DE102007026944B4 - Urea metering system for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Harnstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine (14), die mindestens einen Zylinder (Z1) mit einem Brennraum (9) und einen Abgastrakt (4) umfasst, der abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils (13) mit dem Brennraum (9) kommuniziert, wobei das Harnstoffzumesssystem
– ein mittels Signale ansteuerbares, in den Abgastrakt (4) hineinragendes Harnstoffeinspritzventil (54) zum Zumessen von Harnstoff in den Abgastrakt (4) umfasst,
– einen Harnstofftank (40) umfasst, aus dem über eine Harnstoffleitung (41) Harnstoff zu dem Harnstoffeinspritzventil (54) geleitet werden kann,
– einen Luftverdichter (50) umfasst, der so mit dem Harnstofftank (40) gekoppelt ist, dass mit dem Luftverdichter (50) ein Überdruck in dem Harnstofftank (40) erzeugt werden kann, und
– eine von der Harnstoffleitung (41) separate Entlüftungsleitung (56) umfasst, die zum Spülen der Harnstoffleitung (41) mit dem Luftverdichter (50) und dem Harnstoffeinspritzventil (54) gekoppelt ist.A urea metering system for an internal combustion engine (14) comprising at least one cylinder (Z1) with a combustion chamber (9) and an exhaust tract (4) which communicates with the combustion chamber (9) depending on a switching position of a gas outlet valve (13), the urea metering system
Comprising a urea injection valve (54), which can be activated by means of signals and projects into the exhaust gas tract (4), for metering urea into the exhaust gas tract (4),
Comprising a urea tank (40) from which urea can be passed to the urea injection valve (54) via a urea line (41),
- An air compressor (50) which is coupled to the urea tank (40) that with the air compressor (50), an overpressure in the urea tank (40) can be generated, and
- One of the urea line (41) separate vent line (56) which is coupled for flushing the urea line (41) with the air compressor (50) and the urea injection valve (54).

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Description

Die Erfindung betrifft ein Harnstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Zylinder mit einem Brennraum und einen Abgastrakt. Der Abgastrakt kommuniziert abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils mit dem Brennraum. Das Harnstoffzumesssystem umfasst ein Harnstoffeinspritzventil zum Zumessen von Harnstoff in den Abgastrakt. Ferner umfasst das Harnstoffzumesssystem einen Harnstofftank, aus dem über eine Harnstoffleitung Harnstoff zu dem Harnstoffeinspritzventil geleitet werden kann.The invention relates to a urea metering system for an internal combustion engine. The internal combustion engine comprises a cylinder with a combustion chamber and an exhaust tract. The exhaust tract communicates with the combustion chamber depending on a switching position of a gas outlet valve. The urea metering system includes a urea injector for metering urea into the exhaust tract. Furthermore, the urea-metering system comprises a urea tank, from which urea can be passed to the urea injection valve via a urea line.

Zur Reduzierung eines Stickoxidanteils im Abgas einer Brennkraftmaschine kann eine Abgasnachbehandlung mit wässriger Harnstofflösung und einem SCR-Katalysator durchgeführt werden. Die wässrige Harnstofflösung kann auch als Harnstoff bezeichnet werden. Zur Abgasnachbehandlung wird die wässrige Harnstofflösung mit einer Flüssigkeitspumpe zu einem Harnstoffeinspritzventil gepumpt, das die Harnstofflösung stromaufwärts des SCR-Katalysators in einen Abgasstrom in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine zumisst. Die Harnstofflösung reagiert in dem heißen Abgasstrom zu Ammoniak und Kohlendioxid. In dem SCR-Katalysator reagiert dann der Ammoniak mit dem Stickoxidgemisch des Abgases zu Stickstoff und Wasser.To reduce a proportion of nitrogen oxide in the exhaust gas of an internal combustion engine, an exhaust gas aftertreatment with aqueous urea solution and an SCR catalyst can be carried out. The aqueous urea solution may also be referred to as urea. For exhaust aftertreatment, the aqueous urea solution is pumped with a liquid pump to a urea injection valve which meters the urea solution upstream of the SCR catalyst into an exhaust gas stream in an exhaust tract of the internal combustion engine. The urea solution reacts in the hot exhaust stream to ammonia and carbon dioxide. In the SCR catalyst, the ammonia then reacts with the nitrogen oxide mixture of the exhaust gas to form nitrogen and water.

Die Aufgabe der Erfindung ist ein Harnstoffzumesssystem zu schaffen, das ein besonders günstiges Zumessen von Harnstoff in einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine ermöglicht.The object of the invention is to provide a urea metering system which allows a particularly favorable metering of urea into an exhaust tract of an internal combustion engine.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. The object is solved by the features of the independent claim.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Harnstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst mindestens einen Zylinder mit einem Brennraum und einen Abgastrakt. Der Abgastrakt kommuniziert abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils mit dem Brennraum. Das Harnstoffzumesssystem umfasst ein mittels Signale ansteuerbares, in den Abgastrakt ragendes Harnstoffeinspritzventil zum Zumessen von Harnstoff in den Abgastrakt, einen Harnstofftank und einen Luftverdichter. Aus dem Harnstofftank kann über eine Harnstoffleitung Harnstoff zu dem Harnstoffeinspritzventil geleitet werden. Der Luftverdichter ist so mit dem Harnstofftank gekoppelt, dass mit dem Luftverdichter ein Überdruck in dem Harnstofftank erzeugt werden kann. Ferner ist eine, von der Harnstoffleitung separate Entlüftungsleitung vorgesehen, die zum Spülen der Harnstoffleitung mit dem Luftverdichter und de Harnstoffeinspritzventil gekoppelt ist.The invention is characterized by a urea metering system for an internal combustion engine. The internal combustion engine comprises at least one cylinder with a combustion chamber and an exhaust gas tract. The exhaust tract communicates with the combustion chamber depending on a switching position of a gas outlet valve. The urea-metering system comprises a signal-controllable urea injection valve projecting into the exhaust tract for metering urea into the exhaust-gas tract, a urea tank and an air compressor. From the urea tank urea can be directed to the urea injection valve via a urea line. The air compressor is coupled to the urea tank so that an overpressure in the urea tank can be created with the air compressor. Further, a separate from the urea line vent line is provided, which is coupled for flushing the urea line with the air compressor and de urea injection valve.

Der Überdruck in dem Harnstofftank kann beispielsweise gegenüber einem Umgebungsluftdruck des Harnstofftanks erzeugt werden und/oder gegenüber einem Luftdruck in dem Abgastrakt, in den der Harnstoff zugemessen wird.The overpressure in the urea tank may be generated, for example, against an ambient air pressure of the urea tank and / or against an air pressure in the exhaust tract into which the urea is metered.

Dies trägt zu einem einfachen Zumessen des Harnstoffs in den Abgastrakt bei. Ferner kann das unter Druck Setzen des Harnstofftanks dazu beitragen, dass der Harnstofftank dicht verschließbar ist. Ferner kann der Harnstofftank als Druckspeicher dienen und so eine Laufzeit des Luftverdichters zum Erzeugen des Drucks verkürzen. Dies kann dazu beitragen, den Luftverdichter mit einer 2-Punkt-Regelung zu betreiben. Der Harnstofftank kann mit einem Druck von beispielsweise bis zu 8 bar beaufschlagt werden. This contributes to easy metering of the urea into the exhaust tract. Further, pressurizing the urea tank can help to seal the urea tank tightly. Furthermore, the urea tank can serve as a pressure accumulator and thus shorten a running time of the air compressor for generating the pressure. This can help operate the air compressor with 2-point control. The urea tank can be subjected to a pressure of, for example, up to 8 bar.

Eine Entlüftungsleitung ist zum Spülen der Harnstoffleitung mit dem Luftverdichter und dem Harnstoffeinspritzventil gekoppelt. Dies kann zu einem zuverlässigen Betrieb des Harnstoffzumesssystems beitragen, beispielsweise kann verhindert werden, dass sich Harnstoff in der Harnstoffleitung zu stark erwärmt und dann gerinnt und/oder dass der Harnstoff sich zu stark abkühlt und gefriert. Sowohl das Gerinnen als auch das Gefrieren des Harnstoffs kann eine Güte der Abgasnachbehandlung mittels des Harnstoffs verringern.A vent line is coupled to flush the urea line with the air compressor and the urea injection valve. This can contribute to a reliable operation of the urea metering system, for example it can be prevented that urea in the urea line heats up too much and then coagulates and / or that the urea cools down too much and freezes. Both the coagulation and the freezing of the urea can reduce a quality of the exhaust aftertreatment by means of the urea.

Das Harnstoffzumesssystem umfasst zum Anschließen einer externen Druckluftleitung einen Druckluftanschluss. Der Druckluftanschluss ist mit dem Luftverdichter gekoppelt. An dem Druckluftanschluss kann beispielsweise ein Aufsatz zum Aufpumpen beispielsweise eines Autoreifens und/oder eines Schlauchbootes aufgesetzt werden. Dies ermöglicht, den Luftverdichter außerhalb des regulären Betriebs des Harnstoffzumesssystems vorteilhaft zu nutzen.The urea metering system includes a compressed air connection for connecting an external compressed air line. The compressed air connection is coupled to the air compressor. At the compressed air connection, for example, an attachment for inflating, for example, a car tire and / or a dinghy can be placed. This makes it possible to make advantageous use of the air compressor outside of the normal operation of the urea metering system.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Ansicht einer Brennkraftmaschine, 1 a first view of an internal combustion engine,

2 eine zweite Ansicht der Brennkraftmaschine mit einem Harnstoffzumesssystem, 2 a second view of the internal combustion engine with a urea-metering system,

3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Zumessen von Harnstoff mittels des Harnstoffzumesssystems. 3 a flow chart of a program for metering urea by means of the urea metering system.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.

Eine Brennkraftmaschine 14 (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1–Z4 über einen Einlasskanal in einen Brennraum 9 des Motorblocks 2 geführt ist. Der Brennraum 9 kommuniziert abhängig von einer Schaltstellung eines Gaseinlassventils 12 oder eines Gasauslassventils 13 mit dem Ansaugtrakt 1 bzw. mit dem Abgastrakt 4. Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 8, die über eine Pleuelstange 10 mit einem Kolben 11 des Zylinders Z1–Z4 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine 14 umfasst vorzugsweise weitere Zylinder Z1–Z4. Die Brennkraftmaschine 14 ist bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein Personenkraftfahrzeug. An internal combustion engine 14 ( 1 ) comprises an intake tract 1 , an engine block 2 , a cylinder head 3 and an exhaust tract 4 , The intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5 , a collector 6 and a suction tube 7 leading to a cylinder Z1-Z4 via an inlet channel into a combustion chamber 9 of the engine block 2 is guided. The combustion chamber 9 communicates depending on a switching position of a gas inlet valve 12 or a gas outlet valve 13 with the intake tract 1 or with the exhaust gas tract 4 , The engine block 2 includes a crankshaft 8th , which has a connecting rod 10 with a piston 11 of the cylinder Z1-Z4 is coupled. The internal combustion engine 14 preferably comprises further cylinders Z1-Z4. The internal combustion engine 14 is preferably arranged in a motor vehicle. The motor vehicle is preferably a passenger vehicle.

In dem Zylinderkopf 3 ist bevorzugt ein Kraftstoff-Einspritzventil 18 angeordnet. Falls die Brennkraftmaschine 14 keine Diesel-Brennkraftmaschine ist, so sind vorzugsweise jedem Zylinder Z1–Z4 je eine Zündkerze zugeordnet. Alternativ kann das Kraftstoff-Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein. Eine Kraftstoffrückführleitung 44 ermöglicht ein Rückführen nicht zugemessenen Kraftstoffs aus dem Kraftstoff-Einspritzventil 18 hin zu einem Kraftstofftank.In the cylinder head 3 is preferably a fuel injection valve 18 arranged. If the internal combustion engine 14 is not a diesel engine, so preferably each cylinder Z1-Z4 are each assigned a spark plug. Alternatively, the fuel injection valve 18 also in the intake manifold 7 be arranged. A fuel return line 44 allows for recirculation of unappropriated fuel from the fuel injector 18 towards a fuel tank.

Der Abgastrakt 4 umfasst einen Russpartikelfilter 21 und zumindest einen SCR-Katalysator 23. Zum Zumessen von Harnstoff ragt ein Harnstoffeinspritzventil 54 (2) in den Abgastrakt 4 stromabwärts des Russpartikelfilters 21 und stromaufwärts des SCR-Katalysators 23. Stromabwärts des Harnstoffeinspritzventils 54 und stromaufwärts des SCR-Katalysators 23 ist vorzugsweise eine Mischvorrichtung zum Mischen des zugemessenen Harnstoffs mit dem Abgas angeordnet. Zusätzlich zu dem SCR-Katalysator 23 kann stromaufwärts des SCR-Katalysators 23 und stromabwärts der Mischvorrichtung ein Hydrolysekatalysator vorgesehen sein und stromabwärts des SCR-Katalysators 23 kann ein Oxidationskatalysator vorgesehen sein.The exhaust tract 4 includes a soot particle filter 21 and at least one SCR catalyst 23 , To urea urea protrudes a urea injection valve 54 ( 2 ) in the exhaust tract 4 downstream of the soot particle filter 21 and upstream of the SCR catalyst 23 , Downstream of the urea injection valve 54 and upstream of the SCR catalyst 23 Preferably, a mixing device for mixing the metered urea with the exhaust gas is arranged. In addition to the SCR catalyst 23 may be upstream of the SCR catalyst 23 and a hydrolysis catalyst downstream of the mixing device and downstream of the SCR catalyst 23 An oxidation catalyst may be provided.

Ferner ist dem Abgastrakt 4 vorzugsweise ein Harnstoffzumesssystem zugeordnet (2). Das Harnstoffzumesssystem umfasst einen Harnstofftank 40 zum Aufnehmen des Harnstoffs, das Harnstoffeinspritzventil 54 und den Luftverdichter 50. Der Luftverdichter 50 ist so mit dem Harnstofftank 40 gekoppelt, dass Luft in dem Harnstofftank 40 mittels des Luftverdichters 50 mit Druck beaufschlagt werden kann, so dass der Luftdruck in dem Harnstofftank 40 einen Überdruck bezüglich einer Umgebung des Harnstofftanks 40 und/oder gegenüber einem Druck in dem Abgastrakt 4 stromabwärts des Russpartikelfilters 21 und stromaufwärts des SCR-Katalysators 23 darstellt. Der Überdruck in dem Harnstofftank 40 bewirkt, dass der Harnstoff aus dem Harnstofftank 40 über eine Harnstoffleitung 41 zu dem Harnstoffeinspritzventil 54 geleitet wird. Durch entsprechendes Ansteuern des Harnstoffeinspritzventils 54 kann dann der Harnstoff dem Abgastrakt 4 zugemessen werden. Der Überdruck in dem Harnstofftank 40 wird vorzugsweise abhängig von einer Schaltstellung eines Harnstoffventils 52 eingestellt. Das Pumpen des Harnstoffs aus dem Harnstofftank 40 hin zu dem Harnstoffeinspritzventil 54 trägt zu einem vorteilhaften Zumessen des Harnstoffs bei, beispielsweise da selbst in dem Fall, in dem nahezu der ganze Harnstoff in dem Harnstofftank 40 gefroren ist, ein flüssiger Rest des Harnstoffs zu dem Harnstoffeinspritzventil 54 geleitet wird.Furthermore, the exhaust tract 4 preferably assigned to a urea-metering system ( 2 ). The urea-metering system comprises a urea tank 40 for picking up the urea, the urea injection valve 54 and the air compressor 50 , The air compressor 50 is like that with the urea tank 40 coupled that air in the urea tank 40 by means of the air compressor 50 can be pressurized so that the air pressure in the urea tank 40 an overpressure with respect to an environment of the urea tank 40 and / or to a pressure in the exhaust tract 4 downstream of the soot particle filter 21 and upstream of the SCR catalyst 23 represents. The overpressure in the urea tank 40 causes the urea from the urea tank 40 via a urea line 41 to the urea injection valve 54 is directed. By appropriate activation of the urea injection valve 54 can then urea the exhaust tract 4 be measured. The overpressure in the urea tank 40 is preferably dependent on a switching position of a urea valve 52 set. The pumping of urea from the urea tank 40 towards the urea injector 54 contributes to an advantageous metering of the urea, for example because even in the case where almost all of the urea in the urea tank 40 frozen, a liquid residue of urea to the urea injection valve 54 is directed.

Ferner kann das unter Druck Setzen des Harnstofftanks 40 dazu beitragen, dass der Harnstofftank 40 dicht verschließbar ist. Ferner kann der Harnstofftank 40 als Druckspeicher dienen und so eine Laufzeit des Luftverdichters 50 zum Erzeugen des Drucks verkürzen. Dies kann dazu beitragen, den Luftverdichter 50 mit einer 2-Punkt-Regelung zu betreiben. Der Harnstofftank 40 kann mit einem Druck von beispielsweise bis zu 8 bar beaufschlagt werden. Der für den Harnstofftank 40 vorgesehene Druck sollte bei der Konstruktion des Harnstofftanks 40 berücksichtigt werden. Wenn der Harnstofftank 40 besonders stabil ausgelegt ist, kann dies auch dazu beitragen, dass bei einem Unfall kein Harnstoff austritt. Falls der Harnstoff in dem Harnstofftank 40 einfriert, löst sich die Frostschicht besser von einer Wandung des Harnstofftanks 40, wenn dieser unter Druck steht.Furthermore, this can put pressure on the urea tank 40 help the urea tank 40 is tightly closed. Furthermore, the urea tank 40 serve as an accumulator and so a duration of the air compressor 50 to reduce the pressure. This can help the air compressor 50 operate with a 2-point control. The urea tank 40 can be applied with a pressure of, for example, up to 8 bar. The one for the urea tank 40 intended pressure should be in the construction of the urea tank 40 be taken into account. If the urea tank 40 designed to be particularly stable, this can also contribute to urea does not escape in an accident. If the urea in the urea tank 40 freezes, the frost layer dissolves better from a wall of the urea tank 40 when it is under pressure.

Zum Entlüften der Harnstoffleitung 41 ist eine Entlüftungsleitung 56 vorgesehen. Abhängig von einer Schaltstellung eines Entlüftungsventils 58 kann dann Luft aus dem Luftverdichter 50 dazu verwendet werden, den Harnstoff zumindest teilweise aus dem Harnstoffeinspritzventil 54 und über die Harnstoffleitung 41 hin zu dem Harnstofftank 40 zurück zu spülen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn ein Kraftfahrzeug, in dem die Brennkraftmaschine 14 angeordnet ist, beispielsweise im Sommer bei hohen Temperaturen oder beispielsweise im Winter bei sehr niedrigen Temperaturen abgestellt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass der Harnstoff in der Harnstoffleitung 41 aufgrund der Hitze gerinnt oder aufgrund der Kälte gefriert. Dies kann zu einem zuverlässigen Betrieb des Harnstoffzumesssystems und zu einem geringen Verschleiß des Harnstoffzumesssystems beitragen. Das Einfrieren des Harnstoffs erschwert oder verhindert das Zumessen des Harnstoffs in den Abgastrakt 4. Dies verringert oder verhindert die Abgasnachbehandlung mittels des Harnstoffs. Dies führt zu einem Anstieg schädlicher Schadstoffemissionen. Auch das gerinnen des Harnstoff kann dazu beitragen, dass die Wirkung der Abgasnachbehandlung mittels des Harnstoffs verringert oder ganz verhindert wird.For venting the urea line 41 is a vent line 56 intended. Depending on a switching position of a vent valve 58 can then air out of the air compressor 50 be used to at least partially remove the urea from the urea injection valve 54 and over the urea line 41 towards the urea tank 40 to rinse back. This is particularly advantageous when a motor vehicle in which the internal combustion engine 14 is arranged, for example, in the summer at high temperatures or, for example, in winter at very low temperatures is turned off. This can prevent the urea in the urea line 41 due to the heat clots or freezes due to the cold. This can contribute to reliable operation of the urea metering system and low wear of the urea metering system. The freezing of the urea impedes or prevents the metering of the urea into the exhaust tract 4 , This reduces or prevents the exhaust aftertreatment by means of the urea. This leads to an increase in harmful pollutant emissions. The clotting of urea can also help to reduce or completely prevent the effect of exhaust aftertreatment with urea.

Der Luftverdichter 50 kann weiterhin dazu genutzt werden, Druckluft zu erzeugen, die außerhalb der Brennkraftmaschine 14, beispielsweise außerhalb des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann. Dazu ist vorzugsweise ein Druckluftauslass 60 vorgesehen, an dem beispielsweise ein Aufsatz zum Aufpumpen eines Autoreifens und/oder eines Schlauchboots vorgesehen ist. The air compressor 50 can also be used to generate compressed air outside the engine 14 , For example, outside the motor vehicle can be used. For this purpose, preferably a compressed air outlet 60 provided on which, for example, an attachment for pumping up a tire and / or a rubber boat is provided.

Eine Steuereinrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen mindestens eine Stellgröße, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuereinrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine 14 bezeichnet werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 25 als Vorrichtung zum Zumessen des Harnstoffs bezeichnet werden.A control device 25 is provided, the sensors are assigned, which detect different parameters and each determine the value of the measured variable. The control device 25 determined depending on at least one of the measured variables at least one manipulated variable, which are then converted into one or more control signals for controlling the actuators by means of corresponding actuators. The control device 25 can also be used as a device for operating the internal combustion engine 14 be designated. In particular, the control device 25 be referred to as a device for metering the urea.

Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26, der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Temperatursensor 32, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, der einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der Brennkraftmaschine 14 zugeordnet werden kann, ein Harnstofftankdrucksensor 46 zum Erfassen eines Luftdrucks in dem Harnstofftank 40. Ferner ist eine Abgassonde 38 vorgesehen, die beispielsweise stromabwärts des SCR-Katalysators 23 angeordnet ist und beispielsweise einen Stickoxidgehalt und/oder einen Harnstoffgehalt des Abgases erfasst.The sensors are, for example, a pedal position transmitter 26 , the accelerator pedal position of an accelerator pedal 27 detected, an air mass sensor 28 , the air mass flow upstream of the throttle 5 detected, a temperature sensor 32 sensing an intake air temperature, an intake manifold pressure sensor 34 that produces a manifold pressure in the collector 6 detected, a crankshaft angle sensor 36 , which detects a crankshaft angle, then a speed of the internal combustion engine 14 can be assigned, a urea tank pressure sensor 46 for detecting an air pressure in the urea tank 40 , Furthermore, an exhaust gas probe 38 provided, for example, downstream of the SCR catalyst 23 is arranged and detects, for example, a nitrogen oxide content and / or a urea content of the exhaust gas.

Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.Depending on the embodiment of the invention, any subset of said sensors may be present, or additional sensors may be present.

Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Kraftstoff-Einspritzventil 18, das Harnstoffeinspritzventil 54, das Harnstoffventil 52, der Luftverdichter 50, das Entlüftungsventil 58 und/oder gegebenenfalls die Zündkerze.The actuators are, for example, the throttle 5 , the gas inlet and outlet valves 12 . 13 , the fuel injection valve 18 , the urea injector 54 , the urea valve 52 , the air compressor 50 , the vent valve 58 and / or optionally the spark plug.

Auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ist vorzugsweise ein Programm (3) zum Zumessen von Harnstoff mittels des Harnstoffzumesssystems abgespeichert.On a storage medium of the control device 25 is preferably a program ( 3 ) for metering urea by means of the urea metering system.

Das Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S1 gestartet, indem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.The program is preferably started in a step S1, where variables are initialized if necessary.

In einem Schritt S2 wird während eines Harnstoffzumessvorgangs INJ der Harnstoff dem Abgastrakt 4 zugemessen. Eine Harnstoffmasse, die während des Harnstoffzumessvorgangs INJ dem Abgastrakt 4 zugemessen wird, wird vorzugsweise mittels eines entsprechenden Programms zum Ermitteln der Harnstoffmasse von der Steuereinrichtung 25 ermittelt. Vorzugsweise wird die zuzumessende Harnstoffmasse abhängig von einem Stickoxidgehalt des Abgases ermittelt, beispielsweise abhängig von einem Messsignal der Abgassonde 38. Beispielsweise kann auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung 25 ein Kennfeld abgelegt sein, anhand dessen abhängig von dem Stickoxidgehalt des Abgases die entsprechende Harnstoffmasse ausgelesen werden kann. Das Kennfeld und gegebenenfalls weitere Kennfelder können beispielsweise an einem Motorprüfstand aufgezeichnet werden. Alternativ zu dem Kennfeld kann auf dem Speichermedium eine Modellrechnung abgelegt werden, anhand derer die Harnstoffmasse für den Harnstoffzumessvorgang INJ ermittelbar ist.In a step S2, during a urea metering operation INJ, the urea becomes the exhaust gas tract 4 meted out. A urea mass, which during the urea metering process INJ the exhaust tract 4 is measured, is preferably by means of a corresponding program for determining the urea mass of the control device 25 determined. Preferably, the urea mass to be metered is determined as a function of a nitrogen oxide content of the exhaust gas, for example as a function of a measurement signal of the exhaust gas probe 38 , For example, on the storage medium of the control device 25 a map can be stored, on the basis of which, depending on the nitrogen oxide content of the exhaust gas, the corresponding urea mass can be read out. The map and possibly other maps can be recorded, for example, on a motor test bench. As an alternative to the characteristic map, a model calculation can be filed on the storage medium on the basis of which the urea mass for the urea metering process INJ can be determined.

Vorzugsweise wird, beispielsweise wenn die Brennkraftmaschine 14 abgeschaltet wird, mittels einer Deaktivierungsanweisung DEACT in einem Schritt S3 ein Entlüften der Harnstoffleitung 41 eingeleitet.Preferably, for example, when the internal combustion engine 14 is switched off, by means of a deactivation instruction DEACT in a step S3 venting of the urea line 41 initiated.

Daraufhin wird in einem Schritt S4 vorzugsweise das Entlüftungsventil 58 geöffnet und das Harnstoffventil 52 geschlossen. Dies führt dazu, dass Druckluft in das Harnstoffeinspritzventil 54 so gepumpt wird, dass der Harnstoff zumindest teilweise aus dem Harnstoffeinspritzventil 54 und Harnstoff in der Harnstoffleitung 41 zurück zu dem Harnstofftank 40 gespült wird. Der Schritt S4 kann auch als Spülvorgangs CLEAN bezeichnet werden.Then, in a step S4, preferably the vent valve 58 opened and the urea valve 52 closed. This causes compressed air in the urea injection valve 54 is pumped so that the urea at least partially from the urea injection valve 54 and urea in the urea line 41 back to the urea tank 40 is rinsed. Step S4 may also be referred to as purge CLEAN.

In einem Schritt S5 kann das Programm beendet werden. Vorzugsweise wird das Programm regelmäßig während des Betriebs der Brennkraftmaschine 14 abgearbeitet. Zusätzlich kann, falls das Programm beim Abschalten der Brennkraftmaschine 14 gestartet wird, in dem Schritt S15 der Druck in dem Harnstofftank 40 auf den Umgebungsdruck abgesenkt werden.In a step S5, the program can be ended. Preferably, the program is regularly during operation of the internal combustion engine 14 processed. In addition, if the program when switching off the internal combustion engine 14 is started, in step S15, the pressure in the urea tank 40 be lowered to the ambient pressure.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Kraftstoffrückführleitung 44 thermisch mit dem Harnstofftank 40 gekoppelt werden zum Erwärmen des Harnstoffs in dem Harnstofftank 40. Ferner kann die Harnstoffleitung 41 mit der Kraftstoffrückführleitung 44 zum Erwärmen des Harnstoffs in der Harnstoffleitung 41 gekoppelt sein. Ferner kann das Harnstoffzumesssystem auch ohne den Druckanschluss 60 ausgebildet sein. Ferner kann der Spülvorgang CLEAN auch unabhängig von dem Abschalten der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Ferner kann bei einer Überlastung des Luftverdichters 50 der Luftverdichter 50 für eine vorgegebene Zeitdauer abgeschaltet werden. Der Harnstofftank 40 dient dann als Druckspeicher.The invention is not limited to the specified embodiments. For example, the fuel return line 44 thermally with the urea tank 40 be coupled to heat the urea in the urea tank 40 , Furthermore, the urea line 41 with the fuel return line 44 for heating the urea in the urea line 41 be coupled. Furthermore, the urea metering system can also without the pressure port 60 be educated. Furthermore, the flushing process CLEAN can also be performed independently of the switching off of the internal combustion engine. Furthermore, at an overload of the air compressor 50 the air compressor 50 be switched off for a predetermined period of time. The urea tank 40 then serves as accumulator.

Claims (1)

Harnstoffzumesssystem für eine Brennkraftmaschine (14), die mindestens einen Zylinder (Z1) mit einem Brennraum (9) und einen Abgastrakt (4) umfasst, der abhängig von einer Schaltstellung eines Gasauslassventils (13) mit dem Brennraum (9) kommuniziert, wobei das Harnstoffzumesssystem – ein mittels Signale ansteuerbares, in den Abgastrakt (4) hineinragendes Harnstoffeinspritzventil (54) zum Zumessen von Harnstoff in den Abgastrakt (4) umfasst, – einen Harnstofftank (40) umfasst, aus dem über eine Harnstoffleitung (41) Harnstoff zu dem Harnstoffeinspritzventil (54) geleitet werden kann, – einen Luftverdichter (50) umfasst, der so mit dem Harnstofftank (40) gekoppelt ist, dass mit dem Luftverdichter (50) ein Überdruck in dem Harnstofftank (40) erzeugt werden kann, und – eine von der Harnstoffleitung (41) separate Entlüftungsleitung (56) umfasst, die zum Spülen der Harnstoffleitung (41) mit dem Luftverdichter (50) und dem Harnstoffeinspritzventil (54) gekoppelt ist.Urea metering system for an internal combustion engine ( 14 ), the at least one cylinder (Z1) with a combustion chamber ( 9 ) and an exhaust tract ( 4 ), which depends on a switching position of a gas outlet valve ( 13 ) with the combustion chamber ( 9 ), wherein the urea-metering system - a controllable by means of signals, in the exhaust gas tract ( 4 ) urea injection valve ( 54 ) for metering urea into the exhaust gas tract ( 4 ), - a urea tank ( 40 ), from which via a urea line ( 41 ) Urea to the urea injection valve ( 54 ), - an air compressor ( 50 ), which is so with the urea tank ( 40 ) is coupled with the air compressor ( 50 ) an overpressure in the urea tank ( 40 ), and - one of the urea line ( 41 ) separate vent line ( 56 ), which is used to purge the urea line ( 41 ) with the air compressor ( 50 ) and the urea injection valve ( 54 ) is coupled.
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