DE102009000061A1 - Method for reducing magnitude tolerance of reagent introduced in exhaust-area of internal combustion engine by dosing device, involves controlling dosing pump dependent on characteristic signal of mass flow by reagent lines - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Mengentoleranzen eines in den Abgasbereich einer Brennkraftmaschine mittels einer Dosiervorrichtung eingespritzten Reagenzmittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Betreiben einer Dosiervorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 5.The The invention relates to a method for reducing quantity tolerances one in the exhaust region of an internal combustion engine by means of a Dosing device injected reagent according to the preamble of claim 1 and an apparatus for operating a metering device according to the preamble of claim 5.
Gegenstand der Erfindung sind auch ein Steuer- oder Computerprogramm und ein Steuer- oder Computerprogramm mit einem Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens.object The invention also relates to a control or computer program and a Control or computer program with a program code written on one machine-readable carrier is stored to carry of the procedure.
Stand der TechnikState of the art
Aus
der
Aus
der
Als Reagenzmittel kommt dabei beispielsweise das Reduktionsmittel Ammoniak zum Einsatz, das aus einer Harnstoff-Wasser-Lösung bzw. aus einer Harnstoff-Ameisensäure-Wasser-Lösung als Vorstufe des Reagenzmittels gewonnen werden kann. Die Dosierung des Reagenzmittels oder der Vorstufe muss sehr präzise erfolgen. Eine zu geringe Dosierung führt dazu, dass Stickoxide im SCR-Katalysator nicht mehr ausreichend reduziert werden können. Eine zu hohe Dosierung hat einen sogenannten Reagenzmittelschlupf zur Folge, der einerseits zu einem unnötig hohen Reagenzmittelverbrauch und andererseits in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Reagenzmittels zu einer unangenehmen Geruchsbelästigung führen kann.When Reagent comes here, for example, the reducing agent ammonia used, which consists of a urea-water solution or from a urea-formic acid-water solution can be obtained as a precursor of the reagent. The dosage of the reagent or precursor must be very precise respectively. Too low a dosage causes nitrogen oxides can not be sufficiently reduced in the SCR catalyst. A Too high a dosage has a so-called reagent slip for Result, on the one hand to an unnecessarily high reagent consumption and, on the other hand, depending on the nature the reagent to an unpleasant odor can lead.
Eine wesentliche Voraussetzung für eine weitestgehende Reduzierung von Stickoxiden im Abgasstrom insbesondere eines Dieselmotors ist eine präzise Dosierung des Reduktionsmittels, d. h. der flüssigen Harnstoff-Wasser-Lösung. Dabei müssen Abweichungen der tatsächlich eingespritzten Istmenge der Reduktionsmittellösung von der gewünschten Sollmenge erkannt werden und Abweichungen der Sollmenge von der Istmenge gegebenenfalls korrigiert werden.A essential prerequisite for a reduction as far as possible of nitrogen oxides in the exhaust stream, in particular a diesel engine a precise dosage of the reducing agent, d. H. the liquid Urea-water solution. There must be deviations the actually injected actual amount of the reducing agent solution be detected by the desired target quantity and deviations the target quantity of the actual quantity can be corrected if necessary.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Reduzierung von Mengentoleranzen eines in den Abgasbereich einer Brennkraftmaschine mittels einer Dosiervorrichtung einzubringenden Reagenzmittels mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5.These Task is solved by a method of reduction of quantity tolerances of a in the exhaust region of an internal combustion engine by means of a metering reagent to be introduced with the features of claim 1 and by a metering device with the features of claim 5.
Grundidee und Kern der Erfindung ist es, den Massenstrom, der zwischen der Dosierpumpe und der Düse fließt, zu erfassen, in dem Steuergerät auszuwerten und die Pumpe abhängig von einem den Massenstrom charakterisierenden Signal anzusteuern. Die Ansteuerung der Pumpe erfolgt dabei gewissermaßen als Antwort auf den gemessenen Massenstrom. Hierdurch ist es möglich, die Pumpleistung so zu verändern und anzupassen, dass ein gewünschter Massenstrom in der Reagenzmittelleitung fließt und damit eine gewünschte Reagenzmittelmenge in den Abgastrakt der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.The basic idea and core of the invention is the mass flow between the Dosing pump and the nozzle flows to capture evaluate in the controller and the pump dependent to control a signal characterizing the mass flow. The control of the pump is done as it were Response to the measured mass flow. This makes it possible to change the pump power so and adjust that one desired mass flow in the reagent line flows and so that a desired amount of reagent in the exhaust tract the internal combustion engine is injected.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche 2 bis 4.advantageous Further developments and refinements of the invention Method are the subject of the back to claim 1 Subclaims 2 to 4.
Prinzipiell kann der Massenstrom auf die unterschiedlichste Art und Weise erfasst und bestimmt werden. So wäre es rein prinzipiell denkbar, Ansteuerparameter der Pumpe zu erfassen und auszuwerten, denn der Massenstrom, der von der Pumpe erzeugt wird, hängt letzten Endes von beispielsweise der Pumpenleistung wie auch von geometrischen Eigenschaften des Leitungssystems ab.in principle the mass flow can be detected in many different ways and be determined. So it would be conceivable in principle, Control parameters of the pump to capture and evaluate, because the Mass flow generated by the pump hangs last End of, for example, the pump performance as well as geometric Properties of the pipe system.
Der Massenstrom wird bevorzugt mittels eines Durchflussmessers gemessen, der irgendwo in dem Leitungssystem zwischen einem Tank und der Einspritzdüse angeordnet ist.Of the Mass flow is preferably measured by means of a flowmeter, somewhere in the piping between a tank and the injector is arranged.
Bei einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Durchflussmesser vor der Dosierpumpe angeordnet ist. Diese Anordnung weist den großen Vorteil auf, dass Druckwellen der Pumpe die Massenstromerfassung nicht wesentlich stören.at A first embodiment provides that the flow meter is arranged in front of the metering pump. This arrangement has the big one Advantage on that pressure waves of the pump mass flow detection do not disturb much.
Rein prinzipiell kann zwischen Pumpe und Düse eine Leitung angeordnet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Pumpe und die Düse eine Einheit und so ein Pumpe-Düse-Aggregat zur Einspritzung des Dosiermittels bilden.Purely In principle, a line can be arranged between pump and nozzle be. But it can also be provided that the pump and the Nozzle one unit and so a pump-nozzle unit to form the injection of the dosing.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, den Massenstrom mittels eines Durchflussmessers zu erfassen, der in dem Leitungssystem zwischen der Pumpe und der Einspritzdüse angeordnet ist.A Another embodiment provides, the mass flow means a flow meter in the line system between the pump and the injection nozzle is arranged.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht dabei vor, das den Massenstrom charakterisierende Signal über ein vorgebbares Zeitintervall zu integrieren bzw. zu summieren, hieraus die eindosierte Reagenzmittelmenge zu bestimmen, mit einer Sollmenge, die beispielsweise in einem Speicher der Steuereinrichtung gespeichert ist, zu vergleichen und bei Abweichung der Sollmenge von der Istmenge, d. h. erfasster oder gemessener Menge, eine Fehldosiermenge zu bestimmen, auf deren Basis die Dosierpumpe so geregelt wird, dass die Abweichung von Soll- und Istmenge minimiert wird. Hierdurch lässt sich eine Anpassung der eindosierten Reduktionsmittelmenge erreichen und insbesondere beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile, also der Düse, der Dosierpumpe, der Ansaugleitung etc. oder aufgrund von Alterungen über der Lebensdauer hervorgerufenen Über- oder Unterdosierungen des Reduktionsmittels ausgleichen. Es werden somit wirkungsvoll Über- bzw. Unterdosierungen des Reduktionsmittels verhindert und damit nachteilige Veränderungen der Emissionswerte der Verbrennungsabgase des Fahrzeugs.A Design of the method provides that the mass flow characterizing signal over a predeterminable time interval to integrate or to sum, from this the metered amount of reagent to determine with a set amount, for example, in a memory the control device is stored, compare and deviation the target quantity of the actual quantity, d. H. detected or measured Quantity to determine a misdosing amount, based on which the metering pump is regulated so that the deviation of the target and actual amount minimized becomes. This allows an adjustment of the dosed Achieve reducing agent amount and in particular, for example due to manufacturing tolerances of the individual components, so the Nozzle, the metering pump, the suction pipe etc. or due over-life aging or compensate for underdoses of the reducing agent. It will thus effectively over- or underdosing of the reducing agent prevents and thus adverse changes in emissions the combustion gases of the vehicle.
Sehr vorteilhaft wird die Dosierpumpe gepulst angesteuert, wobei die Ansteuerperioden und/oder -dauer der Dosierpumpe abhängig von der Fehlmenge so minimiert werden, dass die Fehlmenge reduziert wird.Very Advantageously, the metering pump is driven pulsed, wherein the Actuation periods and / or duration of the metering pump dependent be minimized by the shortfall so that the shortage reduced becomes.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further advantageous developments and refinements of the invention Method and apparatus will become apparent from the following Description and the drawing of an embodiment.
Zeichnungdrawing
In der Figur ist schematisch eine Dosiervorrichtung und eine Vorrichtung zum Betreiben einer solchen Dosiervorrichtung, die von der Erfindung Gebrauch macht, dargestellt.In The figure is schematically a metering device and a device for operating such a metering device, which is of the invention Use, presented.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In der Figur sind schematisch eine Vorrichtung zum Betreiben eines Dosiersystems und ein solches Dosiersystem schematisch dargestellt.In The figure schematically shows a device for operating a Dosing system and such a dosing system shown schematically.
Das
Dosiersystem umfasst einen Harnstoff-Wasserlösungs-Tank
Mit
Hilfe des nachfolgend beschriebenen Verfahrens ist es möglich,
Abweichungen zwischen den geforderten Sollmengen und den eindosierten Istmengen
zu erkennen und diese über eine entsprechende Regelung
im Steuergerät, insbesondere über eine Regelung,
die durch ein Computerprogramm in dem Steuergerät implementiert
ist, zu berücksichtigen und damit die Ansteuerabstände
der Dosierpumpe
Grundidee
der Erfindung ist es, den Massenstrom des Reagenzmittels in der
Reagenzmitteldruckleitung
Dieses Verfahren weist die folgenden Vorteile auf:
- 1. Mengentoleranzen können über die gesamte Lebensdauer der Dosiervorrichtung reduziert werden. Eine Emissionsgrenzenverletzung wird auf diese Weise sehr effektiv vermieden.
- 2. Auf diese Weise können die Forderungen an Mengentoleranzen einzelner Bauteile reduziert werden, d. h. es können Bauteile mit größeren Toleranzen verbaut werden, da das vorstehend beschriebene Verfahren und die Vorrichtung auch größere Systemtoleranzen zu korrigieren erlaubt. Dies führt zu einer deutlichen Bauteileinsparung.
- 1. Quantity tolerances can be reduced over the entire life of the metering device. An emission limit violation is avoided very effectively in this way.
- 2. In this way, the demands on quantity tolerances of individual components can be reduced, ie, components can be installed with greater tolerances, since the method described above and the device also allows to correct larger system tolerances. This leads to a significant component savings.
Durch
das vorstehend beschriebene Verfahren sind auch Driften der eindosierten
Menge über die Zeit ausgleichbar, nicht nur aufgrund von
Bauteiltoleranzen oder Alterungserscheinungen der Bauteile, sondern
auch aufgrund von anderen Einflüssen, z. B. Umgebungseinflüssen über
kürzere Zeitintervalle. Auf der Basis der ermittelten Abweichungen
der Soll-/Istmenge wird über eine Regelung die Ansteuerperiode
der Dosierpumpe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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