DE102008060373A1 - Exhaust gas treatment device for utility vehicle, has reducing agent flow meter arranged in fluid connection between tank and nozzle, and determining mass flow or volume flow of reducing agent - Google Patents

Exhaust gas treatment device for utility vehicle, has reducing agent flow meter arranged in fluid connection between tank and nozzle, and determining mass flow or volume flow of reducing agent Download PDF

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Abstract

The device has a tank (1) containing a reducing agent (2) e.g. urea-water solution, and a nozzle (3) injecting the agent into an exhaust gas flow (4). A pump (6) pumps the agent from the tank to the nozzle via a fluid connection. A reducing agent flow meter (7) is arranged in the fluid connection between the tank and the nozzle. The flow meter determines mass flow or volume flow of the agent. A section of the fluid connection is provided by a connection line (53) between the flow meter and the nozzle. A closed control circuit controls determined quantity of the agent.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung für Fahrzeuge, bei welcher für die Reinigung des Abgases ein fluides und insbesondere ein flüssiges Reduktionsmittel verwendet wird.The The present invention relates to an exhaust gas purification device for vehicles, at which for the purification of the exhaust gas a fluid and in particular a liquid reducing agent is used.

Bei der thermischen Verwertung von festen, gasförmigen und flüssigen natürlichen und fossilen Brennstoffen wie beispielsweise Kohle, Gas, Öl und Holz treten Stickoxide Nox auf. Stickoxide sind insbesondere im Abgas von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge und Nutzfahrzeuge enthalten. Besonders hoch ist der Anteil von Stickoxiden im Abgas von dieselbetriebenen Verbrennungsmotoren.In the thermal utilization of solid, gaseous and liquid natural and fossil fuels such as coal, gas, oil and wood occur nitrogen oxides No x . Nitrogen oxides are contained in particular in the exhaust gas of internal combustion engines for motor vehicles and commercial vehicles. Particularly high is the proportion of nitrogen oxides in the exhaust gas of diesel-powered internal combustion engines.

Stickoxide stehen im Verdacht, die menschlichen Atmungsorgane zu reizen oder zu schädigen (insbesondere Stickstoffdioxid NO2). Weiter werden Stickoxide mit der Entstehung des ”Sauren Regens” infolge von Bildung von Salpetersäure (HNO3) durch Reaktion mit Wasser (H2O) (2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2) oder durch Aufnahme von N2O5 in Aerosolpartikel und nachfolgender Bildung von NO3- in flüssiger Phase in Verbindung gebracht. Weiter gelten Stickoxide als an der Bildung von Smog und (unter Einfluss von UV-Strahlung) Ozon (O3) beteiligt.Nitrogen oxides are suspected of irritating or damaging the human respiratory system (especially nitrogen dioxide NO 2 ). Furthermore, nitrogen oxides are formed with formation of "acid rain" due to formation of nitric acid (HNO 3 ) by reaction with water (H 2 O) (2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 ) or by incorporation of N 2 O 5 in aerosol particles and subsequent formation of NO 3 - in the liquid phase in combination. Furthermore, nitrogen oxides are considered to be involved in the formation of smog and (under the influence of UV radiation) ozone (O 3 ).

In der Folge werden verstärkt Anstrengungen unternommen, den Gehalt von Stickoxiden im Abgas zu reduzieren. Hierfür wurde vorgeschlagen, ein ungiftiges fluides Reduktionsmittel aus Wasser (H2O) und Harnstoff (CH4N2O) präzise dosiert in den (noch heißen) Abgasstrom einzuspritzen. Es entsteht Ammoniak (NH3), der mit den Stickoxiden des Abgases in einem der Einspritzung entlang des Abgasstroms nachgeschalteten SCR-Katalysator (SCR = selective catalytic reduction = Selektive katalytische Reduktion) zu unschädlichem Stickstoff und Wasser reagiert. Unter dem Markennamen AdBlue kann als flüssiges Reduktionsmittel beispielsweise mit Wasser versetzter Harnstoff (32,5%-ige wässrige Harnstofflösung) bezogen werden. Die Einspritzung des Reduktionsmittels kann dabei mit Druckluft vermischt oder direkt in flüssiger Form erfolgen. Die direkte Verwendung von Ammoniak als Reduktionsmittel anstelle von Harnstoff ist theoretisch möglich, aufgrund der ätzenden, umweltgefährdenden und giftigen Eigenschaft von Ammoniak jedoch problematisch.As a result, efforts are increasingly being made to reduce the content of nitrogen oxides in the exhaust gas. For this purpose, it was proposed to inject a non-toxic fluid reducing agent of water (H 2 O) and urea (CH 4 N 2 O) precisely metered into the (still hot) exhaust stream. The result is ammonia (NH 3 ), which reacts with the nitrogen oxides of the exhaust gas in a downstream of the injection along the exhaust stream SCR catalyst (SCR = Selective catalytic reduction = harmless nitrogen and water). Under the brand name AdBlue can be obtained as a liquid reducing agent, for example, with water added urea (32.5% aqueous urea solution). The injection of the reducing agent can be mixed with compressed air or carried out directly in liquid form. The direct use of ammonia as a reducing agent instead of urea is theoretically possible, but problematic due to the corrosive, environmentally hazardous and toxic property of ammonia.

Nachteilig an der Reinigung von Abgas mittels eines derartigen insbesondere flüssigen Reduktionsmittels ist neben der Tatsache, dass zusätzlich zum Brennstoff Reduktionsmittel bereitgestellt werden muss, dass das Reduktionsmittel in Abhängigkeit von einer jeweiligen Menge, Zusammensetzung und Temperatur des Abgasstroms (und damit in Abhängigkeit von einem jeweiligen Betriebszustand des Verbrennungsmotors) genau dosiert in den Abgasstrom eingespritzt werden muss. Eine Überdosierung ist zu vermeiden, um den Verbrauch an Reduktionsmittel und damit die mitzuführende Menge an Reduktionsmittel möglichst gering zu halten. Eine Unterdosierung ist zu vermeiden, da das Abgas sonst nur unzureichend gereinigt wird.adversely at the purification of exhaust gas by means of such in particular liquid Reducing agent is in addition to the fact that in addition to Fuel reducing agent must be provided that the Reducing agent depending of a respective amount, composition and temperature of the exhaust stream (and thus depending from a respective operating state of the internal combustion engine) exactly metered into the exhaust gas flow must be injected. An overdose is to avoid the consumption of reducing agent and thus the to be carried Amount of reducing agent possible to keep low. An underdosing should be avoided as the exhaust gas otherwise only insufficiently cleaned.

Bei herkömmlichen Abgasreinigungseinrichtungen wird die dosierte Menge an Reduktionsmittel indirekt bestimmt, beispielsweise über eine Druckmessung in Verbindung mit einer bekannten Durchflussblende oder durch Verwendung einer Dosierpumpe mit bekanntem Kammervolumen. Um die Genauigkeit der Dosiermenge zu erhöhen ist es weiter bekannt, einen Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur des Reduktionsmittels zu verwenden. Hierdurch können Schwankungen der Dichte und/oder Viskosität des Reduktionsmittels beispielsweise mittels einer Kennlinie analytisch berücksichtigt werden.at usual Exhaust gas purification devices, the metered amount of reducing agent is indirect determined, for example, over a pressure measurement in conjunction with a known flow aperture or by using a metering pump of known chamber volume. In order to increase the accuracy of the dosing amount, it is further known a temperature sensor for determining the temperature of the reducing agent to use. This allows Variations in the density and / or viscosity of the reducing agent, for example be analytically taken into account by means of a characteristic curve.

Weiter ist bekannt, in im Abgasstrom einer Abgasreinigungsanlage stromabwärts eines SCR-Katalysatorelements einen Stickoxidsensor vorzusehen, um den Stickoxidgehalt des gereinigten Abgases zu bestimmen und das Reduktionsmittel in Abhängigkeit von dem Stickoxidgehalt geeignet zu dosieren. Die bei Verwendung eines Stickoxidsensors erreichbare Dosiergenauigkeit ist aufgrund von Unzulänglichkeiten der verfügbaren Sensoren und dem Vermögen des SCR-Katalysatorelements, im Abgasstrom zwischen einer Einspritzdüse für das Reduktionsmittel und dem Stickoxidsensor Ammoniak zu speichern, unbefriedigend.Further is known in the exhaust stream of an exhaust gas purification system downstream of an SCR catalyst element To provide a nitrogen oxide sensor to the nitrogen oxide content of the purified exhaust gas to determine and the reducing agent depending on the nitrogen oxide content suitable to dose. The when using a nitrogen oxide sensor achievable dosing accuracy is due to inadequacies the available Sensors and the fortune of the SCR catalyst element, in the exhaust gas flow between an injection nozzle for the reducing agent and the nitrogen oxide sensor to store ammonia, unsatisfactory.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, bei welcher für die Reinigung des Abgases ein fluides Reduktionsmittel verwendet wird, und welche eine besonders genaue Dosierung des fluiden Reduktionsmittels mit kurzen Regelzeiten erlaubt.It Object of the present invention, an exhaust gas purification device for motor vehicles, at which for the purification of the exhaust gas uses a fluid reducing agent is, and which is a particularly accurate dosage of the fluid reducing agent allowed with short control times.

Ausführungsformen einer Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge weisen einen Tank für ein fluides und insbesondere flüssiges Reduktionsmittel, wenigstens eine in den Abgasstrom des Fahrzeugs mündende Düse zum Einspritzen des Reduktionsmittels in den Abgasstrom und eine Pumpe zum Pumpen des Reduktionsmittels aus dem Tank zur Düse auf. Dabei erfolgt die Führung des Reduktionsmittels von dem Tank zur Düse über eine Fluidverbindung zwischen Tank und Düse. Diese Fluidverbindung kann von einem oder mehreren Bauteilen, welche das zwischen Tank und Düse strömende fluide Reduktionsmittel führen, bereitgestellt werden. Beispielsweise können Abschnitte der Fluidverbindung von einer Leitung, eine Pumpe, ein Ventil etc. gebildet werden. Auch der Tank oder die Düse können Abschnitte der Fluidverbindung bereitstellen. Weiter ist in der Fluidverbindung zwischen dem Tank und der Düse wenigstens ein Durchflussmesser (insbesondere ein Durchflussmengenmesser) für das Reduktionsmittel angeordnet. Der Durchflussmesser ist zum Erfassen der Menge des in der Fluidverbindung in einer Zeiteinheit geführten Reduktionsmittels ausgebildet.Embodiments of an exhaust gas purification device for motor vehicles have a tank for a fluid and in particular liquid reducing agent, at least one nozzle opening into the exhaust gas flow of the vehicle for injecting the reducing agent into the exhaust gas flow and a pump for pumping the reducing agent from the tank to the nozzle. The guidance of the reducing agent from the tank to the nozzle via a fluid connection between the tank and nozzle. This fluid communication may be provided by one or more components which carry the fluid reductant flowing between the tank and the nozzle. For example, portions of the fluid connection may be formed by a conduit, a pump, a valve, etc. Also, the tank or nozzle may provide portions of the fluid connection. Next is at least one flow meter (in particular a flow meter) for the reducing agent is arranged in the fluid connection between the tank and the nozzle. The flow meter is configured to detect the amount of reducing agent carried in the fluid connection in a unit time.

Dabei bedeutet ”in der Fluidverbindung angeordnet”, dass der Durchflussmesser so angeordnet ist, dass er die Durchflussmenge des über die Fluidverbindung pro Zeiteinheit geführten Reduktionsmittels bestimmen kann. Beispielsweise kann der Durchflussmesser zwischen zwei Bauteilen, welche das zwischen Tank und Düse strömende Reduktionsmittel führen, angeordnet sein. Alternativ kann der Durchflussmesser in wenigstens ein Bauteil integriert sein, welche das Reduktionsmittel führt.there means "in arranged the fluid connection ", that the flow meter is arranged so that it the flow rate of the over determine the fluid connection per unit time guided reducing agent can. For example, the flow meter can be placed between two components, which between the tank and nozzle flowing Lead reducing agent, be arranged. Alternatively, the flowmeter may be in at least a component integrated, which leads the reducing agent.

Bei der Düse kann es sich beispielsweise um eine aktiv oder passiv schaltbare Düse (z. B. Düse mit integriertem elektrischem, pneumatischem oder hydraulischem Schaltventil oder Rückschlagventil) handeln. Alternativ kann es sich auch um eine nicht schaltbare Düse handeln, und die Ausgabe des Reduktionsmittels über die Düse durch die Pumpe und/oder ein separates Ventil zwischen Pumpe und Düse gesteuert werden.at the nozzle For example, it can be an active or passive switchable Nozzle (z. B. nozzle with integrated electric, pneumatic or hydraulic switching valve or check valve). Alternatively, it may also be a non-switchable nozzle, and the discharge of the reducing agent through the nozzle through the pump and / or a separate valve between the pump and nozzle are controlled.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile der indirekten Bestimmung der dosierten Menge an Reduktionsmittel durch zusätzliche Verwendung eines Durchflussmessers gelöst, welcher die Menge des der Düse pro Zeiteinheit zugeführten Reduktionsmittels insbesondere unmittelbar bestimmt. Eine so ermittelte Menge kann für die Steuerung der Dosierung des Reduktionsmittels und/oder zu Kontrollzwecken verwendet werden. Die exakte Bestimmung der über die Düse ausgegebenen Reduktionsmittelmenge hat den Vorteil, dass ein geschlossener Regelkreis zur Regelung der aktuellen Dosiermenge an Reduktionsmittel möglich ist. Dieser Regelkreis hat im Vergleich zur indirekten Bestimmung der über die Düse ausgegebenen Menge an Reduktionsmittel (z. B. mittels eines Stickoxidsensors) eine kürzere Regelzeit, da er den mittels des Durchflussmessers gemessenen Durchfluss direkt als Regelgröße beinhaltet. Auf diese Weise können Abweichungen von Bauteilen der Abgasreinigungseinrichtung, wie sie durch Streuung im Fertigungsprozess auftreten, mittels des Regelkreises ausgeglichen werden. Eine aufwändige Kalibrierung der Abgasreinigungseinrichtung ist auch beim Austausch oder der Reparatur einzelner Bauteile nicht nötig. Auch Veränderungen der Bauteile der Abgasreinigungseinrichtung, wie sie beispielsweise durch Verschleiß auftreten, können so mittels des Regelkreises ausgeglichen werden. Weiter wird unter Annahme einer bekannten Abgasnachbehandlungsstrecke bei bekannter Dosiermenge des eingespritzten Reduktionsmittels eine indirekte Funktionskontrolle eines im Abgasstrom stromabwärts der Abgasnachbehandlung angeordneten Stickoxidsensors oder Ammoniaksensors ebenso ermöglicht, wie die Detektion eines Defekts eines Bauteils der Abgasreinigungseinrichtung oder einer Leckage der das Reduktionsmittel führenden Leitungen.According to the present Invention, the disadvantages of the indirect determination of metered Amount of reducing agent by additional use of a flow meter solved, which the amount of the nozzle fed per unit time Reducing agent especially directly determined. Such a determined Quantity can for the control of the dosage of the reducing agent and / or for control purposes be used. The exact determination of the amount of reducing agent dispensed through the nozzle has the advantage of having a closed loop for regulation the current dosage amount of reducing agent is possible. This control loop has compared to the indirect determination of the output via the nozzle amount of reducing agent (For example, by means of a nitrogen oxide sensor) a shorter control time, since he the flow measured directly by the flow meter as a controlled variable. In this way can deviations of components of the flue gas cleaning device, such as by scattering occur in the manufacturing process, balanced by means of the control loop become. An elaborate one Calibration of the flue gas cleaning device is also when replacing or the repair of individual components not necessary. Also changes the components of the exhaust gas purification device, as for example due to wear, can be compensated by means of the control loop. Next is under Assumption of a known exhaust aftertreatment line with known Dosage amount of the injected reducing agent an indirect Functional check of one in the exhaust gas stream downstream of the exhaust aftertreatment arranged nitrogen oxide sensor or ammonia sensor also allows such as the detection of a defect of a component of the exhaust gas purification device or leakage of the reductant leading lines.

Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Durchflussmesser ausgebildet, einen Massenstrom und/oder einen Volumenstrom des der Düse zugeführten Reduktionsmittels zu bestimmen. Wird der Massenstrom des der Düse zugeführten Reduktionsmittels bestimmt, können im Reduktionsmittel vorhandene oder entstehende Luftblasen bei der Dosierung des Reduktionsmittels berücksichtigt werden.According to one embodiment the at least one flow meter is formed, a mass flow and / or a volume flow of the reducing agent supplied to the nozzle determine. If the mass flow of the reducing agent supplied to the nozzle is determined, can in the reducing agent existing or resulting air bubbles in the dosage of the reducing agent become.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Abschnitt der Fluidverbindung zwischen Tank und Düse durch eine Verbindungsleitung zwischen dem Durchflussmesser und der Düse bereitgestellt, welche Verbindungsleitung ausschließlich einen Ausgang des Durchflussmessers mit einem Eingang der Düse verbindet. Zwischen dem Durchflussmesser und der Düse ist somit weder ein Zufluss von weiterem Reduktionsmittel noch ein Abfluss von Reduktionsmittel vorgesehen, so dass die von der Düse erhaltende Durchflussmenge an Reduktionsmittel durch den Durchflussmesser genau erfasst werden kann. Beispielsweise kann der Durchflussmesser somit im Strömungsweg des Reduktionsmittels zur Düse beispielsweise in eine Verbindungsleitung wie beispielsweise eine Schlauchleitung integriert und von dem Reduktionsmittel durchströmt sein.According to one embodiment a section of the fluid connection between the tank and nozzle is through a connecting line is provided between the flow meter and the nozzle, which connecting line only one output of the flow meter with an inlet of the nozzle combines. Between the flow meter and the nozzle is thus neither an inflow of additional reductant nor an outflow provided by reducing agent, so that the flow rate received by the nozzle are accurately detected at reducing agent by the flow meter can. For example, the flowmeter can thus be in the flow path of the reducing agent to the nozzle For example, in a connection line such as a Hose line integrated and flowed through by the reducing agent.

Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem Tank und dem Durchflussmesser weiter eine Rücklaufleitung zum Rückführen des Reduktionsmittels in den Tank vorgesehen. Diese Rücklaufleitung ist somit mit einem Abschnitt der Fluidverbindung für das Reduktionsmittel zwischen dem Tank und dem Durchflussmesser verbunden. Ein derartiger Aufbau bietet die Möglichkeit, die Leitung für das Reduktionsmittel zu spülen. Weiter kann das Reduktionsmittel durch Einblasen von Luft aus der Leitung verdrängt und die Leitung so von Reduktionsmittel entleert werden (beispielsweise aus Frostschutzgründen).According to one embodiment there is a return line between the tank and the flowmeter for returning the Reducing agent provided in the tank. This return line is thus with a portion of the fluid connection for the reducing agent between connected to the tank and the flowmeter. Such a structure offers the possibility, the line for to flush the reducing agent. Next, the reducing agent by blowing air from the Leadership displaced and the line is thus emptied of reducing agent (for example for frost protection reasons).

Dabei kann in der Rücklaufleitung ein Rücklaufventil angeordnet sein. Durch getaktetes Schalten eines derartigen Rücklaufventils kann die Ausgabe des Reduktionsmittel über die Düse kontrolliert werden. Der Grund ist, dass die Düse in der Regel für das Reduktionsmittel einen deutlich größeren Flusswiderstand darstellt. Weiter kann so beispielsweise bei Verwendung einer passiv schaltbaren Düse der zum Schalten erforderliche Druck des Reduktionsmittels bereitgestellt werden.there can in the return line a return valve be arranged. By clocked switching of such a return valve the output of the reducing agent can be controlled via the nozzle. Of the Reason is that the nozzle usually for that Reducing agent represents a significantly greater flow resistance. Further, for example, when using a passively switchable Nozzle of the Switch required pressure of the reducing agent provided become.

In einer erweiterten Ausführungsform ist in der Rücklaufleitung ein zweiter Durchflussmesser für das Reduktionsmittel angeordnet. In der Folge ist es durch Subtraktion des von dem zweiten Durchflussmessers ermittelten Wertes von dem durch den ersten Durchflussmesser ermittelten Wert auf einfache und zuverlässige Weise möglich, die über die Düse ausgegebene Menge an Reduktionsmittel zu bestimmen und die Leitung und/oder Düse dennoch mit Reduktionsmittel zu spülen. Ein derartiges Spülen kann beispielsweise erforderlich sein, um die Düse zu kühlen.In an extended embodiment is in the return line a second flow meter for the Reductant arranged. In the episode it is by subtraction of the value determined by the second flow meter value determined by the first flow meter in a simple and reliable manner possible, the above the nozzle issued Determine amount of reducing agent and the line and / or Nozzle nevertheless to flush with reducing agent. Such a rinse may be required, for example, to cool the nozzle.

Die Düse und die Pumpe zum Pumpen des Reduktionsmittels aus dem Tank zur Düse können in Ausführungsformen einstückig ausgebildet sein und so eine Pumpe-Düse-Einheit bilden. Eine derartige Pumpe-Düse-Einheit kann Vorteile gegenüber einer Düse mit schaltbarem Ventil aufweisen. Beispielsweise ist es ausreichend, den Einspritzdruck erst unmittelbar vor der Düse bereitzustellen.The Nozzle and the pump for pumping the reducing agent from the tank to the nozzle may in embodiments one piece be formed and thus form a pump-nozzle unit. Such a pump-nozzle unit can be advantages over a nozzle have switchable valve. For example, it is sufficient to provide the injection pressure just before the nozzle.

Dabei kann weiter eine Förderpumpe zum Fördern des Reduktionsmittels aus dem Tank zur Pumpe-Düse-Einheit vorgesehen sein. Bei Verwendung einer derartigen Förderpumpe kann die Pumpe der Pumpe-Düse-Einheit besonders kompakt ausgebildet werden. Weiter muss die Pumpe der Pumpe-Düse-Einheit dann keine besonderen Saugeigenschaften aufweisen.there can continue a feed pump to promote be provided of the reducing agent from the tank to the pump-nozzle unit. When using such a feed pump, the pump can Pump-nozzle unit be made very compact. Next, the pump has the Pump-nozzle unit then have no special suction properties.

In weiteren Ausführungsformen ist das Reduktionsmittel ein Ammoniak freisetzendes Reduktionsmittel und insbesondere eine Harnstoff-Wasser-Lösung. Weiter ist im Abgasstrom stromabwärts der Düse ein SCR-Katalysatorelement angeordnet, welcher das Abgas mittels des eingespritzten Harnstoffs reinigt.In further embodiments the reducing agent is an ammonia-releasing reducing agent and in particular a urea-water solution. Next is in the exhaust stream downstream of the Nozzle on SCR catalyst element arranged, which the exhaust gas by means of cleans injected urea.

Dann kann die Abgasreinigungseinrichtung weiter einen im Abgasstrom stromaufwärts und/oder stromabwärts des SCR- Katalysatorelements angeordneten Stickoxidsensor zum Bestimmen des Stickoxidgehalts des Abgasstroms aufweisen.Then For example, the exhaust gas purifier may further include one in the exhaust stream upstream and / or downstream of the exhaust stream SCR catalyst element arranged nitrogen oxide sensor for determining the nitrogen oxide content having the exhaust stream.

In weiteren Ausführungsformen umfasst die Abgasreinigungseinrichtung, ferner wenigstens eine Steuerung, welche die Pumpe und/oder das Rücklaufventil und/oder die Düse steuert und als Eingangssignal ein Ausgangssignal des wenigstens einen Durchflussmessers und/oder des Stickoxidsensors erhält. Bei dieser Steuerung kann es sich beispielsweise um die Motorsteuerung eines das Abgas erzeugenden Verbrennungsmotors handeln. Die Steuerung kann jedoch auch getrennt von der Motorsteuerung vorgesehen sein.In further embodiments comprises the exhaust gas purification device, furthermore at least one control, which the pump and / or the return valve and / or the nozzle controls and as an input signal an output signal of at least receives a flow meter and / or the nitrogen oxide sensor. at This control can be, for example, the engine control act of the exhaust gas generating internal combustion engine. The control However, it can also be provided separately from the engine control.

Als Durchflussmesser kann in Ausführungsformen ein nach dem thermischen Messprinzip arbeitender Durchflusssensor, ein Ultraschalldurchflusssensor, ein Sensor nach dem Differenzdruckverfahren oder ein magnetisch induktiver Durchflusssensor (MID) verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung einer bestimmen Bauart des Durchflussmessers beschränkt. Wird ein Durchflusssensor verwendet, der die Dichte des zu messenden Mediums (hier des Reduktionsmittels) oder das Auftreten und die Verteilung von Gasblasen berücksichtigt, kann die Genauigkeit des Systems erhöht werden.When Flow meter may be in embodiments a flow sensor operating according to the thermal measuring principle, an ultrasonic flow sensor, a differential pressure sensor or a magnetic inductive flow sensor (MID) used become. However, the present invention is not for use a certain type of flow meter limited. Becomes a flow sensor that uses the density of the measured Medium (here the reducing agent) or occurrence and the Considered distribution of gas bubbles, the accuracy of the system can be increased.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Pumpe eine Dosierpumpe und/oder ist die Düse eine Dosierdüse und/oder ist in der Fluidverbindung zwischen dem Tank und der Düse ein Dosierventil angeordnet.According to one embodiment the pump is a metering pump and / or the nozzle is a dispensing nozzle and / or is a metering valve in the fluid communication between the tank and the nozzle arranged.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Durchflussmesser in die Düse integriert oder wird der Durchflussmesser durch die Düse bereitgestellt.According to one another embodiment is the flowmeter integrated into the nozzle or is the Flow meter through the nozzle provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Pumpe und der Durchflussmesser getrennte, über eine Verbindungsleitung verbundene Bauteile. Somit sind die Pumpe und der Durchflussmesser gemäß dieser Ausführungsform nicht als ein einziges Bauteil ausgebildet, und wird der Durchflussmesser gemäß dieser Ausführungsform nicht durch die Pumpe bereitgestellt.According to one another embodiment the pump and the flow meter are separate, over one Connecting line connected components. Thus, the pump and the flow meter according to this embodiment not formed as a single component, and the flow meter according to this embodiment not provided by the pump.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei werden, soweit möglich, gleiche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente zu verweisen. Dabei zeigt:in the The following are preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings explained in more detail. there be, as far as possible, same reference numerals used to refer to the same or similar To reference elements. Showing:

1 schematisch eine Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 schematically an exhaust gas purification device for motor vehicles according to a first embodiment of the present invention;

2A schematisch eine Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2A schematically an exhaust gas purification device for motor vehicles according to a second embodiment of the present invention;

2B schematisch eine Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 2 B schematically, an exhaust gas purification device for motor vehicles according to a modification of the second embodiment of the present invention; and

3 schematisch eine Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 schematically an exhaust gas purification device for motor vehicles according to a third embodiment of the present invention.

Wie aus 1 ersichtlich weist das System zum Zuführen eines fluiden Reduktionsmittels in einen Abgasstrom einen Tank 1 für das insbesondere flüssige Reduktionsmittel 2 auf. Über einen an dem Tank 1 ausgebildeten Einfüllstutzen 12 kann Reduktionsmittel 2 in den Tank 1 zugeführt werden.How out 1 As can be seen, the system for supplying a fluid reducing agent into an exhaust gas stream has a tank 1 for the particular liquid reducing agent 2 on. About one on the tank 1 trained filler neck 12 can reducing agent 2 in the tank 1 be supplied.

Das Reduktionsmittel 2 wird durch eine Pumpe 6 über einen Reduktionsmittelfilter 16 und eine erste Leitung 51 aus dem Tank 1 angesaugt und unter Druck gesetzt. Der Reduktionsmittelfilter 16 filtert in dem Reduktionsmittel 2 möglicherweise vorhandene Fremdkörper heraus. Das unter Druck gesetzte Reduktionsmittel 2 wird durch die Pumpe 6 an eine zweite Leitung 52 ausgegeben. Die zweite Leitung 52 ist über einen Durchflussmesser (insbesondere Durchflussmengenmesser) 7 und eine dritte Leitung 53 mit einer Düse 3 verbunden. Die Düse ist in einem Abgasstrom 4 stromaufwärts eines SCR-Katalysatorelements 9 und stromabwärts einer Verbrennungskraftmaschine 15 angeordnet. Stromabwärts der Verbrennungskraftmaschine 15 und stromaufwärts der Düse 3 sind im Abgasstrom 3 ein Stickoxidsensor 14, ein Drucksensor 14' und ein Temperatursensor 14'' angeordnet. Stromabwärts des SCR-Katalysatorelements 9 sind im Abgasstrom 3 ein Strickoxidsensor 11, ein Drucksensor 11' sowie ein Temperatursensor 11'' angeordnet. Anstelle des Stickoxidsensors 11 kann beispielsweise auch ein Ammoniaksensor oder anderer Sensor zur Bestimmung der Abgaszusammensetzung verwendet werden.The reducing agent 2 is through a pump 6 via a reducing agent filter 16 and a first line 51 from the tank 1 sucked and put under pressure. The reducing agent filter 16 filters in the reducing agent 2 possibly existing foreign objects out. The pressurized reducing agent 2 is through the pump 6 to a second line 52 output. The second line 52 is via a flow meter (especially flow meter) 7 and a third line 53 with a nozzle 3 connected. The nozzle is in an exhaust stream 4 upstream of an SCR catalyst element 9 and downstream of an internal combustion engine 15 arranged. Downstream of the internal combustion engine 15 and upstream of the nozzle 3 are in the exhaust stream 3 a nitrogen oxide sensor 14 , a pressure sensor 14 ' and a temperature sensor 14 '' arranged. Downstream of the SCR catalyst element 9 are in the exhaust stream 3 a knit oxide sensor 11 , a pressure sensor 11 ' and a temperature sensor 11 '' arranged. Instead of the nitrogen oxide sensor 11 For example, an ammonia sensor or other sensor may also be used to determine the exhaust gas composition.

In der gezeigten Ausführungsform ist das Reduktionsmittel 2 mit Wasser versetzter Harnstoff (32,5%-ige wässrige Harnstofflösung), der unter dem Markennamen AdBlue bezogen werden kann. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Reduktionsmittel beschränkt. Allgemein kann jedes beliebige Reduktionsmittel, welches der Abgasbehandlung förderlich ist, verwendet werden. In Verbindung mit dem stromabwärts der Düse 3 im Abgasstrom 4 angeordneten SCR-Katalysator 9 ist die Verwendung eines Ammoniak freisetzenden fluiden und insbesondere flüssigen Reduktionsmittels vorgesehen. Dabei wird betont, dass der Abgasstrom 4 und der SCR-Katalysator 9 Teil der erfindungsgemäßen Abgasreinigungseinrichtung sein können aber nicht müssen.In the embodiment shown, the reducing agent is 2 Urea mixed with water (32.5% aqueous urea solution), which can be obtained under the brand name AdBlue. However, the present invention is not limited to this reducing agent. In general, any reducing agent which is conducive to exhaust gas treatment can be used. In conjunction with the downstream of the nozzle 3 in the exhaust stream 4 arranged SCR catalyst 9 the use of an ammonia-releasing fluid and in particular liquid reducing agent is provided. It is emphasized that the exhaust gas flow 4 and the SCR catalyst 9 However, it may not be necessary to be part of the exhaust gas purification device according to the invention.

Bei der in 1 gezeigten Düse handelt es sich um eine Druckventildüse und damit um eine passiv schaltbare Düse, die automatisch öffnet, sobald zugeführtes Reduktionsmittel einen Schwellendruck überschreitet. Die Verwendung einer passiv schaltbaren Düse hat den Vorteil, dass im heißen Abgasstrom 4 kein komplexes und insbesondere elektronisches Bauteil angeordnet werden muss. Alternativ kann jedoch beispielsweise auch eine aktiv geschaltete Ventildüse oder auch eine ungeschaltete Düse verwendet werden. Weiter handelt es sich in der gezeigten Ausführungsform bei der Pumpe 6 um eine Dosierpumpe. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung einer bestimmten Pumpenart beschränkt.At the in 1 The nozzle shown is a pressure valve nozzle and thus a passively switchable nozzle that opens automatically as soon as the supplied reducing agent exceeds a threshold pressure. The use of a passively switchable nozzle has the advantage that in the hot exhaust gas flow 4 no complex and in particular electronic component must be arranged. Alternatively, however, for example, an actively switched valve nozzle or an unswitched nozzle can be used. Next, in the embodiment shown, it is the pump 6 to a metering pump. However, the present invention is not limited to the use of a particular type of pump.

In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die zweite Leitung 52 zwischen Pumpe 6 und Durchflussmesser 7 ferner über eine vierte Leitung 54 und ein in der vierten Leitung 54 angeordnetes Rücklaufventil mit dem Tank 1 verbunden. Dieser Aufbau ermöglicht die mittelbare Schaltung der schaltbaren Düse 3 infolge einer Druckerhöhung durch Schließen des Rücklaufventils 8.In the in 1 the embodiment shown is the second line 52 between pump 6 and flow meter 7 also via a fourth line 54 and one in the fourth line 54 arranged return valve with the tank 1 connected. This structure allows the indirect switching of the switchable nozzle 3 due to an increase in pressure by closing the return valve 8th ,

Durch Verwendung der Dosierpumpe in Verbindung mit der passiv geschalteten Düse ist insbesondere durch Teilhübe pro Zeiteinheit eine sehr kleine Menge an Reduktionsmittel über die Düse ausgebbar. Diese Kleinstmengen (z. B. 0,02 l/h) an pro Zeiteinheit zur Düse 3 geführtem Reduktionsmittel können mittels des Durchflussmessers 7 genau bestimmt werden. Alternativ kann es sich bei der Pumpe jedoch beispielsweise auch um eine Strömungspumpe handeln, wenn beispielsweise eine aktiv schaltbare Dosierdüse oder eine Düse mit vorgeschaltetem Dosierventil zur Dosierung des Reduktionsmittels verwendet wird. In diesem Fall kann der Durchfluss pro Zeiteinheit an Reduktionsmittel (und insbesondere Massenstrom oder Volumenstrom des Reduktionsmittels) auch über die Öffnungsdauer der Dosierdüse bzw. des Dosierventils gemessen werden. In diesem Fall kann der Durchflussmesser somit durch die Dosierdüse oder das Dosierventil selbst bereitgestellt werden. Auf ein separates Vorsehen des Durchflussmessers kann dann verzichtet werden.By using the metering pump in conjunction with the passively connected nozzle, a very small amount of reducing agent can be dispensed via the nozzle, in particular by partial strokes per unit of time. These very small amounts (eg 0.02 l / h) per unit time to the nozzle 3 guided reducing agent can by means of the flow meter 7 be determined exactly. Alternatively, however, the pump may, for example, also be a flow pump if, for example, an actively switchable metering nozzle or a nozzle with an upstream metering valve is used for metering the reducing agent. In this case, the flow per unit time of reducing agent (and in particular mass flow or volume flow of the reducing agent) can also be measured over the opening duration of the metering nozzle or of the metering valve. In this case, the flow meter can thus be provided by the metering nozzle or the metering valve itself. On a separate provision of the flow meter can then be dispensed with.

Weiter ist eine Steuerung 10 vorgesehen, die mit dem Durchflussmesser 7, den Stickoxidsensoren 11 und 14, den Drucksensoren 11' und 14' sowie den Temperatursensoren 11'' und 14'' verbunden ist und die Pumpe 6 sowie das Rücklaufventil 8 steuert. Da die über die Düse pro Zeiteinheit ausgegebene Menge an Reduktionsmittel 2 durch Verwendung des Durchflussmessers 7 genau bekannt ist, kann die ermittelte Menge durch die Steuerung 10 als Regelgröße und Kontrollgröße verwendet werden. Somit ist es möglich, die dosierte Menge an Reduktionsmittel 2 in einem geschlossenen Regelkreis (z. B. Stellgröße: Fördermenge der Pumpe 6 oder Taktung der Düse 3 bzw. des Rücklaufventils 8; Regelgröße: Massenstrom des über die Düse 3 ausgegebenen Reduktionsmittels 2) zu regeln. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die direkte Bestimmung der Reduktionsmittelmenge die Regelung kleinster Dosiermengen ermöglicht wird, um gerade im kritischen Mengenbereich höchste Genauigkeit zu erzielen.Next is a controller 10 provided with the flow meter 7 , the nitrogen oxide sensors 11 and 14 , the pressure sensors 11 ' and 14 ' as well as the temperature sensors 11 '' and 14 '' connected and the pump 6 and the return valve 8th controls. Since the amount of reducing agent discharged via the nozzle per unit time 2 by using the flow meter 7 Exactly known, the amount determined by the controller 10 used as a controlled variable and control quantity. Thus, it is possible the metered amount of reducing agent 2 in a closed loop (eg control variable: pump flow rate 6 or timing of the nozzle 3 or the return valve 8th ; Controlled variable: Mass flow of the over the nozzle 3 issued reducing agent 2 ). It is particularly advantageous that the regulation of the smallest amount of metering is made possible by the direct determination of the amount of reducing agent in order to achieve the highest accuracy, especially in the critical amount range.

Weiter ist die Steuerung 10 ausgebildet, in regelmäßigen Abständen eine Plausibilitätsprüfung zwischen den vom Durchflussmesser 7 und den Stickoxidsensoren 11 und/oder 14, und/oder den Drucksensoren 11' und/oder 14', und/oder den Temperatursensoren 11'' und/oder 14'' ausgegebenen Werten durchzuführen. Hierdurch können beispielsweise Undichtheiten in der Zuführung des Reduktionsmittels bzw. (bei bekannter Abgasstrecke) Fehlfunktionen des Durchflussmessers 7 oder der Stickoxidsensoren 11 und/oder 14, und/oder den Drucksensoren 11' und/oder 14', und/oder den Temperatursensoren 11'' und/oder 14'' durch die Steuerung 10 erkannt werden.Next is the controller 10 trained, at regular intervals a plausibility check between those of the flow meter 7 and the nitrogen oxide sensors 11 and or 14 , and / or the pressure sensors 11 ' and or 14 ' , and / or the temperature sensors 11 '' and or 14 '' to execute output values. As a result, for example, leaks in the supply of the reducing agent or (in the case of a known exhaust gas line) malfunctions of the flow meter 7 or the nitrogen oxide sensors 11 and or 14 , and / or the Drucksen sors 11 ' and or 14 ' , and / or the temperature sensors 11 '' and or 14 '' through the controller 10 be recognized.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2A und 2B eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.The following is with reference to 2A and 2 B A second embodiment of the present invention is explained.

Da die in 2A und 2B gezeigte zweite Ausführungsform der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sehr ähnlich ist, wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen näher eingegangen.Since the in 2A and 2 B shown second embodiment of the first embodiment described above is very similar, only the differences between the two embodiments will be discussed in more detail.

Bei der in den 2A und 2B gezeigten zweiten Ausführungsform findet als Düse 3' ebenfalls eine indirekt mittels eines Rücklaufventils 8 passiv gesteuerte Düse Verwendung. Die vierte Leitung 54' ist in der zweiten Ausführungsform an der Düse 3' mit der dritten Leitung 53 verbunden, und nicht mit der zweiten Leitung 52 zwischen Pumpe 6 und Durchflussmesser 7. In der Folge ist im Betrieb eine kontinuierliche Spülung und damit Kühlung der Düse 3' möglich. Hierfür weist die Düse 3' eine Spülkammer auf, welche mit der dritten und vierten Leitung 53, 54' in Fluidverbindung steht.In the in the 2A and 2 B shown second embodiment finds as a nozzle 3 ' also indirectly by means of a return valve 8th passively controlled nozzle use. The fourth line 54 ' is in the second embodiment at the nozzle 3 ' with the third line 53 connected, and not with the second line 52 between pump 6 and flow meter 7 , As a result, during operation a continuous flushing and thus cooling of the nozzle 3 ' possible. This is indicated by the nozzle 3 ' a rinsing chamber communicating with the third and fourth conduits 53 . 54 ' is in fluid communication.

Die in 2B gezeigte Alternative der in 2A gezeigten zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dieser nur darin, dass in der in 2B gezeigten Alternative der Durchflussmesser 7 zwischen der ersten und der zweiten Leitung 51, 52 angeordnet ist, so dass das Reduktionsmittel von der Pumpe 6 über den Filter 16, die erste Leitung 51, den Durchflussmesser 7 und die zweite Leitung 52 angesaugt und über die dritte Leitung 53 an die Düse 3' ausgegeben wird.In the 2 B shown alternative of in 2A shown second embodiment differs from this only in that in the in 2 B shown alternative of the flow meter 7 between the first and the second line 51 . 52 is arranged so that the reducing agent from the pump 6 over the filter 16 , the first line 51 , the flow meter 7 and the second line 52 sucked in and over the third line 53 to the nozzle 3 ' is issued.

Da der in 2A zwischen der zweiten und dritten Leitung 52, 53 und in 2B zwischen der ersten und zweiten Leitung 51, 52 vorgesehene Durchflussmesser 7 aufgrund dieses Aufbaus auch von dem zur Spülung verwendeten Reduktionsmittel 2 durchflossen wird, ist in der vierten Leitung 54' ein zweiter Durchflussmesser 7' angeordnet. Durch Differenzbildung der von dem ersten und zweiten Durchflussmesser 7, 7' ermittelten Werte kann die über die Düse pro Zeiteinheit ausgegebene Menge an Reduktionsmittel durch die Steuerung 10 genau ermittelt werden.Since the in 2A between the second and third line 52 . 53 and in 2 B between the first and second line 51 . 52 provided flow meter 7 due to this construction also of the reducing agent used for flushing 2 is in the fourth line 54 ' a second flow meter 7 ' arranged. By subtracting the from the first and second flow meter 7 . 7 ' The values determined can be the amount of reducing agent dispensed via the nozzle per unit time by the controller 10 be accurately determined.

In der zweiten Ausführungsform ist weiter auf das Vorsehen eines Stickoxidsensors, Temperatursensors oder Drucksensors verzichtet worden. Selbstverständlich kann jedoch auch in der zweiten Ausführungsform ein beliebiger Sensor für den Abgasstrom 4 verwendet werden. Weiter ist in der zweiten Ausführungsform eine den Abgasstrom 4 bereitstellende Quelle wie beispielsweise die in der ersten Ausführungsform gezeigte Verbrennungskraftmaschine nicht dargestellt.In the second embodiment, the provision of a nitrogen oxide sensor, temperature sensor or pressure sensor has further been dispensed with. Of course, however, in the second embodiment, any sensor for the exhaust gas flow 4 be used. Further, in the second embodiment, the exhaust gas flow 4 providing source such as the internal combustion engine shown in the first embodiment not shown.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.The following is with reference to 3 A third embodiment of the present invention is explained.

Die in 3 gezeigte dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2A gezeigten zweiten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass die zur Dosierung verwendete Pumpe 6' in die Düse 3'' integriert ist. Pumpe 6' und Düse 3'' bilden so eine Pumpe-Düse-Einheit. Zur Bereitstellung des für die Spülung erforderlichen Durchflusses an Reduktionsmittel 2 ist zwischen der ersten und zweiten Leitung 51, 52 eine eigene Förderpumpe 13 vorgesehen. Die Förderpumpe 13 dient somit weniger zum Bereitstellen des Einspritzdrucks des Reduktionsmittels 2, sondern vielmehr zum Umwälzen des Reduktionsmittels 2.In the 3 The third embodiment shown differs from that in FIG 2A shown second embodiment in particular in that the pump used for the dosage 6 ' in the nozzle 3 '' is integrated. pump 6 ' and nozzle 3 '' form a pump-nozzle unit. To provide the flow of reducing agent required for flushing 2 is between the first and second line 51 . 52 its own pump 13 intended. The pump 13 thus serves less to provide the injection pressure of the reducing agent 2 but rather for circulating the reducing agent 2 ,

Da in der dritten Ausführungsform die Pumpe 6' in die Düse 3'' integriert ist, wird durch Ansteuerung der Pumpe 6' aktiv eine Ausgabe des Reduktionsmittels 2 in den Abgasstrang 4 bewirkt. Auf das Vorsehen eines gesteuerten Rücklaufventils in der vierten Leitung 54 zwischen Düse 3'' und Tank 1 kann daher verzichtet werden.In the third embodiment, the pump 6 ' in the nozzle 3 '' is integrated, by controlling the pump 6 ' actively an output of the reducing agent 2 in the exhaust system 4 causes. On the provision of a controlled return valve in the fourth line 54 between nozzle 3 '' and tank 1 can therefore be waived.

Es wird betont dass die vorstehenden Ausführungsformen nur beispielhaft sind und den durch die Ansprüche vermittelten Schutzumfang nicht beschränken sollen. Weiter können die vorstehenden Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. So kann in allen Ausführungsformen wahlweise eine aktiv oder passiv schaltbare Düse oder aber eine nicht schaltbare Düse verwendet werden. Weiter kann eine Leitung zum Ermöglichen eines Rückflusses von durch die Pumpe gepumpten, aber nicht über die Düse ausgegebenen Reduktionsmittels vorgesehen sein. Dies ist jedoch nur fakultativ, ebenso wie das Vorsehen eines aktiven oder passiven Rückflussventils oder Durchflussmessers in der Rückflussleitung. Als Pumpe kann jede beliege zum Umwälzen des Reduktionsmittels geeignete Pumpe verwendet werden, wie beispielsweise Verdrängerpumpen und Strömungspumpen.It It is emphasized that the above embodiments are exemplary only are and by the claims mediated scope of protection should not be limited. Next, the above embodiments be combined with each other. So can in all embodiments optionally an active or passive switchable nozzle or a non-switchable Nozzle used become. Further, a conduit may be used to facilitate reflux from pumped through the pump, but not discharged via the nozzle reducing agent be provided. However, this is only optional, as well as that Provide an active or passive check valve or flow meter in the return line. As a pump, any supply for circulating the reducing agent suitable pump can be used, such as positive displacement pumps and flow pumps.

Claims (15)

Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge, aufweisend: einen Tank (1) für ein fluides Reduktionsmittel (2); eine in den Abgasstrom (4) des Fahrzeugs mündende Düse (3) zum Einspritzen des Reduktionsmittels (2) in den Abgasstrom (4); und eine Pumpe (6; 6') zum Pumpen des Reduktionsmittels (2) über eine Fluidverbindung aus dem Tank (1) zur Düse (3); gekennzeichnet durch, wenigstens einen Durchflussmesser (7) für das Reduktionsmittel (2), der in der Fluidverbindung zwischen dem Tank (1) und der Düse (3) angeordnet ist.Emission control device for motor vehicles, comprising: a tank ( 1 ) for a fluid reducing agent ( 2 ); one into the exhaust stream ( 4 ) of the vehicle ( 3 ) for injecting the reducing agent ( 2 ) in the exhaust stream ( 4 ); and a pump ( 6 ; 6 ' ) for pumping the reducing agent ( 2 ) via a fluid connection from the tank ( 1 ) to the nozzle ( 3 ); characterized by at least one flow meter ( 7 ) for the Re reducing agent ( 2 ) in the fluid connection between the tank ( 1 ) and the nozzle ( 3 ) is arranged. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Durchflussmesser (7; 7') ausgebildet ist, wenigstens eines von einem Massenstrom und einem Volumenstrom des der Düse (3) zugeführten Reduktionsmittels zu bestimmen.Exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the at least one flow meter ( 7 ; 7 ' ) is formed, at least one of a mass flow and a volume flow of the nozzle ( 3 ) to determine reductant supplied. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Abschnitt der Fluidverbindung zwischen dem Tank (1) und der Düse (3) durch eine Verbindungsleitung (53) zwischen dem Durchflussmesser (7) und der Düse (3) bereitgestellt wird, welche Verbindungsleitung (53) ausschließlich einen Ausgang des Durchflussmessers (7) mit einem Eingang der Düse (3) verbindet.Exhaust gas purification device according to claim 1 or 2, wherein a portion of the fluid connection between the tank ( 1 ) and the nozzle ( 3 ) by a connecting line ( 53 ) between the flow meter ( 7 ) and the nozzle ( 3 ), which connection line ( 53 ) only one output of the flow meter ( 7 ) with an inlet of the nozzle ( 3 ) connects. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zwischen dem Tank (1) und dem Durchflussmesser (7) eine Rücklaufleitung (54) zum Rückführen des Reduktionsmittels (2) in den Tank (1) vorgesehen ist.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, wherein between the tank ( 1 ) and the flow meter ( 7 ) a return line ( 54 ) for recycling the reducing agent ( 2 ) in the tank ( 1 ) is provided. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei in der Rücklaufleitung (54) ein Rücklaufventil (8) angeordnet ist.Exhaust gas purification device according to claim 4, wherein in the return line ( 54 ) a return valve ( 8th ) is arranged. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei in der Rücklaufleitung (54) ein zweiter Durchflussmesser (7') für das Reduktionsmittel (2) angeordnet ist.Exhaust gas purification device according to claim 4 or 5, wherein in the return line ( 54 ) a second flow meter ( 7 ' ) for the reducing agent ( 2 ) is arranged. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Düse (3) und die Pumpe (6') zum Pumpen des Reduktionsmittels (2) aus dem Tank (1) zur Düse (3) einstückig ausgebildet sind und so eine Pumpe-Düse-Einheit bilden.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, wherein the nozzle ( 3 ) and the pump ( 6 ' ) for pumping the reducing agent ( 2 ) from the tank ( 1 ) to the nozzle ( 3 ) are integrally formed and thus form a pump-nozzle unit. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 7, weiter umfassend eine Förderpumpe (13) zum Fördern des Reduktionsmittels (2) aus dem Tank (1) zur Pumpe-Düse-Einheit.Exhaust gas purification device according to claim 7, further comprising a feed pump ( 13 ) for conveying the reducing agent ( 2 ) from the tank ( 1 ) to the pump-nozzle unit. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Reduktionsmittel (2) ein Ammoniak freisetzendes Reduktionsmittel (2) und insbesondere eine Harnstoff-Wasser-Lösung ist; und wobei im Abgasstrom (4) stromabwärts der Düse (3) ein SCR-Katalysatorelement (9) angeordnet ist.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, wherein the reducing agent ( 2 ) an ammonia-releasing reducing agent ( 2 ) and in particular a urea-water solution; and wherein in the exhaust stream ( 4 ) downstream of the nozzle ( 3 ) an SCR catalyst element ( 9 ) is arranged. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 9, weiter umfassend einen stromaufwärts und/oder stromabwärts des SCR-Katalysatorelements (9) im Abgasstrom (4) angeordneten Stickoxidsensor (11) zum Bestimmen des Stickoxidgehalts des Abgasstroms (4).Exhaust gas purification device according to claim 9, further comprising an upstream and / or downstream of the SCR catalyst element ( 9 ) in the exhaust stream ( 4 ) arranged nitrogen oxide sensor ( 11 ) for determining the nitrogen oxide content of the exhaust gas stream ( 4 ). Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiter umfassend wenigstens eine Steuerung (10), welche die Pumpe (6, 6', 6'') und/oder das Rücklaufventil (8) und/oder die Düse (3) steuert und als Eingangssignal wenigstens ein Ausgangssignal des wenigstens einen Durchflussmessers (7; 7') und/oder Stickoxidsensors (11) erhält.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, further comprising at least one controller ( 10 ), which the pump ( 6 . 6 ' . 6 '' ) and / or the return valve ( 8th ) and / or the nozzle ( 3 ) controls and as input signal at least one output signal of the at least one flow meter ( 7 ; 7 ' ) and / or nitrogen oxide sensor ( 11 ) receives. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Durchflussmesser (7) ein nach dem thermischen Messprinzip arbeitender Durchflusssensor, ein Ultraschalldurchflusssensor, ein Sensor nach dem Differenzdruckverfahren oder ein Magnetisch Induktiver Durchflusssensor MID ist.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, wherein the flow meter ( 7 ) is a working according to the thermal measuring principle flow sensor, an ultrasonic flow sensor, a sensor according to the differential pressure method or a magnetic inductive flow sensor MID. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Pumpe (6; 6'; 6'') eine Dosierpumpe ist und/oder die Düse (3) eine Dosierdüse ist und/oder in der Fluidverbindung zwischen Tank und Düse ein Dosierventil angeordnet ist.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, wherein the pump ( 6 ; 6 '; 6 '' ) is a metering pump and / or the nozzle ( 3 ) is a metering and / or in the fluid connection between the tank and nozzle a metering valve is arranged. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Durchflussmesser (7) in die Düse (3) integriert ist oder der Durchflussmesser (7) durch die Düse (3) bereitgestellt wird.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, wherein the flow meter ( 7 ) in the nozzle ( 3 ) or the flow meter ( 7 ) through the nozzle ( 3 ) provided. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Pumpe (6; 6'; 6'') und der Durchflussmesser (7) getrennte, über eine Verbindungsleitung (52) verbundene Bauteile sind.Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, wherein the pump ( 6 ; 6 '; 6 '' ) and the flow meter ( 7 ), via a connecting line ( 52 ) are connected components.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010042461A1 (en) * 2010-10-14 2011-09-29 Robert Bosch Gmbh Dosing system for exhaust gas after-treatment device of diesel combustion engine in commercial vehicle, has pump conveying reducing agent and compressing chemical pump, which is chemically resistant regarding delivery rate and/or pressure
US20120000189A1 (en) * 2010-07-01 2012-01-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Adaptive control of scr urea injection to compensate errors
WO2013135401A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 Robert Bosch Gmbh Fluid delivery system and method for delivering a fluid
WO2015055681A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-23 Continental Automotive Gmbh Metering system for feeding substances into gas streams
EP2653682A4 (en) * 2010-12-17 2016-11-23 Ud Trucks Corp Pump device
WO2017194824A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Wärtsilä Finland Oy A method for controlling reductant injection for an emission reduction system of an internal combustion engine
DE102022105407A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for operating a urea metering element

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19845944A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Process for the reduction of nitrogen oxides in exhaust gases containing oxygen, in particular exhaust gases from internal combustion engines
DE10047519A1 (en) * 2000-09-22 2002-04-18 Bosch Gmbh Robert Method and device for dosing a reducing agent for removing nitrogen oxides from exhaust gases
DE102004021660A1 (en) * 2004-05-03 2006-05-11 Siemens Ag motor vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19845944A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Process for the reduction of nitrogen oxides in exhaust gases containing oxygen, in particular exhaust gases from internal combustion engines
DE10047519A1 (en) * 2000-09-22 2002-04-18 Bosch Gmbh Robert Method and device for dosing a reducing agent for removing nitrogen oxides from exhaust gases
DE102004021660A1 (en) * 2004-05-03 2006-05-11 Siemens Ag motor vehicle

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120000189A1 (en) * 2010-07-01 2012-01-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Adaptive control of scr urea injection to compensate errors
US8276373B2 (en) * 2010-07-01 2012-10-02 GM Global Technology Operations LLC Adaptive control of SCR urea injection to compensate errors
DE102011105626B4 (en) * 2010-07-01 2013-06-20 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Method for controlling an injection system for selective catalytic reduction
DE102010042461A1 (en) * 2010-10-14 2011-09-29 Robert Bosch Gmbh Dosing system for exhaust gas after-treatment device of diesel combustion engine in commercial vehicle, has pump conveying reducing agent and compressing chemical pump, which is chemically resistant regarding delivery rate and/or pressure
EP2653682A4 (en) * 2010-12-17 2016-11-23 Ud Trucks Corp Pump device
WO2013135401A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 Robert Bosch Gmbh Fluid delivery system and method for delivering a fluid
DE102013220799A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-30 Continental Automotive Gmbh Dosing system for feeding substances into gas streams
WO2015055681A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-23 Continental Automotive Gmbh Metering system for feeding substances into gas streams
DE102013220799B4 (en) 2013-10-15 2018-11-29 Continental Automotive Gmbh Dosing system for feeding substances into gas streams
WO2017194824A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Wärtsilä Finland Oy A method for controlling reductant injection for an emission reduction system of an internal combustion engine
CN109072749A (en) * 2016-05-13 2018-12-21 瓦锡兰芬兰有限公司 The method for controlling reducing agent injection for the emission-reducing system for internal combustion engine
CN109072749B (en) * 2016-05-13 2020-08-11 瓦锡兰芬兰有限公司 Method for controlling reductant injection for an emission abatement system of an internal combustion engine
US11060432B2 (en) 2016-05-13 2021-07-13 Wärtsilä Finland Oy Method for controlling reductant injection for an emission reduction system of an internal combustion engine
DE102022105407A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and device for operating a urea metering element

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