DE102016208600A1 - Absperrventil, SCR-System und Verfahren zur Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung - Google Patents

Absperrventil, SCR-System und Verfahren zur Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung Download PDF

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Abstract

Ein Absperrventil (100) umfasst ein Magnetjoch (101), eine Magnetspule (102) und eine Druckfeder (107), sowie einen Magnetanker (105), an dem eine elastische Membran (106) angeordnet ist. Dabei ist die Membran (106) auf mindestens einem Fluidanschluss (108, 109) dichtschließend anpressbar. Des Weiteren ist die Druckfeder (107) so angeordnet, dass sie den Rand der Mantelfläche des Magnetankers (105) umläuft und die Magnetspule (102) ist zudem so angeordnet, dass sie von der Druckfeder (107) umschlossen wird. Ein Verfahren zur Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung, das bei einem SCR-System ausgeführt wird, welches das Absperrventil (100) enthält, umfasst ein Öffnen des Absperrventils (100). Anschließend wird eine Druckleitung mit Reduktionsmittel befüllt und das Absperrventil (100) geschlossen. Im Folgenden wird ein Druck stromaufwärts des Absperrventils (100) durch Abschalten einer Pumpe abgesenkt. Schließlich werden eine Leckagedetektion und/oder eine Dosiermengenabweichungserkennung durch Überwachen des Drucks stromabwärts des Absperrventils (100), mittels des Drucksensors durchgeführt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absperrventil. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein SCR-System, welches dieses Absperrventil umfasst sowie ein Verfahren zur Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung in besagtem SCR-System. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, wenn sie auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen.
  • Stand der Technik
  • Absperrventile werden zur Steuerung von Fluidbewegungen genutzt. Dabei geben sie in einem geöffneten Zustand die Strömungsrichtung eines Fluids vor und verhindern in einem geschlossenen Zustand die Bewegung des Fluids. Absperrventile werden heutzutage in SCR-Systemen eingesetzt um eine Bewegung eines Reduktionsmittels (AdBlue®) zu steuern. Insbesondere sind Absperrventile in einer Druckleitung des SCR-Systems zwischen einem Fördermodul und einem Dosiermodul angeordnet. Dort sollen sie eine Leckage des Reduktionsmittels in die Druckleitung verhindert, da sonst die Möglichkeit besteht, dass dieses einfriert und sensible Bauteile beschädigt werden.
  • Ein Beispiel für ein Absperrventil, wie oben beschrieben, wird in der Druckschrift DE 10 2011 090 070 A1 gegeben. Diese betrifft ein Absperrventil, welches in einem SCR-System zum Einsatz gebracht wird. Es handelt sich dabei um ein 2/2-Wegeventil, bei dem ein Membranschieber, mittels einer Membranfeder, auf eine Membran gedrückt wird. Der Durchlasszustand wird über eine Magnetspule realisiert und kann dann selbstständig, bei erreichtem Minimaldruck in Durchlassrichtung im System, geöffnet bleiben. Das Absperrventil verhindert im geschlossenen Zustand, respektive bei geschlossenem Membranschieber, eine Leckage.
  • Ebenso betrifft die Druckschrift DE 10 2012 204 104 A1 ein Absperrventil, das in einer Vorrichtung zur Belüftung eines Abgasnachbehandlungssystems angeordnet ist. Dabei ist das Absperrventil zwischen Fördermodul und Dosiermodul in einer Förderleitung angeordnet. Das 2/2-Wegeventil wird über einen Aktuator hydraulisch betätigt, daher ist hier kein Magnet notwendig. Von der Förderleitung zweigt eine Steuerleitung ab, die zum Steuern des Aktuators verwendet wird. Herrscht nun, im Fördermodus, Überdruck in der Förderleitung, wird der Aktuator aktiviert und öffnet das Ventil.
  • Des Weiteren betrifft die Druckschrift DE 10 2012 211 112 A1 ein Absperrventil, welches in einem SCR-System zum Einsatz gebracht wird. In diesem System wird das Umschalten zwischen Fördermodus und Rücklaufmodus über ein zusätzliches Schaltventil erreicht. Dieses Absperrventil besteht aus einem Wechselventil und einem 2/2-Wegeventil. Das Wechselventil öffnet das 2/2-Wegeventil, bei zwei unterschiedlichen Druckniveaus. Das hat zur Folge, dass das Absperrventil sowohl im Fördermodus, als auch im Rücksaugmodus, geöffnet werden kann.
  • Die Druckschrift DE 10 2012 209 689 A1 betrifft eine Anordnung zur Abgasnachbehandlung mittels SCR. Darin werden ein Fördermodul, sowie ein Absperrventil beschrieben. Das Absperrventil verhindert mittels eines Absperrelements eine Leckage. Realisiert wird dies durch einen Dichtstempel, welcher im geschlossenen Zustand dicht auf dem Dichtsitz aufliegt. Der geöffnete Zustand wird mithilfe eines bistabilen Federelements erreicht, welches den Dichtstempel mit niedriger Haltekraft gegen die Aufschlagfläche drückt. Das bistabile Federelement sorgt hierbei für eine hohe Schließkraft und eine niedrige Haltekraft. Dies ermöglicht eine Nutzung des Ventils, ohne aktives Ansteuern, sodass das Ventil in dieser Anordnung vorzugsweise passiv genutzt wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Absperrventil vorgeschlagen, welches zur Steuerung einer Fluidbewegung eingerichtet ist. Insbesondere soll das Absperrventil, wenn es einen Sperrmodus annimmt, eine Bewegung des Fluids, sowie eine Leckage, verhindern. Zu diesem Zweck umfasst es ein Magnetjoch, eine Magnetspule, sowie eine Druckfeder und einen Magnetanker. Der Magnetanker kann dabei insbesondere als Flachanker oder als Tauchanker ausgeführt sein. An dem Magnetanker ist eine elastische Membran angeordnet, wobei die Membran auf mindestens einem Fluidanschluss dichtschließend anpressbar ist. Die Druckfeder ist so am Magnetanker angeordnet, dass sie den Rand der Mantelfläche des Magnetankers umläuft. Mit anderen Worten umschließt die Druckfeder den Magnetanker in ihrem Inneren. Zudem ist die Spule ebenfalls so angeordnet, dass sie von der Druckfeder umschlossen wird. Die Druckfeder schließt also sowohl den Magnetanker, als auch die Spule ein. Dadurch ist ein Verkippen des Magnetankers nicht möglich und das Absperrventil kommt ohne eine zusätzliche Führungskomponente aus.
  • Gemäß eines Aspekts wird das Absperrventil in einem SCR-System verwendet. Das SCR-System umfasst eine Pumpe in einem Fördermodul und ein Dosiermodul, die durch eine Druckleitung miteinander verbunden sind. Das oben beschriebene Absperrventil ist in der Druckleitung angeordnet. Des Weiteren umfasst die Druckleitung einen Drucksensor, der zwischen Absperrventil und Dosiermodul angeordnet ist. Dieses SCR-System hat den Vorteil, dass eine Grundleckage durch Pumpenspalte einer Pumpe, die durch Drehrichtungsumkehr fördern und rücksaugen kann, verhindert wird.
  • Das Absperrventil ist vorzugsweise so gestaltet, dass es die folgenden Modi annehmen kann. In einem Sperrmodus wird die Membran, durch den Magnetanker, sowohl auf einen Fluideinlass als auch einen Fluidauslass gedrückt und verschließt beide dicht. Das bietet den Vorteil, dass das Absperrventil im Sperrmodus eine Absperrung gegen einen Unterdruck und einen Überdruck sowohl aus dem Fluideinlass, als auch aus dem Fluidauslass sicherstellt. Des Weiteren ist ein Dosiermodus vorgesehen, in dem das Absperrventil ab einem festgelegten Druck hydraulisch stromlos geöffnet wird und durch den Druck offen bleibt. Dadurch ist kein aktives Ansteuern und somit keine Dauerbestromung in einem Dosierbetrieb des SCR-Systems notwendig. Darüber hinaus ist ein Rücksaugmodus vorgesehen, in dem eine Magnetkraft zwischen dem Magnetjoch und dem Magnetanker das Absperrventil in einer offenen Position hält. Dies ermöglicht ein Rücksaugen eines Reduktionsmittels aus der Druckleitung des SCR-Systems.
  • Ein weiterer Aspekt des Absperrventils betrifft einen Eisdruckschutz des SCR-Systems. Das gefrierende Reduktionsmittel führt zu einem Eisdruck, der zu einem Verdrängen eines Volumens führen kann. Die Membran kann am Fluideinlass in Richtung des Ventilinneren gedrückt werden, ohne dass das Absperrventil durchlässig wird. Dadurch wird ein Eisdruck-Verdrängungsvolumen definiert.
  • Das Verfahren zur Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung wird in dem oben beschriebenen SCR-System, inklusive Absperrventil eingesetzt. Hierbei umfasst das Verfahren folgende Schritte: Zu Beginn öffnet das Absperrventil, sodass ein Befüllen der Druckleitung mit Reduktionsmittel ermöglicht wird. Daraufhin wird das Absperrventil geschlossen und ein Druck stromabwärts des Absperrventils, also zwischen Absperrventil und Dosiermodul, in der Druckleitung eingeschlossen. Der eingeschlossene Druck wird durch den Drucksensor überwacht. Nun wird ein Druck stromaufwärts des Absperrventils, also zwischen Absperrventil und Fördermodul, durch Abschalten der Pumpe, abgesenkt. In einem weiteren Schritt kann eine Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung durchgeführt werden, indem ausgenutzt wird, dass der Druck stromabwärts des Absperrventils, wie oben beschrieben, mittels des Drucksensors, überwacht wird.
  • Optional kann das Absperrventil durch Federkraft der Druckfeder geschlossen werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Absperrventil selbstständig geschlossen wird und auch bleibt, ohne dass Strom zugeführt werden muss. Die Druckfeder kann zusätzlich eine Kraft aufbringen, um die Membran gegen einen Fuideinlass und einen Fluidauslass zu drücken, wenn der Druck stromaufwärts des Absperrventils abgesenkt wird. Dadurch wird ein gleichzeitiges Schließen beider Öffnungen erreicht. Dies führt dazu, dass weder der Unterdruck, aufgrund der Pumpe, stromaufwärts des Absperrventils, noch der Überdruck durch den eingeschlossenen Druck, stromabwärts des Absperrventils, zu einem Öffnen des Absperrventils führt. Zudem ist es nicht nötig, das Absperrventil während der Leckagedetektion und/oder der Dosiermengenabweichungserkennung mit Strom zu versorgen.
  • Gemäß eines Aspekts, kann beim Befüllen der Druckleitung mit Reduktionsmittel ein erster Druck im System aufgebaut werden. Dieser liegt insbesondere in einem Bereich von 5,8 bar bis 10 bar. Anschließend wird Druck auf einen zweiten Druck, der insbesondere zwischen 2 bar und 5,5 bar liegt, reduziert, woraufhin das Absperrventil schließt. Dadurch wird garantiert, dass sich der Druck überall im SCR-System ausgleicht. Der Druckabfall kann beispielsweise über eine Drossel oder ein Rückschlagventil realisiert werden, die einen Rücklauf mit einem Abschnitt der Druckleitung stromaufwärts des Absperrventils verbindet. Der zweite Druck wird somit in der Druckleitung zwischen Absperrventil und Dosiermodul eingeschlossen und kann zur Leckagedetektion und/oder zur Dosiermengenabweichungserkennung verwendet werden. Daraufhin wird der Druck stromaufwärts des Absperrventils durch die Pumpe auf einen dritten Druck, zwischen 1 bar und 2 bar, abgesenkt. Dies führt zu einer Druckdifferenz zwischen Fluideinlass und Fluidauslass des Absperrventils, die ein Schließen des Absperrventils bewirkt.
  • Die Leckagedetektion wird vorzugsweise ausgeführt, indem der eingeschlossene Druck stromabwärts des Absperrventils (zweiter Druck) über eine festgelegte Zeitspanne von 0,5 bis 30 Sekunden vom Drucksensor detektiert wird. Ändert sich der eingeschlossene Druck während dieser Zeitspanne, kann auf eine Leckage in der Druckleitung oder im Dosiermodul geschlossen werden.
  • Ist die Leckagedetektion und/oder die Dosiermengenabweichungserkennung abgeschlossen, kann der Druck stromaufwärts des Absperrventils, also aufseiten der Pumpe, wieder auf einen vierten Druck erhöht werden. Dieser kann wiederum insbesondere in einem Bereich von 4,8 bar bis 10 bar liegen. Als Resultat ist das SCR-System diagnostiziert und dosierfähig.
  • Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
  • Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um eine Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung durchzuführen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch ein Absperrventil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 zeigt schematisch ein Absperrventil gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 zeigt schematisch ein SCR-System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 5a zeigt ein Diagramm eines Drucks in einem ersten Abschnitt der Druckleitung in einem SCR-System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung über die Zeit.
  • 5b zeigt ein Diagramm eines Drucks in einem ersten Abschnitt der Druckleitung in einem SCR-System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung über die Zeit.
  • Ausführungsbeispiel der Erfindung
  • In 1 ist ein Absperrventil 100, gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, gezeigt. Es umfasst ein Magnetjoch 101, welches eine Magnetspule 102 umfasst, die von einem Spulenträger 103 gehalten werden. Umschlossen werden das Magnetjoch 101 sowie der Spulenträger 103, inklusive Magnetspule 102, von einer Magnetumfassung 104. Außerdem umfasst das Absperrventil 100 einen Flachanker 105, an dem eine elastische Membran 106 angeordnet ist. Die Membran 106 besteht aus HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk) und wird auf den Flachanker 105 aufgespritzt oder aufvulkanisiert. Der Flachanker 105 ist mit einem Ende einer Druckfeder 107 verbunden, das den Rand der Mantelfläche des Flachankers 105 umläuft. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Tauchanker, statt des Flachankers 105 verwendet werden. Ein anderes Ende der Druckfeder 107 ist auf so eine Weise mit dem Magnetjoch 101 verbunden, dass die Druckfeder 107 den Spulenträger 103, inklusive Magnetspule 102 in ihrem Inneren umschließt. Ein Fluideinlass 108 und ein Fluidauslass 109 sind so angeordnet, dass die Membran 106 auf beiden dichtschließend anpressbar ist und beide damit verschließt.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Absperrventils 100. Es umfasst im Wesentlichen dieselben Bauteile, die in 1 beschrieben wurden und diese haben im Wesentlichen dieselbe Funktion. Es wird daher auf eine erneute Beschreibung dieser verzichtet. Der Flachanker 105 ist in dieser Ausführungsform nicht als Einheit ausgebildet, sondern besteht aus zwei Teilen. Dabei ist ein Teil eine Membranhalterung 120, auf die die Membran 106 aufgespritzt oder aufvulkanisiert wird. Die Membranhalterung 120 wird nun über eine Verbindung 121, mittels Stemmen, mit dem Flachanker 105 verbunden. Allerdings ist die Verbindung 121 nicht auf Stemmen beschränkt und kann ebenfalls durch Verschweißen realisiert werden oder eine Schraubverbindung sein. Diese Ausführungsform des Absperrventils 100 wird genutzt, wenn es sich als schwierig gestaltet, die Membran 106 auf den Flachanker 105 aufzuspritzen oder aufzuvulkanisieren und es einfacher ist die Verbindung 121 herzustellen.
  • Das Absperrventil 100 kann, je nach Bedingung oder Einsatz, unterschiedliche Modi annehmen. In einem Sperrmodus drückt die Druckfeder 107 den Flachanker 105 in Richtung des Fluideinlass 108 und des Fluidauslass 109, sodass die Membran 106 beide gleichzeitig verschließt. Somit wird das Absperrventil 100 durch die Federkraft der Druckfeder 107 geschlossen und es wird keine Stromzufuhr benötigt. Dadurch wird verhindert, dass ein Fluid durch das Absperrventil strömen kann. Die Federkraft der Druckfeder 107 hält das Absperrventil auch geschlossen, wenn ein Unter- oder Überdruck am Fluideinlass 108 und/oder Fluidauslass 109 vorliegt, solange dieser klein genug ist, beispielsweise unter 5,6 bar.
  • Ein weiterer Modus ermöglicht dem Fluid vom Fluideinlass zum Fluidauslass zu strömen. In diesem Dosiermodus herrscht im Fluideinlass 108 ein so großer Druck p, der gegen die Membran 106 und somit gegen den Flachanker 105 drückt, dass dieser die Federkraft der Druckfeder 107 überwindet. Dadurch wird der Flachanker 105 in Richtung Magnetjoch 101 gedrückt und eine Verbindung zwischen Fluideinlass 108 und Fluidauslass 109 ist gegeben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt dieser Druck p 5,6 bar. Bei diesem Modus ist ebenfalls keine Stromzufuhr notwendig. Die Membran öffnet druckunterstützt und bietet, bei anliegendem Druck p von 4 bis 10 bar im System, keinen Druckverlust.
  • Darüber hinaus kann das Absperrventil 100 einen Rücksaugmodus annehmen, indem die Magnetspule 102 angesteuert wird. Diese stellt eine Magnetkraft zwischen Magnetjoch 101 und Flachanker 105 bereit, was zur Folge hat, dass der Flachanker 105 zum Magnetjoch 101 hin gezogen wird und die Federkraft der Druckfeder 107 überwunden wird. Dabei wird eine Verbindung zwischen Fluidauslass 109 und Fluideinlass 108 hergestellt bzw. gehalten, durch die Fluid strömen kann.
  • Da die Membran 106 elastisch ist, ist es möglich diese zu verformen. Am Fluideinlass ist es daher möglich die Membran 106 zwischen dem Flachanker 105 und der Magnetumfassung 104 in das Innere des Absperrventils zu drücken. Allerdings verschließt die Membran 106 im Sperrmodus weiterhin sowohl den Fluideinlass 108, als auch den Fluidauslass 109. Aus diesem Grund wird nur ein zusätzliches Volumen ausgebildet. Dieses Volumen kann genutzt werden, wenn das Fluid eine Flüssigkeit ist, die sich beim Gefrieren ausdehnt, indem es als Eisdruck-Verdrängungsvolumen fungiert.
  • 3 zeigt ein SCR-System 200, das das Absperrventil 100 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel umfasst. Des Weiteren umfasst es ein Fördermodul 210, welches eine Pumpe 211 umfasst, die eingerichtet ist Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmitteltank 220 zu fördern und es mittels Drehrichtungsumkehr in den Reduktionsmitteltank 220 zurückzusaugen. Das Fördermodul 210 ist mit einem Dosiermodul 230 über eine Druckleitung 240 verbunden. Das Absperrventil 100 ist in der Druckleitung 240 angeordnet und teilt diese in zwei Abschnitte. Ein erster Abschnitt 241 der Druckleitung 240 befindet sich stromaufwärts des Absperrventils 100, zwischen diesem und dem Fördermodul 210. Ein zweiter Abschnitt 242 der Druckleitung 240 liegt stromabwärts des Absperrventils 100, zwischen diesem und dem Dosiermodul 230. Im zweiten Abschnitt 242 der Druckleitung 240 ist des Weiteren ein Drucksensor 243 angeordnet, der den Druck p im zweiten Abschnitt 242 – und gegebenenfalls, bei geöffnetem Absperrventil 100, ebenfalls im ersten Abschnitt 241 – der Druckleitung 240 überwacht. Darüber hinaus umfasst das SCR-System 200 eine Rückförderleitung 250, die den ersten Abschnitt 241 der Druckleitung 240 mit dem Reduktionsmitteltank 220 verbindet. In dieser Rückförderleitung 250 ist eine Rücklaufdrossel 251 und ein Rückschlagventil 252 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform kann die Rücklaufdrossel 251 oder das Rückschlagventil 252 entfernt werden. Das Absperrventil 100, der Drucksensor 243 und das Fördermodul 210 sind mit einem elektronischen Steuergerät 260 verbunden, das diese steuert.
  • In 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung dargestellt, wie es im SCR-System 200 ausgeführt wird. Das Dosiermodul 230 bleibt während des gesamten Verfahrens geschlossen. In einem ersten Schritt 300 öffnet das Absperrventil 100. Bei angeschalteter Pumpe 211 erfolgt eine Befüllung 301 der Druckleitung 240 mit Reduktionsmittel, wodurch der Druck p in beiden Teilen 241 und 242 der Druckleitung steigt. Erreicht der Druck p in der gesamten Druckleitung 240 einen ersten Druck p1, bei 7 bar, wird die Pumpe 211 ausgeschaltet 302. Als Folge dessen, sinkt der Druck p in der Druckleitung 240. Erreicht der Druck p nun einen zweiten Druck p2, bei 3,5 bar, überwindet die Federkraft der Druckfeder 107 den Druck p und das Absperrventil 100 schließt 303. Dadurch wird der zweite Druck p2 im zweiten Abschnitt 242 der Druckleitung 240 eingeschlossen. Anschließend erfolgt ein weiteres Absenken 304 des Drucks p im ersten Abschnitt 241 der Druckleitung 240, bis ein dritter Druck p3, bei 1,5 bar, erreicht wird.
  • Es folgt ein weiterer Schritt 305, in dem eine Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung durchgeführt wird. Bei der Leckagedetektion wird der Druck p2, der im zweiten Abschnitt 242 der Druckleitung 240 eingeschlossen ist über einen vorgegebenen Zeitraum von 10 Sekunden beobachtet. Sinkt der Druck p während des beobachteten Zeitraums ab, muss ein Teil des Fluids durch eines der Bauteile Dosiermodul 230, Druckleitung 240, Absperrventil 100 oder dazwischen befindlichen Verbindungsstücken entweichen. Da das Absperrventil 100 so eingerichtet ist, eine Leckage bestmöglich zu unterbinden, kann daraus eine Leckage des Dosiermoduls 230 und/oder der Druckleitung 240 detektiert werden. Des Weiteren kann, über den Druck und die geförderte Menge Reduktionsmittel, eine Abweichung zwischen gewünschter Dosiermenge und realer Dosiermenge, die im zweiten Abschnitt 242 der Druckleitung 240 eingeschlossen ist, erkannt werden.
  • Ist die Leckagedetektion und/oder die Dosiermengenabweichungserkennung abgeschlossen, wird in einem weiteren Schritt 306 der Druck p im ersten Abschnitt 241 der Druckleitung 240, wieder erhöht, indem die Pumpe 211 erneut eingeschaltet wird. Erreicht der Druck p einen vierten Druck p4, öffnet 307 das Absperrventil 100 erneut und das System ist diagnostizier und dosierfähig.
  • In den 5a und 5b sind Diagramme aufgezeigt, die den Druckverlauf im ersten Abschnitt 241 sowie im zweiten Abschnitt 242 der Druckleitung 240 über der Zeit t darstellen. Das Absperrventil 100 öffnet 300 bei einem Druck p von 5,6 bar. Im Zeitraum zwischen dem Öffnen 300 und dem Schließen 303 des Absperrventils 100 beim zweiten Druck p2 ist der Druckverlauf im ersten Abschnitt 241 und zweiten Abschnitt 242 der Druckleitung 240 in beiden Figuren gleich. Wird der Druck p1 bei 7 bar erreicht, ist ein Einschwingen des Drucks p zu erkennen. Dieser ist auf den Ausgleich des Drucks p im der gesamten Druckleitung 240 zurückzuführen. Anschließend erfolgt das Abschalten 302 der Pumpe 211. Der Druck sinkt auf den zweiten Druck p2, der bei 3,5 bar liegt. Bei diesem zweiten Druck p2 schließt das Absperrventil 100, wie oben beschrieben. Der Druckverlauf im ersten Abschnitt 241, der in 5a dargestellt ist, unterscheidet sich nun vom Druckverlauf im zweiten Abschnitt 242 der Druckleitung 240 in 5b. Während der Druck p im ersten Abschnitt 241 auf einen dritten Druck p3, bei 1,5 bar absinkt, bleibt der Druck zunächst konstant. In 5b sind zwei Fälle dargestellt. Zum einen bleibt der Druck p ab dem Erreichen des zweiten Drucks p2 bei einem konstanten Druck pk. Zum Anderen ist ein Abfallen des Drucks p hin zu einem Druck pL zu erkennen. Aus diesem Abfall des Drucks pL kann wie oben beschrieben auf eine Leckage geschlossen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (14)

  1. Absperrventil (100), umfassend ein Magnetjoch (101), eine Magnetspule (102), eine Druckfeder (107) und einen Magnetanker (105), an dem eine elastische Membran (106) angeordnet ist, wobei die Membran (106) auf mindestens einem Fluidanschluss (108, 109) dichtschließend anpressbar ist und die Druckfeder (107) so angeordnet ist, dass sie den Rand der Mantelfläche des Magnetankers (105) umläuft, und die Magnetspule (102) so angeordnet ist, dass sie von der Druckfeder (107) umschlossen wird.
  2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker ein Flachanker oder ein Tauchanker ist.
  3. Absperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Modi annehmen kann: – einen Sperrmodus, in dem die Membran (106) sowohl einen Fluideinlass (108) als auch einen Fluidauslass (108) verschließt; – einen Dosiermodus, in dem das Absperrventil (100) ab einem festgelegten Druck hydraulisch stromlos geöffnet wird; – und einen Rücksaugmodus, in dem eine Magnetkraft zwischen dem Magnetjoch (101) und dem Magnetanker (105) das Absperrventil (100) in einer offenen Position hält.
  4. Absperrventil (100) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Membran (106) ein Eisdruck-Verdrängungsvolumen definiert wird.
  5. SCR-System (200), das eine Pumpe (211) und ein Dosiermodul (230), die durch eine Druckleitung (240) miteinander verbunden sind, sowie ein Absperrventil (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in der Druckleitung (240) und einen Drucksensor (243), der in der Druckleitung (240) zwischen Absperrventil (100) und Dosiermodul (230) angeordnet ist, umfasst.
  6. Verfahren zur Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung bei einem SCR-System (200) gemäß Anspruch 5, wobei das Absperrventil (100) einen Druck (p) in der Druckleitung (240) einschließt und dieser durch den Drucksensor (243) überwacht wird, umfassend folgende Schritte: – Öffnen (300) des Absperrventils (100); – Befüllen (301) der Druckleitung (240) mit Reduktionsmittel; – Schließen (303) des Absperrventils (100); – Absenken (304) eines Drucks (p) stromaufwärts des Absperrventils (100) durch Abschalten (302) der Pumpe (211); – Durchführen (305) einer Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung durch Überwachen des Drucks (p) stromabwärts des Absperrventils (100), mittels des Drucksensors (243).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (100) durch Federkraft der Druckfeder (107) geschlossen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraft, die die Membran (106) gegen einen Fluideinlass (108) und einen Fluidauslass (109) drückt, durch die Druckfeder (107) aufgebracht wird, wenn der Druck (p) stromaufwärts des Absperrventils (100) abgesenkt wird (304).
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befüllen (301) der Druckleitung (240) mit Reduktionsmittel ein erster Druck (p1) im SCR-System (200) aufgebaut wird, dieser dann auf einen zweiten Druck (p2) reduziert wird, bei dem das Absperrventil (100) geschlossen wird und dann der Druck (p) stromaufwärts des Absperrventils (100) durch Abschalten (302) die Pumpe (211) auf einen dritten Druck (p3) abgesenkt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Leckagedetektion ein Absinken des eingeschlossenen Drucks (p) stromabwärts des Absperrventils (100) über eine festgelegte Zeitspanne vom Drucksensor (243) detektiert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Leckagedetektion und/oder der Dosiermengenabweichungserkennung der Druck (p) stromaufwärts des Absperrventils (100) bis zu einem vierten Druck (p4) erhöht wird (306) und das Absperrventil (100) geöffnet wird (307), wenn der vierte Druck (p4) überschritten wurde.
  12. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 11 durchzuführen.
  13. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.
  14. Elektronisches Steuergerät (260), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 11 eine Leckagedetektion und/oder Dosiermengenabweichungserkennung durchzuführen.
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