steuereinheit (350) den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) ermittelt, sodass der Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) verringert ist, wenn die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases erhöht sind.

7. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, ferner aufweisend ein Verbindungselement (300), das konfiguriert ist, um die Antriebskraft der Antriebseinheit (250) an den Injektor (150) zu übertragen.

8. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Antriebseinheit (250) mit einem Dreharm (260) bereitgestellt ist, der konfiguriert ist, um eine Drehverschiebung auszuführen, wobei der Dreharm (260) mit dem Verbindungselement (300) gekoppelt ist, um die Antriebskraft zu übertragen.

9. Die Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, ferner aufweisend Führungselemente (320, 325) in Form von Vorsprüngen, die gebildet sind, um einen Bereich der Schwenkbewegung des Injektors (150) zu begrenzen.

10. Ein Verfahren zum Steuern einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren aufweist:
einen Schritt (S200) des Ermittelns durch eine Steuereinheit (350) eines Einspritzwinkels (α) eines Injektors (150) zum Einspritzen einer Harnstofflösung in eine Abgasleitung (20) basierend auf zumindest einem von einer Raumgeschwindigkeit, einer Strömungsrate, einem Druck und einer Temperatur von Abgas; und
einen Schritt (S300) des Steuerns durch die Steuereinheit (350) des Einspritzwinkels (α) des Injektors (150), wobei die Steuereinheit (350) konfiguriert ist, um eine Antriebseinheit (250) anzutreiben, so dass der Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) auf einen Einspritzwinkel (α) eingestellt wird, der in dem Schritt (S200) des Ermittelns des Einspritzwinkels (α) ermittelt wird.

11. Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei in dem Schritt (S200) des Ermittelns des Einspritzwinkels (α) die Steuereinheit (350) den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) basierend auf einer Harnstofflösungseinspritzmenge des Injektors (150) und Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases als Parameter ermittelt.

12. Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei in dem Schritt (S200) des Ermittelns des Einspritzwinkels (α) die Steuereinheit (350) den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) für eine gegenwärtige Raumgeschwindigkeit des Abgases durch eine Datenkarte ermittelt, in der Werte von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases gruppiert sind und in der ein Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) für jede der Gruppen vorgegeben und gespeichert ist.

13. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 10–12, wobei in dem Schritt (S200) des Ermittelns des Einspritzwinkels (α) die Steuereinheit (350) den Injektor (150) steuert, um den Einspritzwinkel (α) des Injektors (150) zu verringern, wenn die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases erhöht sind.

Description:
Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen schädlicher Stoffe in Abgasen, die während eines Fahrzeugbetriebs erzeugt werden, und ein Verfahren zum Steuern derselben.

Hintergrund

Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bezogen auf die vorliegende Erfindung dar und können nicht Stand der Technik darstellen (bzw. nicht zu diesem gehören, zum Beispiel über diesen hinaus gehen).

Während eines Fahrzeugbetriebs werden Abgase ausgestoßen, die von einer Verbrennung von Kraftstoff resultieren und die reglementierte/regulierte Emissionen enthalten, die schädlich für den menschlichen Körper sind oder die die Atmosphäre verschmutzen/kontaminieren können und die abhängig von Fahrzeugbetriebszuständen erzeugt werden. Bedeutende reglementierte Emissionen weisen auf Kohlenstoffoxide, Stickstoffoxide und dergleichen.

Um die Emissionen dieser regulierten Materialien zu reduzieren sind Fahrzeuge mit einer Vielfalt/Vielzahl von Abgasreinigungsvorrichtungen oder -apparaten ausgestattet/ausgerüstet, insbesondere mit einer selektive-katalytische-Reduktion-(SCR)-Vorrichtung zum Entfernen von Stickstoffoxiden (NOx), die in einem Abgas existieren (bzw. vorhanden sind).

Die SCR-Vorrichtung ist eine Vorrichtung zum Entfernen einer NOx-Substanz durch Einspritzen einer Harnstofflösung in ein Abgas, das die NOx-Substanz enthält, um eine Mischung aus Harnstofflösung und Abgas zu bilden, und durch Ermöglichen, dass die Mischung bei/in dem/einem Prozess des Durchströmens einer Katalysatorvorrichtung einer chemischen Reaktion unterzogen wird, um in Wasser und Stickstoff umgewandelt zu werden.

Bei einer solchen SCR-Vorrichtung, je einheitlicher ein Mischungsverhältnis der Harnstofflösung und des Abgases ist, umso mehr ist die Leistung des Entfernens der NOx-Substanz verbessert/erhöht; Verbessern der Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases in der SCR-Vorrichtung ist eine wichtige Aufgabe, um die Leistung der Abgasreinigungsvorrichtung zur Reduktion der NOx-Substanz zu verbessern.

Da das vorstehend als Hintergrundtechnik Beschriebene nur dazu dient ein besseres Verständnis für den Hintergrund der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln, darf es nicht als Eingeständnis verstanden werden, dass es dem Stand der Technik entspricht, der einem/dem Fachmann bekannt ist.

Erläuterung

Die vorliegende Offenbarung stellt bereit eine Abgasreinigungsvorrichtung, die eine Leistung des Mischens von Abgas und Harnstofflösung zur Reduktion einer NOx-Substanz in dem Abgas effektiv erhöht, und ein Verfahren zum Steuern der Vorrichtung.

Eine Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf: einen Injektor zum Einspritzen (zum Beispiel Einspeisen) einer Harnstofflösung in eine Abgasleitung (zum Beispiel ein Abgasrohr), welcher in einer Art angeordnet (bzw. eingerichtet) ist, sodass ein Einspritzwinkel durch eine Schwenkbewegung (zum Beispiel Drehbewegung oder Rotationsbewegung) des Injektors einstellbar ist (bzw. eingestellt ist); eine Antriebseinheit, welche angeordnet (bzw. eingerichtet) ist, um eine Antriebskraft zum Einstellen des Einspritzwinkels des Injektors bereitzustellen; und eine Steuereinheit, welche angeordnet (bzw. eingerichtet) ist, um den Einspritzwinkel des Injektors basierend auf Werten von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur von Abgas zu ermitteln und die Antriebseinheit anzutreiben (zum Beispiel anzusteuern), um den Einspritzwinkel des Injektors zu steuern (zum Beispiel einzustellen).

Die Abgasreinigungsvorrichtung kann ferner aufweisen ein Dichtungselement, welches an einem Montageabschnitt für den Injektor in (bzw. an) der Abgasleitung in einer durch die Schwenkbewegung verformbaren Art angeordnet ist, sodass es den Injektor-Montageabschnitt abdichtet, während die Schwenkbewegung des Injektors ermöglicht/erlaubt ist.

Das Dichtungselement kann angeordnet (bzw. eingerichtet) sein, um den Montageabschnitt für den Injektor und zumindest teilweise den Injektor zu umschließen (zum Beispiel einzuschließen).

Die Steuereinheit kann den Einspritzwinkel des Injektors ermitteln basierend auf einer Einspritzmenge der Harnstofflösung von dem Injektor und den Werten von zumindest einer der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases als Parameter.

Die Steuereinheit ist angeordnet (bzw. eingerichtet), um den Einspritzwinkel des Injektors zu ermitteln, welcher der gegenwärtigen Raumgeschwindigkeit des Abgases zugeordnet ist, mittels einer Datenkarte (zum Beispiel eines Kennfelds), in welcher Werte von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases gruppiert (zum Beispiel hinterlegt) sind und ein (zum Beispiel entsprechender) Einspritzwinkel des Injektors für jede der Gruppen (zum Beispiel für jeden der hinterlegten Werte) vorgegeben und gespeichert ist.

Die Steuereinheit kann den Einspritzwinkel des Injektors ermitteln, sodass der Einspritzwinkel des Injektors reduziert/verringert ist/wird, wenn die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases erhöht sind.

Die Abgasreinigungsvorrichtung kann ferner aufweisen ein Verbindungselement zum Übertragen/Übermitteln einer Antriebskraft von der Antriebseinheit an/auf den Injektor (zum Beispiel zu dem Injektor).

Die Antriebseinheit ist mit einem Dreharm (zum Beispiel Schwenkarm) bereitgestellt, welcher eine Drehverschiebung (zum Beispiel Rotationsverschiebung) ausführt, wobei der Dreharm angeordnet (bzw. eingerichtet) sein kann, um mit dem (zum Beispiel an das) Verbindungselement gekoppelt (zum Beispiel verbunden) zu sein, um eine/die Antriebskraft zu übertragen/übermitteln.

Die Abgasreinigungsvorrichtung kann ferner aufweisen Führungselemente in einer Form von Vorsprüngen, welche gebildet sind, um einen Bereich der Schwenkbewegung des Injektors zu begrenzen (bzw. einzuschränken).

In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Steuern einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug auf: einen Schritt des Ermittelns (bzw. zum Ermitteln) durch eine Steuereinheit eines Einspritzwinkels eines Injektors zum Einspritzen einer Harnstofflösung in eine Abgasleitung basierend auf Werten von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur von Abgas; und einen Schritt des Steuerns (zum Beispiel Einstellens; bzw. zum Steuern, zum Beispiel zum Einstellen) durch die Steuereinheit des Einspritzwinkels des Injektors. Die Steuereinheit treibt eine Antriebseinheit an (zum Beispiel steuert diese) und steuert den Einspritzwinkel des Injektors (zum Beispiel stellt diesen ein), sodass der Einspritzwinkel des Injektors auf einen Einspritzwinkel eingestellt ist, der in dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels ermittelt wurde.

In dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels kann die Steuereinheit den Einspritzwinkel des Injektors ermitteln basierend auf einer Harnstofflösungseinspritzmenge des Injektors und die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases als Parameter.

In dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels kann die Steuereinheit den Einspritzwinkel des Injektors für die gegenwärtige Raumgeschwindigkeit des Abgases ermitteln durch eine Datenkarte (zum Beispiel ein Kennfeld), in welchem Werte von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases gruppiert (zum Beispiel hinterlegt) sind und ein (zum Beispiel jeweiliger) Einspritzwinkel des Injektors für jede der Gruppen (zum Beispiel für jeden der hinterlegten Werte) vorgegeben und gespeichert ist.

In dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels kann die Steuereinheit den Injektor steuern, sodass der Einspritzwinkel des Injektors reduziert/verringert ist, wenn die Werte von zumindest einer der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases erhöht sind.

Gemäß der Abgasreinigungsvorrichtung und dem Verfahren zum Steuern derselben wie oben angegeben ist es möglich, effektiv eine/die Leistung des Mischens von Abgas und Harnstofflösung zur Reduktion einer NOx-Substanz in dem Abgas zu verbessern.

Besonders der Einspritzwinkel des Injektors zum Einspritzen einer/der Harnstofflösung ist/wird gesteuert in Abhängigkeit von Werten von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases und dadurch ist es möglich, die Leistung des Mischens der Harnstofflösung effektiv zu verbessern, welches verschieden geändert werden kann abhängig von der Betriebsbedingung.

Insbesondere ist es möglich zu behindern oder zu verhindern, dass eine Strömungsdistanz des Abgases, die zum Mischen der Harnstofflösung erwünscht ist, insbesondere aufgrund einer Erhöhung der Raumgeschwindigkeit des Abgases erhöht ist/wird durch Steuern, dass der Harnstofflösungseinspritzwinkel verringert ist/wird, wenn die Werte von dem zumindest einen von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases erhöht sind.

In einer anderen Form ist der Injektor angeordnet (bzw. eingerichtet), um in der Abgasleitung schwenkbar zu sein, und das Dichtungselement ist an einem Kopplungsabschnitt (zum Beispiel Verbindungsabschnitt) zwischen dem Injektor und der Abgasleitung angeordnet, um es dem Injektor zu ermöglichen, schwenkbar zu sein. Daher kann die Schwenkbewegung des Injektors effektiv durchgeführt werden (zum Beispiel gemacht sein), während ein Leck (bzw. Austreten) des Abgases und dergleichen, das an dem Kopplungsabschnitt auftreten kann, effektiv behindert oder verhindert ist.

Ferner, wenn die Antriebseinheit zum Bereitstellen einer/der Antriebskraft zur Schwenkbewegung des Injektors mit dem Dreharm bereitgestellt ist und der Dreharm angeordnet (bzw. eingerichtet) ist, um die Antriebskraft an den Injektor über das Verbindungselement bereitzustellen, ist es möglich, die Antriebskraft stabil (zum Beispiel konstant, zum Beispiel zuverlässig) bereitzustellen unabhängig von der Tatsache, dass eine Distanz/Entfernung zwischen der Antriebseinheit und dem Injektor aufgrund der Schwenkbewegung des Injektors variabel ist.

Weitere Geltungsbereiche/Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich/offenbart werden. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht gedacht sind, um den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken/limitieren.

Zeichnungen

Damit die Offenbarung gut verstanden werden kann, werden nun verschiedene Formen (Ausführungsformen) davon anhand von Beispielen beschrieben, wobei auf die begleitenden/beigefügten Figuren Bezug genommen wird, in denen:

1 ein schematisches Diagramm ist, welches eine Konfiguration zeigt, in der eine Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug in einem Strömungskanal eines Abgases bereitgestellt ist;

2 ein Diagramm ist, welches eine Konfiguration zeigt, in der ein Harnstoff-Injektor in einem Strömungskanal eines Abgases in einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt ist;

3 ein Diagramm ist, welches zeigt, dass ein Harnstoff-Injektor durch eine Antriebseinheit in einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug geschwenkt (zum Beispiel schwenkbar oder schwenkbewegbar) ist; und

4 ein Ablaufdiagramm ist, welches ein Verfahren zum Steuern einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug erläutert.

Die hierin beschriebenen Zeichnungen sind nur für Veranschaulichungszwecke und sind nicht gedacht, um den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Art einzuschränken.

Detaillierte Beschreibung

Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielgebend und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende(n) Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen ähnliche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.

Ferner ist in der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung die detaillierte Beschreibung von verwandten, bekannten Konfigurationen und Funktionen nicht bereitgestellt, wenn dies als den Umfang der vorliegenden Offenbarung unnötig unklar machend ermittelt wurde.

Wie in 13 gezeigt weist eine Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung auf: einen Injektor 150 zum Einspritzen einer Harnstofflösung in eine Abgasleitung 20, welcher in einer Art angeordnet ist, sodass ein Einspritzwinkel „α“ durch eine Schwenkbewegung des Injektors 150 einstellbar ist (bzw. eingestellt ist/wird); eine Antriebseinheit 250, welche angeordnet (bzw. eingerichtet) ist, um eine Antriebskraft zum Einstellen des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 bereitzustellen; und eine Steuereinheit 350 welche angeordnet (bzw. eingerichtet) ist, um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors abhängig von einer Raumgeschwindigkeit von Abgas (eines/des Abgases) zu ermitteln und die Antriebseinheit 250 anzutreiben (zum Beispiel anzusteuern), um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 zu steuern (zum Beispiel einzustellen).

Der Injektor 150 ist angeordnet (bzw. eingerichtet), um Harnstofflösung in die Abgasleitung 20 in einer Art einzuspritzen, sodass der Einspritzwinkel „α“ durch die Schwenkbewegung des Injektors gesteuert (zum Beispiel steuerbar, zum Beispiel regelbar) ist.

Der Injektor 150 ist an (zum Beispiel in) einem Abschnitt der Abgasleitung 20 wie in 12 gezeigt angeordnet, um Harnstofflösung zum Entfernen einer NOx-Substanz einzuspritzen, die im Abgas enthalten ist. Zusätzlich ist der Injektor 150 stromaufwärts von einer Katalysatorvorrichtung zur Reduktion (zum Beispiel Reduktionshandlung) einer/der Mischung von Harnstofflösung und Abgas durch einen Katalysator angeordnet und spritzt die Harnstofflösung (dort) ein.

Um ein/das Mischen der Harnstofflösung und des Abgases zu erleichtern (zum Beispiel zu begünstigen), kann die Abgasreinigungsvorrichtung mit einem Mischer bereitgestellt sein. In diesem Fall kann der Injektor 150 wie in 1 gezeigt stromaufwärts von dem Mischer angeordnet sein.

In einer Form kann der Injektor 150 angeordnet sein, um in Richtung (nach) einer stromabwärts Seite eines/des Abgasstroms zu zeigen (zum Beispiel ausgerichtet zu sein), sodass es möglich ist, eine Rückbewegung der Harnstofflösung, die durch den Injektor 150 eingespritzt ist, zu dem Injektor 150 aufgrund eines Einflusses des Abgasstroms und ein Anhaften an den Injektor 150 zu behindern oder zu verhindern. Jedoch gibt es keinen Zweifel, dass der Injektor 150 angeordnet sein kann, um in Richtung (nach) einer stromaufwärts Seite des Abgasstroms zu zeigen, wenn verlangt.

Andererseits ist der Injektor 150 in der Abgasleitung 20 angeordnet, um schwenkbar zu sein, sodass der Einspritzwinkel „α“ durch die Schwenkbewegung des Injektors gesteuert ist (bzw. steuerbar ist). Dazu ist der Injektor 150 gelenkig/drehbar mit einem Punkt der Abgasleitung 20 verbunden, um die Schwenkbewegung davon zu ermöglichen. 1 oder 3 zeigen den Zustand, in dem der in/an der Abgasleitung 20 angeordnete Injektor 150 schwenkbar ist.

In einer Form kann der Injektor an der oberen Endseite der Abgasleitung angeordnet sein, um die Harnstofflösung in Richtung (nach) stromabwärts des Abgases einzuspritzen. In dieser Form ist der Injektor 150 angeordnet, um um eine zentrale Achse schwenkbar zu sein, die rechtwinklig/orthogonal zu einer Strömungsrichtung des Abgases ist. Daher ist der Injektor 150 schwenkbar, um in Richtung stromaufwärts oder stromabwärts des Abgases oder der unteren Fläche der Abgasleitung (aus)gerichtet zu sein.

Die Antriebseinheit 250 ist angeordnet (bzw. eingerichtet), um Antriebskraft zum Einstellen des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 bereitzustellen. 3 veranschaulicht eine Antriebseinheit 250 zum Zuführen von Antriebskraft an den Injektor 150, die an einem Randabschnitt des Injektors 150 angeordnet ist, der eine Außenfläche der Abgasleitung 20 ist.

Diese Antriebseinheit 250 kann in einer Vielzahl von Arten/Typen bereitgestellt sein, wie zum Beispiel pneumatischer-Typ, mechanischer-Typ und dergleichen, und kann angepasst (bzw. eingerichtet) sein, um eine Vielzahl von Bewegungen bereitzustellen, wie zum Beispiel Rotations- oder Translations-Bewegung, etc. 3 veranschaulicht eine Form (bzw. Art) einer Antriebseinheit 250, die als ein Motor bereitgestellt ist, um durch eine Steuereinheit 350 gesteuert zu sein/werden und Rotationskraft/Drehkraft zuzuführen.

Die Steuereinheit 350 ist angeordnet (bzw. eingerichtet), um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors basierend auf Werten von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und/oder Temperatur des Abgases zu ermitteln und die Antriebseinheit 250 anzutreiben (bzw. anzusteuern), um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 zu steuern (bzw. einzustellen).

Die Abgasreinigungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist im Wesentlichen eine Vorrichtung zum Entfernen einer/der NOx-Substanz, die in dem Abgas enthalten ist. Die Vorrichtung formt/bildet eine Mischung der Harnstofflösung, die durch den Injektor 150 eingespritzt ist/wird, und des Abgases und die Mischung ist/wird während des Durchströmens einer katalytischen Vorrichtung (bzw. Katalysatorvorrichtung) einer chemischen Reaktion unterworfen, sodass die NOx-Substanz entfernt ist/wird.

Der Ausdruck „NOx-Substanz“, der in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, wird kollektiv auf (unstabile) Stickstoffoxide bezogen, die im Abgas von Fahrzeugen enthalten sind, und umfasst typischerweise Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid und dergleichen. Eine solche NOx-Substanz wird durch eine Reaktion mit der Harnstofflösung in Wasser und Stickstoff konvertiert/umgewandelt und dann aus dem Fahrzeug ausgestoßen.

In der Abgasreinigungsvorrichtung, wenn die Harnstofflösung, die von dem Injektor 150 eingespritzt wird, und das Abgas gleichmäßig/einheitlich gemischt werden, wird eine chemische Reaktionsmenge von ihnen durch den Katalysator erhöht und dadurch ist eine Effizienz des Entfernens der NOx-Substanz verbessert. Daher ist eine erhöhte Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases in der Abgasreinigungsvorrichtung vorteilhaft.

Andererseits, da Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases abhängig von der Betriebsbedingungen von Fahrzeugen variieren, variiert die Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases, das innerhalb einer beschränkten/limitierten Distanz zwischen dem Injektor 150 und der Katalysatorvorrichtung hervorgebracht wird, insbesondere in Abhängigkeit der Raumgeschwindigkeit des Abgases.

Wenn zum Beispiel die Raumgeschwindigkeit des Abgases erhöht ist, ist eine Strömungsdistanz, die für die Harnstofflösung, die in dem gleichen Einspritzwinkel „α“ eingespritzt ist, verlangt (zum Beispiel benötigt) ist, um durch das gesamte Abgas verbreitet/verteilt zu werden, erhöht, wohingegen wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases verringert ist, eine Strömungsdistanz, die für die Harnstofflösung, die in dem gleichen Einspritzwinkel „α“ eingespritzt ist, verlangt ist, um durch das gesamte Abgas verbreitet/verteilt zu werden, verringert ist.

Von daher ist unter der Bedingung, dass der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 fixiert ist, die Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases, das zwischen dem Injektor und der Katalysatorvorrichtung hervorgebracht wird, variabel. Daher ist in dieser Form der vorliegenden Offenbarung der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 gesteuert, um abhängig von der Raumgeschwindigkeit des Abgases variiert zu werden, sodass die Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases verbessert ist.

Daher ist die Steuereinheit 350 eingerichtet, um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, der schwenkbar ist, abhängig von der Raumgeschwindigkeit des Abgases zu ermitteln und die Antriebseinheit 250 anzutreiben (bzw. anzusteuern) und den Injektor 150 schwenkend zu bewegen, sodass der Injektor 150 die Harnstofflösung in dem ermittelten Einspritzwinkel „α“ einspritzt. Ein Verhältnis (bzw. Zusammenhang) zwischen diesen (jeder dieser) Komponenten ist schematisch in 3 veranschaulicht.

Eine Form/Art zum Steuern der Raumgeschwindigkeit des Abgases und des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 ist unten beschrieben.

Zunächst kann die Raumgeschwindigkeit des Abgases wie folgt ermittelt werden:

Wobei SV für die Raumgeschwindigkeit des Abgases steht, G für die Strömungsrate des Abgases steht, T für die Temperatur des Abgases steht, P für den Druck des Abgases steht, V für ein Volumen der Mischung, die in der Abgasleitung 20 strömt, steht und A eine Konstante ist, die experimentell oder theoretisch ermittelt wird, derweil die Parameter wie oben in Geschwindigkeit (zum Beispiel Raumgeschwindigkeit) konvertiert (zum Beispiel umgerechnet) werden.

Die Steuereinheit 350 kann die Raumgeschwindigkeit des Abgases unter Verwendung der obigen Gleichung berechnen und kann auch gemessene Werte der Raumgeschwindigkeit des Abgases unter Verwendung eines Sensors erhalten.

Wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases erhöht ist, kann der Anteil, zu dem sich die Harnstofflösung in das/dem Abgas verteilt, innerhalb der gleichen Distanz reduziert sein. Damit die Harnstofflösung in eine Richtung nahe einer radialen Richtung der Abgasleitung 20 eingespritzt wird und dadurch der Verteilungsgrad der Harnstofflösung erhöht wird, wird der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 verringert.

Der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 bezieht sich in der vorliegenden Offenbarung auf einen Winkel zwischen einer Referenzlinie L, die rechtwinklig zu der Strömungsrichtung des Abgases ist, und einer Einspritzrichtung des Injektors 150. D.h., je kleiner der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 ist, umso rechtwinkliger zu der Strömungsrichtung des Abgases wird die Harnstofflösung eingespritzt. Ferner, je größer der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 ist, umso paralleler zu der Strömungsrichtung des Abgases wird die Harnstofflösung eingespritzt.

Da der Grad zu dem die Harnstofflösung in dem Abgas innerhalb der gleichen Distanz verteilt wird reduziert sein kann, wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases erhöht ist, steuert die Steuereinheit 350 die Antriebseinheit 250, um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 zu verringern, sodass die Harnstofflösung in eine Richtung nahe zu der Radialrichtung der Abgasleitung 20 eingespritzt wird und daher wird sie schneller in der Abgasleitung (bzw. in die Abgasleitung hinein) verteilt, wodurch eine Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases verbessert ist.

Andererseits, wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases verringert ist, ist ein Einfluss des Abgasstromes auf den Strom (bzw. den Fluss) der Harnstofflösung verringert und daher kann eine Situation sein (bzw. entstehen), dass sich die Harnstofflösung durch den Abgasstrom (hindurch) bewegt und an eine(r) Innenwand der Abgasleitung 20 an der gegenüberliegenden Seite des Injektors 150 anhaftet.

Wenn die Harnstofflösung an der Innenwand der Abgasleitung 20 anhaftet kann sie nicht zu einer chemischen Reaktion mit der NOx-Substanz in dem Abgas beitragen und letztendlich ist/wird eine Effizienz des Entfernens der NOx-Substanz reduziert/verringert. Daher erhöht die Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, um zu ermöglichen, dass die Harnstofflösung in eine Richtung nahe der Strömungsrichtung des Abgases eingespritzt wird, sodass sich die Harnstofflösung nicht durch den Abgasstrom (hindurch) bewegt und sie folglich in dem Abgas verteilt wird, ohne an der Innenwand der Abgasleitung 20 anzuhaften, wodurch eine Leistung des Mischens des Abgases und der Harnstofflösung verbessert wird.

Andererseits, wie oben beschrieben, ist die Raumgeschwindigkeit des Abgases, die berechnet werden kann, indem die Strömungsrate, der Druck und die Temperatur des Abgases als Parameter verwendet werden, proportional erhöht zu Werten von zumindest einem der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases. Dementsprechend ist die vorliegende Offenbarung implementiert, sodass ein Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 ermittelt werden kann basierend auf der Strömungsrate, der Temperatur oder des Drucks des Abgases, die in einem proportionalen Zusammenhang (in einer proportionalen Beziehung) mit der Raumgeschwindigkeit sowie der Raumgeschwindigkeit des Abgases sind.

Ein spezifischer Ermittlungszusammenhang (bzw. Zusammenhang) zwischen den Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases und des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 kann experimentell oder theoretisch ermittelt werden und können durch Umwelteigenschaften oder strukturelle Eigenschaften der Abgasreinigungsvorrichtung eingestellt (bzw. angepasst) werden.

Wie unter Bezugnahme auf diese Form (bzw. Ausführungsform) diskutiert, steuert die vorliegende Offenbarung den Einspritzwinkel „α“ zum Einspritzen der Harnstofflösung, um die Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases zu verbessern, sogar in der Situation, in der die Raumgeschwindigkeit des Abgases zwischen dem Injektor 150 und der Katalysatorvorrichtung variiert, und verbessert letztendlich die Effizienz des Entfernens der NOx-Substanz in dem Abgas.

Andererseits, wie in 2 und 3 gezeigt, kann die Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung ferner aufweisen ein Dichtungselement 200, das an einem Montageabschnitt für den Injektor 150 angeordnet ist, an dem der Injektor 150 an die Abgasleitung 20 montiert ist. Das Dichtungselement 200 wird durch die Schwenkbewegung des Injektors 150 verformt, sodass es den Montageabschnitt abdichtet, während es die Schwenkbewegung des Injektors 150 ermöglicht.

In einer Form kann der Injektor 150 an einem Punkt der Abgasleitung 20 angeordnet sein, in dem Abgas strömt, und in einer anderen Form kann der Injektor 150 angeordnet sein, um einen Punkt der Abgasleitung 20 zu durchdringen (zum Beispiel um durch einen Punkt der Abgasleitung 20 in die Abgasleitung 20 einzudringen). Dementsprechend kann es eine Situation geben, in der das Abgas zu der Außenseite der Abgasleitung 20 austritt (bzw. aus der Abgasleitung 20 austritt).

Insbesondere da der Injektor 150 angeordnet ist, um schwenkbar zu sein, kann zwangsläufig/unausweichlich eine Lücke in/an dem Montageabschnitt für den Injektor 150 gebildet/geformt sein (d.h., an einem Abschnitt der Abgasleitung 20, zu dem der Injektor 150 eintritt bzw. den der Injektor 150 durchdringt). Dementsprechend ist es wahrscheinlich, dass ein Austreten des Abgases und dergleichen, das in der Abgasleitung 20 strömt, zu der Außenseite der Abgasleitung 20 durch die Lücke an dem Montageabschnitt für den Injektor 150 verursacht ist.

Um dies zu vermeiden, ist die vorliegende Offenbarung mit einem Dichtungselement 200 bereitgestellt, das an dem Montageabschnitt für den Injektor 150 angeordnet ist und das durch die Schwenkbewegung des Injektors 150 verformbar ist. In der vorliegenden Offenbarung ist der Injektor 150 montiert, um schwenkbar zu sein, sodass der Einspritzwinkel „α“ des Injektors abhängig von der Raumgeschwindigkeit des Abgases variiert (bzw. variiert werden kann), wobei um die Schwenkbewegung des Injektors 150 zu erleichtern (bzw. zu ermöglichen), das Dichtungselement 200 eingerichtet ist, um einfach verformt zu werden (zum Beispiel verformbar zu sein) durch die Schwenkbewegung des Injektors 150.

Das Dichtungselement 200 kann aus einer Vielzahl von flexiblen Materialien, wie zum Beispiel Gummi, Silikon und dergleichen, hergestellt sein/werden. Ferner ist das Dichtungselement um den Montageabschnitt für den Injektor 150 herum angeordnet, um ein Austreten des Abgases durch eine Lücke zwischen dem Injektor 150 und der Abgasleitung 20 zu behindern oder zu verhindern. 2 und 3 veranschaulichen schematisch eine Konfiguration, in der ein solches Dichtungselement 200 angeordnet ist.

In einer anderen Form kann das Dichtungselement 200 angeordnet sein, um den Montageabschnitt für den Injektor 150 und zumindest teilweise den Injektor 150 zu umschließen, wie in 2 und 3 gezeigt.

Anders als der gewöhnliche/herkömmliche Harnstofflösungsinjektor ist der Injektor 150 der vorliegenden Offenbarung angeordnet (bzw. eingerichtet), um eine Schwenkbewegung zu ermöglichen. Daher ist verlangt, dass das Dichtungselement der vorliegenden Offenbarung eine größere Verformbarkeit hat als die des Dichtungselements, das den Montageabschnitt für den herkömmlichen Injektor abdichtet, und zuverlässig das Austreten (bzw. den Austritt) des Abgases und dergleichen behindert oder verhindert.

Dementsprechend kann das Dichtungselement 200 aus einem Dichtungsmaterial mit großer Verformbarkeit hergestellt sein, das eine Zylinderform hat, und kann eingerichtet sein, um den Montageabschnitt für den Injektor 150 sowie einen Abschnitt (bzw. Teil) des Injektors 150 zu umschließen (bzw. einzuschließen), sodass es effektiv ein Austreten des Abgases und dergleichen behindern oder verhindern kann. 3 veranschaulicht schematisch das Dichtungselement 200, das eingerichtet ist, um den unteren Abschnitt des Injektors 150 zusammen mit dem Montageabschnitt für den Injektor 150 zu umschließen.

Gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung kann die Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 ermitteln unter Verwendung einer Einspritzmenge der Harnstofflösung des Injektors 150 und Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases als Parameter.

Besonders die Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases können von der Raumgeschwindigkeit (alternativ der Strömungsrate, des Drucks oder der Temperatur) des Abgases abhängen, aber ebenso abhängig von einer Einspritzmenge der Harnstofflösung variieren. Daher ermittelt die Steuereinheit 350 der vorliegenden Offenbarung den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 basierend auf der Raumgeschwindigkeit des Abgases sowie der Einspritzmenge des Harnstoffs des Injektors 150.

Als ein Beispiel, wenn die Einspritzmenge der Harnstofflösung groß ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Anhaften der Harnstofflösung an der Innenwand der Abgasleitung 20 sogar unter der gleichen Raumgeschwindigkeit des Abgases verursacht wird und daher wird der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 verringert. Im Gegensatz dazu, wenn die Einspritzmenge der Harnstofflösung klein ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Verringern des Verteilungsgrades der Harnstofflösung in der Abgasleitung sogar unter der gleichen Raumgeschwindigkeit des Abgases verursacht wird und daher wird der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 erhöht.

D.h., in einer Form werden sowohl die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases und der Einspritzmenge der Harnstofflösung als Parameter zum Ermitteln des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 berücksichtigt und daher ist es möglich den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 zu ermitteln, der die Leistung des Mischens des Abgases und der Harnstofflösung verbessern kann.

In einer anderen Form kann die Steuereinheit 350 angeordnet (bzw. eingerichtet) sein, um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, der der gegenwärtigen Raumgeschwindigkeit des Abgases entspricht (bzw. dieser zugeordnet ist), durch eine Datenkarte zu ermitteln, in der Werte von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases gruppiert sind (bzw. hinterlegt sind) und ein Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 für jede der Gruppen (bzw. für jeden hinterlegten Wert) vorgegeben und gespeichert ist.

Die Steuereinheit 53 kann die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases in Echtzeit berechnen und auch einen geeigneten/passenden Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 in Echtzeit ermitteln basierend auf einem Zusammenhang, der experimentell oder theoretisch abgeleitet wird. Ein solches Berechnungsverfahren kann jedoch eine Zeitverzögerung verursachen und eine Verarbeitungslast für eine solche Berechnung erhöhen.

Daher ist in dieser Form der vorliegenden Offenbarung die Steuereinheit 350 angepasst, um den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 unter Verwendung einer Datenkarte zu ermitteln, in der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 abhängig von den Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases auf der Basis des obigen Verfahrens vorgegeben (bzw. hinterlegt, bzw. gespeichert) sind.

Insbesondere da die Datenkarte durch Gruppieren (bzw. Hinterlegen) von Werten von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur (insbesondere Raumgeschwindigkeit) des Abgases dargestellt/gebildet ist und es ermöglicht, dass der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 für jede der Gruppen (bzw. für jeden der hinterlegten Werte) ermittelt wird, ist das Ermitteln des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 unter Verwendung der Datenkarte einfach im Vergleich zu einem Echtzeitberechnungsverfahren.

Es versteht sich, dass Gruppen der Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases verschieden, wie verlangt (bzw. wie erforderlich) in der Datenkarte definiert sein können.

Andererseits kann die Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors steuern, sodass der Einspritzwinkel „α“ des Injektors verringert ist/wird, wenn die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases erhöht ist/wird.

Wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases erhöht ist unter/bei/mit dem gleichen Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, erreicht das Abgas die Katalysatorvorrichtung bevor die Harnstofflösung durch das ganze/gesamte Abgas verteilt ist, mit dem Ergebnis, dass die Menge von chemischer Reaktion zum Entfernen der NOx-Substanz möglicherweise verringert ist und dadurch die Effizienz des Entfernens der NOx-Substanz verringert ist.

Wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases verringert ist unter/bei/mit dem gleichen Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, bewegt sich der Harnstofflösungsstrom durch das Abgas und haftet/klebt an der Innenwand der Abgasleitung 20 gegenüber dem Injektor 150, mit dem Ergebnis, dass die Harnstofflösung nicht zu der chemischen Reaktion mit der NOx-Substanz beitragen kann und dadurch die Effizienz des Entfernens der NOx-Substanz verringert ist.

Wenn daher die Raumgeschwindigkeit des Abgases erhöht ist, wird der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 verringert, um es der Harnstofflösung zu ermöglichen in eine Richtung nahe/dicht bei/zu einer radialen Richtung der Abgasleitung 20 zu strömen, sodass die Harnstofflösung gleichmäßig durch das gesamte Abgas verteilt wird ungeachtet/trotz eines Einflusses einer Bewegung des Abgases in der Abgasleitung 20 (zum Beispiel Bewegung des Abgases von einer Seite der Abgasleitung 20 zu einer anderen Seite der Abgasleitung 20).

Wenn im Gegensatz dazu die Raumgeschwindigkeit des Abgases verringert ist, wird der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 erhöht, um es der Harnstofflösung zu ermöglichen, in eine Richtung nahe/dicht bei/zu der Richtung des Abgasstroms zu strömen, sodass die Harnstofflösung daran behindert oder verhindert ist, sich durch das Abgas zu bewegen und an die/der Innenwand der Abgasleitung 20 anzuhaften (bzw. an dieser zu kleben).

Ein geeigneter Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, der es der Harnstofflösung ermöglicht, gleichmäßig in dem Abgas verteilt zu werden, wird abhängig von der Raumgeschwindigkeit des Abgases ermittelt, sodass die Leistung des Mischens des Abgases und der Harnstofflösung und die Effizienz des Entfernens der NOx-Substanz in dem Abgas verbessert/erhöht sind.

Sogar in dem Fall der Verwendung von Werten von zumindest einem der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases, die in einem proportionalen Zusammenhang mit der Raumgeschwindigkeit sind/stehen, kann die gleiche Erklärung wie die obige Beschreibung darauf angewandt werden, die mit Bezugnahme auf die Raumgeschwindigkeit gemacht ist.

Andererseits, wie in 3 gezeigt, weist die Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug ferner auf ein Verbindungselement 300 zum Übertragen/Übermitteln einer/der Antriebskraft der Antriebseinheit 250 zu dem (bzw. an/auf den) Injektor 150.

Das Verbindungselement 300 dient (bzw. hat den Zweck), um die Antriebseinheit 52 und den Injektor 150 (miteinander) zu verbinden/koppeln, und kann in verschiedenen Formen bereitgestellt sein, wie zum Beispiel einer linear geformten Verbindung, einer gebogenen/gekrümmten Verbindung, einer gebogen/gekrümmt geformten Verbindung und dergleichen.

Die Antriebseinheit 250 ist angeordnet (bzw. eingerichtet), um eine/die Antriebskraft zur Rotation/Drehung/Schwenkbewegung des Injektors 150 bereitzustellen. Jedoch kann eine Anordnung der Antriebseinheit 250, um direkt mit dem Injektor 150 gekoppelt/verbunden zu sein, ungeeignet sein bezüglich des zur Verfügung stehenden Raumes der Abgasleitungsseite, an der (bzw. in dem) die Abgasreinigungsvorrichtung installiert ist.

Insbesondere gibt es einige Fälle, in denen eine Mehrzahl von Vorrichtungen zusätzlich zu der Abgasreinigungsvorrichtung in einem Strömungsabschnitt (bzw. Strömungskanal) installiert sind, durch den das Abgas des Fahrzeugs strömt. Daher ist es wichtig den Raum, in dem die Abgasleitung 20 angeordnet ist, geeignet zu nutzen.

D.h., in dieser Form der vorliegenden Offenbarung ist das Verbindungselement 300 zum Verbinden der Antriebseinheit 250 und des Injektors 150 verwendet/genutzt, sodass es möglich ist, den Freiheitsgrad der Raumnutzung beim Installieren der Abgasreinigungsvorrichtung zu verbessern, und es das Ermitteln des Layout-Designs von Fahrzeugen erleichtert. 3 veranschaulicht einen Zustand, in dem Antriebskraft der Antriebseinheit 250, die angeordnet ist, um beabstandet von dem Injektor 150 zu sein, über das Verbindungselement 300 auf den Injektor 150 übertragen wird.

In einer anderen Form ist die Antriebseinheit 250 mit einem Dreharm (bzw. Rotationsarm, bzw. Schwenkarm) 260 bereitgestellt, der eine Drehverschiebung (bzw. Drehverlagerung) bildet, wobei der Dreharm 260 angeordnet ist, um mit dem Verbindungselement 300 gekoppelt/verbunden zu sein, um Antriebskraft zu übermitteln/übertragen, wie in 3 gezeigt.

Die Antriebseinheit 250 kann angeordnet (bzw. eingerichtet) sein, um verschiedene Arten von Antriebskraft bereitzustellen, wobei aufgrund der Natur der vorliegenden Offenbarung, wenn der Injektor 150 schwenkbewegt ist/wird, eine Entfernung/Distanz zwischen einem Punkt des Injektors 150, an den die Antriebseinheit 250 oder das Verbindungselement 300 gekoppelt ist (bzw. mit dem die Antriebseinheit 250 oder das Verbindungselement 300 verbunden ist) und die Antriebskraft übertragen/übermittelt wird, und der Antriebseinheit 250 verändert/variiert wird.

Dementsprechend ist es erwünscht, dass eine Struktur zum Übertragen der Antriebskraft an/auf den Injektor 150 durch die Antriebseinheit 250 oder das Verbindungselement 300 auch die Distanz beim Übertragen der Antriebskraft verändern kann. In dieser Form kann die Distanz beim Übertragen der Antriebskraft verändert werden durch eine Struktur, die aufweist den Dreharm 260, der an der Antriebseinheit 250 geformt ist, und das Verbindungselement 300.

Dieses Verfahren wird unten unter Bezugnahme auf 3 weiter beschrieben.

Zunächst ist die Antriebseinheit 250 als ein Mittel, wie zum Beispiel ein Motor, zum Bereitstellen einer/der Rotationskraft/Drehkraft angeordnet (bzw. eingerichtet). Eine Antriebswelle 255 der Antriebseinheit 250 ist mit dem Dreharm 260 bereitgestellt (bzw. mit diesem verbunden, bzw. an diesen angeschlossen), sodass der Dreharm 260 eine Drehverschiebung durch die Leistung (zum Beispiel die Kraft) der Antriebseinheit 250 formt.

Wie in 3 veranschaulicht ist eine Seite 265 des Verbindungselements 300 mit dem Dreharm 260 der Antriebseinheit 250 gekoppelt (bzw. verbunden) und die andere Seite 305 ist mit dem Injektor 150 gekoppelt, wobei jeder der (beiden) Kopplungspunkte gelenkig/drehbar gelagert ist. D.h., das Verbindungselement 300 ist geformt/gebildet, sodass ein Winkel, der zwischen dem Verbindungselement 300 und dem Dreharm 260 gebildet ist, und auch ein Winkel, der zwischen dem Verbindungselement 300 und dem Injektor 150 gebildet ist, abhängig von dem Betriebszustand der Antriebseinheit 250 variieren kann (bzw. variabel sein kann).

Mit dieser Struktur ist die Distanz zwischen der Antriebswelle 255 der Antriebseinheit 250 und der anderen Seite 305 des Verbindungselements 300 (d.h., ein Punkt, an dem das Verbindungselement 300 mit dem Injektor 150 gekoppelt ist und die Antriebskraft oder Verschiebung/Verlagerung an/auf den Injektor 150 übertragen wird) variabel und es ist möglich die Antriebskraft oder Verschiebung/Verlagerung von der Antriebseinheit 250 an/auf den Injektor 150 zu übertragen, während/indem die variablen Distanzen zwischen dem Injektor 150 und der Antriebseinheit bereitgestellt sind/werden, die durch die Drehbewegung des Injektors 150 aufgrund seiner Struktur erzeugt werden/sind.

D.h., mit der oben beschriebenen Struktur ist es möglich die Antriebskraft der Antriebseinheit 250 an/auf den Injektor 150 zu übertragen, während eine Distanz, die die Antriebskraft überträgt (zum Beispiel über die die Antriebskraft übertragen wird), durch Mittel der Anordnung der Antriebseinheit 250 variiert wird, die bereitgestellt ist, um beabstandet von dem Injektor 150 angeordnet zu sein in Anbetracht des Aspekts der Raumnutzung und der Charakteristik des Injektors 150.

Bezugnehmend auf 3 weist die Abgasreinigungsvorrichtung ferner auf Führungselemente 320 und 325, die (jeweils) in Form eines Vorsprungs angeordnet (bzw. ausgebildet) sind, um den Bereich der Schwenkbewegung des Injektors 150 zu limitieren/begrenzen/beschränken.

Der Injektor 150 ist bereitgestellt, um den Einspritzwinkel „α“ der Harnstofflösung in einer Art durch Schwenkbewegung einzustellen. Wenn die Schwenkbewegung des Injektors 150 außerhalb des normalen Bereichs ist oder überhöhte Antriebskraft darauf ausgeübt wird aufgrund eines außergewöhnlichen Betriebs, ist es wahrscheinlich, eine Verformung oder ein Brechen/Abbrechen des Kopplungspunkts/Verbindungspunkts des Injektors 150, der Abgasleitung 20 oder des Verbindungselements 300 herbeizuführen (bzw. zu verursachen).

Um eine solche Situation zu behindern oder verhindern, ist die vorliegende Offenbarung mit Führungselementen 320 und 325 bereitgestellt, um den Bereich eines Drehwinkels/Schwenkwinkels des Injektors 150 zu begrenzen. Die Zahl oder die Position der Führungselemente 320 und 325 kann wie verlangt/benötigt variieren (bzw. ausgewählt sein). Zum Beispiel können eine Mehrzahl von Führungselementen entlang der Richtung der Schwenkbewegung des Injektors 150 installiert sein oder ein Führungselement kann nur an einer Seite der Richtung der Schwenkbewegung des Injektors 150 bereitgestellt sein, wenn verlangt. Ferner können die Führungselemente 320 und 325 integral/einstückig mit der Abgasleitung 20 bereitgestellt sein oder können separat bereitgestellt sein und dann mit der Abgasleitung kombiniert (zum Beispiel verbunden) werden.

3 veranschaulicht eine Konfiguration, in der das Führungselement 320 zum Beschränken des maximalen Levels des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 und das Führungselement 325 zum Beschränken des minimalen Levels des Einspritzwinkels des Injektors bereitgestellt sind. Es versteht sich, dass solch ein maximaler und minimaler Level des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 verschieden in Anbetracht (bzw. unter Berücksichtigung) von Designfaktoren ermittelt werden kann.

Wie in 4 gezeigt weist ein Verfahren des Steuerns einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug auf: einen Schritt des Ermittelns eines Einspritzwinkels S200, in dem eine Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ eines Injektors 150 zum Einspritzen einer Harnstofflösung in eine Abgasleitung 20 basierend auf Werten von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur von Abgas ermittelt; und einen Schritt des Steuerns des Einspritzwinkels des Injektors S300, in dem die Steuereinheit 350 eine Antriebseinheit 250 antreibt (bzw. ansteuert) und den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 steuert (bzw. einstellt), sodass der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 den Einspritzwinkel „α“ erfüllt (bzw. dem Einspritzwinkel „α“ entspricht), der in dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels S200 ermittelt wurde.

In dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels S200 ermittelt die Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 zum Einspritzen der Harnstofflösung in das Innere der Abgasleitung 20 basierend auf den Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases.

Wie vorher diskutiert, wenn die Raumgeschwindigkeit und dergleichen des Abgases bei dem gleichen Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 variiert, variiert die Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases und daher kann die Effizienz des Entfernens der NOx-Substanz nicht immer auf einem Maximum gehalten werden. Daher wird der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 zum Einspritzen der Harnstofflösung abhängig von den Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit des Abgases und der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases ermittelt, die in einem proportionalen Zusammenhang mit der Raumgeschwindigkeit sind.

In dem Schritt des Steuerns des Einspritzwinkels S300 treibt die Steuereinheit 350 die Antriebseinheit 250 an und steuert den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, sodass der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 auf den Einspritzwinkel „α“ eingestellt werden kann, der in dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels S200 ermittelt wurde.

Wie vorher diskutiert ist der Injektor 150 zum Einspritzen der Harnstofflösung bereitgestellt, um schwenkbar zu sein, während die Steuereinheit 350 angepasst ist, um die Antriebseinheit 250 anzutreiben und den Injektor 150 zu steuern, um in dem Einspritzwinkel „α“ positioniert zu sein, der in dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels S200 ermittelt ist.

In einer anderen Form kann die Steuereinheit 350 in dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels S200 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 ermitteln unter Verwendung einer Harnstofflösungseinspritzmenge des Injektors 150 und den Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases als Parameter, wie in 4 gezeigt.

Da die Leistung des Mischens des Abgases und der Harnstofflösung abhängig von der Einspritzmenge der Harnstofflösung sowie der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases variiert, ist es möglich, den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 basierend auf der Einspritzmenge der Harnstofflösung und den Werten von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases zu ermitteln.

Die Steuereinheit 350 kann in einer anderen Form in dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels S200 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 für die gegenwärtige Raumgeschwindigkeit des Abgases durch eine Datenkarte (bzw. ein Kennfeld) ermitteln, in der Werte von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases gruppiert (bzw. hinterlegt) sind und ein Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 für jede Gruppe (bzw. für jeden der hinterlegten Werte) vorgegeben und gespeichert ist, wie in 4 gezeigt.

D.h., anstelle des Berechnens des Einspritzwinkels „α“ des Injektors 150 in Echtzeit kann die Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, der jetzt verlangt ist, unter Verwendung einer Datenkarte ermitteln, in der Werte von zumindest einem von Raumgeschwindigkeit, Strömungsrate, Druck und Temperatur des Abgases gruppiert sind und ein Einspritzwinkel „α“ für jede Gruppe (zum Beispiel für jeden Wert der entsprechenden Gruppe) festgesetzt ist.

In noch einer anderen Form kann die Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 in dem Schritt des Ermittelns des Einspritzwinkels S200 steuern, sodass der Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150 verringert ist/wird, wenn die Werte von zumindest einem der Raumgeschwindigkeit, der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases erhöht sind, wie in 4 gezeigt.

Anders formuliert, wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases erhöht ist, kann eine Distanz, die verlangt ist, um die Harnstofflösung durch das gesamte Abgas zu verteilen, erhöht sein. Um dies zu behindern oder zu verhindern wird der Einspritzwinkel „α“ des Injektors verringert, um zu ermöglichen, dass die Harnstofflösung in eine Richtung nahe der Radialrichtung der Abgasleitung 20 eingespritzt wird, wodurch die Leistung des Mischens der Harnstofflösung und des Abgases verbessert ist.

Im Gegensatz dazu, wenn die Raumgeschwindigkeit des Abgases verringert ist, kann eine Situation eintreten, in der sich der Harnstofflösungsstrom durch das Abgas (hindurch) bewegt und an der Abgasleitung 20 (an)haftet (bzw. klebt). Daher erhöht die Steuereinheit 350 den Einspritzwinkel „α“ des Injektors 150, um zu ermöglichen, dass die Harnstofflösung in eine Richtung nahe der Strömungsrichtung des Abgases eingespritzt wird, sodass behindert oder verhindert wird, dass die Harnstofflösung an die Abgasleitung (an)haftet (bzw. an dieser klebt), wodurch die Leistung des Mischens des Abgases und der Harnstofflösung verbessert ist.

Ferner, sogar in dem Fall des Verwendens von Werten von zumindest einem der Strömungsrate, des Drucks und der Temperatur des Abgases, die in einem proportionalen Zusammenhang mit der Raumgeschwindigkeit sind, kann die gleiche Erklärung wie die obige Beschreibung, die mit Bezug auf die Raumgeschwindigkeit gemacht wurde, dafür angewandt werden.

Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf spezifische Formen beschrieben und veranschaulicht wurde, ist es für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Offenbarung gemacht werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.