CN112983602A

CN112983602A - 用于运行流体供给系统的方法和流体供给系统

Info

Publication number: CN112983602A
Application number: CN202011441482.6A
Authority: CN
Inventors: H·克莱因克内希特; A·马茨纳; M·沃尔纳
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-14
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-06-18
Also published as: DE102019219636A1; KR20210075858A

Abstract

本发明涉及一种用于运行流体供给系统（100）的方法以及一种这样的流体供给系统（100），所述流体供给系统（100）具有泵（210）并且具有过滤器（230），所述泵（210）具有泵腔（220）、两个用于所述泵腔（220）的能够主动控制的阀（221、222），其中流体能够借助于所述泵穿过过滤器被输送，其中，为了至少部分地净化所述过滤器（230），如此操控所述泵和所述阀（221、222），以使得所述流体（121）脉冲式地穿过所述过滤器（230）被泵送。

Description

用于运行流体供给系统的方法和流体供给系统

技术领域

本发明涉及用于运行带有泵的流体供给系统的方法、用于执行所述方法的计算机程序和计算单元以及带有这样的计算单元的这样的流体供给系统。

背景技术

在对机动车中的废气进行后处理时，尤其为了还原氮氧化物（NO_X），能够使用所谓的SCR（英语为：Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）方法。在此，尿素水溶液（HWL，Harnstoff-Wasser-Lösung）作为还原剂溶液被导入到通常富氧的废气中。

为此能够使用包括喷嘴的配量模块或者说配量阀，以便将尿素水溶液喷射到或者说带入到废气流中。所述尿素水溶液在SCR催化器的上游反应成氨，所述氨随后在SCR催化器处与氮氧化物化合，从而产生水和氮气。

所述配量阀通常通过压力导引部与泵连接。所述泵将尿素水溶液从还原剂储罐泵送到所述配量模块。额外地，在大多数情况下回流部与还原剂储罐连接，通过所述回流部能够回引过剩的尿素水溶液。隔板或者节流阀在回流部中能够控制回流。

发明内容

按照本发明提出了具有独立权利要求的特征的用于运行流体供给系统的方法、用于执行所述方法的计算机程序和计算单元以及流体供给系统。有利的设计方案是从属权利要求的以及以下说明的主题。

本发明涉及一种用于运行流体供给系统的方法，所述流体供给系统具有（至少一个）泵和过滤器。所述泵又具有带有两个阀的泵腔，所述两个阀都是能够主动控制的、即能够有针对性地打开和关闭的。所述两个阀在此尤其用作入口阀和出口阀。所述泵和所述过滤器能够在此优选在结构单元的意义上是输送单元的部件，但原则上也可设想的是，所述泵和所述过滤器虽然在装配（例如在车辆中）的状态中虽流体连接，但是本身还是单独的组件。

在此，能够主动控制的阀（所述阀不仅适用于入口阀而且适用于出口阀）能够被理解为：例如通过磁体开关或者说借助于电磁体接通的阀能够主动地有针对性地引起所述阀的打开和关闭。与此相反，其他的阀又或者传统地在SCR系统中的泵中使用的阀则是下述这样的阀，所述阀在邻近特定的压力时被动地或者说自动地打开。那就是说，流体能够利用这样的传统的阀例如在泵的吸取阶段通过入口阀被吸入到泵腔中并且而后在泵送阶段或者输送阶段中通过出口阀在入口阀关闭的情况下被从泵腔挤压出来。

此外适宜的是，所述流体供给系统具有用于流体的流体储罐和配量模块，其中流体能够从所述配量模块经由泵被回输到所述流体储罐。在此，所述流体也被输送穿过过滤器，所述过滤器则通常被设置在流体储罐与泵之间，以使得当所述流体到达所述泵时其已经被净化。但是也能够在泵与配量模块之间设置所述过滤器或者其他的过滤器。

这样的流体供给系统的一种特别优选的类型是开头已经提到的SCR供给系统，在所述SCR供给系统中作为流体则使用尿素水溶液，所述尿素水溶液能够借助于配量模块被带入到车辆的废气流中。

不仅在SCR供给系统的情况下而且在其他的流体供给系统的情况下，所述泵本身能够是所谓的膜片式泵。在此，与膜片连接的连杆借助于通过电动机驱动的偏心轮来回运动或者说上下运动，从而能够减小和增大通过膜片封闭的泵腔的容积。

这样的其他的流体供给系统或者说SCR供给系统的过滤器虽然通常相对较大，然而污物或者说污垢还是逐渐地沉积在其中，从而不再能够在任何时候都保证必要的流量，或者会在吸取侧形成过高的压力并且不再能够提供必要的或者说期望的效率。于是必须更换所述过滤器，以便流体供给系统或者说SCR供给系统能够继续或者说又正常地运行。

本发明现使用能够主动控制的阀，更确切地说使得泵和两个阀（共同或者说整体上）被如此操控，以使得流体脉冲式地或者说浪涌式地穿过过滤器被泵送或者说被输送。以这种方式能够（根据需要）至少部分地净化所述过滤器，也就是其方式为通过所述流体中的压力波将沉积物从所述过滤器中滤出。所滤出的沉积物能够而后例如根据流体供给系统在装配状态中的定向沉积在流体储罐或者其他装置中。

为了脉冲式地穿过过滤器泵送所述流体，所述流体首先被吸入到泵腔中。为此能够打开所述阀中的一个阀、关闭其他的阀。而后，在阀关闭的情况下在泵腔中形成压力。那就是说，为此这两个阀与通常的运行相反被保持关闭一定的持续时间，在所述一定的持续时间期间泵腔的容积被减小。那就是说，只有在相对于所连接的导引部中的压力已经达到所期望的或者说特定的过压之后，才打开这两个阀中的一个阀，从而使得所述流体以相对于所连接的导引部中的压力被提高的压力被泵送到所述导引部中并且朝向或者说穿过过滤器被泵送或者说输送。不言而喻，为此要被打开的是在其侧设置有过滤器的这样一个阀。用于过压的压力阈值能够例如高达10bar（巴）或者更高，也可设想到更低、如例如0.5bar。但具体的和优选的值最终也能够根据实验来确定。

尽管所述过滤器利用所提出的方法必要时也仅仅能够部分地去除污物，但这样仍然能够由此一定程度地延长所述过滤器的寿命或者说使用时间。在此能够如所期望地或者必要地那样如此经常重复该过程。

此外，相对于传统的被动的阀或者说止回阀，所述能够主动控制的阀的一个特别的优势就在于：所述流体不仅能够沿通常的方向从流体储罐经由泵被输送到配量模块，而且通过对所述阀的相应相反的操控也能够从配量模块经由泵被输送到流体储罐。这一与正常的输送方向相反设置的输送方向尤其在SCR供给系统中是有利的，因为在那里在内燃机或者说柴油马达停止之后，所述流体再则或者说尿素水溶液又能够从配量模块被回输到流体储罐中，以尤其在冬天防止冻结。

在这方面也值得一提的是，对于这两个阀来说能够不必再在入口阀与出口阀之间进行区分，因为这两个阀中的每一个阀都能够根据输送方向执行这两个功能。但是，如果在本发明的范围中谈及入口阀和出口阀，那么即使当相反设置的输送方向是可能的时候该名称也应当适应于从流体储罐经由泵到配量模块的正常的输送方向。

那么在此尤其起作用的是，在这样的回输时，所提出的利用脉冲式的泵送对过滤器进行的净化对于流体供给系统的正常的运行没有影响或者说没有值得提起的影响。而且此外，尤其在SCR供给系统中，所述过滤器——至少一个主过滤器——设置在流体储罐与泵之间，其能够在回输的范围中被相应地净化。

按照本发明的计算单元、例如机动车的控制器如马达控制器或者废气后处理控制器尤其在程序技术方面被设定用于执行按照本发明的方法。

此外，本发明的主题是一种流体供给系统、尤其SCR供给系统，其具有泵以及过滤器和按照本发明的计算单元，所述泵具有泵腔和两个用于所述泵腔的能够主动控制的阀。

以带有用于执行所有方法步骤的程序编码的计算机程序或者计算机程序产品的形式执行按照本发明的方法也是有利的，因为这产生特别低的成本，尤其如果用于实施的控制器还被用于其他任务并且因此本来就存在的话。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁性的、光学的和电气的存储器，如例如硬盘、闪存、EEPROM、DVD及其他等。也能够通过计算机网络（互联网、内联网等）下载程序。

附图说明

本发明的其他的优点和设计方案从说明书和附图得出。

本发明借助于实施例在附图中被示意性地示出并且在下文中参考附图得以说明。

图1示意性地示出了在一种优选的实施方式中的按照本发明的流体供给系统。

图2示意性地示出了在一种优选的实施方式中的按照本发明的方法的流程。

具体实施方式

在图1中示意性地且示例性地示出了在一种优选的实施方式中的被构造为SCR供给系统的流体供给系统100。所述SCR供给系统100包括泵或者说输送泵210以及过滤器230，所述泵或者说输送泵210具有泵腔220、两个用于所述泵腔220的能够主动控制的阀221和222。这些组件共同构成了例如输送单元200，所述输送单元200能够例如作为结构单元被提供使用。

在此，就正常的输送方向而言，所述阀221用作入口阀，相反所述阀222则用作出口阀。此外，所述泵210具有输送元件225，以便增大和减小所述泵腔220的容积。在这一点上应当注意的是，所述输送元件225的具体类型、例如活塞或诸如此类对于所提出的方法不重要。

所述泵210现被设定用于：将还原剂121（或者说还原剂溶液）作为有待输送的流体从流体储罐120经由压力导引部122输送到配量模块或者配量阀130。在那里所述还原剂121而后被喷射到内燃机的排气系170中。

此外设置压力传感器140（所述压力传感器140也能够被放置在输送单元200中），所述压力传感器140被设定用于测量至少在压力导引部122中的压力。例如构造为废气后处理控制器的计算单元150与压力传感器140连接并且从所述压力传感器140获得关于压力导引部122中的压力的信息。此外，所述废气后处理控制器150与输送单元200——并且在那里尤其与泵210——并且与配量模块130连接，以便能够操控它们。

为此，所述SCR供给系统100示例性地包括回流部160，还原剂能够通过所述回流部160从系统被回引到流体储罐120中，在所述回流部160中示例性地布置有隔板或者说节流阀161，所述隔板或者说节流阀161提供局部的流动阻力。但是为此应当注意的是，在所提出的带有被主动控制的阀的方法中也能够省去这样的回流部。

所述废气后处理控制器被设定用于，借助于相关的数据如例如由马达控制器或者由用于温度、压力和废气中的氮氧化物含量的传感器接收的数据对系统的执行器进行协调，以便根据运行策略将尿素水溶液带入到在SCR催化器之前的排气装置中。此外，车载诊断（OBD，On-Board-Diagnose）例如监测废气后处理系统的与遵守废气限值相关的构件和结构组件。

在图2中示意性地示出了在一种优选的实施方式中的按照本发明的方法的流程。为此，在两个彼此上下示出的曲线图中分别关于时间t绘制泵的行程h（例如活塞行程或者膜片行程）。在此，所述行程h在上止点OT与下止点UT之间变化，其中泵腔在OT时具有其最大的容积，相反泵腔在UT时具有其最小的容积。在此，曲线V₁和V₂描述了例如为了防止压力导引部的冻结流体从压力导引部122进入到储罐121中的回输。

在上方的曲线图中的曲线V₁现示出了流体借助于泵的输送，其中以点A、B、C和D分别示出了行程的位置和由此泵腔的当前的容积，相对于所述行程的位置和由此泵腔的当前的容积实现所述阀中的一个阀的动作（打开或者关闭）。

为了更好地理解，在下文中会将这两个阀称作入口阀和出口阀，其中流体穿过所述入口阀流入到泵腔中、穿过所述出口阀又从泵腔流出。在此，正常的输送和回输以相同的方式工作，其中在回输时——如在此所述地——所述入口阀（222）能够被定位在配量模块之侧，并且所述出口阀（221）能够被定位在流体储罐之侧。在正常的输送时，这是相反的。

在点A时，泵腔（具有至少基本上最大的容积）被流体填充。所述出口阀221首先仍然是关闭的，但是在点A处被打开。所述入口阀222是关闭的并且保持关闭。由此，流体被从泵腔朝向储罐121输送出来。

在点B处，所述流体则至少基本上完全地（在实践中完全的排空是不可能的）被从泵腔中排出。所述出口阀221而后被关闭。此后紧接着或者充其量在非常短的时间之后，在点C处打开所述首先关闭的入口阀222，所述出口阀保持关闭。

由此，流体利用朝向OT的接下来的行程被从压力导引部122吸入到泵腔中。在到达OT时，所述入口阀222在点D时被关闭，所述泵腔被流体填充。随后，从点A开始重复该过程。

在下方的曲线图中以曲线V₂现同样示出了流体借助于泵的回输，其中在此也如在上方的曲线图中一样以点A、B、C和D分别示出了行程的位置和由此泵腔的当前的容积，相对于所述行程的位置和由此泵腔的当前的容积实现所述阀中的一个阀的动作（打开或者关闭）。

此处示出的方式是所提出的方法的一种优选的实施方式，其中在回输期间过滤器被净化。

与如在上方的曲线图中所示出的那样的输送的区别在于，在此点A在时间上向后移动。这就意味着，当泵腔（完全地）被流体填充时，即随着到达点D，所述出口阀221并不是紧接着在此之后、即仍然大约在OT时就打开。而是，所述出口阀221在到达UT之前不久才被打开，这通过点A的位置被阐明。

由此，在点D与点A之间的时间段中，在泵腔中的流体中形成一定的压力。随着所述出口阀221在点A时的打开，于是通过与在出口阀与过滤器之间的导引部中的当前的压力相比的过压（例如1至10 bar，正常的输送压力为此能够例如处在9 bar）产生脉冲式的压力波，所述脉冲式的压力波经由导引部中的流体传播到过滤器并且于是在那里排除污物。因此，过滤器能够以这种方式特别简单地并且有效地被去除污物。

在此，对所述出口阀被打开的时间点或者说行程的选择能够例如根据期望或者借助于测试测量来选择。

Claims

1.一种用于运行流体供给系统（100）的方法，所述流体供给系统（100）具有泵（210）并且具有过滤器（230），所述泵（210）具有泵腔（220）、两个用于所述泵腔（220）的能够主动控制的阀（221、222），其中流体能够借助于所述泵穿过过滤器被输送，

其中，为了至少部分地净化所述过滤器（230），以下述方式操控所述泵和所述阀（221、222），以使得所述流体（121）脉冲式地穿过所述过滤器（230）被泵送。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，为了使得流体脉冲式地穿过所述过滤器（230）被泵送，将流体（121）吸入到所述泵腔（220）中，而后在所述阀（221、222）关闭的情况下在所述泵腔（220）中形成压力，并且而后打开两个阀（221、222）中的一个阀。

3.按照权利要求2所述的方法，其中当所述泵腔（220）中的压力与处于所述两个阀（221、222）中的一个阀与所述过滤器（230）之间的导引部中的压力之间的压力差超过压力阈值时，打开所述两个阀（221、222）中的一个阀。

4.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体供给系统（100）具有流体储罐（120）和配量模块（130），其中当流体从所述配量模块（130）经由所述泵（210）被回输到所述流体储罐（120）时，所述流体（121）脉冲式地穿过所述过滤器（230）被泵送。

5.按照权利要求4所述的方法，其中所述过滤器（230）被布置在所述泵（210）与所述流体储罐（120）之间。

6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中SCR供给系统被作为所述流体供给系统（100）使用。

7.一种计算单元（150），其被设定用于执行按照上述权利要求中任一项所述的方法的所有的方法步骤。

8.一种流体供给系统（100），其具有泵（210）并且具有过滤器（230）并且具有按照权利要求7所述的计算单元（150），所述泵（210）具有泵腔（220）、两个用于所述泵腔（220）的能够主动控制的阀（221、222）。

9.按照权利要求8所述的流体供给系统（100）、尤其SCR供给系统，其此外具有流体储罐（120）和配量模块（130）。

10.一种计算机程序，当在计算单元（150）上实施所述计算机程序时，所述计算机程序驱动所述计算单元（150）来执行按照权利要求1至6中任一项所述的方法的所有的方法步骤。

11.一种机器可读的存储介质，其具有存储在其上的按照权利要求10所述的计算机程序。