知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ カウテックス テクストロン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトの特許一覧
特表2015-532393自動車の触媒式排気ガスＮＯｘ除去用の液体添加剤を貯蔵および供給する装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2015-532393(P2015-532393A)
(43)【公表日】2015年11月9日
(54)【発明の名称】自動車の触媒式排気ガスＮＯｘ除去用の液体添加剤を貯蔵および供給する装置
(51)【国際特許分類】
F01N 3/08 20060101AFI20151013BHJP
【ＦＩ】
F01N3/08 B
【審査請求】有
【予備審査請求】有
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2015-538308(P2015-538308)
(86)(22)【出願日】2013年3月13日
(85)【翻訳文提出日】2015年6月23日
(86)【国際出願番号】EP2013000739
(87)【国際公開番号】WO2014063760
(87)【国際公開日】20140501
(31)【優先権主張番号】102012020948.7
(32)【優先日】2012年10月25日
(33)【優先権主張国】DE
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC
(71)【出願人】
【識別番号】598001467
【氏名又は名称】カウテックス テクストロン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100099483
【弁理士】
【氏名又は名称】久野 琢也
(72)【発明者】
【氏名】フォルカー トロイト
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ヴァーグナー
【テーマコード（参考）】
3G091
【Ｆターム（参考）】
3G091AA02
3G091AA18
3G091AB05
3G091BA14
3G091CA17
3G091HA01
(57)【要約】
本発明は自動車の触媒式排気ガスＮＯｘ除去用の液体添加剤を貯蔵および供給する装置に関し、前記装置は、供給ライン（５）、加熱されたフィルタエレメント（７）および複合センサ（１２）が配置されている貯蔵容器（２）を具備する。供給ポンプ（８）は貯蔵容器（２）の外側に配置されている。フィルタエレメント（７）、複合センサ（１２）および供給ポンプ（８）は、電気的および／または油圧的に互いに接続されて、空間的に互いに分離されているサブアセンブリとして構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
特に自動車の触媒式排気ガスＮＯｘ除去用の液体添加剤を貯蔵および供給する装置であって、前記添加剤の貯蔵容積（３）を規定する少なくとも１つの貯蔵容器（２）と、少なくとも１つの供給ポンプ（８）と、少なくとも一部が前記貯蔵容積（３）の内部に配置されて、噴射装置の前記供給ポンプ（８）によって前記添加剤を前記自動車の排気ガスセクションまで給送することのできる少なくとも１つの供給ライン（５）と、供給される前記添加剤を濾過する少なくとも１つのフィルタ装置と、低周囲温度で前記添加剤の少なくとも１つの不凍部の分量を供給する少なくとも１つの加熱装置と、前記貯蔵されている添加剤用の少なくとも１つの充填レベルセンサおよび／または１つの品質センサとを具備しており、少なくとも前記フィルタ装置、前記充填レベルセンサおよび／または前記品質センサおよび前記供給ポンプ（８）は、電気的および／または油圧的に互いに接続されて、空間的に互いに分離しているサブアセンブリとして構成されている装置。
【請求項2】
前記貯蔵容積（３）内の少なくとも１つのフィルタ装置および１つの充填レベルセンサは、前記貯蔵容器（２）の壁、好ましくは前記容器の前記底部（６）に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記供給ポンプ（８）は前記供給容積（３）の外側に配置されて、前記貯蔵容器（２）の壁の少なくとも１つの密封リードスルーを介して前記供給ライン（５）に接続されていることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項4】
前記供給ポンプ（８）は前記貯蔵容器（２）の前記底部（６）の外側凹部（１１）に差し込まれていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項5】
前記フィルタ装置は少なくとも１つのフィルタエレメントを具備することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
前記供給ライン（５）は前記貯蔵容積（３）内に複数の吸入側接続部を有しており、各々につき１つのフィルタエレメント（７）が前記吸入側接続部の上流に接続されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
前記リードスルーは少なくとも１つのプラグイン接続部を具備しており、それを介して前記供給ポンプ（８）を油圧的および／または電気的に接続することができることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に自動車の触媒式排気ガスＮＯｘ除去用の液体添加剤を貯蔵および供給する装置に関するものであり、添加剤の貯蔵容積を入れる少なくとも１つの貯蔵容器と、添加剤を消費者に供給する少なくとも１つの供給ポンプと供給ラインとを具備する。
【背景技術】
【0002】
添加剤を貯蔵するためのこの種の装置は、一般に、周知のＳＣＲ容器と称される。貯蔵容器には通常、ディーゼル車両の排気ガスＮＯｘ除去用の尿素水溶液を入れる（選択触媒還元）。
【0003】
所定の外気温に達しない場合でも尿素水溶液が凍結しないように、低い外気温で尿素溶液の消費者への供給を確実にするために、貯蔵容積を加熱する手段および／またはより小さい溶融容積を加熱する手段が設けられている。
【0004】
前述の装置はトラック、バスおよび乗用車のいずれにも設置されている。乗用車では、貯蔵容器は、特に、利用できる自動車の設置スペースのうち、容易に見えない領域に設置される。貯蔵容積は容器の補充が車両の整備間隔で行うことができるような寸法にされていることが多く、自動車内での最適な設置スペースの利用は比較的大きな貯蔵容積の場合に特別な役割を果たす。
【0005】
尿素水溶液を用いた内燃機関の排気ガスの後処理用の周知の装置は、例えば、独国特許出願公開第１０２５１５８８号公報、独国特許出願公開第２００８００８３２４号公報、および欧州特許出願公開第２１６１４２２号公報から周知である。特にこの種の装置の比較的最近の変型の場合、例えば欧州特許出願公開第２１６１４２２号公報で説明されるものなど、一体化構造が定着している。これによると、液体供給ポンプ、過熱装置、フィルタ等が貯蔵容器に組み込まれている。例えば、貯蔵容器の底部に固定される供給モジュール内に前記部品を組み合わせることが知られている。
【0006】
この種の一体化設計は、特にモジュールとして装置全体を交換できるため、または、おそらくは貯蔵容器内に配置されている供給装置が交換できるため、自動車内に比較的単純に取り付けられるという利点を有する。
【0007】
しかし、この種の配置は、特にモジュールを容器の中心点に固定しなければならないため、貯蔵容器および／または貯蔵容積の幾何学形状の設計に一定の限界が定められるという欠点を伴う。しかし、設置状況の観点から考えると、できるだけ大きな容積を利用し、できるだけ自動車の地上高線の近くに、貯蔵容器を自動車内の残りの設置スペースに配置できるように貯蔵容器の幾何学形状を選択するのが望ましい。
【0008】
地上高線とは、一般に構造上予め決められた境界線と理解され、道路の方向のその下には、ホイール以外のコンポーネントは車体の内部に配置することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】独国特許出願公開第１０２５１５８８号公報
【特許文献2】独国特許出願公開第２００８００８３２４号公報
【特許文献3】欧州特許出願公開第２１６１４２２号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
そのため、本発明は冒頭に述べた種類の装置を提供する目的に基づき、この装置は、容器の輪郭の選択に、より大きな自由度が利用できるように設計される。
【0011】
この目的は、特に自動車の触媒式排気ガスＮＯｘ除去用の液体添加剤を貯蔵および供給する装置によって達成され、添加剤の貯蔵容積を規定する少なくとも１つの貯蔵容器と、少なくとも１つの供給ポンプと、少なくとも一部が貯蔵容積の内部に配置されて、噴射装置の供給ポンプによって添加剤を自動車の排気ガスセクションまで給送することのできる少なくとも１つの供給ラインと、供給される添加剤を濾過する少なくとも１つのフィルタ装置と、低周囲温度で添加剤の少なくとも１つの不凍部の分量を供給する少なくとも１つの加熱装置と、貯蔵されている添加剤用の少なくとも１つの充填レベルセンサおよび／または１つの品質センサとを具備しており、少なくともフィルタ装置、充填レベルセンサおよび／または品質センサおよび供給ポンプは、電気的および／または油圧的に互いに接続されて、空間的に互いに分離しているサブアセンブリとして構成されている。
【0012】
本発明の文脈において、品質センサとは、貯蔵容器の不完全な充填を検出できるセンサと理解するべきである。正確に充填される添加剤の検出は、非常に多様な添加剤の物理的パラメータ、例えば、密度測定または充填される媒体の伝導率測定により行うことができる。
【0013】
本発明は、本発明による装置において、すべての機能ユニットが分散的に、または貯蔵容器内もしくは貯蔵容器上に分散して配置されている機能グループに分割されるように要約することができる。少なくとも１つの供給ポンプと、少なくとも１つのフィルタ装置と、少なくとも１つの加熱装置と、少なくとも１つの充填レベルセンサおよび／または１つの品質センサとを具備する機能ユニットの位置は、貯蔵容器において自由に選択することができる。貯蔵容器における供給ラインおよびその支線の位置も同様に自由に選択することができ、機能ユニットの互いに対する配置によってのみ規定される。その結果、貯蔵容器は容器の底面積をより小さくして実現することができ、その形状は必ずしも機能ユニットの設計によって予め規定されるものではない。
【0014】
本発明による装置のある好適な変型例において、貯蔵容積内の少なくとも１つのフィルタ装置および１つの充填レベルセンサは、貯蔵容器の壁、好ましくは容器の底部に固定されるようになされている。供給ポンプは貯蔵容積の内部および貯蔵容積の外部のどちらにも配置することができる。
【0015】
本発明の文脈において、供給ポンプとは、少なくとも１つの油圧部と１つの電気部とを具備する機能ユニットと理解されるべきであり、電気部は油圧部の駆動装置を具備する。
【0016】
本発明による装置のある特に好適な変型例において、供給ポンプは貯蔵容積の外部に配置されて、貯蔵容器の壁の少なくとも１つの密封リードスルーを介して供給ラインに接続されるようになされている。供給ポンプは、貯蔵容器から空間的に完全に分離するように、すなわち、貯蔵容器から引込めて配置することができるが、代替例として、供給ポンプを交換可能なサブアセンブリとして貯蔵容器の底部の外側凹部に挿入するようになされている。
【0017】
充填レベルセンサは供給ポンプの配置とは独立して置くことができるため、例えば、貯蔵容積の底部に充填レベルセンサとして超音波センサを置くことが可能である。この種の超音波充填レベルセンサの位置は、貯蔵容器内のできるだけ高い液面の場所に置かれるように選択されるのが理想的である。
【0018】
例えば、品質センサとして超音波充填レベルセンサおよび密度センサの両方を具備する複合センサユニットとして周知のものは、充填レベルセンサとしても提供することができる。密度センサは、貯蔵容器内の尿素溶液の正確な濃度を保証する、および／または基準から逸脱する濃度を検出する役割を果たす。
【0019】
本発明による装置のある特に好適な変型例において、フィルタ装置は少なくとも１つのフィルタエレメントを具備するようになされている。
【0020】
供給ラインは貯蔵容積内で分岐することができ、また複数の吸入側接続部を有することができ、各々につき１つのフィルタエレメントが前記吸入側接続部の上流に接続されている。
【0021】
さらに、供給ラインはフィルタエレメントから容器内のリードスルーまで加熱することができる。例えば、前記供給ラインは中に加熱コイルを入れたプラスチック製シースに埋め込むことができる。
【0022】
容器の壁を貫通するリードスルーは、例えば、供給ポンプを油圧的および／または電気的に接続することができるプラグイン接続部を具備することができる。
【0023】
例えば、複数の密封プラグイン接続部を貯蔵容器の底部の外側のドーム形の凹部に設けることができ、プラグイン接続部は容器の壁を貫通するリードスルーとして構成され、そのリードスルーに供給ポンプまたは供給ポンプモジュールを差し込むことができる。この種の供給ポンプモジュールは、例えば、再循環ポンプと、おそらくは専用の溶融容積とを具備することもできる。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下の文章において、図面に図示する２つの例示的な実施形態を用いて本発明を説明する。
【0026】
図面の図１に図示される装置１は、極めて簡略化されている。これは貯蔵容器２を具備し、簡略化するために、そのうち設置位置にある底部側の領域のみを図示している。貯蔵容器２は、例えば、サーモプラスチック製の２つの半殻から作られ、射出成形によって一体に作られる。代替例として、貯蔵容器２はサーモプラスチック製のウェブ形の押出成形物の熱成形または押出ブロー成形によって得ることもできる。半殻は密閉貯蔵容器２を作るために外周が互いに溶接されている。貯蔵容器２は、尿素水溶液を収容する貯蔵容積３を包囲する。尿素溶液はディーゼル内燃機関の排気ガスセクションの噴射装置（図示せず）の計量ライン４によって給送される。
【0027】
液体尿素を供給ポンプ８によって計量ライン４に送る分岐した供給ライン５が、貯蔵容積３の内部に敷設されている。供給ライン５は貯蔵容器２の内部で、貯蔵容器２の底部６に定置されている２つのフィルタエレメント７に接続されている。フィルタエレメント７は大幅に簡略化した形態で図示している。
【0028】
フィルタエレメント７は貯蔵容器２のあらゆる所望の場所に配置することができるが、貯蔵容積３または所定の部分容積の最も低い点に配置するのが好ましい。フィルタエレメント７は各々が貯蔵容器２の底部６に固定吸込点を規定する。説明される例示的な実施形態では、供給ポンプ８および再循環ポンプ１０は貯蔵容積３の外側の貯蔵容器２に固定されるポンプモジュール９に配置されている。フィルタエレメント７は各々が供給ライン５によって供給ポンプ８に接続されている。
【0029】
供給ライン５は、貯蔵容器２の内部に敷設されている少なくともそのセクションで、例えば熱線封入（図示せず）によって、加熱することができる。
【0030】
すでに上で述べたように、供給ポンプ８および再循環ポンプ１０は、ポンプモジュール９の内部に配置されており、再循環ポンプ１０は噴射装置によって排気ガス噴射口に噴射されなかった尿素容積を貯蔵容器２に戻す。
【0031】
ポンプモジュール９は密閉サブアセンブリとして構成されて、貯蔵容器２の底部６の外側凹部１１に差し込まれる。ポンプモジュール９は必ずしも再循環ポンプ１０を具備する必要はない。これは図示する例示的な実施形態には設けられている。ポンプモジュール９は少なくとも１つの密封リードスルー（図示せず）を介して電気的および／または油圧的に貯蔵容器２内の機能グループに接続されている。機能グループはフィルタエレメント７と複合センサ１２とを具備する。複合センサ１２は密度センサと超音波充填レベルセンサとを具備し、それによって貯蔵容積３内部の充填レベルを検出することができる。貯蔵容器２内部の尿素溶液の濃度は、密度センサから判断することができる。
【0032】
複合センサ１２およびフィルタエレメント７はどちらも、例えば、容器の底部６と一体的に構成されている機能グループとして構成することができるが、貯蔵容器２の製作中に貯蔵容器２の底部６に掛止または溶接されているとすることもできる。
【0033】
計量ライン４および貯蔵容器２の外側に敷設されている他の電気ラインは、例えば、容器の底部６にある１つ以上の溝チャネルを介して凹部１１の外へ案内することができる。１つ以上の溝チャネルは、例えば、貯蔵容器２の底部６の下向きに開口した溝として設けることができる。
【符号の説明】
【0035】
１ 装置２ 貯蔵容器
３ 貯蔵容積
４ 計量ライン
５ 供給ライン
６ 底部
７ フィルタエレメント
８ 供給ポンプ
９ ポンプモジュール
１０ 再循環ポンプ
１１ 凹部
１２ 複合センサ
【手続補正書】
【提出日】2014年7月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
特に自動車の触媒式排気ガスＮＯｘ除去用の液体添加剤を貯蔵および供給する装置であって、前記添加剤の貯蔵容積（３）を規定する少なくとも１つの貯蔵容器（２）と、少なくとも１つの供給ポンプ（８）と、少なくとも一部が前記貯蔵容積（３）の内部に配置されて、噴射装置の前記供給ポンプ（８）によって前記添加剤を前記自動車の排気ガスセクションまで給送することのできる少なくとも１つの供給ライン（５）と、供給される前記添加剤を濾過する少なくとも１つのフィルタ装置と、低周囲温度で前記添加剤の少なくとも１つの不凍部の分量を供給する少なくとも１つの加熱装置と、前記貯蔵されている添加剤用の少なくとも１つの充填レベルセンサおよび／または１つの品質センサとを具備しており、前記装置は、少なくとも前記フィルタ装置、前記充填レベルセンサおよび／または前記品質センサおよび前記供給ポンプ（８）は、電気的および／または油圧的に互いに接続されて、空間的に互いに分離しているサブアセンブリとして構成されていることを特徴とする装置。
【請求項2】
前記貯蔵容積（３）内の少なくとも１つのフィルタ装置および１つの充填レベルセンサは、前記貯蔵容器（２）の壁、好ましくは前記容器の前記底部（６）に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記供給ポンプ（８）は前記供給容積（３）の外側に配置されて、前記貯蔵容器（２）の壁の少なくとも１つの密封リードスルーを介して前記供給ライン（５）に接続されていることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項4】
前記供給ポンプ（８）は前記貯蔵容器（２）の前記底部（６）の外側凹部（１１）に差し込まれていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項5】
前記フィルタ装置は少なくとも１つのフィルタエレメントを具備することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
前記供給ライン（５）は前記貯蔵容積（３）内に複数の吸入側接続部を有しており、各々につき１つのフィルタエレメント（７）が前記吸入側接続部の上流に接続されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
前記リードスルーは少なくとも１つのプラグイン接続部を具備しており、それを介して前記供給ポンプ（８）を油圧的および／または電気的に接続することができること特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
地上高線とは、一般に構造上予め決められた境界線と理解され、道路の方向のその下には、ホイール以外のコンポーネントは車体の内部に配置することはできない。国際特許出願公開第２０１０／０７８９９１号公報は内燃機関の排気ガスシステムに還元剤を導入する注入システムを開示しており、前記注入システムは還元剤を保持するリザーバと、供給ユニットと、レベルセンサと、注入モジュールとを有しており、リザーバは燃料タンクに組み込まれている標準的なリザーバである。国際特許出願公開第２０１０／０７８９９１号公報の目的は、標準的なシステムが利用できる少量の設置スペースの利用に関して、自由度を高められる注入システムを提供することである。そのため、国際特許出願公開第２０１０／０７８９９１号公報は自動車に与えられる限られたスペースを注入システムによって利用することを目指している。この国際特許出願公開第２０１０／０７８９９１号公報の目的は、リザーバを２リットルから１０リットルまでの容積を有する標準的なリザーバとして実現することによって、標準的なリザーバを差し込む燃料タンクの幾何学形状を標準的なリザーバの標準的な幾何学形状に適応させるという特徴によって解決される。
国際特許出願公開第２０１１／０６４０５０号公報は、貯蔵容積を規定する還元剤タンク内の還元剤の状態を判断する方法を開示している。還元剤タンクは供給ポンプと、少なくとも一部が貯蔵容積の内部に配置されて、噴射装置の供給ポンプによって添加剤を自動車の排気ガスセクションまで給送することのできる供給ラインと、供給される添加剤を濾過する１つのフィルタ装置と、１つの充填レベルセンサとを具備する。
欧州特許出願公開第１９２５３５４号公報は、還元剤タンクと還元剤ポンプとを有する、排気システムのＮＯｘの触媒還元用触媒還元装置を開示しており、還元剤ポンプは少なくとも一部が還元剤タンク内に配置されるか、または還元剤タンクのすぐ隣に配置されている。ポンプおよび還元剤フィルタはケージによって包囲されて、ポンプおよび還元剤フィルタが一体的な複合アセンブリとして実現されるようになっている。
仏国特許出願公開第２９１９６６６号公報はエンジンの排気ラインの試薬ディスペンシング回路を制御するシステムを開示しており、この回路はリザーバと、噴射手段と、試薬コンディショニング手段と、ディスペンシング回路および試薬の状態を表すパラメータを判断するのに適したセンサと、コンディショニング手段および噴射手段用のコマンドアクチュエータとを具備する。
【国際調査報告】