[发明专利]启动SCR系统的方法

说明书

本申请涉及一种启动SCR系统的方法，该SCR系统旨在在冻结的状态下工作。它特别涉及对旨在用于水性尿素溶液的泵进行预热。

除其他事项外，关于车辆以及重型货车的排放物的法规还规定减少释放到大气中的氮氧化物NO_x。实现这个目的的一种已知的方式是使用SCR(选择性催化还原)方法，该方法通过将一种还原剂(一般是氨)喷射到排气管线中而能够减少氮氧化物。这种氨可以从一种氨的前体溶液的高温分解中得到，该前体溶液的浓度可以是共溶浓度。这样一种氨的前体一般是一种尿素溶液。

通过这种SCR过程，发动机在以最佳效率燃烧的过程中所产生的高水平的NO_x在离开发动机时由一种催化剂得到处理。这种处理要求使用的还原剂具有一个精确的浓度和极高的品质。因此，对这种溶液精确地进行计量并且将其喷入排气气流中，在那里该溶液被水解然后将氮氧化物(NO_x)转化为氮气(N₂)以及水(H₂O)。

为了做到这一点，必需给车辆装备含有一种添加剂溶液(一般是一种水性尿素溶液)的一个储箱并且还有一个装置，该装置用于对所希望的添加剂的量进行输送和计量并且将其喷入排气管线中。鉴于为了达到这个目的而一般使用的水性尿素溶液(共溶的32.5wt％的尿素溶液)在-11℃冻结，必需提供一个使这种溶液液化的加热装置，以便在冻结状态下启动时能够将溶液喷入排气管线中。这个装置理想地应该覆盖储箱的至少一部分并且还覆盖从这个储箱到喷射器的管线，并且优选地还覆盖在这条管线中遇到的附件(过滤器、泵、等等)。

在一个优选的变体、在本申请人名下的申请FR0755118的主题中，这些附件被整合在一块基板上，该基板被浸没在储箱中并且该基板是使用一个柔性加热器来加热的，也就是说将一个或多个电阻式轨道插入在两片柔性薄膜之间或者将其粘贴到一片柔性薄膜上。虽然这种类型的装置非常有效并且能够将基板的所有形状与附件的所有形状进行匹配，但该装置具有额外的成本并且此外它不会使之有可能容易地加热大部件(例如像泵)的内部。

然而，尤其对于尿素系统而言，一种类型非常有效的泵包括由一台无刷直流(BLDC)电动机驱动的旋转式泵。在这样一台电动机中，是由放置在定子中的电磁线圈的顺序切换(根据一种限定的时序)来使转子转动的。虽然处于这些线圈(绕组)基底部的导线一般具有一个相对较小的电阻(以防止焦耳效应引起的损失以及电动机过热)，然而它们发出了一个并非不可观的热量，该热量当然仅是一旦在泵被启动时才可供使用的。

本发明是基于利用通过焦耳效应的这种热量的释放但不引起泵旋转的想法，以便在例如冻结的情况下(泵启动之前)使泵预热。

为此目的，本申请涉及一种启动SCR系统的方法，该SCR系统旨在使用一个进料管线将尿素从一个储箱运输到一台发动机的排气中，这个系统包括一个旋转式泵，该旋转式泵由一个控制器控制并且由一个无刷直流 (BLDC)电动机驱动，该电动机包括装备有至少一个永磁体的一个转子并且具有包括至少三个电磁线圈的一个定子，在这些电磁线圈中直流电流按照一个给定的顺序流动以使转子旋转，按照此方法，在启动该泵之前，使用一个传感器来测量温度并且如果这个温度是低于一个设定点温度，则在使该转子旋转之前，使该电流通过这些线圈中的至少一个，其方式为使得该电流预热该泵而不使转子旋转。

应用于本发明的泵是一种旋转式泵，该泵由一台BLDC电动机驱动并且该泵的运行是由一个控制器来控制的。这台电动机可以是一台内置或者外置转子的电动机。优选地，它是一台内置转子的电动机。

这种电动机的定子包括至少三个线圈，以便具有至少三个相，这些相可以被组装成星形或者三角形构形。因此这个定子总的来说包括三个线圈的倍数，一般是3、6或9。通过一台电动机已经获得良好的结果，该电动机具有一个内置转子以及一个定子，该定子包括9个线圈，这些线圈围绕该转子被均匀地定位并且被连接以便形成3个相(即每相(A、B或C)包括3个线圈，并且所述线圈是围绕转子按照A、B、C、A、B、C、A、B、C的次序均匀定位的)。

根据本发明的方法所应用的泵被优选地设计以便能够在两个相反的旋转方向上运行，一个方向总体上对应于将液体供给一个进料管线并且另一个方向总体上对应于清空该进料管线(以及清空在其中发现的这些附件)。实际上，这可以通过将这些线圈(相)的激励顺序逆转而容易地实现。

优选地，这种旋转式泵是属于齿轮泵的类型。这些泵实际上具有的优势是在旋转的两个方向上都能提供相同的泵效率。