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公開番号2025102805
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2025040315,2023523266
出願日2025-03-13,2021-10-22
発明の名称ディーゼル排気流体タンク用加熱システム
出願人カミンズパワージェネレイションインコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人
主分類F01N 3/08 20060101AFI20250701BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】改良されたDEF加熱システムを提供する。
【解決手段】システム及び装置は、ディーゼル排気流体タンクと、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第1の温度を示す第1の温度情報を提供するように構築された第1の温度センサと、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第2の温度を示す第2の温度情報を提供するように構築された第2の温度センサとを含む。システム及び装置は、1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路を更に含み、該1つ又は複数のメモリデバイスは、1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、第1の温度情報及び第2の温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令を記憶するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ディーゼル排気流体タンクと、
該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第1の温度を示す第1の温度情報を提供するように構築された第1の温度センサと、
該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第2の温度を示す第2の温度情報を提供するように構築された第2の温度センサと、
1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路であって、該1つ又は複数のメモリデバイスが、
該1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、該第1の温度情報及び該第2の温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように構成されている、前記1つ又は複数の処理回路と
を含む、ディーゼル排気流体システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記1つ又は複数の処理回路が、前記第1の温度情報を受信するように構築されたエンジン制御モジュールを更に含む、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項３】
前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、前記ディーゼル排気流体タンクの熱モデルを生成することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように更に構成されており、
該ディーゼル排気流体タンク内のディーゼル排気流体が所定の閾値以上であると該熱モデルが示すときに、前記加熱システムにエネルギーが提供される、
請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項４】
前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、（i）前記第1の温度が所定の閾値以上であり前記第2の温度が該第1の温度から所定の範囲内にあるとき、又は（ii）前記第2の温度が前記所定の閾値以上であり該第2の温度が前記第1の温度から該所定の範囲内にないときに、加熱要素にエネルギーを提供することを該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように更に構成されている、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項５】
前記ディーゼル排気流体タンクが30ガロン以上である、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項６】
排気流体タンクヘッダを更に含み、
該排気流体タンクヘッダが、前記加熱システム、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサの各々を支持している、
請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項７】
レベルセンサと、品質センサと、第1の温度センサとを含むセンサ群を更に含む、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項８】
前記ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第3の温度を示す第3の温度情報を提供するように構築された第3の温度センサと、
該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第4の温度を示す第4の温度情報を提供するように構築された第4の温度センサと、
該ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第5の温度を示す第5の温度情報を提供するように構築された第5の温度センサと
を更に含む、請求項7記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項９】
前記1つ又は複数の処理回路が、前記組み合わせセンサから前記第1の温度情報を受信するように構築されたエンジン制御モジュールを更に含み、
前記1つ又は複数のメモリデバイスが、
前記1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、
該エンジン制御モジュールから該第1の温度情報を受信することと、
前記第2の温度センサから前記第2の温度情報を受信することと、
前記第3の温度センサから前記第3の温度情報を受信することと、
前記第4の温度センサから前記第4の温度情報を受信することと、
前記第5の温度センサから前記第5の温度情報を受信することと、
該第1の温度情報、該第2の温度情報、該第3の温度情報、該第4の温度情報、及び該第5の温度情報に基づいて、前記ディーゼル排気流体タンクの熱モデルを生成することと
を該1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように更に構成されている、
請求項8記載のディーゼル排気流体システム。
【請求項１０】
前記加熱システムを更に含み、該加熱システムが加熱要素を含む、請求項1記載のディーゼル排気流体システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2020年10月23日に出願された米国仮特許出願第63/104,848号明細書の利益及び米国仮特許出願第63/104,848号明細書に対する優先権を主張するものであり、その内容全体が参照により本明細書に組み入れられる。
続きを表示（約 2,400 文字）【０００２】
技術分野
本開示は、エンジン排気後処理システムに関する。より詳細には、本開示は、選択的触媒還元（SCR）後処理システムにおけるディーゼル排気流体（DEF）管理のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
SCR後処理システムは、ディーゼル排気流体（DEF）を消費する。DEFは、典型的には、尿素32.5％と、脱イオン水67.5％とを含む。典型的には、DEFは、摂氏マイナス12度（-12℃）又は華氏11度（11°F）で凍結する。
【発明の概要】
【０００４】
概要
一態様は、
ディーゼル排気流体タンクと、
ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第1の温度を示す第1の温度情報を提供するように構築された第1の温度センサと、
ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、第2の温度を示す第2の温度情報を提供するように構築された第2の温度センサと、
1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路であって、1つ又は複数のメモリデバイスが、
1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、第1の温度情報及び第2の温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように構成されている、1つ又は複数の処理回路と
を含む、ディーゼル排気流体システムに関する。
【０００５】
別の態様は、温度及び超音波液面及び濃度（TULC；temperature ultrasonic level and concentration）センサと加熱システムとを含むディーゼル排気流体タンクと共に使用するためのディーゼル排気流体タンク制御システムに関する。ディーゼル排気流体タンク制御システムは、
ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされ、温度情報を提供するように構築された温度センサアレイと、
1つ又は複数のプロセッサに結合された1つ又は複数のメモリデバイスを含む1つ又は複数の処理回路であって、1つ又は複数のメモリデバイスが、
1つ又は複数のプロセッサによって実行されると、温度情報に基づいて加熱システムにエネルギーを提供することを1つ又は複数のプロセッサに行わせる、命令
を記憶するように構成されている、1つ又は複数の処理回路と
を含む。
【０００６】
別の態様は、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた第1の温度センサから、一次温度を示す一次温度情報を受信する工程と、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた温度センサアレイから、二次温度を示す二次温度情報を受信する工程と、一次温度及び二次温度に基づいて、ディーゼル排気流体タンク内に位置決めされた加熱システムにエネルギーを選択的に提供する工程とを含む、方法に関する。
【０００７】
この概要は、単なる例示的なものにすぎず、限定的であることを意図したものでは決してない。本明細書で説明するデバイス又はプロセスの他の局面、発明的な特徴、及び利点は、類似の参照符号が類似の要素を指す、添付の図と併せて解釈される、本明細書に記載する詳細な説明において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図1は、いくつかの態様によるDEF加熱システムの模式図である。
図2は、いくつかの態様によるDEFタンクの断面図である。
図3は、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。
図4は、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。
図5は、いくつかの態様によるDEF加熱システム用のコントローラの概略図である。
図6は、いくつかの態様によるDEF加熱システムを動作させる方法のフロー図である。
図7A～Dは、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。
図8A～Dは、いくつかの態様によるDEF加熱システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明
ディーゼル排気流体（DEF）タンクを解凍するための方法、装置、及びシステムに関係する様々な概念、並びにそれらの方法、装置、及びシステムの実施態様のより詳細な説明が以下に続く。ある特定の例示的な態様を詳細に図示する、図を次に参照する前に、本開示は、本説明に記載する又は図に図示する詳細又は方法に限定されないことを理解すべきである。また、本明細書で使用される用語は、単なる説明のためのものにすぎず、限定的であるとみなされるべきではないことを理解すべきである。
【００１０】
典型的なディーゼル排気流体（DEF）凍結防止システムは、DEFタンク又は容器の内側に位置する単一の温度センサを含む、温度及び超音波液面及び濃度（TULC）センサを利用する。温度がDEFタンク内の単一の箇所のみで測定され、場合により、DEFタンク内のDEF全体の均一な温度を示さないため、TULCセンサは、局所的解凍性能を提供する。例えば、採掘トラックなどのオフハイウェイ車両は、大型エンジン（例えば、700馬力を超える）と、30、60、100、及び200ガロンのタンクよりも大型のDEFタンクとを有し得る。大型のDEFタンクにおいて、TULCセンサによって測定された局所温度は、特に低温（例えば、華氏0度）では、DEFタンク全体のDEF温度を必ずしも示すとは限らない。前述のように、典型的には、DEFは、摂氏マイナス12度（-12℃）又は華氏11度（11°F）で凍結する。
（【００１１】以降は省略されています）

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