DE102015201859A1 - Method and device for calibrating a printing model - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Druckmodells einer Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang, aufweisend eine Förderpumpe, die in einer fluidischen Verbindung zwischen einem Reduktionsmitteltank und einem Dosierventil angeordnet ist, und wobei ein Überdruckventil in einer Leitung angeordnet ist, die das Dosierventil fluidisch mit dem Reduktionsmitteltank verbindet, wobei das Überdruckventil schließt, wenn es entgegen der Förderrichtung der Förderpumpe von einem Fluid durchströmt wird. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Schließen (71) des Dosierventils, Erhöhen (72) eines Drucks (p) zwischen dem Dosierventil und dem Überdruckventil auf einen Öffnungsdruck (pöff), bei dem sich das Überdruckventil öffnet, mittels der Förderpumpe und Korrigieren (73) des Druckmodells durch Vergleich eines modellierten Wertes (pmod) des Drucks zwischen dem Dosierventil und dem Überdruckventil mit dem Öffnungsdruck (pöff). Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang, deren Druckmodell mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kalibriert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Überdruckventil, welches in die Förderpumpe integriert ist.The invention relates to a method for calibrating a pressure model of a device for metering a reducing agent solution into an exhaust line, comprising a feed pump, which is arranged in a fluidic connection between a reducing agent tank and a metering valve, and wherein a pressure relief valve is arranged in a line which controls the metering valve fluidly connected to the reducing agent tank, wherein the pressure relief valve closes when it is flowed through against the conveying direction of the feed pump by a fluid. This method comprises the steps of closing (71) the metering valve, increasing (72) a pressure (p) between the metering valve and the relief valve to an opening pressure (pöff) at which the relief valve opens, by means of the feed pump and correcting (73 ) of the pressure model by comparing a modeled value (pmod) of the pressure between the metering valve and the pressure relief valve with the opening pressure (pöff). The invention further relates to a device for dosing a reducing agent solution into an exhaust gas line, the pressure model of which can be calibrated by means of the method according to the invention. The device according to the invention comprises a pressure relief valve, which is integrated in the feed pump.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Druckmodells einer Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang, sowie eine Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang, deren Druckmodell mittels eines Verfahrens gemäß der Erfindung kalibriert werden kann. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium und ein elektronisches Steuergerät.The present invention relates to a method for calibrating a pressure model of a device for metering a reducing agent solution into an exhaust line, and to a device for metering a reducing agent solution into an exhaust line, the pressure model of which can be calibrated by means of a method according to the invention. Furthermore, the invention relates to a computer program, a machine-readable storage medium and an electronic control unit.
Stand der TechnikState of the art
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) angeordnet ist, der die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide (NOx) in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduziert. Dadurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich verringert werden. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH3) benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Als Reaktionsmittel bzw. Reduktionsmittel werden daher NH3 bzw. NH3– abspaltende Reagenzien eingesetzt. In der Regel wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die in Strömungsrichtung vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang über ein Dosierventil eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich NH3, das als Reduktionsmittel wirkt. Zur Bevorratung der Harnstofflösung ist ein Reduktionsmitteltank erforderlich.Methods and apparatuses for operating an internal combustion engine, in particular in motor vehicles, are known, in the exhaust gas region of which an SCR catalytic converter (selective catalytic reduction) is arranged, which reduces the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas of the internal combustion engine to nitrogen in the presence of a reducing agent. As a result, the proportion of nitrogen oxides in the exhaust gas can be considerably reduced. For the course of the reaction ammonia (NH 3 ) is required, which is admixed to the exhaust gas. NH 3 or NH 3- releasing reagents are therefore used as reactants or reducing agents. As a rule, an aqueous urea solution is used for this purpose, which is injected in the flow direction upstream of the SCR catalytic converter into the exhaust gas line via a metering valve. From this solution forms NH 3 , which acts as a reducing agent. To store the urea solution, a reducing agent tank is required.
Der Reduktionsmitteltank ist üblicherweise mit einer Saugleitung ausgestattet, um die Harnstofflösung aus dem Tank absaugen zu können. Zur Förderung der Harnstofflösung ist eine Förderpumpe vorgesehen, die die Lösung durch ein Leitungssystem zu dem Dosierventil fördert, so dass die Harnstofflösung über das Dosierventil, unter Druck in den Abgasstrang eingespritzt werden kann. Eine Einspritzung der Harnstofflösung erfolgt bedarfsgerecht in Abhängigkeit von den bei der Verbrennung entstehenden Stickoxiden. Die erforderliche Menge wird beispielsweise in einem Steuergerät in Abhängigkeit von der Motordrehzahl oder anderen Betriebsgrößen ermittelt. Das Dosierventil wird üblicherweise entsprechend angesteuert. Hierbei bildet das Reduktionsmitteldosiersystem ein hydraulisches System, wobei für die Dosierung des Reduktionsmittels der Reduktionsmitteldruck maßgeblich ist. Üblicherweise wird mit Hilfe eines Drucksensors der Systemdruck erfasst und mittels der Förderpumpe ein vorgebbarer Systemdruck eingeregelt.The reducing agent tank is usually equipped with a suction line to suck the urea solution from the tank can. To promote the urea solution, a feed pump is provided which conveys the solution through a line system to the metering valve, so that the urea solution can be injected via the metering valve, under pressure into the exhaust gas line. Injection of the urea solution takes place as needed as a function of the nitrogen oxides formed during combustion. The required amount is determined for example in a control unit in dependence on the engine speed or other operating variables. The metering valve is usually controlled accordingly. Here, the Reduktionsmitteldosiersystem forms a hydraulic system, wherein the reductant pressure is decisive for the dosage of the reducing agent. Usually, the system pressure is detected by means of a pressure sensor and adjusted by means of the feed pump a predeterminable system pressure.
Befindet sich kein Drucksensor in dem Reduktionsmitteldosiersystem, so wird stattdessen ein Druckmodell verwendet, um den Systemdruck zu erfassen. Das derzeit genutzte Dosiersystem der Anmelderin z.B., welches unter dem Namen DNOX5 System bekannt ist, ist statt eines Drucksensors mit einer Druckdetektion ausgestattet, bei welcher aus dem Stromverlauf der Pumpenansteuerung auf den Systemdruck zurückgerechnet wird. Aufgrund von Bauteiltoleranzen und Lebensdauerdrifts kommt es zu einem Detektionsfehler, welcher sich mit zunehmendem Alter des Systems vergrößert. Daher soll eine Funktion etabliert werden, mittels der das Druckmodell kalibriert werden kann, wobei zur Erzeugung eines verlässlichen Druckwerts zum Zweck der Kalibrierung ein mechanisches Überdruckventil eingesetzt werden soll. Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Kern der Erfindung ist ein Verfahren zum Kalibrieren eines Druckmodells einer Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang.The core of the invention is a method for calibrating a pressure model of a device for metering a reducing agent solution into an exhaust gas line.
Die Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang deren Druckmodell durch das erfindungsgemäße Verfahren kalibriert werden soll, weist eine Förderpumpe auf, die in einer fluidischen Verbindung zwischen einem Reduktionsmitteltank und einem Dosierventil angeordnet ist, wobei die Vorrichtung keine Rücklaufleitung aufweist, welche das Dosierventil fluidisch mit dem Reduktionsmitteltank verbindet, und wobei ein Überdruckventil in einer Leitung angeordnet ist, die das Dosierventil fluidisch mit dem Reduktionsmitteltank verbindet, wobei das Überdruckventil schließt, wenn es entgegen der Förderrichtung der Förderpumpe von einem Fluid durchströmt wird. Unter einer Rücklaufleitung wird eine Leitung ohne Ventile und dergleichen verstanden, welche es ermöglicht, dass das Reduktionsmittel ungehindert in den Reduktionsmitteltank zurück laufen kann. Das Verfahren zum Kalibrieren eines Druckmodells umfasst die folgenden Schritte: Zunächst wird das Dosierventil geschlossen. Danach wird der Druck zwischen dem Dosierventil und einem Überdruckventil auf einen Öffnungsdruck mittels der Förderpumpe erhöht. Dabei ist der Öffnungsdruck der Druck bei dem sich das Überdruckventil öffnet. Im letzten Schritt wird das Druckmodell durch den Vergleich eines modellierten Wertes des Drucks zwischen dem Dosierventil und dem Überdruckventil mit dem Öffnungsdruck korrigiert.The device for metering a reducing agent solution into an exhaust gas line whose pressure model is to be calibrated by the method according to the invention comprises a feed pump, which is arranged in a fluidic connection between a reducing agent tank and a metering valve, wherein the device has no return line, which fluidly communicates with the metering valve the reducing agent tank connects, and wherein a pressure relief valve is arranged in a line which connects the metering valve fluidly with the reducing agent tank, wherein the pressure relief valve closes when it is flowed against the conveying direction of the feed pump of a fluid. A return line is understood to mean a line without valves and the like, which makes it possible for the reducing agent to flow back unhindered into the reducing agent tank. The method for calibrating a printing model comprises the following steps: First, the metering valve is closed. Thereafter, the pressure between the metering valve and a pressure relief valve is increased to an opening pressure by means of the feed pump. The opening pressure is the pressure at which the pressure relief valve opens. In the last step that will Pressure model corrected by comparing a modeled value of the pressure between the metering valve and the pressure relief valve with the opening pressure.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass mit der Kalibrierung des Druckmodells die Toleranz des Druckmodells, wie z.B. die Bauteiltoleranzen und Bauteilsdrifts, signifikant reduziert, bzw. korrigierten werden können.An advantage of the method according to the invention is that with the calibration of the printing model the tolerance of the printing model, e.g. the component tolerances and component drifts can be significantly reduced or corrected.
Vorzugsweise wird ein Druckmodellsignal des Druckmodells beim Kalibrieren des Druckmodells gefiltert.Preferably, a print model signal of the print model is filtered during calibration of the print model.
Ein Vorteil der Filterung des Druckmodellsignal des Druckmodells beim Kalibrieren ist, dass das Druckmodell auf einen repräsentativen Druck korrigiert wird und nicht auf betriebsbedingte Druckspitzen. An advantage of filtering the print model signal of the print model during calibration is that the print model is corrected to a representative pressure rather than to operational pressure spikes.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum einen mittels einer Vorrichtung durchgeführt werden, wie sie aus dem Stand der Technik, z.B. aus der
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung ist es, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die Verbindungsleitung, welche das Dosierventil fluidisch mit dem Reduktionsmitteltank verbindet, verzichtet werden kann. Des Weiteren ist das Überdruckventil in der Vorrichtung vorteilhafter Weise in die Förderpumpe integriert, so dass ein einfacherer Zusammenbau der Vorrichtung, des Dosierventils und des Reduktionsmitteltanks möglich ist.An advantage of the device according to the invention over the device known from the prior art is that in the device according to the invention the connection line, which connects the metering valve fluidically with the reducing agent tank, can be dispensed with. Furthermore, the pressure relief valve in the device is advantageously integrated in the feed pump, so that a simpler assembly of the device, the metering valve and the reducing agent tank is possible.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu eingerichtet eine Reduktionsmittellösung bei einem zwischen dem Überdruckventil und dem Dosierventil vorliegenden Betriebsdruck einzudosieren, wobei der Betriebsdruck insbesondere kleiner als ein Öffnungsdruck des Überdruckventils ist, da andernfalls das Überdruckventil öffnet und ein Mengenbilanzfehler zwischen geförderter und eingespritzter Menge entsteht. Unter dem Betriebsdruck wird der Druck verstanden, der beim Betreiben, also beim Eindosieren einer Reduktionsmittellösung, innerhalb des Förder- und Dosiersystems herrscht.The device according to the invention is set up to meter in a reducing agent solution at an operating pressure present between the pressure relief valve and the metering valve, the operating pressure being in particular smaller than an opening pressure of the pressure relief valve, otherwise the pressure relief valve opens and a mass balance error arises between the delivered and the injected amount. The operating pressure is understood to mean the pressure which prevails during operation, that is to say when metering in a reducing agent solution, within the conveying and metering system.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder elektronischen Steuergerät ausgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. The invention further comprises a computer program which is set up to carry out each step of the method according to the invention, in particular if it is executed on a computing device or electronic control device. It allows the implementation of the method according to the invention on an electronic control unit, without having to make any structural changes thereto.
Die Erfindung umfasst außerdem ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, sowie ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, ein Druckmodell einer Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu kalibrieren.The invention also includes a machine-readable storage medium, on which the computer program is stored, and an electronic control unit, which is set up to calibrate a pressure model of a device for metering a reducing agent solution into an exhaust gas line by means of the method according to the invention.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments in conjunction with the drawings. In this case, the individual features can be implemented individually or in combination with each other.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Ausführungsbeispiele embodiments
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kalibrieren eines Druckmodells einer Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in einen Abgasstrang kann sowohl mit der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung
Beide Vorrichtungen
Das Computerprogramm ist auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert, was es ermöglicht das Computerprogramm auf einfache Weise in bekannte Vorrichtungen zu implementieren.The computer program is stored on a machine-readable storage medium, which makes it possible to easily implement the computer program in known devices.
Im Dosiermodus wird die Reduktionsmittellösung in beiden Vorrichtungen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102017214481A1 (en) * | 2017-08-21 | 2019-02-21 | Robert Bosch Gmbh | Water injection device for an internal combustion engine |
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DE102009032487A1 (en) | 2009-07-09 | 2011-01-13 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Anti-freeze device for exhaust gas purification device for internal combustion engine of commercial motor vehicle, has valve opening passage when pressure in interior of injecting device achieves and/or exceeds pressure of valve |
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- 2015-02-03 DE DE102015201859.8A patent/DE102015201859A1/en active Pending
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