DE102010035621A1

DE102010035621A1 - Vorrichtung, System und Verfahren für eine Dieselabgasfluid-Erwärmungssteuerung

Info

Publication number: DE102010035621A1
Application number: DE102010035621A
Authority: DE
Inventors: Yuetao Columbus Zhang; Mickey Greenwood McDaniel; Baohua Columbus Qi; David Columbus Everard
Original assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Current assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2030-08-27
Also published as: CN102003256A; GB2537061B; DE102010035621B4; GB2473134B; US20110047966A1; US8387371B2; CN102003256B; GB2537061A; GB201610891D0; GB2473134A; GB201014280D0

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern der Erwärmung von Dieselabgasfluid (DEF) in einem DEF-Zufuhrsystem mit einem DEF-Speicherbehälter. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Temperaturvergleichsmodul, das dafür konfiguriert ist, eine Differenz zwischen einer detektierten Umgebungslufttemperatur und einer detektierten Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF mit einer vorgegebenen Temperaturdifferenzschwelle zu vergleichen, ein DEF-Erwärmungsstatusmodul, das dafür konfiguriert ist, einen DEF-Erwärmungsbefehl gemäß der detektierten Umgebungslufttemperatur zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, und die Erwärmung des DEF gemäß der detektierten Temperatur des DEF zu steuern, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, und ein DEF-Erwärmungssteuerungsmodul, das dafür konfiguriert ist, die Erwärmung des DEF gemäß dem DEF-Erwärmungsbefehl zu steuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Erwärmung von Dieselabgasfluid mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, ein System zum Erwärmen von Dieselabgasfluid mit dem Oberbegriff von Anspruch 6 sowie ein Verfahren zum Steuern der Erwärmung von Dieselabgasfluid gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Diese Offenbarung betrifft Dieselabgasfluid-Zufuhrsysteme und insbesondere die Steuerung der Erwärmung von Dieselabgasfluid in Dieselabgasfluid-Zufuhrsystemen.
Abgasnachbehandlungssysteme empfangen und behandeln Abgas, das durch einen Verbrennungsmotor erzeugt wird. Typische Abgasnachbehandlungssysteme enthalten verschiedene Komponenten, die dafür konfiguriert sind, den im Abgas enthaltenen Schadstoffanteil zu verringern. Zum Beispiel enthalten einige Abgasnachbehandlungssysteme für dieselbetriebene Verbrennungsmotoren verschiedene Komponenten, wie zum Beispiel einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), einen Partikelfilter oder Dieselpartikelfilter (DPF) und einen SCR-Katalysator (SCR = Selektive Catalytic Reduktion; selektive katalytische Reduktion). In einigen Abgasnachbehandlungssystemen strömt das Abgas zuerst durch den DOC, dann durch den DPF und anschließend durch den SCR-Katalysator.
Jede der DOC-, DPF- und SCR-Katalysator-Komponenten ist dafür konfiguriert, einen bestimmten Abgasemissionsbehandlungsvorgang an dem durch die Komponenten strömenden Abgas auszuführen. Im Prinzip verringert der DOC die Menge des Kohlenmonoxids und der Kohlenwasserstoffe im Abgas mit Hilfe von Oxidationstechniken. Der DPF filtert schädliche Dieselpartikel und Ruß aus dem Abgas. Der SCR-Katalysator schließlich reduziert die Menge der Stickoxide (NO_x) im Abgas.
SCR-Katalysatorsysteme nutzen ein Dieselabgasfluid (Diesel Exhaust Fluid – DEF) oder Reduktans zum Verringern des NO_x im Abgas. Zu typischen SCR-Systemen gehört ein DEF-Zufuhrsystem, das eine DEF-Quelle, eine DEF-Pumpe und einen DEF-Zufuhrmechanismus enthält. Die DEF-Quelle kann ein Behälter oder Tank sein, der ein DEF speichert, wie zum Beispiel Harnstofflösung oder Ammoniumformiatlösung. Die Pumpe pumpt DEF über eine DEF-Leitung von der Quelle zu dem Zufuhrmechanismus. Der Zufuhrmechanismus, bei dem es sich in der Regel um einen DEF-Injektor handelt, leitet das DEF stromaufwärts eines SCR-Katalysators in einen Abgasstrom. Bei Kraftfahrzeugen ist das DEF in der Regel Harnstoff, das zu Ammoniak zerfällt. Nach der Reduktion reagiert das Ammoniak mit NO_x in Gegenwart des SCR-Katalysators, um das NO_x zu weniger schädlichen Emissionen zu reduzieren, wie zum Beispiel N₂ und H₂O.
Für eine ordnungsgemäße Funktion muss die Temperatur des DEF, das in dem DEF-Speichertank gespeichert und durch die DEF-Leitung zwischen dem Tank und dem Zufuhrmechanismus gepumpt wird, über dem Gefrierpunkt des DEF und unterhalb einer Maximaltemperatur des DEF gehalten werden. Für eine Emissionsregelung müssen SCR-Systeme ein Temperatursteuerungssystem zum Erwärmen des DEF aufweisen, wenn sie bei niedrigen Umgebungstemperaturen betrieben werden. Einige herkömmliche DEF-Temperatursteuerungssysteme nutzen Motorenkühlmittel zum Erwärmen des im Speichertank und in der Leitung gespeicherten DEF. Andere herkömmliche DEF-Temperatursteuerungssysteme nutzen elektrische Heizvorrichtungen anstelle von Kühlmittel zum Erwärmen des DEF in dem Speichertank und in der Leitung.
Im Allgemeinen benötigen herkömmliche DEF-Temperatursteuerungssysteme für einen ordnungsgemäßen Betrieb einen Umgebungslufttemperatursensor als das primäre Eingabegerät. Die durch einen Umgebungsluftsensor gemessene Umgebungslufttemperatur wird als ein Bezugspunkt benötigt, anhand dessen eine richtige Erwärmungstemperatur, d. h. eine obere Erwärmungsgrenze, ermittelt wird. Leider können Umgebungslufttemperatursensoren aber je nach dem Anbringungsort des Sensors und/oder den Fahrzeugbetriebsbedingungen verschiedene Toleranzen aufweisen. Zum Beispiel können Umgebungslufttemperatursensoren bei unterschiedlichen Motorenplattformen an unterschiedlichen Stellen angebracht sein. Unterschiedliche Motorenplattformen können Umgebungslufttemperatursensoren außerdem auf unterschiedliche Weise zum Detektieren der Umgebungslufttemperatur nutzen.
Sensortoleranzen können die Genauigkeit der Umgebungslufttemperaturmessungen beeinträchtigen. Zum Beispiel kann ein Umgebungslufttemperatursensor an einer Stelle montiert sein, die dazu neigt, entweder positive oder negative Fehler in die Messwerte des Umgebungslufttemperatursensors hineinzutragen. Des Weiteren kann ein Umgebungslufttemperatursensor defekt sein oder im Lauf der Zeit, je nach den Betriebsgrenzwerten und Anbringungsorten des Sensors, ungenau werden, was zu einem erhöhten Risiko des erneuten Einfrierens oder Überhitzens des DEF führen kann.
Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung wurde als Antwort auf den derzeitigen Stand der Technik und insbesondere als Antwort auf die Probleme und Erfordernisse des Standes der Technik, die durch die derzeit verfügbaren Abgasnachbehandlungssteuerungssysteme und DEF-Erwärmungssysteme noch nicht vollständig gelöst bzw. erfüllt werden konnten, entwickelt. Dementsprechend wurde der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung entwickelt, um eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren bereitzustellen, die wenigstens einige der Nachteile des Standes der Technik beseitigen.
Zum Beispiel enthalten in einigen im vorliegenden Text beschriebenen Ausführungsformen eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zur DEF-Erwärmungssteuerung das Verwenden eines Umgebungstemperatursensors zur DEF-Erwärmungssteuerung unter bestimmten Betriebsbedingungen und das Verwenden eines DEF-Speichertanktemperatursensors zur DEF-Erwärmungssteuerung unter anderen Betriebsbedingungen. Auf diese Weise werden eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zur DEF-Erwärmungssteuerung bereitgestellt, die ungenaue Umgebungstemperatursensormesswerte oder signifikante Diskrepanzen zwischen Umgebungstemperatursensor und DEF-Speichertanktemperatursensormesswerte kompensieren.
Gemäß einer Ausführungsform wird im vorliegenden Text eine Vorrichtung zum Steuern der Erwärmung von Dieselabgasfluid (DEF) in einem DEF-Zufuhrsystem offenbart. Das DEF-Zufuhrsystem kann von der Art sein, das einen DEF-Speicherbehälter aufweist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 enthält ein Temperaturvergleichsmodul, das dafür konfiguriert ist, eine Differenz zwischen einer detektierten Umgebungslufttemperatur und einer detektierten Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF mit einer vorgegebenen Temperaturdifferenzschwelle zu vergleichen. Außerdem enthält die Vorrichtung ein DEF-Erwärmungsstatusmodul, das dafür konfiguriert ist, einen DEF-Erwärmungsbefehl gemäß der detektierten Umgebungslufttemperatur zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist. Im Gegensatz dazu erzeugt das DEF-Erwärmungsstatusmodul den DEF-Erwärmungsbefehl gemäß der detektierten Temperatur des DEF (zum Beispiel unabhängig von der detektierten Umgebungslufttemperatur), wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 enthält außerdem ein DEF-Erwärmungssteuerungsmodul, das dafür konfiguriert ist, die Erwärmung des DEF gemäß dem DEF-Erwärmungsbefehl zu steuern.
In bestimmten Implementierungen der Vorrichtung übermittelt das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul einen DEF-Erwärmungsereignisstatus an das DEF-Erwärmungsstatusmodul. Der DEF-Erwärmungsbefehl kann auf dem DEF-Erwärmungsereignisstatus basieren.
Wenn der DEF-Erwärmungsereignisstatus anzeigt, dass ein laufendes DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so kann gemäß einigen Implementierungen der Vorrichtung der DEF-Erwärmungsbefehl ein DEF-Erwärmungsereignis-Stoppbefehl sein. Darüber hinaus werden die Erzeugung und die Übermittlung des DEF-Erwärmungsereignis-Stoppbefehls verzögert, bis die detektierte Umgebungstemperatur über einer ersten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle liegt und/oder die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF über einer zweiten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle liegt. Die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle können gleich sein. Alternativ können in einigen Implementierungen die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle verschieden sein.
In bestimmten Implementierungen werden gemäß Anspruch 3, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle als ein erster Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle definiert. Wenn die Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, so werden die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle als ein zweiter Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle definiert. Die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle des ersten Satzes sind höher als die erste bzw. die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle des zweiten Satzes.
Wenn der DEF-Erwärmungsereignisstatus anzeigt, dass kein laufendes DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so kann gemäß Anspruch 4 der DEF-Erwärmungsbefehl in bestimmten Implementierungen der Vorrichtung ein DEF-Erwärmungsereignis-Startbefehl sein. Die Erzeugung des DEF-Erwärmungsereignis-Startbefehls kann verzögert werden, bis die detektierte Umgebungstemperatur unter eine erste vorgegebene untere Temperaturschwelle fällt und/oder die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF unter eine zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle fällt. Die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle können in einigen Implementierungen gleich sein, und in andere Implementierungen können die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle verschieden sein.
Wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, so werden in einigen Implementierungen der Vorrichtung die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle als ein erster Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen unteren Temperaturschwelle definiert. Darüber hinaus werden, wenn die Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle als ein zweiter Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen unteren Temperaturschwelle definiert. Die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle des ersten Satzes sind höher als die erste bzw. die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle des zweiten Satzes.
Gemäß Anspruch 6 enthält ein DEF-Erwärmungssystem einen DEF-Erwärmungsmechanismus, der in Wärmeübertragungskommunikation mit DEF in einem DEF-Zufuhrsystem versetzt werden kann. In bestimmten Implementierungen enthält das DEF-Zufuhrsystem einen DEF-Speichertank und DEF-Leitungen. Das System enthält außerdem einen Umgebungslufttemperatursensor, der dafür konfiguriert ist, die Temperatur von Umgebungsluft zu detektieren, und einen DEF-Temperatursensor, der dafür konfiguriert ist, die Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF zu detektieren. Des Weiteren enthält das System einen Regler, der in elektronische Kommunikation mit dem DEF-Erwärmungsmechanismus versetzt werden kann, um die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem zu steuern. Der Regler kann in einem ersten Modus betrieben werden, um die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand einer Temperatur von Umgebungsluft, die durch den Umgebungslufttemperatursensor detektiert wird, zu steuern. Der Regler kann außerdem in einem zweiten Modus betrieben werden, um die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand einer Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF, die durch den DEF-Temperatursensor detektiert wird, zu steuern. Der Betrieb in dem zweiten Modus wird unabhängig von der Temperatur von Umgebungsluft, die durch den Umgebungslufttemperatursensor detektiert wird, ausgeführt.
In bestimmten Implementierungen des Systems arbeitet der Regler in dem ersten Modus, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist. Außerdem arbeitet der Regler in dem zweiten Modus, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist. In einigen Implementierungen ist die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem als die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Speichertank und den DEF-Leitungen definiert. Dementsprechend steuert der Regler in dem ersten Modus die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus (i) zu dem DEF in dem DEF-Speichertank anhand einer detektierten Umgebungslufttemperatur oder einer detektierten Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF; und (ii) zu dem DEF in den DEF-Leitungen anhand der detektierten Umgebungslufttemperatur unabhängig der detektierten Temperatur des DEF in den Speichertank von der detektierten Umgebungslufttemperatur. In dem zweiten Modus steuert der Regler die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in den DEF-Leitungen anhand einer detektierten Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF unabhängig von der detektierten Umgebungslufttemperatur.
Gemäß einigen Implementierungen des Systems enthält die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in den DEF-Leitungen. In solchen Implementierungen entspricht das Steuern der Übertragung von Wärme gemäß dem ersten und dem zweiten Modus nur der Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in den DEF-Leitungen.
In weiteren Implementierungen des Systems arbeitet der Regler in dem ersten Modus, wenn die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger ist als die detektierte Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF, und arbeitet in dem zweiten Modus, wenn die Umgebungslufttemperatur ein irrationales Verhalten erfährt.
Gemäß Anspruch 9 wird im vorliegenden Text ein Verfahren zum Steuern der Erwärmung von Dieselabgasfluid (DEF), das in einem DEF-Zufuhrsystem enthalten ist, das einen DEF-Speichertank und DEF-Zufuhrleitungen enthält, offenbart. Das Verfahren enthält das Detektieren einer Temperatur von Umgebungsluft und das Detektieren einer Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF. Des Weiteren enthält das Verfahren das Bestimmen einer Temperaturdifferenz zwischen der detektierten Temperatur von Umgebungsluft und der detektierten Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF. Das Verfahren enthält außerdem das Vergleichen der Temperaturdifferenz mit einer vorgegebenen Schwelle. Außerdem enthält das Verfahren das Erwärmen von DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand der detektierten Temperatur von Umgebungsluft, wenn die Temperaturdifferenz unter der vorgegebenen Schwelle liegt. Alternativ enthält das Verfahren das Erwärmen von DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand der detektierten Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF, wenn die Temperaturdifferenz oberhalb der vorgegebenen Schwelle liegt.
Gemäß einigen Implementierungen des Verfahrens enthält das Verfahren, wenn die Temperaturdifferenz unter der vorgegebenen Schwelle liegt, das Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, das Bestimmen, ob die detektierte Temperatur von Umgebungsluft höher als eine vorgegebene obere Temperaturschwelle ist, und Stoppen des DEF-Erwärmungsereignisses, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von Umgebungsluft höher als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist. Das Verfahren kann des Weiteren enthalten, das DEF-Erwärmungsereignis fortzusetzen, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist.
In einigen weiteren Implementierungen des Verfahrens enthält das Verfahren, wenn die Temperaturdifferenz unter der vorgegebenen Schwelle liegt, das Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, das Bestimmen, ob die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger als eine vorgegebene untere Temperaturschwelle ist, und Beginnen eines DEF-Erwärmungsereignisses, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist. Das Verfahren kann des Weiteren enthalten, den Beginn eines DEF-Erwärmungsereignisses zu verzögern, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von Umgebungsluft höher als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist.
Gemäß bestimmten Implementierungen enthält das Verfahren, wenn die Temperaturdifferenz oberhalb der vorgegebenen Schwelle liegt, das Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, das Bestimmen, ob die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF höher als eine vorgegebene obere Temperaturschwelle ist, und das Stoppen des DEF-Erwärmungsereignisses, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF höher als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist. Das Verfahren kann des Weiteren enthalten, das DEF-Erwärmungsereignis fortzusetzen, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF niedriger als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist.
In weiteren bestimmten Implementierungen enthält das Verfahren, wenn die Temperaturdifferenz oberhalb der vorgegebenen Schwelle liegt, das Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, das Bestimmen, ob die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF niedriger als eine vorgegebene untere Temperaturschwelle ist, und das Beginnen eines DEF-Erwärmungsereignisses, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF niedriger als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist. Das Verfahren kann des Weiteren enthalten, den Beginn eines DEF-Erwärmungsereignisses zu verzögern, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF höher als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist.
Wenn in dieser Spezifikation von Merkmalen, Vorteilen oder ähnlichen Begriffen gesprochen wird, so impliziert dies nicht, dass sämtliche Merkmale und Vorteile, die mittels der vorliegenden Offenbarung realisiert werden können, in einer einzelnen Ausführungsform oder Implementierung der Offenbarung vertreten sein müssten oder vertreten sind. Vielmehr sind Begriffe wie „Merkmale” und „Vorteile” so zu verstehen, dass ein bestimmtes Merkmal, ein bestimmter Vorteil oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben sind, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Die Besprechung der Merkmale und Vorteile und ähnlicher Begriffe in dieser Spezifikation kann sich – muss sich aber nicht – auf dieselbe Ausführungsform oder Implementierung beziehen.
Die beschriebenen Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung können in jeder zweckmäßigen Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen und/oder Implementierungen kombiniert werden. Der einschlägig bewanderte Fachmann erkennt, dass der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung auch ohne eines oder mehrere der konkreten Merkmale oder Vorteile einer bestimmten Ausführungsform oder Implementierung praktiziert werden kann. In anderen Fällen können weitere Merkmale und Vorteile in bestimmten Ausführungsformen und/oder Implementierungen festgestellt werden, die möglicherweise nicht in allen Ausführungsformen oder Implementierungen vorkommen. Diese Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und der beiliegende Ansprüche besser verstanden oder können durch die Praktizierung der Offenbarung in der im Folgenden dargelegten Weise in Erfahrung gebracht werden.
Damit die Vorteile des Gegenstandes besser verstanden werden können, folgt nun eine ausführlichere Beschreibung des oben nur kurz dargestellten Gegenstandes anhand konkreter Ausführungsformen, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Unter der Maßgabe, dass diese Zeichnungen lediglich typische Ausführungsformen des Gegenstandes zeigen und darum nicht als ihren Geltungsbereich einschränkend verstanden werden dürfen, wird der Gegenstand noch konkreter und ausführlicher anhand der Zeichnungen beschrieben und erläutert, in denen Folgendes zu sehen ist:
1 ist ein schematisches Blockschaubild eines Verbrennungsmotorsystems mit einem Motor, einem Abgasnachbehandlungssystem, einem Regler und einem DEF-Erwärmungsmechanismus gemäß einer repräsentativen Ausführungsform;
2 ist ein schematisches Blockschaubild eines Reglers eines Verbrennungsmotorsystems gemäß einer repräsentativen Ausführungsform; und
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Erwärmung eines DEF in einem DEF-Zufuhrsystem gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
Wenn in dieser Spezifikation „eine Ausführungsform” oder ähnliche Formulierungen verwendet werden, so bedeutet das, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben werden, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Wenn in dieser Spezifikation „in einer Ausführungsform” oder ähnliche Formulierungen verwendet werden, so können sie sich – aber müssen sich nicht – alle auf dieselbe Ausführungsform beziehen. Gleichermaßen meint der Gebrauch des Begriffes „Implementierung” eine Implementierung mit einem bestimmten Merkmal, einer bestimmten Struktur oder einer bestimmten Eigenschaft, die in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. Jedoch kann, sofern nicht ausdrücklich ein anderer Bezug hergestellt wird, eine Implementierung auch in einer oder mehreren Ausführungsformen realisiert sein.
Die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften des im vorliegenden Text beschriebenen Gegenstandes können in jeder zweckmäßigen Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche konkrete Details erwähnt, um ein gründliches Verstehen von Ausführungsformen der Offenbarung zu ermöglichen. Der einschlägig bewanderte Fachmann erkennt jedoch, dass der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung auch ohne eines oder mehrere der konkreten Details oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien und so weiter praktiziert werden kann. In anderen Fällen werden bestens bekannte Strukturen, Materialien oder Abläufe nicht im Detail gezeigt oder beschrieben, um Aspekte der Offenbarung nicht in den Hintergrund treten zu lassen.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Verbrennungsmotorsystems 100. Zu den Hauptkomponenten des Motorsystems 100 gehören ein Verbrennungsmotor 110, ein mit dem Motor gekoppeltes Abgasnachbehandlungssystem 120 und ein Regler 130 in elektronischer Kommunikation mit dem Motor 110 und dem Nachbehandlungssystem 120.
Der Verbrennungsmotor 110 kann ein selbstzündender Verbrennungsmotor, wie zum Beispiel ein Dieselmotor, oder ein funkengezündeter Verbrennungsmotor, wie zum Beispiel ein Benzinmotor mit Magergemischbetrieb, sein. Im Inneren des Verbrennungsmotors 110 wird Luft aus der Atmosphäre mit Kraftstoff zusammengebracht, um den Motor anzutreiben. Durch die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entsteht Abgas, das mittels eines Ausstoßtaktes zu einem Abgaskrümmer ausgelassen wird. Von dem Abgaskrümmer strömt mindestens ein Teil des erzeugten Abgases in das Abgasnachbehandlungssystem 120 in einer Richtung, die durch einen Richtungspfeil 144 angezeigt wird.
Generell ist das Abgasnachbehandlungssystem 120 dafür konfiguriert, verschiedene chemische Verbindungen und Teilchenemissionen aus dem durch den Motor 110 erzeugten Abgas zu entfernen. Als ein Beispiel einer bestimmten Ausführungsform enthält das Abgasnachbehandlungssystem 120 einen Oxidationskatalysator 140, einen Teilchenfilter 150 (Particulate Matter Filter – PM-Filter), ein SCR-System 160 und einen Ammoniakoxidations(AMOX)-Katalysator 170. In der Abgasströmungsrichtung, die durch den Richtungspfeil 144 angedeutet ist, kann Abgas von dem Motor 110 durch den Oxidationskatalysator 140, den Teilchenfilter 150, einen SCR-Katalysator 162 des SCR-Systems 160 und den AMOX-Katalysator 170 strömen und dann über ein Abgasendrohr in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Oder anders ausgedrückt: der Teilchenfilter 150 ist stromabwärts des Oxidationskatalysators 140 angeordnet, der SCR-Katalysator 162 ist stromabwärts des Teilchenfilters 150 angeordnet, und der AMOX-Katalysator 170 ist stromabwärts des SCR-Katalysators 162 angeordnet.
Abgas, das in dem Abgasnachbehandlungssystem 120 behandelt und in die Atmosphäre abgelassen wird, enthält folglich signifikant weniger Schadstoffe, wie zum Beispiel Dieselpartikel, NO_x, Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, als unbehandeltes Abgas. Obgleich das gezeigte Abgasnachbehandlungssystem 120 einen Oxidationskatalysator 140, einen Teilchenfilter 150, einen SCR-Katalysator 162 und einen AMOX-Katalysator 170 enthält, die an bestimmten Stellen relativ zueinander entlang des Abgasströmungspfades angeordnet sind, kann das Abgasnachbehandlungssystem in anderen Ausführungsformen auch mehrere der verschiedenen Katalysatoren enthalten, die nach Wunsch an beliebigen verschiedenen Positionen relativ zueinander entlang des Abgasströmungspfades angeordnet sind. Obgleich der Oxidationskatalysator 140 und der AMOX-Katalysator 170 nicht-selektive Katalysatoren sind, können darüber hinaus der Oxidationskatalysator und der AMOX-Katalysator in einigen Ausführungsformen selektive Katalysatoren sein.
Das SCR-System 160 enthält ein DEF-Zufuhrsystem 164, das einen DEF-Tank 166, der DEF 200' speichert, eine DEF-Pumpe 184 und einen DEF-Zufuhrmechanismus 168 enthält. Der DEF-Tank 166 ist zum Aufnehmen des DEF 200' geeignet, bei dem es sich zum Beispiel um eine Harnstofflösung oder Ammoniumformiatlösung handeln kann. Der DEF-Tank 166 steht in DEF-zuführender Verbindung mit der Pumpe 184, die dafür konfiguriert ist, DEF aus dem DEF-Tank 166 über DEF-Leitungen 180 zu dem Zufuhrmechanismus 168 zu pumpen. Alternativ kann die Pumpe 184 eine Schubpumpe sein, die stromaufwärts des DEF-Tanks 166 angeordnet ist. Die DEF-Leitungen 180 können beliebige von verschiedenen Reduktans-Leitungen sein, die üblicherweise in der Praxis für diesen Zweck genutzt werden. In einigen Implementierungen sind die Reduktans-Leitungen 180 längliche Abschnitte von Hydraulikschläuchen mit beliebigen von verschiedenen Durchmessern, zum Beispiel zwischen etwa 6 mm und etwa 8 mm.
Der DEF-Zufuhrmechanismus 168 kann einen DEF-Injektor 182 enthalten, der dafür konfiguriert ist, DEF in den Abgasstrom stromaufwärts des SCR-Katalysators 162 einzuspritzen. Der Injektor 182 ist selektiv ansteuerbar, um DEF direkt in den Abgasstrom einzuspritzen, bevor das Abgas in den SCR-Katalysator 162 gelangt. Wie oben besprochen, kann das DEF eine Harnstofflösung sein, die zu Ammoniak zerfällt. Das Ammoniak reagiert mit NO_x in Gegenwart des SCR-Katalysators 162, um das NO_x zu weniger schädlichen Emissionen zu reduzieren, wie zum Beispiel N₂ und H₂O. Der SCR-Katalysator 162 kann ein beliebiger von verschiedenen, dem Fachmann bekannten Katalysatoren sein. Zum Beispiel ist der SCR-Katalysator 162 in einigen Implementierungen ein Vanadiumkatalysator, und in anderen Implementierungen ist der SCR-Katalysator ein Zeolithkatalysator, wie zum Beispiel ein Cu-Zeolith- oder ein Fe-Zeolith-Katalysator. In einer repräsentativen Ausführungsform ist das DEF wässriger Harnstoff, und der SCR-Katalysator 162 ist ein Zeolithkatalysator.
In einem Kraftfahrzeug, wo der Motor 110 und das Abgasnachbehandlungssystem 120 einen Teil des Fahrzeugs bilden, können der Motor und das Abgasnachbehandlungssystem rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein. Ungeachtet der potenziell negativen Auswirkungen, die äußere Bedingungen auf die Leistung eines Abgasnachbehandlungssystems 120 haben können, wird von dem Abgasnachbehandlungssystem erwartet, dass es schädliche Abgasemissionen entsprechend den regulatorischen Standards und ungeachtet der äußeren Bedingungen reduziert. Bei extremer Kälte neigt das DEF zum Einfrieren, so dass das DEF nicht mehr in den Abgasstrom eingespritzt werden kann und eine NO_x-Reduktion im SCR-Katalysator 162 verhindert wird. Dementsprechend muss das in der Quelle 166 enthaltene DEF erwärmt werden, um ein Einfrieren zu verhindern, das bei einer Harnstofflösung von 32,5 Gewichts-% (zum Beispiel AdBlue-Harnstofflösung von der Firma WEMA aus Laksevaag, Norwegen) bei etwa –11°C eintritt. Außerdem muss das DEF 200', das in den DEF-Leitungen 180 von dem Tank 166 zu dem Zufuhrmechanismus 168 fließt, ebenfalls erwärmt werden, um ein Einfrieren zu verhindern. Jedoch darf das DEF 200' nicht zu stark erwärmt werden, da hohe Temperaturen die chemischen Eigenschaften des DEF und/oder die Komponenten des DEF-Zufuhrsystems 164, zum Beispiel die DEF-Leitungen 180, zerstören können.
Um das DEF 200' in dem DEF-Zufuhrsystem 164 aufzutauen oder sein Einfrieren zu verhindern, enthält das Verbrennungsmotorsystem 100 einen DEF-Erwärmungsmechanismus 190. Der DEF-Erwärmungsmechanismus 190 ist dafür konfiguriert, das DEF 200' in dem Tank 166 und in den DEF-Leitungen 180 zu erwärmen, um ein eventuell eingefrorenes DEF vor des Anlassen des Motors 110 aufzutauen und das DEF während des Betriebes des Motors in einem nicht-eingefrorenen oder aufgetauten Zustand zu halten. In einigen Ausführungsformen ist der DEF-Erwärmungsmechanismus 190 ein motorkühlmittelbasierter Erwärmungsmechanismus, ein elektrischer Heizmechanismus oder eine Kombination aus beidem. In einer Ausführungsform enthält der DEF-Erwärmungsmechanismus 190 einen kühlmittelbasierten Erwärmungsmechanismus zum Erwärmen des DEF in dem Tank 166 und einen elektrischen Heizmechanismus zum Erwärmen des DEF in den Leitungen 180. Das DEF-Erwärmungssystem 190 enthält außerdem einen DEF-Tanktemperatursensor 186 und einen Umgebungslufttemperatursensor 194. Der DEF-Tanktemperatursensor 186 ist dafür konfiguriert, die Temperatur des in dem DEF-Tank 166 gespeicherten DEF zu detektieren, und der Umgebungslufttemperatursensor 194 ist dafür konfiguriert, die Temperatur von Umgebungsluft zu detektieren. Der DEF-Tanktemperatursensor 186 und der Umgebungslufttemperatursensor 194 sind elektrisch mit dem Regler 130 verbunden.
Generell steuert der Regler 130 den Betrieb des DEF-Erwärmungsmechanismus' 190. Die DEF-Erwärmungssteuerungen enthalten Befehle, die an den DEF-Erwärmungsmechanismus 190 gerichtet sind, um ein DEF-Erwärmungsereignis zu initiieren, ein laufendes DEF-Erwärmungsereignis anzuhalten und die Größenordnung der Wärme zu regulieren, die dem DEF während eines DEF-Erwärmungsereignisses zugeführt wird. Gemäß einigen Implementierungen wird die Größenordnung von Wärme, die dem DEF zugeführt wird, durch Modulieren eines impulsbreitenmodulierten (pulse-width modulated – PWM) Signal verändert, wobei die Einschaltdauer des PWM-Signals zu der Wärmemenge, die dem DEF zugeführt wird, direkt proportional ist. Die DEF-Erwärmungssteuerungsbefehle basieren entweder auf der Umgebungslufttemperatur, die durch den Umgebungslufttemperatursensor 194 detektiert wird (zum Beispiel unabhängig von der Temperatur des DEF in dem DEF-Tank), der Temperatur des DEF 200' in dem Tank 166, die durch den DEF-Tanktemperatursensor 186 detektiert wird (zum Beispiel unabhängig von der Temperatur der Umgebungsluft), oder beidem. Generell gilt im Sinne des vorliegenden Textes, und sofern nicht anders angemerkt, dass, wenn die DEF-Erwärmungssteuerungsbefehle „anhand” oder „gemäß” der Umgebungslufttemperatur oder der DEF-Tanktemperatur erzeugt werden oder auf ihnen „basieren”, solche Befehle unabhängig von der jeweils anderen dieser Temperaturen bestimmt oder erzeugt werden.
Wenn die Temperatursensoren 186, 194 genaue Messwerte erbringen, so basieren die DEF-Erwärmungssteuerungsbefehle zum Steuern der Erwärmung von DEF 200' in dem Tank 166 in bestimmten Ausführungsformen auf der DEF-Tanktemperatur, die durch den DEF-Tanktemperatursensor 186 detektiert wird, und die DEF-Erwärmungssteuerungsbefehle zum Steuern der Erwärmung von DEF 200' in den Leitungen 180 basieren auf der Umgebungslufttemperatur, die durch den Umgebungslufttemperatursensor 194 detektiert wird. Dementsprechend steuert der Regler 130 Erwärmungsereignisse in dem DEF-Tank 266 anhand der DEF-Tanktemperaturmesswerte und Erwärmungsereignisse in den DEF-Leitungen 180 anhand der Umgebungslufttemperaturmesswerte, sofern der Umgebungslufttemperatursensor 194 kein irrationales Verhalten erfährt. Wenn der Umgebungslufttemperatursensor 194 irrationales Verhalten erfährt, so steuert der Regler 130 Erwärmungsereignisse sowohl im DEF-Tank 166 als auch in den DEF-Leitungen 180 anhand der DEF-Temperaturmesswerte von dem DEF-Tanktemperatursensor 186, und die Umgebungslufttemperaturmesswerte von dem Umgebungslufttemperatursensor werden nicht verwendet.
In anderen Ausführungsformen steuert der Regler 130 Erwärmungsereignisse in dem DEF-Tank 266 und den DEF-Leitungen 180 anhand der Umgebungslufttemperaturmesswerte von dem Umgebungslufttemperatursensor 194, sofern der Umgebungslufttemperatursensor kein irrationales Verhalten erfahrt. In solchen Ausführungsformen steuert der Regler 130 trotzdem Erwärmungsereignisse in dem DEF-Tank 166 und den DEF-Leitungen 180 anhand der DEF-Temperaturmesswerte von dem DEF-Tanktemperatursensor 186, wenn der Umgebungslufttemperatursensor irrationales Verhalten erfahrt.
Wenden wir uns 2 zu, wo der Regler 130 ein Temperaturvergleichsmodul 200, ein DEF-Erwärmungsstatusmodul 210 und ein DEF-Mechanismussteuerungsmodul 220 enthält. Das Temperaturvergleichsmodul 200 empfängt als Eingangssignale eine Umgebungslufttemperatur 230, die durch den Umgebungslufttemperatursensor 194 detektiert wird, und eine DEF-Tanktemperatur 240, die durch den DEF-Tanktemperatursensor 186 detektiert wird. Das Temperaturvergleichsmodul 200 ist dafür konfiguriert, eine Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur 230 und der DEF-Tanktemperatur 240 zu ermitteln. Die ermittelte Differenz wird mit einer vorgegebenen Temperaturdifferenzschwelle verglichen, und die Ergebnisse des Vergleichs werden an das DEF-Erwärmungsstatusmodul 210 übermittelt.
Generell sollten unter normalen Betriebsbedingungen die Temperatur des DEF in dem Tank 166 und die Ist-Temperatur von Umgebungsluft im Wesentlichen gleich sein. Das heißt, ein wesentlicher Unterschied zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur 230 und der DEF-Tanktemperatur 240 kann entweder ein Problem mit dem Umgebungstemperatursensor 194 oder einen abnormalen Betriebszustand anzeigen. Zum Beispiel kann eine Umgebungslufttemperatur 230, die wesentlich höher als eine DEF-Tanktemperatur 240 gemessen wird, anzeigen, dass der Umgebungslufttemperatursensor 194 entweder eine Störung hat oder durch den Motor 110 abnormal erwärmt wird. Darum stellt die vorgegebene Temperaturdifferenzschwelle die Temperaturdifferenz dar, bei der die Umgebungslufttemperatur 230 irrational oder nicht mehr verlässlich geworden ist. Je größer die Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur 230 und der DEF-Tanktemperatur 240 ist, desto irrationaler ist die detektierte Umgebungslufttemperatur. Dementsprechend stellt die vorgegebene Temperaturdifferenzschwelle in bestimmten Implementierungen die maximale Temperaturdifferenz dar, bei der die Umgebungslufttemperatur 230 noch als rational und verlässlich angesehen wird. Wie oben besprochen, kann eine Irrationalität der Umgebungslufttemperatur 230 infolge bestimmter Toleranzen oder Betriebsgrenzen des Umgebungslufttemperatursensors 194 eintreten.
Das DEF-Erwärmungsstatusmodul 210 ist dafür konfiguriert, einen DEF-Erwärmungsbefehl 250 zu erzeugen und den DEF-Erwärmungsbefehl an das DEF-Mechanismussteuerungsmodul 220 zu übermitteln. Der DEF-Erwärmungsbefehl 250 instruiert das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220, entweder ein DEF-Erwärmungsereignis zu stoppen, ein DEF-Erwärmungsereignis zu beginnen oder ein laufendes DEF-Erwärmungsereignis abzuändern. Wie im vorliegenden Text definiert, kann das DEF-Erwärmungsereignis ein Erwärmungsereignis in dem DEF-Tank 166, den DEF-Leitungen 180 oder in beidem sein. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist das DEF-Erwärmungsereignis ein Erwärmungsereignis in den DEF-Leitungen 180, und die Steuerung des DEF-Erwärmungsereignisses in den Leitungen ist unabhängig von der Steuerung der DEF-Erwärmung des DEF-Tanks 166. In solchen Ausführungsformen instruiert der DEF-Erwärmungsbefehl 250 das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220, ein DEF-Erwärmungsereignis in den DEF-Leitungen 180 entweder anzuhalten oder zu beginnen.
Der DEF-Erwärmungsbefehl 250 wird anhand der Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur 230 und der DEF-Tanktemperatur 240 erzeugt. Genauer gesagt, erzeugt das DEF-Erwärmungsstatusmodul 210 den DEF-Erwärmungsbefehl 250 danach, ob die Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur 230 und der DEF-Tanktemperatur 240 oberhalb der vorgegebenen Schwelle liegt. Generell wird in bestimmten Ausführungsformen, wenn die Differenz unter der vorgegebenen Schwelle liegt, die Umgebungslufttemperatur 230 als genau angesehen, und der DEF-Erwärmungsbefehl 250 wird auf die Umgebungslufttemperatur 230 gestützt. Wenn jedoch die Differenz oberhalb der Schwelle liegt, so wird die Umgebungslufttemperatur 230 als ungenau angesehen, und der DEF-Erwärmungsbefehl 250 wird auf die DEF-Tanktemperatur 240 gestützt.
Der DEF-Erwärmungsbefehl 250 basiert ebenfalls darauf, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet. Wie in 2 gezeigt, empfängt das DEF-Erwärmungsstatusmodul 210 einen DEF-Erwärmungsereignisstatus 270 von dem DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220. Der DEF-Erwärmungsereignisstatus 270 identifiziert, ob gerade ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet. Wenn der DEF-Erwärmungsereignisstatus 270 anzeigt, dass gerade ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so wird der DEF-Erwärmungsbefehl 250 erzeugt, um das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220 anzuweisen, das DEF-Erwärmungsereignis anzuhalten oder abzuändern. Wenn jedoch der DEF-Erwärmungsereignisstatus 270 anzeigt, dass kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, wo wird der DEF-Erwärmungsbefehl 250 erzeugt, um das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220 anzuweisen, ein DEF-Erwärmungsereignis zu initiieren.
Der DEF-Erwärmungsbefehl 250 wird nur dann erzeugt und an das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220 übermittelt, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Wenn zum Beispiel ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so wird der DEF-Erwärmungsbefehl 250, das Erwärmungsereignis zu stoppen, erst dann erzeugt und an das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220 übermittelt, wenn eine Umgebungslufttemperatur 230 bzw. eine DEF-Tanktemperatur 240 höher als eine jeweilige vorgegebene obere Temperaturschwelle ist. Analog dazu wird, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, der DEF-Erwärmungsbefehl 250, ein Erwärmungsereignis zu starten, erst dann erzeugt und an das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220 übermittelt, wenn eine Umgebungslufttemperatur 230 bzw. eine DEF-Tanktemperatur 240 niedriger als eine jeweilige vorgegebene untere Temperaturschwelle ist. Dementsprechend empfängt das DEF-Erwärmungsstatusmodul in bestimmten Implementierungen kontinuierlich Umgebungsluft- und DEF-Tanktemperatureingangssignale 230, 240 von den Temperatursensoren 194 bzw. 186.
Die vorgegebenen oberen Temperaturschwellen zur DEF-Erwärmungssteuerung anhand der Umgebungsluft- bzw. der DEF-Tanktemperatur 230, 240 stellen jeweils eine zweckmäßige maximale Temperatur des in dem Tank 166 gespeicherten DEF dar. Die zweckmäßige maximale Temperatur kann mit der Temperatur verknüpft werden, oberhalb der die Komponenten des DEF-Zufuhrsystems 164 und des DEF-Erwärmungsmechanismus' 190 auszufallen beginnen könnten oder eine Zersetzung des DEF selbst einsetzen könnte. In einigen Ausführungsformen sind die vorgegebenen oberen Temperaturschwellen, die mit der Umgebungsluft- bzw. der DEF-Tanktemperatur 230, 240 verknüpft sind, im Wesentlichen gleich. In anderen Ausführungsformen sind die vorgegebenen oberen Temperaturschwellen, die mit der Umgebungsluft- bzw. der DEF-Tanktemperatur 230, 240 verknüpft sind, verschieden. Außerdem können je nach der Anwendung, für die der Motor genutzt wird, die oberen Temperaturschwellen, die mit einer DEF-Erwärmungssteuerung anhand der Umgebungslufttemperatur 230 verknüpft sind, höher sein als die oberen Temperaturschwellen, die mit einer DEF-Erwärmungssteuerung anhand der DEF-Tanktemperatur 240 verknüpft sind.
Die vorgegebenen unteren Temperaturschwellen zur DEF-Erwärmungssteuerung anhand der Umgebungsluft- bzw. der DEF-Tanktemperatur 230, 240 stellen jeweils eine zweckmäßige Mindesttemperatur des in dem Tank 166 gespeicherten DEF dar. Die zweckmäßige Mindesttemperatur kann mit der Temperatur verknüpft sein, unter der das DEF 200', das in dem Tank 166 und in den Leitungen 180 gespeichert ist, einfriert. In einigen Implementierungen liegt die zweckmäßige Mindesttemperatur mindestens einige Grad über der Gefriertemperatur des DEF 200', um die Fließfähigkeit des DEF zu gewährleisten. In einigen Ausführungsformen sind die vorgegebenen unteren Temperaturschwellen, die mit der Umgebungsluft- bzw. der DEF-Tanktemperatur 230, 240 verknüpft sind, im Wesentlichen gleich. In anderen Ausführungsformen sind die vorgegebenen unteren Temperaturschwellen, die mit der Umgebungsluft- bzw. der DEF-Tanktemperatur 230, 240 verknüpft sind, verschieden. Außerdem kann je nach der Anwendung, für die der Motor genutzt wird, die untere Temperaturschwelle, die mit einer DEF-Erwärmungssteuerung anhand der Umgebungslufttemperatur 230 verknüpft ist, höher sein als die untere Temperaturschwelle, die mit einer DEF-Erwärmungssteuerung anhand der DEF-Tanktemperatur 240 verknüpft ist.
Das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220 ist dafür konfiguriert, DEF-Erwärmungsereignisse zu initiieren, anzuhalten und zu regulieren. In Reaktion auf den DEF-Erwärmungsbefehl 250 erzeugt das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul 220 einen DEF-Erwärmungsmechanismusbefehl 260 und übermittelt den DEF-Erwärmungsmechanismusbefehl an den DEF-Erwärmungsmechanismus 190. Der DEF-Erwärmungsmechanismusbefehl 260 instruiert den DEF-Erwärmungsmechanismus 190, entweder ein DEF-Erwärmungsereignis anzuhalten, ein DEF-Erwärmungsereignis zu starten oder ein laufendes DEF-Erwärmungsereignis zu justieren. Wenn der DEF-Erwärmungsbefehl 250 ein DEF-Erwärmungsereignis verlangt, so signalisiert das DEF-Mechanismussteuerungsmodul 200 über den DEF-Erwärmungsmechanismusbefehl 260 einer Betätigungsvorrichtung des DEF-Erwärmungsmechanismus' 190 (zum Beispiel einem elektrischen Heizer oder einem Kühlmittelflussregelventil), eine Arbeitsschritt auszuführen, um die Übertragung von Wärme zu dem DEF in dem Tank 166 oder in den Leitungen 180 zu ermöglichen. Wenn das Erwärmen des DEF angehalten werden soll, so signalisiert das DEF-Mechanismussteuerungsmodul 200 gleichermaßen der Betätigungsvorrichtung, einen Arbeitsschritt in einer entgegengesetzten Weise auszuführen, dergestalt, dass die Wärmeübertragung zu dem DEF aufhört. Sollte während der Erwärmung des DEF mehr oder weniger Wärmeübertragung gewünscht werden, so gibt das DEF-Mechanismussteuerungsmodul 200 der Betätigungsvorrichtung ein entsprechendes Signal.
3 veranschaulicht ein Verfahren 300 zum Steuern der Erwärmung eines DEF in einem DEF-Zufuhrsystem gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Das Verfahren 300 enthält im Wesentlichen die Aktionen zum Ausführen der Funktionen, die oben mit Bezug auf den Betrieb des Motorsystems 100 von 1 dargestellt wurden. Das Verfahren 300 beginnt bei 305 mit dem Bestimmen, ob die Differenz zwischen einer detektierten Umgebungslufttemperatur und einer detektierten DEF-Tanktemperatur höher als eine erste Schwelle ist. Wenn die Differenz niedriger als die erste Schwelle ist, so geht das Verfahren weiter mit dem Steuern der Erwärmung des DEF in einem ersten Modus gemäß der detektierten Umgebungslufttemperatur (d. h. Aktionen 310–330). Wenn jedoch die Differenz größer als die erste Schwelle ist, so geht das Verfahren weiter mit dem Steuern der Erwärmung des DEF in einem zweiten Modus gemäß der detektierten DEF-Tanktemperatur (d. h. Aktionen 335–355).
Generell liegt die Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur und der DEF-Tanktemperatur unter der Schwelle, wenn das Motorsystem 100 in einer stabilen Umgebung arbeitet und die Umgebungslufttemperatur einen normalen Zustand hat. Das Verfahren 300 berücksichtigt auch Änderungen in der Umgebung, wie zum Beispiel, wenn ein Fahrzeug, in dem sich ein Motorsystem 100 befindet, aus einer warmen garagenartigen Umgebung in eine kalte Umgebung ins Freie fährt. In dieser Situation kann die Umgebungslufttemperatur signifikant niedriger sein als die DEF-Tanktemperatur, weil die latente Energie oder Wärmemasse in dem DEF-Tank die DEF-Tanktemperatur über einen längeren Zeitraum hinweg über der Umgebungslufttemperatur halten kann. Wenn die DEF-Erwärmungssteuerung ausschließlich auf der DEF-Tanktemperatur beruhen würde, so würden keine DEF-Erwärmungsereignisse eintreten, und die kalten Temperaturen der kalten Umgebung könnten die DEF-Leitungen einfrieren lassen und das DEF-Zufuhrsystem beschädigen. Dementsprechend ist das Verfahren 300 dafür konfiguriert, die Erwärmung des DEF in dem ersten Modus gemäß der detektierten Umgebungslufttemperatur zu steuern, um ein Einfrieren der DEF-Leitungen zu verhindern, wenn die DEF-Tanktemperatur höher gemessen wird als die Umgebungslufttemperatur.
Wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungsluft- und der DEF-Tanktemperatur niedriger als die erste Schwelle ist (wenn zum Beispiel die Umgebungslufttemperatur und die DEF-Tanktemperatur etwa gleich sind oder die DEF-Tanktemperatur höher als die Umgebungslufttemperatur ist), so geht das Verfahren 300 dazu über, bei 310 festzustellen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet. Wenn bereits ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so bestimmt das Verfahren 300 bei 315, ob die detektierte Umgebungslufttemperatur höher als eine zweite obere Schwelle ist. Wenn die detektierte Umgebungslufttemperatur niedriger als die zweiten obere Schwelle ist, so überprüft das Verfahren 300 kontinuierlich die detektierte Umgebungslufttemperatur und wiederholt die Bestimmung bei 315. Die Bestimmung bei 315 wird wiederholt, bis die detektierte Umgebungslufttemperatur höher ist als die zweite obere Schwelle. An dieser Stelle hält das Verfahren 300 das DEF-Erwärmungsereignis bei 320 an, und das Verfahren 300 endet. Wenn bei 310 kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so geht das Verfahren 300 dazu über, bei 325 zu bestimmen, ob die detektierte Umgebungslufttemperatur niedriger als eine zweite untere Schwelle ist. Wenn die detektierte Umgebungslufttemperatur oberhalb der zweiten unteren Schwelle liegt, so überprüft das Verfahren 300 kontinuierlich die detektierte Umgebungslufttemperatur und wiederholt die Bestimmung bei 325. Die Bestimmung bei 325 wird wiederholt, bis die detektierte Umgebungslufttemperatur niedriger ist als die zweite untere Schwelle. An dieser Stelle beginnt das Verfahren 300 ein DEF-Erwärmungsereignis bei 330, und das Verfahren 300 endet.
Wenn bei 305 die Differenz zwischen der detektierten Umgebungsluft- und der DEF-Tanktemperatur höher ist als die erste Schwelle, so geht das Verfahren 300 dazu über, bei 335 zu bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet. Wenn bereits ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so bestimmt das Verfahren 300 bei 340, ob die detektierte DEF-Tanktemperatur höher als eine dritte obere Schwelle ist. Wenn die detektierte DEF-Tanktemperatur niedriger ist als die dritte obere Schwelle, so überprüft das Verfahren 300 kontinuierlich die detektierte DEF-Temperatur und wiederholt die Bestimmung bei 340. Die Bestimmung bei 340 wird wiederholt, bis die detektierte DEF-Tanktemperatur höher ist als die dritte obere Schwelle. An dieser Stelle hält das Verfahren 300 das DEF-Erwärmungsereignis bei 345 an, und das Verfahren 300 endet. Wenn bei 335 kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, so geht das Verfahren 300 dazu über, bei 350 zu bestimmen, ob die detektierte DEF-Tanktemperatur niedriger als eine dritte untere Schwelle ist. Wenn die detektierte DEF-Tanktemperatur oberhalb der dritten unteren Schwelle liegt, so überprüft das Verfahren 300 kontinuierlich die detektierte DEF-Tanktemperatur und wiederholt die Bestimmung bei 350. Die Bestimmung bei 350 wird wiederholt, bis die detektierte DEF-Tanktemperatur niedriger ist als die dritte untere Schwelle. An dieser Stelle beginnt das Verfahren 300 bei 355 ein DEF-Erwärmungsereignis, und das Verfahren 300 endet.
In einigen Ausführungsformen sind die zweite und die dritte obere Schwelle gleich, und in anderen Ausführungsformen sind die zweite und die dritte obere Schwellen verschieden. Gleichermaßen sind in einigen Ausführungsformen die zweite und die dritte untere Schwelle gleich, und in anderen Ausführungsformen sind die zweite und die dritte untere Schwelle verschieden.
Obgleich die obigen Ausführungsformen im Kontext eines Diesel-Verbrennungsmotorsystems und einer Dieselabgasfluid-Erwärmung beschrieben wurden, ist der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung nicht auf solche Konfigurationen beschränkt. Zum Beispiel können in anderen Ausführungsformen die im vorliegenden Text beschriebenen Vorrichtungen, Systeme und Verfahren auch auf verschiedene andere Motorsysteme oder andere Systeme Anwendung finden, wo das Erwärmen eines Materials erwünscht ist, ohne vom Wesen der Offenbarung abzuweichen.
Viele der in dieser Spezifikation beschriebenen Funktionseinheiten wurden als Module dargestellt, um speziell auf ihre Implementierungsunabhängigkeit hinzuweisen. Zum Beispiel kann ein Modul als ein Hardwareschaltkreis implementiert sein, der spezielle VLSI-Schaltkreise oder Gate-Arrays, Standard-Halbleiter wie zum Beispiel Logik-Chips, Transistoren oder andere diskrete Komponenten umfasst. Ein Modul kann des Weiteren in programmierbaren Hardware-Bausteinen implementiert sein, wie zum Beispiel feldprogrammierbareren Gate-Arrays, programmierbarer Array-Logik, programmierbaren Logik-Bauelementen oder dergleichen.
Module können des Weiteren in Software zur Ausführung durch verschiedene Arten von Prozessoren implementiert werden. Ein identifiziertes Modul aus ausführbarem Code kann zum Beispiel einen oder mehrere physische oder logische Blöcke mit Computeranweisungen umfassen, die beispielsweise als ein Objekt, ein Verfahrensablauf oder als eine Funktion organisiert sein können. Ungeachtet dessen brauchen die ausführbaren Elemente eines identifizierten Moduls nicht physisch nebeneinander angeordnet zu sein, sondern können ungleichartige Instruktionen umfassen, die an verschieden Orten gespeichert sind, die, wenn sie logisch miteinander verbunden werden, das Modul umfassen und den für das Modul angegebenen Zweck erreichen.
Ein Modul aus ausführbarem Code kann aus einer einzigen Instruktion oder aus vielen Instruktionen bestehen und kann sogar über mehrere verschiedene Code-Segmente, über verschiedene Programme und über verschiedene Speicherkomponenten hinweg verteilt sein. Gleichermaßen können gemäß der vorliegenden Erfindung Betriebsdaten innerhalb von Modulen identifiziert und veranschaulicht sein und können in jeder zweckmäßigen Form verkörpert und in jeder zweckmäßigen Art von Datenstruktur organisiert sein. Die Betriebsdaten können als ein einzelner Datensatz zusammengefasst sein oder können über verschiede Orte verteilt sein, einschließlich über verschieden Speicherkomponenten hinweg, und können – zumindest teilweise – lediglich als elektronische Signale in einem System oder Netzwerk existieren. Wo ein Modul oder Teile eines Moduls in Software implementiert sind, werden die Software-Teile auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien gespeichert.
Ein computerlesbares Medium kann jede beliebige Form annehmen, die in der Lage ist, maschinenlesbare Instruktionen auf einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung zu speichern. Ein computerlesbares Medium kann durch eine Übertragungsleitung, eine Compact-Disk, eine Digital-Video-Disk, ein Magnetband, ein Bernoulli-Laufwerk, eine Magnetdiskette, eine Lochkarte, einen Flash-Speicher, durch integrierte Schaltkreise oder durch sonstige Speicherkomponenten digitaler Verarbeitungsvorrichtungen verkörpert sein.
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann auch in anderen konkreten Formen verkörpert sein, ohne von ihrem Geist oder ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen. Der Geltungsbereich der Erfindung wird darum durch die angehängten Ansprüche und nicht durch die vorangegangene Beschreibung definiert. Alle Änderungen, die unter den Geist und Geltungsbereich von Äquivalenten der Ansprüche fallen, sind in den Geltungsbereich der Ansprüche aufzunehmen.
Bezugszeichenliste
Fig. 1

110: Motor
130: Regler
140: Oxidationskatalysator
150: Teilchenfilter
162: SCR-Katalysator
166: DEF
168: Zufuhrmechanismus
170: AMOX-Katalysator
184: Pumpe
190: DEF-Erwärmungsmechanismus
200': DEF

200: Temperaturvergleichsmodul
210: DEF-Erwärmungsstatusmodul
220: DEF-Erwärmungssteuerungsmodul
230: Umgebungslufttemperatur
240: DEF-Tanktemperatur
250: DEF-Erwärmungsbefehl
260: DEF-Erwärmungsmechanismusbefehl
270: DEF-Erwärmungsereignisstatus

305: Ist die Differenz zwischen einer Umgebungslufttemperatur und einer DEF-Tanktemperatur höher als eine erste Schwelle?
310: Findet ein DEF-Erwärmungsereignis statt?
315: Ist die Umgebungslufttemperatur höher als eine zweite obere Schwelle?
320: Stoppen eines DEF-Erwärmungsereignisses
325: Ist die Umgebungslufttemperatur niedriger als eine zweite untere Schwelle?
330: Starten eines DEF-Erwärmungsereignisses
335: Findet ein DEF-Erwärmungsereignis statt?
340: Ist die DEF-Tanktemperatur höher als eine dritte obere Schwelle?
345: Stoppen eines DEF-Erwärmungsereignisses
350: Ist die DEF-Tanktemperatur niedriger als eine dritte untere Schwelle?
355: Starten eines DEF-Erwärmungsereignisses

Claims

Vorrichtung zum Steuern der Erwärmung von Dieselabgasfluid (DEF) in einem DEF-Zufuhrsystem mit einem DEF-Speicherbehälter, gekennzeichnet durch ein Temperaturvergleichsmodul, das dafür konfiguriert ist, eine Differenz zwischen einer detektierten Umgebungslufttemperatur und einer detektierten Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF mit einer vorgegebenen Temperaturdifferenzschwelle zu vergleichen, ein DEF-Erwärmungsstatusmodul, das dafür konfiguriert ist, einen DEF-Erwärmungsbefehl gemäß der detektierten Umgebungslufttemperatur zu erzeugen, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, und die Erwärmung des DEF gemäß der detektierten Temperatur des DEF zu steuern, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, und ein DEF-Erwärmungssteuerungsmodul, das dafür konfiguriert ist, die Erwärmung des DEF gemäß dem DEF-Erwärmungsbefehl zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das DEF-Erwärmungssteuerungsmodul einen DEF-Erwärmungsereignisstatus an das DEF-Erwärmungsstatusmodul übermittelt, wobei der DEF-Erwärmungsbefehl auf dem DEF-Erwärmungsereignisstatus basiert, wobei, vorzugsweise, wenn der DEF-Erwärmungsereignisstatus anzeigt, dass ein laufendes DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, der DEF-Erwärmungsbefehl einen DEF-Erwärmungsereignis-Stoppbefehl umfasst, wobei das Erzeugen des DEF-Erwärmungsereignis-Stoppbefehls verzögert wird bis die detektierte Umgebungstemperatur über einer ersten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle liegt und/oder die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF über einer zweiten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle liegt, wobei, weiter vorzugsweise, die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle gleich sind oder die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle verschieden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle einen ersten Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle umfassen, und wenn die Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle einen zweiten Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen oberen Temperaturschwelle umfassen, wobei die erste und die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle des ersten Satzes höher als die erste bzw. die zweite vorgegebene obere Temperaturschwelle des zweiten Satzes sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der DEF-Erwärmungsereignisstatus anzeigt, dass kein laufendes DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, der DEF-Erwärmungsbefehl einen DEF-Erwärmungsereignis-Startbefehl umfasst und wobei das Erzeugen des DEF-Erwärmungsereignis-Startbefehls verzögert wird, bis die detektierte Umgebungstemperatur unter eine erste vorgegebene untere Temperaturschwelle fällt und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF unter eine zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle fällt, wobei, vorzugsweise, die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle gleich sind oder die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle verschieden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle einen ersten Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen unteren Temperaturschwelle umfassen, und wenn die Differenz zwischen der Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle einen zweiten Satz aus einer ersten und einer zweiten vorgegebenen unteren Temperaturschwelle umfassen, wobei die erste und die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle des ersten Satzes höher als die erste bzw. die zweite vorgegebene untere Temperaturschwelle des zweiten Satzes sind.
Dieselabgasfluid(DEF)-Erwärmungssystem, gekennzeichnet durch einen DEF-Erwärmungsmechanismus, der in Wärmeübertragungskommunikation mit DEF in einem DEF-Zufuhrsystem gebracht werden kann, das einen DEF-Speichertank und DEF-Leitungen umfasst, einen Umgebungslufttemperatursensor, der dafür konfiguriert ist, die Temperatur von Umgebungsluft zu detektieren, einen DEF-Temperatursensor, der dafür konfiguriert ist, die Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF zu detektieren, und einen Regler, der in elektronische Kommunikation mit dem DEF-Erwärmungsmechanismus gebracht werden kann, um die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem zu steuern, wobei der Regler in einem ersten Modus betrieben werden kann, um die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand einer durch den Umgebungslufttemperatursensor detektierten Temperatur von Umgebungsluft zu steuern, und wobei der Regler in einem zweiten Modus betrieben werden kann, um die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand einer durch den DEF-Temperatursensor detektierten Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF und unabhängig von der durch den Umgebungslufttemperatursensor detektierten Temperatur von Umgebungsluft zu steuern.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler in dem ersten Modus arbeitet, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF geringer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, und in dem zweiten Modus arbeitet, wenn die Differenz zwischen der detektierten Umgebungslufttemperatur und der detektierten Temperatur des DEF größer als die vorgegebene Temperaturschwelle ist, wobei, vorzugsweise, die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Speichertank und den DEF-Leitungen umfasst, der Regler in dem ersten Modus die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Speichertank anhand einer detektierten Umgebungslufttemperatur oder einer detektierten Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF steuert und zu dem DEF in den DEF-Leitungen anhand der detektierten Umgebungslufttemperatur unabhängig von der detektierten Temperatur des DEF im DEF-Speichertank steuert, und wobei der Regler in dem zweiten Modus die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in den DEF-Leitungen anhand einer detektierten Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF unabhängig von der detektierten Umgebungslufttemperatur steuert.
System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in dem DEF-Zufuhrsystem die Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in den DEF-Leitungen umfasst, und wobei das Steuern der Übertragung von Wärme gemäß dem ersten und dem zweiten Modus nur der Übertragung von Wärme von dem DEF-Erwärmungsmechanismus zu dem DEF in den DEF-Leitungen entspricht und/oder dass der Regler in dem ersten Modus arbeitet, wenn die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger als die detektierte Temperatur des in dem DEF-Speichertank enthaltenen DEF ist, und in dem zweiten Modus arbeitet, wenn die Umgebungslufttemperatur irrationales Verhalten erfährt.
Verfahren zum Steuern der Erwärmung von Dieselabgasfluid (DEF), das in einem DEF-Zufuhrsystem enthalten ist, das einen DEF-Speichertank und DEF-Zufuhrleitungen umfasst, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Detektieren einer Temperatur von Umgebungsluft, Detektieren einer Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF, Bestimmen einer Temperaturdifferenz zwischen der detektierten Temperatur von Umgebungsluft und der detektierten Temperatur der in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF, Vergleichen der Temperaturdifferenz mit einer vorgegebenen Temperaturdifferenzschwelle, Erwärmen von DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand der detektierten Temperatur von Umgebungsluft, wenn die Temperaturdifferenz unter der vorgegebenen Schwelle liegt, und Erwärmen von DEF in dem DEF-Zufuhrsystem anhand der detektierten Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF, wenn die Temperaturdifferenz oberhalb der vorgegebenen Schwelle liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz unter der vorgegebenen Schwelle liegt, das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, Bestimmen, ob die detektierte Temperatur der Umgebungsluft höher als eine vorgegebene obere Temperaturschwelle ist, Stoppen des DEF-Erwärmungsereignisses, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur der Umgebungsluft höher als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist, und Fortsetzen des DEF-Erwärmungsereignisses, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Temperaturdifferenz unter der vorgegebenen Schwelle liegt, das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, Bestimmen, ob die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger als eine vorgegebene untere Temperaturschwelle ist, Beginnen eines DEF-Erwärmungsereignisses, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von Umgebungsluft niedriger als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist, und Verzögern des Beginns eines DEF-Erwärmungsereignisses, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von Umgebungsluft höher als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Temperaturdifferenz oberhalb der vorgegebenen Schwelle liegt, das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, Bestimmen, ob die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF höher als eine vorgegebene obere Temperaturschwelle ist, Stoppen des DEF-Erwärmungsereignisses, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF höher als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist, und Fortsetzen des DEF-Erwärmungsereignisses, wenn ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF niedriger als die vorgegebene obere Temperaturschwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Temperaturdifferenz oberhalb der vorgegebenen Schwelle liegt, das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob ein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet, Bestimmen, ob die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF niedriger als eine vorgegebene untere Temperaturschwelle ist, Beginnen eines DEF-Erwärmungsereignisses, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF niedriger als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist, und Verzögern des Beginns eines DEF-Erwärmungsereignisses, wenn kein DEF-Erwärmungsereignis stattfindet und die detektierte Temperatur von in dem DEF-Speicherbehälter enthaltenem DEF höher als die vorgegebene untere Temperaturschwelle ist.