DE102016221727A1 - Verfahren zur Überwachung eines Förder- und Dosiersystems - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Förder- und Dosiersystems für ein flüssiges Medium in einem Kraftfahrzeug, wobei eine Entleerung eines Teils des flüssigen Mediums nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs über die Verarbeitung von Informationen (7, 8, 9) gesteuert wird, die Aussagen über eine Einfriergefährdung des flüssigen Mediums erlauben. Die Entleerung wird je nach der jeweiligen Einfriergefährdung gesteuert.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Überwachung eines Förder- und Dosiersystems für ein flüssiges Medium in einem Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt der erfindungsgemäßen Verfahren ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
- Stand der Technik
- 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. Hierdurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich verringert werden. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH3) benötigt. Als Reaktionsmittel werden NH3-abspaltende Reagenzien eingesetzt, die dem Abgas zugemischt werden. In der Regel wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die stromaufwärts des SCR-Katalysators in den Abgasstrang eingedüst wird.
- Die Reaktionsmittellösung wird üblicherweise in einem Reduktionsmitteltank in dem Kraftfahrzeug vorgehalten. Zur Förderung und Dosierung der Harnstofflösung ist im Allgemeinen ein hydraulisches Dosiersystem vorgesehen, das eine Förderpumpe, eine Druckleitung, ein Dosiermodul, mit wenigstens einem Dosierventil, sowie die erforderliche Sensorik und eine elektronische Steuereinrichtung umfasst. Die Förderpumpe fördert die Harnstofflösung aus dem Reduktionsmitteltank über die Druckleitung in das Dosiermodul. Zur bedarfsgerechten Dosierung wird die gewünschte und erforderliche Masse und/oder Volumen der Reduktionsmittellösung über das oder die Dosierventil(e) in den Abgasstrang eindosiert.
- Bei tiefen Temperaturen gefriert die Reaktionsmittellösung. Beispielsweise liegt der Gefrierpunkt der oftmals verwendeten Lösung AdBlue® bei ca. -11°C. Es sind daher Maßnahmen und/oder Bauteile für das System vorgesehen, um auch bei tiefen Temperaturen das System in Dosierbereitschaft versetzen zu können.
- Die
DE 10 2014 202 038 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Systems in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft das Verfahren ein Rücksaugen oder Rückfördern des Mediums, wenn das Kraftfahrzeug abgestellt ist. Durch die Entleerung des druckseitigen Teils des Dosiersystems werden Schäden an den empfindlichen Bauteilen durch Eisdruck vermieden. Hierbei ist hervorzuheben, dass das Rücksaugen des Mediums über eine Verarbeitung von Informationen gesteuert wird, die Aussagen über eine Einfriergefährdung des flüssigen Mediums erlauben. Als Informationen werden dabei Standortdaten sowie Wetter- und/oder Umgebungsdaten angegeben. Genauer werden bei den Wetterdaten insbesondere Umgebungstemperaturdaten zur Steuerung herangezogen. - Offenbarung der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Förder- und Dosiersystems für ein flüssiges Medium, insbesondere für eine Reduktionsmittellösung eines SCR-Katalysators in einem Kraftfahrzeug. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Entleerung eines Teils des flüssigen Mediums nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs über die Verarbeitung von Informationen gesteuert wird, die Aussagen über eine Einfriergefährdung des flüssigen Mediums erlauben.
- Durch die Entleerung kann sich das vormalig flüssige Medium während des Einfrierens ausdehnen und sein Volumen vergrößern, ohne das Schäden durch den Eisdruck zu befürchten sind.
- Insbesondere kann die Entleerung eines Teils des flüssigen Mediums durch ein Dosierventil in einen Abgasstrang des Kraftfahrzeugs erfolgen. Dies bietet den Vorteil, dass das Dosierventil, das durch den Eisdruck des einfrierenden, vormals flüssigen Mediums beschädigt werden kann, zumindest teilweise von besagtem Medium befreit wird.
- Vorzugsweise wird eine Masse bzw. ein Volumen des Teils des flüssigen Mediums, der entleert wird, abhängig von den Informationen gewählt. Liegt beispielsweise nur eine gewisse Wahrscheinlichkeit für eine Einfriergefährdung vor, kann die Masse bzw. das Volumen des Teils flüssigen Mediums, der Entleert wird, gegebenenfalls angepasst oder verringert werden.
- Gemäß einem Aspekt können die Informationen, die für eine Steuerung der Entleerung des Teils des flüssigen Mediums eingesetzt werden, Informationen über den Standort des Kraftfahrzeugs umfassen. Vorzugsweise können Standortinformationen über eine Satellitennavigation, wie beispielsweise GPS oder Galileo, ermittelt werden. Die Standortinformationen können genutzt werden, um hieraus auf eine gegebenenfalls vorhandene Einfriergefährdung zu schließen. Bei nicht einfriergefährdeten Standorten ist keine Entleerung des Teils des flüssigen Mediums erforderlich. Wenn sich aus den Standortinformationen hingegen ergibt, dass eine Einfriergefährdung vorliegt, werden die Entleerung des Teils des flüssigen Mediums, bzw. der Masse und/oder des Volumen des flüssigen Mediums, entsprechend angesteuert.
- Gemäß einem weiteren Aspekt können die Informationen, die für eine Steuerung der Entleerung eingesetzt werden, Wetter- und/oder Umgebungsdaten umfassen. Bei den Wetterdaten kann es sich um aktuelle und/oder prognostizierte Wetterdaten handeln. Wetterdaten, insbesondere in Kombination mit Standortdaten, sind in besonderer Weise dazu geeignet, Aussagen über die Einfrierwahrscheinlichkeit zu treffen. Bei den Wetterdaten spielen in erster Linie Temperaturdaten, insbesondere Umgebungstemperaturdaten, eine Rolle. Die Wetter- und/oder Umgebungsdaten können durch Funkübertragung, beispielsweise mittels einer Internetverbindung, übertragen werden.
- Weiterhin können auch beispielsweise der Umgebungsdruck und/oder die Höhe über dem Meeresspiegel berücksichtigt werden. Informationen zur Höhe über dem Meeresspiegel können beispielsweise aus den Daten eines Umgebungsdrucksensors und/oder auch aus Daten zur Fahrzeugposition abgeleitet werden. In die Verarbeitung und Auswertung der Informationen können Wetter-Datenbankinformationen einfließen, beispielsweise mögliche jährliche Minimaltemperaturen, die jeweiligen längsten Zeitperioden mit Minimaltemperaturen für den jeweiligen Standort oder ähnliches.
- Vorzugsweise erfolgt die Entleerung auch dann, wenn die Informationen zu keinem eindeutigen Ergebnis über die Einfriergefährdung führen, d. h. wenn im Zweifelsfall ein Einfrieren nicht mit ausreichender Sicherheit auszuschließen ist. Dadurch kann eine fehlerhafte Einfriergefährdung aufgrund von mangelnder Verbindungsqualität und/oder ungenau prognostizierter Wetterdaten ausgeglichen werden.
- Im Prinzip sind zwei Varianten des Verfahrens möglich. Bei der ersten Variante wird in etwa zum Zeitpunkt des Abstellens des Kraftfahrzeugs darüber entschieden, ob und wie viel Masse und/oder Volumen des Reduktionsmittels entleert wird. Hierbei werden zum Zeitpunkt des Abstellens die relevanten Informationen erfasst und ausgewertet. Die gegebenenfalls erforderliche Entleerung des Teils des flüssigen Mediums kann dann im Zuge von Nachlauffunktionen erfolgen. Anschließend erfolgt keine weitere Überwachung der Situation mehr.
- Gemäß eines Aspekts der Erfindung ist eine zweite Variante vorgesehen, bei der das Verfahren während einer Abstelldauer des Kraftfahrzeugs fortgeführt wird. Vorzugsweise wird eine Aufwachfunktion eines Steuergeräts des Systems verwendet, um die Steuerung der Entleerung während der Abstelldauer abzurufen, wenn die Einfriergefährdung ermittelt wurde. Infolgedessen wird auf die Einfriergefährdung gezielt reagiert, indem zum Zeitpunkt, der Ermittlung der Einfriergefährdung darüber entschieden wird, ob und wie viel Masse und/oder Volumen des Reduktionsmittels entleert wird.
- Vorzugsweise wird die Überwachung für den aktuellen Abstellzyklus eingestellt, nachdem ein Teil des flüssigen Mediums entleert wurde, da vor diesem Hintergrund durch den entleerten Teil des flüssigen Mediums auch bei erneutem Einfrieren ein freies Volumen vorhanden ist, in das sich das übrige flüssige Medium ausdehnen kann. Als Folge daraus wird Energie für den Betrieb des Steuergeräts eingespart.
- 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 erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um die Überwachung eines Förder- und Dosiersystems zu steuern. Vorzugsweise umfasst das Steuergerät eine Aufwachfunktion, über welche die Steuerung der Entleerung durch das Steuergerät während der Abstelldauer abgerufen wird, wenn die Einfriergefährdung ermittelt wurde.
- Figurenliste
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
1 zeigt schematisch ein Förder- und Dosiersystems für einen SCR-Katalysator, welches mittels einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht wird. - Ausführungsbeispiele der Erfindung
- Ein Förder- und Dosiersystem eines SCR-Katalysatorsystems (nicht dargestellt) für ein Kraftfahrzeug ist in
1 gezeigt. Es umfasst ein Fördermodul1 , welches eine Förderpumpe11 aufweist, die eingerichtet ist Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmitteltank2 über eine Druckleitung3 in ein Dosiermodul4 zu fördern, wo das Reduktionsmittel dann in einen nicht dargestellten Abgasstrang eindosiert wird. Zusätzlich umfasst das Dosiermodul4 ein Dosierventil41 , das geöffnet oder geschlossen sein kann und eine Masse und/oder ein Volumen des einzudosierenden Reduktionsmittels regelt. Darüber hinaus umfasst das Förder- und Dosiersystem eine Rückförderleitung5 durch die Reduktionsmittel aus dem Fördermodul1 zurück in den Reduktionsmitteltank2 geführt wird. - Beim Abstellen des Fahrzeugs wird Reduktionsmittel aus dem Fördermodul
1 über die Rückförderleitung5 in den Reduktionsmitteltank2 gefördert. Indes bleibt Reduktionsmittel in der Druckleitung3 und im Dosiermodul4 zurück, die gefrieren kann, wenn die Außentemperatur zu niedrig ist. - Ein elektronisches Steuergerät
6 ist ausgebildet, um zum einen Informationen von einem Satellitennavigationssystem7 , zum zweiten Wetter- und/oder Umgebungsdaten8 und zum dritten Daten eines Umgebungsdrucksensors9 , über die ein Umgebungsdruck und/oder eine Höhe über dem Meeresspiegel ermittelt werden kann, zu erhalten und diese zu verarbeiten. Die Informationen des Satellitennavigationssystems7 umfassen eine Standortbestimmung des Kraftfahrzeugs. Heutzutage verfügen Kraftfahrzeuge üblicherweise über ein Navigationssystem wie z.B. GPS oder Galileo, die geeignet sind, die Informationen vom Satellitennavigationssystem7 , insbesondere die Standortbestimmung, zum Kraftfahrzeug zu übertragen. Die Übertragung der Wetter- und/oder Umgebungsdaten erfolgt über eine Funkverbindung, wobei eine Internetverbindung besonders geeignet ist. - Des Weiteren ist das elektronische Steuergerät
6 mit dem Fördermodul1 , einschließlich der Förderpumpe11 , sowie mit dem Dosierventil41 verbunden und kann diese auf Grundlage wenigstens der Informationen von dem Satellitennavigationssystem7 , der Wetter und/oder Umgebungsdaten8 und der Daten eines Umgebungsdrucksensors9 einzeln oder in Kombination steuern. - Sobald das Kraftfahrzeug abgestellt ist, läuft das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung des Förder- und Dosiersystems ab. Zu Beginn wird eine Aufwachfunktion
61 des elektronischen Steuergeräts6 aktiviert. Wenn die Einfriergefährdung des Reduktionsmittels auf Grundlage der oben genannten Informationen ermittelt wurde, aktiviert die Aufwachfunktion61 das elektronische Steuergerät6 , welches dann eine Entleerung eines Teils des Reduktionsmittels über das Dosierventil41 regelt. Durch die Entleerung des Teils des Reduktionsmittels aus der Druckleitung3 und dem Dosiermodul4 über das Dosierventil41 in den Abgasstrang wird einerseits zuerst das Dosiermodul4 , das durch Eisdruck leicht beschädigt werden kann, entleert, andererseits entsteht ein Vakuumvolumen oder ein mit Gas aus dem Abgasstrang gefülltes Volumen (nicht dargestellt) in der Druckleitung3 . Friert nun das Reduktionsmittel ein, findet ein sich vergrößerndes Volumen des Reduktionsmittels im Vakuumvolumen bzw. im mit Gas gefüllten Volumen Platz um sich auszudehnen. Wird keine Einfriergefährdung ermittelt, wird auf eine Entleerung verzichtet. - Das elektronische Steuergerät
6 steuert die Entleerung des Teils des Reduktionsmittels so, dass ein ausreichend großes Vakuumvolumen oder mit Gas gefülltes Volumen entsteht, in die sich das einfrierende Reduktionsmittel ausdehnen kann, wenn auf Grundlage der oben genannten Informationen eine Einfriergefährdung vorliegt. Dabei wird das benötigte Vakuumvolumen bzw. mit Gas gefüllte Volumen über die oben genannten Informationen ermittelt und das elektronische Steuergerät wählt dementsprechend eine Masse und/oder ein Volumen des Teils des Reduktionsmittels, die/das entleert wird. - Die Überwachung des Förder- und Dosiersystems wird über den gesamten Abstellzyklus fortgesetzt. Findet allerdings eine Entleerung des Teils des Reduktionsmittels statt, wird auf eine weitere Überwachung verzichtet, da bei einem erneuten Auftauen und Einfrieren das weiterhin vorhandene Vakuum bzw. das mit Gas gefüllte Volumen zum Ausgleich der Ausdehnung bei einfrierendem Reduktionsmittel verwendet werden kann. Demzufolge wird die Aufwachfunktion
61 des elektronischen Steuergeräts6 deaktiviert. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014202038 A1 [0005]
Claims (11)
- Verfahren zur Überwachung eines Förder- und Dosiersystems für ein flüssiges Medium in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entleerung eines Teils des flüssigen Mediums nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs über die Verarbeitung von Informationen (7, 8, 9) gesteuert wird, die Aussagen über eine Einfriergefährdung des flüssigen Mediums erlauben.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium in einen Abgasstrang des Kraftfahrzeugs entleert wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Masse und/oder das Volumen des Teils des flüssigen Mediums, der entleert wird, abhängig von den Informationen (7, 8, 9) gewählt wird. - Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen eine Standortbestimmung des Kraftfahrzeugs umfassen, wobei der Standort über eine Satellitennavigation (7) ermittelt wird.
- Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen Wetter- und/oder Umgebungsdaten (8) umfassen.
- Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während einer Abstelldauer des Kraftfahrzeugs fortgeführt wird.
- Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem ein Teil des flüssigen Mediums entleert wurde, die Überwachung für den aktuellen Abstellzyklus eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Entleerung des Teils des flüssigen Mediums über eine Aufwachfunktion (61) eines elektronischen Steuergeräts (6) des Förder- und Dosiersystems aktiviert wird.
- Elektronisches Steuergerät (6), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis8 das Förder- und Dosiersystem zu betreiben. - Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis8 durchzuführen. - Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach
Anspruch 10 gespeichert ist.
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|---|---|---|---|
| DE102016221727.5A Pending DE102016221727A1 (de) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Verfahren zur Überwachung eines Förder- und Dosiersystems |
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| DE (1) | DE102016221727A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3904652A1 (de) * | 2020-04-30 | 2021-11-03 | Robert Bosch GmbH | Abgasnachbehandlungssystem und steuerverfahren dafür |
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| DE102014202038A1 (de) | 2014-02-05 | 2015-08-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Förder- und Dosiersystems |
-
2016
- 2016-11-07 DE DE102016221727.5A patent/DE102016221727A1/de active Pending
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