DE102019211224A1 - Systeme und Verfahren zum Steuern eines Absperrventils eines Dosiersteuerungssystems - Google Patents

Systeme und Verfahren zum Steuern eines Absperrventils eines Dosiersteuerungssystems Download PDF

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Thomas R. Nelson
Paul M. Hauser
Sandeep Sarabudla
Brian James Witsaman
Atul S. Abhyankar
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Abstract

Ein Dosiersteuersystem beinhaltet ein Absperrventil, eine Reduktionsmittelpumpe, einen Reduktionsmittelinjektor und eine Rückführleitung. Das Absperrventil ist konfiguriert, um Reduktionsmittel von einem Reduktionsmitteltank aufzunehmen. Die Reduktionsmittelpumpe ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel wahlweise von dem Absperrventil aufzunehmen. Die Reduktionsmittelpumpe ist konfiguriert, um wahlweise in einem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand zu sein. Der Reduktionsmittelinjektor ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel wahlweise von der Reduktionsmittelpumpe aufzunehmen. Die Rückführleitung ist mit dem Reduktionsmittelinjektor und dem Reduktionsmitteltank gekoppelt. Die Rückführleitung ist konfiguriert, um wahlweise das Reduktionsmittel von dem Reduktionsmittelinjektor an den Reduktionsmitteltank bereitzustellen. Das Absperrventil ist konfiguriert, um einen Reduktionsmittelfluss zu der Reduktionsmittelpumpe zu verhindern, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand ist.

Description

  • QUERVERWEIS ZU VERWANDTER PATENTANMELDUNG
  • Diese Anmeldung nimmt die Priorität der am 1. August 2018 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/713,100 in Anspruch, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf Systeme und Verfahren zum Steuern eines Absperrventils eines Dosiersteuerungssystems in einem Nachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors.
  • HINTERGRUND
  • Bei Verbrennungsmotoren wie Dieselmotoren können Stickoxid-Verbindungen (NOx-Verbindungen) im Motorabgas abgegeben werden. Um NOx-Emissionen zu reduzieren, kann ein Reduktionsmittel durch ein Dosiersystem in das Abgas dosiert werden. Das Dosiersystem umfasst einen Injektor, durch den das Reduktionsmittel in das Abgas dosiert wird.
  • KURZDARSTELLUNG
  • In den oben beschriebenen Systemen kann ein Absperrventil vorgesehen sein, um den Zufluss von Reduktionsmittel in den Injektor zu verhindern. Dieses Absperrventil kann den Zufluss des Reduktionsmittels in den Injektor verhindern, wenn der Verbrennungsmotor ausgeschaltet wird. Jedoch kann dieses Absperrventil nicht gesteuert werden, um dem Injektor Reduktionsmittel zum Zweck der Kühlung des Injektors durch Rückführung des Reduktionsmittels zuzuführen, nachdem der Verbrennungsmotor abgeschaltet wurde. Dementsprechend kann der Injektor nicht in der Lage sein, Wärme effektiv abzuführen, und kann nicht wunschgemäß arbeiten. Zusätzlich kann dieses Steuerungsventil nicht gesteuert werden, um einen Durchfluss zu der Reduktionsmittelpumpe zu verhindern, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht angewiesen wird, Reduktionsmittel bereitzustellen, oder während eines Notabschaltvorgangs. Demgemäß ist es wünschenswert, ein Dosiersystem so zu steuern, dass ein Injektor mit Reduktionsmittel versorgt wird, nachdem der Verbrennungsmotor abgeschaltet wurde, der in der Lage ist, den Reduktionsmittelfluss zu der Reduktionsmittelpumpe zu verhindern, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht angewiesen wird, einen Durchfluss bereitzustellen, und einen Durchfluss zu der Reduktionsmittelpumpe zu verhindern, wenn sie sich in einem Notabschaltzustand befindet.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet ein Dosiersteuerungssystem ein Absperrventil, ein Pumpenreduktionsmittel, einen Reduktionsmittelinjektor und eine Rückführleitung. Das Absperrventil ist konfiguriert, um Reduktionsmittel von einem Reduktionsmitteltank aufzunehmen. Die Reduktionsmittelpumpe ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel wahlweise von dem Absperrventil aufzunehmen. Die Reduktionsmittelpumpe ist konfiguriert, um wahlweise in einem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand zu sein. Der Reduktionsmittelinjektor ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel wahlweise von der Reduktionsmittelpumpe aufzunehmen. Die Rückführleitung ist mit dem Reduktionsmittelinjektor und dem Reduktionsmitteltank gekoppelt. Die Rückführleitung ist konfiguriert, um wahlweise das Reduktionsmittel von dem Reduktionsmittelinjektor an den Reduktionsmitteltank bereitzustellen. Das Absperrventil ist konfiguriert, um einen Reduktionsmittelfluss zu der Reduktionsmittelpumpe zu verhindern, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand ist.
  • In einer anderen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Absperrventils eines Dosiersteuerungssystems einschließlich eines Dosiersteuerungssystemreglers und einer Reduktionsmittelpumpe die Bestimmung durch den Dosiersteuerungssystemregler, ob sich das Dosiersteuerungssystem in einem Notabschaltzustand befindet. Das Verfahren beinhaltet auch die Bestimmung durch den Dosiersteuerungssystemregler, ob sich die Reduktionsmittelpumpe in einem Reduktionsmittel-Befehlszustand befindet. Das Verfahren beinhaltet auch die Öffnung des Absperrventils durch den Dosiersteuerungssystemregler als Reaktion auf die Bestimmung, dass sich das Dosiersteuerungssystem nicht in einem Notabschaltzustand befindet und dass die Reduktionsmittelpumpe in einem Reduktionsmittel-Befehlszustand ist.
  • In noch einer anderen Ausführungsform beinhaltet ein Dosiersteuerungssystemregler eine Prozessschaltung. Die Prozessschaltung kann wahlweise in einem Notabschaltzustand und einem Reduktionsmittel-Befehlszustand betrieben werden. Die Prozessschaltung ist konfiguriert, um eine Reduktionsmittelpumpe im Notabschaltzustand abzuschalten, die Reduktionsmittelpumpe in dem Reduktionsmittel-Befehlszustand zu steuern und ein Absperrventil im Reduktionsmittel-Befehlszustand und nicht im Notabschaltzustand zu öffnen.
  • Figurenliste
  • Die Details einer oder mehrerer Implementierungen werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche ersichtlich, für die gilt:
    • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Nachbehandlungssystems für einen Verbrennungsmotor;
    • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Dosiersteuerungssystems zur Verwendung in einem Nachbehandlungssystem, wie das in 1 dargestellte beispielhafte Nachbehandlungssystem; und
    • 3 ist eine detaillierte Ansicht einer Steuerungsstrategie zur Steuerung eines Dosiersystems, wie zum Beispiel eines in 2 gezeigten Dosiersteuerungssystems.
  • Es ist anzumerken, dass es sich bei manchen oder allen der Figuren um schematische Darstellungen zu Zwecken der Veranschaulichung handelt. Die Figuren werden zum Zweck der Veranschaulichung einer oder mehrerer Implementierungen mit dem expliziten Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht verwendet werden, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu beschränken.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es folgen detailliertere Beschreibungen verschiedener damit in Zusammenhang stehender Konzepte und Implementierungen von Verfahren, Vorrichtungen und Systemen zur Steuerung eines Abschaltventils eines Dosiersteuerungssystems in einem Nachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors. Die verschiedenen, vorstehend vorgestellten und nachstehend ausführlich beschriebenen Konzepte können auf eine von zahlreichen Weisen implementiert werden, da die beschriebenen Konzepte nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Implementierung beschränkt sind. Beispiele für spezielle Implementierungen und Anwendungen werden hauptsächlich zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt.
  • Übersicht
  • Verbrennungsmotoren (z.B. Dieselverbrennungsmotoren usw.) erzeugen Abgase, die häufig durch ein Dosiersteuerungssystem in einem Nachbehandlungssystem behandelt werden. Dosiersteuerungssysteme spritzen Reduktionsmittel unter Verwendung eines Injektors in Abgase in einer Abgasleitung ein.
  • Dosiersteuerungssysteme können Ventile umfassen, die den Durchfluss von Reduktionsmittel zu dem Injektor verhindern. Jedoch sind diese Dosiersteuerungssysteme nicht in der Lage, den Injektor mit Reduktionsmittel zum Zweck der Kühlung des Injektors zu versorgen, damit das Reduktionsmittel anschließend rezirkuliert wird. Dementsprechend kann der Injektor nicht ausreichend gekühlt werden, wenn er bei Überhitzung abgeschaltet wird, was möglicherweise dazu führt, dass er nicht wunschgemäß arbeitet. Darüber hinaus sind diese Dosiersteuerungssysteme nicht in der Lage, gesteuert zu werden, um sowohl den Durchfluss in eine Reduktionsmittelpumpe während eines Notabschaltvorgangs zu verhindern als auch Reduktionsmittel nicht bereitzustellen, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht dazu angewiesen wird. Dementsprechend kann die Reduktionsmittelpumpe mit Reduktionsmittel geladen werden, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht in Betrieb ist, wodurch zunächst eine relativ große Kraft aufzuwenden ist (z.B. zum Entleeren des Reduktionsmittels, das in der Reduktionsmittelpumpe gelagert wurde, bevor die Reduktionsmittelpumpe angewiesen wurde, einen Durchfluss bereitzustellen, usw.). Diese große Kraft kann bewirken, dass die Reduktionsmittelpumpe ineffizient arbeitet und/oder nicht wunschgemäß arbeitet.
  • Hierin beschriebene Implementierungen beziehen sich auf Dosiersteuerungssysteme, die konfiguriert sind, um den Durchfluss von Reduktionsmittel zu einer Reduktionsmittelpumpe bei einer Notabschaltung, oder wenn der Reduktionsmittelpumpe nicht befohlen wurde, den Durchfluss bereitzustellen, zu verhindern, sie aber ansonsten in der Lage ist, den Reduktionsmittelinjektor mit Reduktionsmittel zu versorgen und die Rückführung des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmittelinjektor zu einem Reduktionsmitteltank zu erleichtern, wodurch der Reduktionsmittelinjektor gekühlt wird. Auf diese Weise wird die Reduktionsmittelpumpe nicht mit Reduktionsmittel versorgt, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht in Betrieb ist (z.B. während der Notabschaltung, wenn der Reduktionsmittelpumpe nicht befohlen wurde, einen Durchfluss bereitzustellen, usw.) und der Injektor vor hohen Temperaturen durch die Verwendung des rückgeführten Reduktionsmittels geschützt ist.
  • Überblick über das Nachbehandlungssystem
  • 1 veranschaulicht ein Nachbehandlungssystem 100, das ein beispielhaftes Reduktionsmittelzufuhrsystem 102 für ein Abgassystem 104 aufweist. Das Nachbehandlungssystem 100 schließt auch einen Partikelfilter (z.B. einen Dieselpartikelfilter (DPF) 106), eine Zersetzungskammer 108 (z.B. Reaktor, Reaktorrohr usw.), einen SCR-Katalysator 110 und einen Sensor 112 ein.
  • Der DPF 106 ist dazu konfiguriert (z. B. aufgebaut, in der Lage usw.), Feinstaub, wie beispielsweise Ruß, aus dem in der Abgasanlage 104 strömendem Abgas zu entfernen. Der DPF 106 schließt einen Einlass, durch den das Abgas eintritt, und einen Auslass, durch den das Abgas austritt, ein, nachdem Feinstaub im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert wurde und/oder Feinstaub in Kohlendioxid umgewandelt wurde. Bei einigen Implementierungen kann der DPF 106 weggelassen werden.
  • Die Zersetzungskammer 108 ist dazu konfiguriert, ein Reduktionsmittel in Ammoniak zu verwandeln. Das Reduktionsmittel kann beispielsweise Harnstoff, Dieselabgasfluid (DEF), Adblue®, eine Harnstoffwasserlösung (UWS), eine wässrige Harnstofflösung (z. B. AUS32 usw.) und andere ähnliche Fluide sein. Die Zersetzungskammer 108 beinhaltet ein Reduktionsmittelzufuhrsystem 102 mit einem Dosierer oder Dosiermodul 114, das dazu konfiguriert ist, das Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 108 (z. B. über einen Injektor) zu dosieren. In einigen Implementierungen wird das Reduktionsmittel dem SCR-Katalysator 110 vorgelagert eingespritzt. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Prozesse der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb des Abgassystems 104 zu bilden. Die Zersetzungskammer 108 umfasst einen Einlass, der in Fluidverbindung mit dem DPF 106 steht, um das Abgas aufzunehmen, das NOx-Emissionen enthält, sowie einen Auslass für das Abgas, NOx-Emissionen, Ammoniak und/oder Reduktionsmittel für das Strömen zum SCR-Katalysator 110.
  • Die Zersetzungskammer 108 schließt das an der Zersetzungskammer 108 angebrachte Dosiermodul 114 ein, so dass das Dosiermodul 114 das Reduktionsmittel in die Abgase dosieren kann, die in das Abgassystem 104 strömen. Das Dosiermodul 114 kann einen Isolator 116 beinhalten, der zwischen einem Abschnitt des Dosiermoduls 114 und dem Abschnitt der Zersetzungskammer 108 angeordnet ist, an dem das Dosiermodul 114 montiert ist. Das Dosiermodul 114 ist fluidtechnisch mit einer Reduktionsmittelquelle 118 gekoppelt (z. B., fluidtechnisch gekoppelt, um mit dieser zu kommunizieren, usw.). Die Reduktionsmittelquelle 118 kann mehrere Reduktionsmittelquellen 118 enthalten. Die Reduktionsmittelquelle 118 kann beispielsweise ein Dieselabgasfluidtank sein, der Adblue® enthält.
  • Eine Versorgungseinheit oder Reduktionsmittelpumpe 120 wird verwendet, um das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelquelle 118 für die Zufuhr zum Dosiermodul 114 mit Druck unter Druck zu setzen. In einigen Ausführungsformen wird die Reduktionsmittelpumpe 120 druckgesteuert (z. B. gesteuert, um einen Solldruck usw. zu erhalten). Die Reduktionsmittelpumpe 120 umfasst einen Filter 122. Das Filter 122 filtert (z. B. Belastung usw.) das Reduktionsmittel, bevor das Reduktionsmittel den internen Komponenten (z. B. Kolben, Schaufeln usw.) der Reduktionsmittelpumpe 120 zugeführt wird. Beispielsweise kann der Filter 122 die Übertragung von Feststoffen (z. B. verfestigtem Reduktionsmittel, Verunreinigungen usw.) auf die internen Komponenten der Reduktionsmittelpumpe 120 hemmen oder verhindern. In dieser Art und Weise kann der Filter 122 einen längeren, wünschenswerten Betrieb der Reduktionsmittelpumpe 120 ermöglichen. In einigen Ausführungsformen ist die Reduktionsmittelpumpe 120 mit einem Fahrgestell eines Fahrzeugs (z.B. eines Wasserfahrzeugs, Bootes, Cargo-Schiffes, Lastkahns, Containerschiffs, Landfahrzeugs, Nutzfahrzeugs, LKWs, usw.), an das ein Nachbehandlungssystem 100 angeschlossen ist, gekoppelt.
  • Das Dosiermodul 114 und die Reduktionsmittelpumpe 120 sind ebenfalls elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuerung 124 gekoppelt. Die Steuerung 124 ist dazu konfiguriert, das Dosiermodul 114 zu steuern, um Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 108 zu dosieren. Die Steuerung 124 kann auch zum Steuern der Pumpe 120 konfiguriert sein. Die Steuerung 124 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (Field-Programmable Gate Array, FPGA) usw. oder Kombinationen davon einschließen. Die Steuerung 124 kann, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Speicher einschließen, der eine elektronische, optische, magnetische oder beliebige andere Speicher- oder Übertragungsvorrichtung aufweisen kann, die einen Prozessor, eine ASIC, ein FPGA usw. mit Programmanweisungen versorgen kann. Der Speicher kann einen Speicherchip, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM)), einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher enthalten, aus dem die Steuerung Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können einen Code aus einer beliebigen geeigneten Programmiersprache einschließen.
  • Der SCR-Katalysator 110 ist konfiguriert, zur Verringerung von NOx-Emissionen beizutragen, indem ein NOx-Reduktionsprozess zwischen dem Ammoniak und dem NOx des Abgases in zweiatomigen Stickstoff, Wasser und/oder Kohlendioxid beschleunigt wird. Der SCR-Katalysator 110 beinhaltet einen Einlass in Fluidverbindung mit der Zersetzungskammer 108, aus der Abgas und Reduktionsmittel aufgenommen werden, sowie einen Auslass in Fluidverbindung mit einem Ende des Abgassystems 104.
  • Das Abgassystem 104 kann ferner einen Oxidationskatalysator (z. B. einen Dieseloxidationskatalysator (DOC)) in Fluidverbindung mit dem Abgassystem 104 enthalten (z. B. dem SCR-Katalysator 110 nachgeschaltet oder dem DPF 106 vorgeschaltet), um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas zu oxidieren.
  • Bei manchen Implementierungen kann der DPF 106 der Zersetzungskammer 108 nachgeschaltet sein. Beispielsweise können der DPF 106 und der SCR-Katalysator 110 in einer einzigen Einheit kombiniert sein. Bei manchen Implementierungen kann das Dosiermodul 114 stattdessen einem Turbolader nachgelagert oder einem Turbolader vorgelagert positioniert sein.
  • Der Sensor 112 kann mit dem Abgassystem 104 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgases, das durch das Abgassystem 104 strömt, zu erkennen. Bei einigen Implementierungen kann der Sensor 112 einen Abschnitt haben, der im Abgassystem 104 angeordnet ist; zum Beispiel kann sich eine Spitze des Sensors 112 in einen Abschnitt des Abgassystems 104 erstrecken. Bei anderen Implementierungen kann der Sensor 112 Abgas durch eine andere Leitung aufnehmen, wie durch ein oder mehrere Probenrohre, die sich aus dem Abgassystem 104 erstrecken. Während der Sensor 112 so dargestellt ist, dass er dem SCR-Katalysator 110 nachgeschaltet positioniert ist, versteht es sich, dass der Sensor 112 an jeder anderen Position des Abgassystems 104, einschließlich dem DPF 106 vorgeschaltet, im DPF 106, zwischen dem DPF 106 und der Zersetzungskammer 108, innerhalb der Zersetzungskammer 108, zwischen der Zersetzungskammer 108 und dem SCR-Katalysator 110, im SCR-Katalysator 110 oder dem SCR-Katalysator 110 nachgeschaltet, positioniert sein kann. Zusätzlich können zwei oder mehr Sensoren 112 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf oder sechs Sensoren 112, wobei jeder Sensor 112 an einer der vorher erwähnten Positionen des Abgassystems 104 angeordnet ist.
  • Das Dosiermodul 114 umfasst eine Dosierlanzenanordnung 126. Die Dosierlanzenanordnung 126 schließt eine Zuführleitung (z. B. Druckleitung, Zuführschlauch usw.) ein. Die Zuführleitung ist fluidtechnisch mit der Reduktionsmittelpumpe 120 gekoppelt. Die Dosierlanzenanordnung 126 schließt mindestens einen Injektor 128 ein. Der Injektor 128 ist konfiguriert, um das Reduktionsmittels in die Abgase zu dosieren (e.g., in der Zersetzungskammer 108, usw.). Obwohl dies nicht gezeigt wird, versteht es sich, dass das Dosiermodul 114 eine Vielzahl von Injektoren 128 enthalten kann.
  • Das Reduktionsmittelzufuhrsystem 102 schließt auch eine Luftpumpe 130 ein. Die Luftpumpe 130 zieht Luft aus einer Luftquelle 132 (z.B. einem Lufteinlass usw.) ab. Zusätzlich kann die Luftpumpe 130 dem Dosiermodul 114 die Luft über eine Leitung bereitstellen. Das Dosiermodul 114 ist konfiguriert, um die Luft und das Reduktionsmittel zu einem Luft-Reduktionsmittelgemisch zu mischen. Das Dosiermodul 114 ist ferner konfiguriert, um das Luft-Reduktionsmittelgemisch in die Zersetzungskammer 108 zu leiten.
  • Beispiel Dosiersteuerungssystem
  • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Dosiersteuerungssystem 200. Das Dosiersteuerungssystem 200 ist in ein Nachbehandlungssystem, wie das Nachbehandlungssystem 100, eingegliedert. Das Nachbehandlungssystem ist in einem Verbrennungsmotorsystem beinhaltet. Das Nachbehandlungssystem empfängt und behandelt Abgase, die von dem Verbrennungsmotor erzeugt werden.
  • Das Dosiersteuerungssystem 200 schließt einen Reduktionsmittelinjektor 202 (z.B. Dosierer usw.), wie das Dosiermodul 114, ein. Der Reduktionsmittelinjektor 202 ist konfiguriert, um wahlweise Reduktionsmittel in eine Abgasleitung 204, wie zum Beispiel die Zersetzungskammer 108, des Nachbehandlungssystems zu dosieren. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Reduktionsmittelinjektor 202 an der Abgasleitung 204 angebracht (z.B. damit gekoppelt, daran befestigt usw.). Zum Beispiel kann sich der Reduktionsmittelinjektor 202 durch eine Öffnung in der Abgasleitung 204 erstrecken und an der Abgasleitung 204 um die Öffnung herum befestigt sein. Die Abgasleitung 204 ist konfiguriert, um Abgase von dem Verbrennungsmotor aufzunehmen (z.B. von einem Abgaskrümmer, von einem DPF, von einer vorgelagerten Komponente des Nachbehandlungssystems, usw.) und behandelte Abgase einer nachgelagerten Komponente des Nachbehandlungssystems (z.B. SRC-Katalysator, Schalldämpfer, Endrohr usw.) bereitzustellen.
  • Der Reduktionsmittelinjektor 202 wird von einer Reduktionsmittelpumpe 206, wie der Reduktionsmittelpumpe 120, über eine Verbindungsleitung 208 Reduktionsmittel beliefert. Die Verbindungsleitung 208 kann sich von einem Motorraum eines Fahrzeugs nach hinten und unter dem Fahrzeug erstrecken. Obwohl in 2 nicht gezeigt, versteht es sich, dass der Reduktionsmittelinjektor 202 in ähnlicher Weise durch eine Luftpumpe, wie z.B. die Luftpumpe 130, mit Luft versorgt werden kann. In solchen Anwendungen ist der Reduktionsmittelinjektor 202 konfiguriert, die Luft und das Reduktionsmittel zu einem Luft-Reduktionsmittelgemisch zu mischen und der Abgasleitung 204 das Luft-Reduktionsmittelgemisch bereitzustellen.
  • Die Reduktionsmittelpumpe 206 ist so konfiguriert, dass sie Reduktionsmittel aus einem Tankstutzen 210 (z.B. Anschlussstück usw.) über eine Zufuhrleitung 212 abzieht. Bei einigen Ausführungsformen ist die Reduktionsmittelpumpe 206 direkt auf dem Tankstutzen 210 angebracht, so dass die Zufuhrleitung 212 nicht nötig ist. Der Tankstutzen 210 nimmt Reduktionsmittel aus einem Absperrventil 214 (z.B. Sicherheitsventil, Sperrventil, Kugelhahn, Magnetventil, usw.) auf, welches ferner das Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmitteltank 216, wie etwa der Reduktionsmittelquelle 118, erhält. Das Absperrventil 214 ist so konfiguriert, dass es von einem Dosiersteuerungssystemregler 218 gesteuert wird, um wahlweise zu verhindern, dass Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank 216 zu dem Tankstutzen 210 strömt, wodurch verhindert wird, dass Reduktionsmittel zu der Reduktionsmittelpumpe 206 und dem Reduktionsmittelinjektor 202 strömt. Das Absperrventil 214 ist geschlossen, wenn keine Energie zum Öffnen des Absperrventils 214 bereitgestellt wird. Wenn das Absperrventil 214 mit Energie versorgt wird und die Energiezufuhr zu dem Absperrventil 214 in der Folge entfernt wird, schließt das Absperrventil 214 schnell, um dadurch das Auslaufen des Reduktionsmittels zu verhindern.
  • Der Reduktionsmitteltank 216 ist zur Aufbewahrung eines Reduktionsmittels konzipiert. Der Reduktionsmitteltank 216 beinhaltet eine Entlüftung 220 (z.B. Spülventil, Druckentlastungsventil, usw.), die zum wahlweisen Öffnen konfiguriert ist, um Luft und/oder das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank 216 abzulassen (z.B. um eine Druckansammlung in dem Reduktionsmitteltank 216 usw. zu minimieren).
  • Das Dosiersteuerungssystem 200 beinhaltet auch eine Rückführleitung 222, die konfiguriert ist, dem Reduktionsmitteltank 216 aus dem Reduktionsmittelinjektor 202 Reduktionsmittel bereitzustellen. Insbesondere ist der Reduktionsmittelinjektor 202 konfiguriert, um über den Dosiersteuerungssystemregler 218 gesteuert zu werden, um selektiv Reduktionsmittel in die Rückführleitung 222 zu liefern (z.B. wenn weniger Reduktionsmittel benötigt wird, um die Abgase in der Abgasleitung 204 zu dosieren, wenn die Temperatur des Reduktionsmittelinjektors 202 einen Schwellenwert usw. überschreitet). Das Reduktionsmittel, das durch die Rückführleitung 222 zurück in den Reduktionsmitteltank 216 geleitet wird, ist konfiguriert, um über die Reduktionsmittelpumpe 206 zu dem Reduktionsmittelinjektor 202 rezirkuliert zu werden. Wie im Folgenden detaillierter beschrieben, verwendet das Dosiersteuerungssystem 200 das Absperrventil 214 und die Reduktionsmittelpumpe 206, um den Reduktionsmittelinjektor 202 nach Abschalten des mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbundenen Verbrennungsmotors mit Reduktionsmittel zu versorgen, solange sich der Verbrennungsmotor nicht in einem Notabschaltzustand befindet, wodurch der Reduktionsmittelinjektor 202 nach Abschalten durch Überhitzung unter Verwendung von rezirkuliertem Reduktionsmittel gekühlt und die gewünschte Verfügbarkeit des Reduktionsmittelinjektors 202 erhalten bleibt.
  • In verschiedenen Ausführungsformen sind die Verbindungsleitung 208, die Zufuhrleitung 212 und die Rückführleitung 222 aus rostfreiem Stahl hergestellt. In anderen Ausführungsformen sind die Verbindungsleitung 208, die Zufuhrleitung 212 und die Rückführleitung 222 aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer(EPDM)-Kautschuk hergestellt. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Verbindungsleitung 208, die Zufuhrleitung 212 und die Rückführleitung 222 aus einem Material mit einem Schmelzpunkt von mehr als 925 °C hergestellt.
  • Anders als bei anderen Dosiersystemen, die spezielle Pumpen und Leitungen verwenden, ist das Dosiersteuerungssystem 200 in der Lage, eine im Handel erhältliche (COTS - Components off the Shelf) Reduktionsmittelpumpe 206, Verbindungsleitung 208, Zufuhrleitung 212 und Rückführleitung 222 zu verwenden, da das Absperrventil 214 elektronisch durch den Dosiersteuerungssystemregler 218 gesteuert werden kann. Auf diese Weise kann das Dosiersteuerungssystem 200 kostengünstiger als andere Dosiersysteme, die spezielle Pumpen und Leitungen verwenden, hergestellt werden.
  • Wie vorstehend erwähnt, kommuniziert der Dosiersteuerungssystemregler 218 mit dem Reduktionsmittelinjektor 202. Der Dosiersteuerungssystemregler 218 kommuniziert auch mit der Reduktionsmittelpumpe 206 und dem Absperrventil 214. Wie im Folgenden detaillierter beschrieben, ist der Dosiersteuerungssystemregler 218 konfiguriert, um selektiv das Absperrventil 214 auszurichten, um den Durchfluss des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteltank 216 (z.B. zu dem Tankstutzen 210, zu der Reduktionsmittelpumpe 206, usw.) zu verhindern.
  • Der Dosiersteuerungsregler 218 schließt eine Prozessschaltung 224 ein, die einen Prozessor 226 und einen Speicher 228 beinhaltet. Der Dosiersteuerungssystemregler 218, die Prozessschaltung 224 und/oder der Prozessor 226 können einen Mikroprozessor, eine ASIC, ein FPGA, usw. oder Kombinationen davon enthalten. Der Speicher 228 kann, ist aber nicht darauf beschränkt, einen elektronischen, optischen, magnetischen Speicher oder jede andere beliebige Datenspeicher- oder Datenübertragungsvorrichtung einschließen, die in der Lage ist, einen Prozessor, eine ASIC, ein FPGA usw. mit Programmanweisungen zu versorgen. Der Speicher 228 kann auch einen Speicherchip, EEPROM, EPROM, einen Flash-Speicher oder jeden anderen geeigneten Speicher umfassen, von dem die zugehörige Steuerung Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können einen Code aus einer beliebigen geeigneten Programmiersprache einschließen.
  • Genauer gesagt, beinhaltet der Speicher 228 ein Reduktionsmittel-Pumpenmodul 230, ein Reduktionsmittel-Injektormodul 232, ein Notabschaltmodul 234, ein Zündschaltermodul 236 und ein Absperrventilmodul 238.
  • Das Reduktionsmittel-Pumpenmodul 230 kann zum Empfangen von Daten in Bezug auf die Parameter (z.B. Drehzahl, Drehmoment, Spannung, Strom, usw.) in Zusammenhang mit der Reduktionsmittelpumpe 206 und zur Befehlsausgabe (z.B. ein Ausgabeziel, eine Zielausgabegeschwindigkeit, usw.) an die Reduktionsmittelpumpe 206 zur Steuerung der Reduktionsmittelpumpe 206 konfiguriert sein. Insbesondere ist das Reduktionsmittel-Pumpenmodul 230 konfiguriert, um zu bestimmen, ob sich die Reduktionsmittelpumpe 206 in einem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand befindet. In dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand wird die Ausgabe von der Reduktionsmittelpumpe 206 befohlen (z.B. durch den Dosiersteuerungssystemregler 218, durch eine Motorsteuerungseinheit (ECU) des Verbrennungsmotors, die mit dem Dosiersteuerungssystemregler 218 verbunden ist, mit einem Motorsteuerungsmodul (ECM) des Verbrennungsmotors, das mit dem Dosiersteuerungssystemregler 218 verbunden ist, usw.). In einigen Fällen kann die Reduktionsmittelpumpe 206 im Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand sein, obwohl die Reduktionsmittelpumpe 206 den Reduktionsmittelinjektor 202 nicht mit Reduktionsmittel versorgt (z.B. wenn der Reduktionsmitteltank 216 leer ist, wenn das Absperrventil 214 den Durchfluss des Reduktionsmittels zu der Reduktionsmittelpumpe 206 verhindert, wenn die Reduktionsmittelpumpe 206 absichtlich nicht in Betrieb ist, usw.). Wie hierin ausführlicher erläutert wird, kann das Dosiersteuerungssystem 200 konfiguriert sein, um das Absperrventil 214 zu öffnen oder das Absperrventil 214 offen zu halten, als Reaktion darauf, dass sich die Reduktionsmittelpumpe 206 in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand befindet, sofern das Dosiersteuerungssystem 200 nicht in einem Notabschaltzustand ist.
  • Das Reduktionsmittel-Injektormodul 232 kann konfiguriert sein, um Daten zu den Parametern (z.B. Einspritzfrequenz, Einspritzmenge, Spannung, Strom, usw.) in Zusammenhang mit dem Reduktionsmittelinjektor 202 zu empfangen und um dem Reduktionsmittelinjektor 202 Befehle (z.B. eine Solleinspritzfrequenz, eine Solleinspritzmenge, usw.) zu erteilen, um den Reduktionsmittelinjektor 202 zu steuern.
  • Das Notabschaltmodul 234 kann zum Empfangen und Senden von Daten von und zu einem Notfallsystem (z.B. Feuerlöschsystem, usw.) konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob sich das Dosiersteuerungssystem 200 in einem Notabschaltzustand befindet. Zum Beispiel kann der Dosiersteuerungssystemregler 218 mit einer ECU oder einem ECM, die ein Notsignal empfangen, kommunizieren (z.B. als Reaktion auf das Erkennen eines Notfalls, durch einen Bediener des Verbrennungsmotors, usw.). Das Notabschaltmodul 234 bestimmt als Reaktion auf das Erfassen des Notfallsignals, dass sich das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand befindet. Das Notsignal kann beispielsweise anzeigen, dass eine sofortige Abschaltung des Verbrennungsmotors, der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbunden ist, gewünscht wird (z.B. als Reaktion auf einen Benutzer, der einen Not-Aus-Taster betätigt, als Reaktion auf die Aktivierung eines Feuerlöschsystems aufgrund eines vorliegenden Brandes, usw.). Wie im Folgenden detaillierter beschrieben wird, ist das Dosiersteuerungssystem 200 konfiguriert, um das Absperrventil 214 zu schließen oder um als Reaktion auf das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand das Absperrventil 214 geschlossen zu halten.
  • Das Zündschaltermodul 236 kann zum Empfangen von Daten zu einem Zündzustand (z.B. ein, aus, usw.) des Verbrennungsmotors, der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbunden ist, konfiguriert sein. Zum Beispiel kann das Zündschaltermodul 236 bestimmen, dass der Verbrennungsmotor, der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbunden ist, in dem Zündzustand ist, wenn ein Schlüssel (z.B. ein physischer Schlüssel, ein Remote-Schlüssel, eine Schaltfläche, usw.) zum Einschalten eines Verbrennungsmotors, der mit einem Dosiersteuerungssystem 200 verbunden ist, in einer Betriebsposition ist, so dass der Verbrennungsmotor betrieben werden kann. In ähnlicher Weise kann das Zündschaltermodul 236 bestimmen, dass sich der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbundene Verbrennungsmotor nicht in dem Zündzustand befindet, wenn sich ein Schlüssel in einer Aus-Position befindet, so dass der Verbrennungsmotor nicht betriebsfähig ist. Das Zündschaltermodul 236 kann die Kommunikation zwischen dem Dosiersteuerungssystemregler 218 und der ECU und/oder dem ECM, die mit dem Dosiersteuerungsmodul 200 verbunden sind, erleichtern.
  • Das Absperrventilmodul 238 kann konfiguriert sein, um Daten von dem Absperrventil 214 zu empfangen. Zum Beispiel ist das Absperrventilmodul 238 konfiguriert, um zu bestimmen, ob das Absperrventil 214 geöffnet oder geschlossen ist.
  • Anders als andere Dosiersysteme ist das Dosiersteuerungssystem 200 konfiguriert, das Absperrventil 214 offen zu halten, nachdem der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbundene Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist (z.B. nachdem das Zündschaltermodul 236 erfasst hat, dass ein Schlüssel des Verbrennungsmotors in eine Aus-Position gestellt wurde, usw.). Dementsprechend kann die Reduktionsmittelpumpe 206 weiterhin Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank 216 abziehen und dem Reduktionsmittelinjektor 202 den Reduktionsmitteltank zum Kühlen des Reduktionsmittelinjektors 202 bereitstellen und in der Folge über die Rückführleitung 222 zum Reduktionsmitteltank 216 rückführen. Während der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, kann der Reduktionsmittelinjektor 202 konfiguriert sein, um das gesamte Reduktionsmittel, das von der Verbindungsleitung 208 zu der Rückführleitung 222 aufgenommen wird, zu rezirkulieren. Auf diese Weise kann der Reduktionsmittelinjektor 202 nach dem Abschalten durch Überhitzung gekühlt werden, wie dies beispielsweise auftreten kann, wenn der Verbrennungsmotor aufgrund eines Notfalls abgeschaltet wird (z.B. über das Notabschaltmodul 234, usw.) oder ein Feuer (z.B. über das Notabschaltmodul 234, usw.). Andere Dosiersysteme können nicht in der Lage sein, einen Injektor nach einem Abschaltvorgang durch Überhitzung adäquat zu kühlen, wodurch ein solcher Injektor danach unerwünscht wird.
  • In verschiedenen Ausführungsformen ist der Dosiersteuerungssystemregler 218 in einem Relais der Reduktionsmittelpumpe 206 implementiert (z.B. physisch positioniert, angebracht, integriert, usw.). In anderen Ausführungsformen ist der Dosiersteuerungssystemregler 218 in eine Steuerungsplatine (z.B. Steuerpult eines Schiffs, usw.) eines Verbrennungsmotors, der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbunden ist, eingegliedert. Bei noch anderen Ausführungsformen ist der Dosiersteuerungssystemregler 218 in das Absperrventil 214 eingegliedert.
  • 3 veranschaulicht eine Steuerungsstrategie 300 für das Dosiersteuerungssystem 200. Die Steuerungsstrategie 300 schließt in Block 302 die Bestimmung durch den Dosiersteuerungssystemregler 218 ein, ob sich das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand befindet. Beispielsweise kann das Notabschaltmodul 234 konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass sich das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand als Reaktion zur Bestimmung, dass ein Bediener einen Not-Aus-Taster gedrückt hat, befindet.
  • Wenn sich das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand befindet, fährt die Steuerungsstrategie 300 damit fort, in Block 304 zu bestimmen, ob das Absperrventil 214 geöffnet ist. Zum Beispiel kann das Absperrventilmodul 238 konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass das Absperrventil 214 auf Grundlage einer Position des Sensors innerhalb des Absperrventils 214, einem Durchflusssensor in dem Absperrventil 214, einem Druck in dem Absperrventil 214 oder auf Grundlage der letzten bekannten Position (z.B. offen, geschlossen, usw.) des Absperrventils 214 geöffnet ist.
  • Wenn das Absperrventil 214 nicht geöffnet ist (d.h. das Absperrventil 214 ist geschlossen, usw.), beginnt die Steuerungsstrategie 300 wieder mit Block 302. Andernfalls, wenn das Absperrventil 214 geöffnet ist, fährt die Steuerungsstrategie 300 in Block 306 mit dem Schließen des Absperrventils 214 fort. Wenn beispielsweise das Absperrventilmodul 238 bestimmt, dass das Absperrventil 214 geöffnet ist und sich das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand befindet, schließt das Absperrventilmodul 238 das Absperrventil 214, wodurch ein Reduktionsmittelfluss aus dem Reduktionsmitteltank 216 verhindert wird. Die Steuerungsstrategie 300 beginnt dann wieder mit Block 302.
  • Wenn sich das Dosiersteuerungssystem 200 nicht in dem Notabschaltzustand befindet, fährt die Steuerungsstrategie 300 damit fort, in Block 308 zu bestimmen, ob sich die Reduktionsmittelpumpe 206 in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand befindet. Zum Beispiel wird das Reduktionsmittel-Pumpenmodul 230 bestimmen, ob der Reduktionsmittelpumpe 206 befohlen wird, den Reduktionsmittelinjektor 202 mit Reduktionsmittel zu versorgen.
  • Wenn das Reduktionsmittel-Pumpenmodul 230 bestimmt, dass sich die Reduktionsmittelpumpe 206 in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand befindet, fährt die Steuerungsstrategie 300 damit fort, in Block 310 zu bestimmen, ob das Absperrventil 214 geöffnet ist. Wenn das Absperrventil 214 geöffnet ist, beginnt die Steuerungsstrategie 300 wieder mit Block 302. Andernfalls, wenn das Absperrventil 214 nicht geöffnet ist, fährt die Steuerungsstrategie 300 in Block 306 mit dem Öffnen des Absperrventils 214 fort. Wenn beispielsweise das Absperrventilmodul 238 bestimmt, dass das Absperrventil 214 geschlossen ist, ist das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand, und die Reduktionsmittelpumpe 206 ist in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand, das Absperrventilmodul 238 öffnet das Absperrventil 214, wodurch Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank 216 strömen kann. Die Steuerungsstrategie 300 beginnt dann wieder mit Block 302.
  • Wenn das Reduktionsmittel-Pumpenmodul 230 bestimmt, dass die Reduktionsmittelpumpe 206 nicht in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand ist, fährt die Steuerungsstrategie 300 mit Block 304 fort, wie zuvor beschrieben. Durch die Verwendung des Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustands bei der Bestimmung, ob das Absperrventil 214 geöffnet wird oder nicht, schützt die Steuerungsstrategie 300 den Reduktionsmittelinjektor 202 im Falle der Abschaltung durch Überhitzung des Verbrennungsmotors, der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbunden ist, und stellt sicher, dass Reduktionsmittel durch den Reduktionsmittelinjektor 202 rezirkuliert wird, wodurch der Reduktionsmittelinjektor 202 nach dem Abschalten durch Überhitzung unter Verwendung von rezirkuliertem Reduktionsmittel gekühlt und die gewünschte Verfügbarkeit des Reduktionsmittelinjektors 202 erhalten bleibt. Die Steuerungsstrategie 300 kann implementiert werden, um Reduktionsmittel während eines Sollzeitraums (z.B. zwei Minuten, dreißig Sekunden, usw.) dem Reduktionsmittelinjektor 202 zurückzuführen oder bis der Reduktionsmittelinjektor 202 eine Solltemperatur erreicht (z.B. wie durch das Reduktionsmittel-Injektormodul 232 bestimmt, usw.).
  • Unter Verwendung der Steuerungsstrategie 300 wird das Absperrventil 214 geschlossen oder geschlossen gehalten, wann immer sich das Dosiersteuerungssystem 200 in dem Notabschaltzustand befindet. Während die Steuerungsstrategie 300 den Zündzustand des Verbrennungsmotors, der mit dem Dosiersteuerungssystem 200 verbunden ist, in Betracht ziehen kann, ist der Zündzustand für den Betrieb der Steuerungsstrategie 300 nicht bestimmend.
  • Aufbau beispielhafter Ausführungsformen
  • Obwohl dieses Dokument viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs dessen aufgefasst werden, was beansprucht sein kann, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifisch für bestimmte Implementierungen sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl Merkmale möglicherweise so beschrieben sind, dass sie in bestimmten Kombinationen wirken und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
  • Wie hierin verwendet sollen die Begriffe „im Wesentlichen“, „im Allgemeinen“ und ähnliche Begriffe eine umfassende Bedeutung haben im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung vom Fachleuten auf dem Gebiet, auf das sich der Gegenstand dieser Offenbarung bezieht. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden.
  • Die Begriffe „gekoppelt“, „befestigt“ und dergleichen, wie hierin verwendet, bedeuten das direkte oder indirekte Verbinden zweier Komponenten miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Ein solches Verbinden kann erreicht werden, indem die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und alle zusätzlichen Zwischenkomponenten einstückig als ein einheitlicher Körper miteinander ausgebildet werden, wobei die beiden Komponenten oder die beiden Komponenten und etwaige zusätzliche Zwischenkomponenten aneinander befestigt sind.
  • Die Begriffe „fluidgekoppelt“ oder „fluidisch konfiguriert, um zu kommunizieren mit“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten, dass die zwei Komponenten oder Objekte einen zwischen den zwei Komponenten oder Objekten ausgebildeten Pfad aufweisen, in dem eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Luft, gasförmiges Reduktionsmittel, gasförmiges Ammoniak usw. entweder mit oder ohne dazwischen geschaltete Komponenten oder Objekte strömen kann. Beispiele für Fluidkopplungen oder Konfigurationen zum Ermöglichen einer Fluidverbindung können Rohre, Kanäle oder jegliche anderen geeigneten Komponenten zum Ermöglichen des Strömens eines Fluids von einer Komponente zur anderen einschließen.
  • Es ist wichtig, zu beachten, dass Konstruktion und Anordnung des in den vielfältigen beispielhaften Implementierungen gezeigten Systems lediglich veranschaulichender und nicht einschränkender Art sind. Es wird gewünscht, dass sämtliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes und/oder Umfangs der beschriebenen Implementierungen fallen, geschützt sind. Es versteht sich, dass manche Merkmale nicht zwingend sind und dass Implementierungen, denen die verschiedenen Merkmale fehlen, als innerhalb des Umfangs der Anmeldung liegend betrachtet werden können, wobei der Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Wenn die Formulierung ein „Teil“ oder „Abschnitt“ verwendet wird, kann das Element einen Teil/Abschnitt und/oder das gesamte Element umfassen, sofern nicht spezifisch anders angegeben.
  • Auch wird der Begriff „oder“ in seinem einschließenden Sinn (und nicht in seinem ausschließlichen Sinn) verwendet, so dass, wenn er beispielsweise verwendet wird, um eine Liste von Elementen zu verbinden, der Begriff „oder“ ein, einige oder alle Elemente in der Liste bedeutet. Verbindende Sprache wie der Begriff „mindestens einer von X, Y, und Z,“ sofern nicht speziell anders angegeben, versteht sich auch im Kontext, um im Allgemeinen auszudrücken, dass ein Gegenstand, Begriff, usw. entweder X, Y, Z, X und Y, X und Z, Y und Z oder X, Y, und Z (d.h. eine beliebige Kombination von X, Y und Z) sein kann. Daher beabsichtigt diese verbindende Sprache im Allgemeinen nicht, zu interpretieren, dass bestimmte Ausführungsformen mindestens eines der X, mindestens eines der Y und mindestens eines der Z erfordern, sofern nicht anderweitig angegeben.
  • 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
    • US 62/713100 [0001]

Claims (20)

  1. Dosiersteuerungssystem, umfassend: ein Absperrventil, das konfiguriert ist, um Reduktionsmittel von einem Reduktionsmitteltank aufzunehmen; eine Reduktionsmittelpumpe, die konfiguriert ist, um selektiv das Reduktionsmittel von dem Absperrventil aufzunehmen, wobei die Reduktionsmittelpumpe konfiguriert ist, um selektiv in einem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand betrieben zu werden; einen Reduktionsmittelinjektor, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelpumpe aufzunehmen; und eine Rückführleitung, die mit dem Reduktionsmittelinjektor und dem Reduktionsmitteltank gekoppelt ist, wobei die Rückführleitung konfiguriert ist, selektiv dem Reduktionsmitteltank das Reduktionsmittel von dem Reduktionsmittelinjektor zuzuführen; wobei das Absperrventil konfiguriert ist, um einen Durchfluss des Reduktionsmittels zu der Reduktionsmittelpumpe zu verhindern, wenn die Reduktionsmittelpumpe nicht in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand betrieben wird.
  2. Dosiersteuerungssystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Dosiersteuerungssystem, das zum Öffnen des Absperrventils konfiguriert ist, um den Reduktionsmittelfluss zur Reduktionsmittelpumpe zu ermöglichen, wenn die Reduktionsmittelpumpe in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand ist.
  3. Dosiersteuerungssystem gemäß Anspruch 2, wobei der Dosiersteuerungssystemregler ferner konfiguriert ist, einen Notabschaltmodus zu erfassen und das Absperrventil zu schließen, um den Durchfluss des Reduktionsmittels zu der Reduktionsmittelpumpe zu verhindern, wenn der Dosiersteuerungssystemregler den Notabschaltmodus erkennt.
  4. Dosiersteuerungssystem gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Dosiersteuerungssystemregler ferner konfiguriert ist, eine Temperatur des Reduktionsmittelinjektors zu bestimmen, die Temperatur des Reduktionsmittelsinjektors mit einer Solltemperatur zu vergleichen und das Absperrventil zu öffnen, um den Durchfluss des Reduktionsmittels zu der Reduktionsmittelpumpe zu ermöglichen, wenn die Reduktionsmittelpumpe in dem Reduktionsmittelpumpen-Befehlszustand ist und die Temperatur des Reduktionsmittelinjektors höher als die Solltemperatur ist.
  5. Dosiersteuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei: der Dosiersteuerungssystemregler ein Zündschaltermodul aufweist, das so konfiguriert ist, dass es erkennt, wenn ein Verbrennungsmotor, der mit dem Dosiersteuerungssystem gekoppelt ist, abgeschaltet ist; und das Dosiersteuerungssystem so konfiguriert ist, dass es das Absperrventil wahlweise öffnet, während das Zündschaltermodul erkennt, dass der mit dem Dosiersteuerungssystem gekoppelte Verbrennungsmotor abgeschaltet ist.
  6. Dosiersteuerungssystem gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend: eine mit dem Absperrventil und der Reduktionsmittelpumpe gekoppelte Zufuhrleitung, wobei die Zufuhrleitung so konfiguriert ist, dass sie das Reduktionsmittel wahlweise vom Absperrventil zur Reduktionsmittelpumpe bereitstellt; wobei die Reduktionsmittelpumpe und das Absperrventil getrennt angeordnet sind.
  7. Dosiersteuerungssystem nach Anspruch 6, ferner umfassend: eine mit der Reduktionsmittelpumpe und dem Reduktionsmittelinjektor gekoppelte Verbindungsleitung wobei die Verbindungsleitung so konfiguriert ist, dass sie das Reduktionsmittel wahlweise von der Reduktionsmittelpumpe zum Reduktionsmittelinjektor bereitstellt; wobei die Reduktionsmittelpumpe und der Reduktionsmittelinjektor getrennt angeordnet sind.
  8. Verfahren zum Steuern eines Absperrventils eines Dosiersteuerungssystems, welches einen Dosiersteuerungssystemregler und eine Reduktionsmittelpumpe einschließt, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmung durch den Dosiersteuerungssystemregler, ob sich das Dosiersteuerungssystem in einem Notabschaltzustand befindet; Bestimmung durch den Dosiersteuerungssystemregler, ob sich die Reduktionsmittelpumpe in einem Reduktionsmittel-Befehlszustand befindet; und Öffnung des Absperrventils durch den Dosiersteuerungssystemregler als Reaktion auf die Bestimmung, dass sich das Dosiersteuerungssystem nicht in dem Notabschaltzustand befindet und dass die Reduktionsmittelpumpe in dem Reduktionsmittel-Befehlszustand ist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, ferner umfassend ein Anweisen durch den Dosiersteuerungssystemregler, dass die Reduktionsmittelpumpe im Reduktionsmittel-Befehlszustand ist.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend ein Schließen des Absperrventils durch den Dosiersteuerungssystemregler auf ein Bestimmen, dass die Reduktionsmittelpumpe nicht im Reduktionsmittel-Befehlszustand ist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, ferner umfassend ein Bestimmen durch den Dosiersteuerungssystemregler, dass das Absperrventil offen ist, oder dass das Absperrventil geschlossen ist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Dosiersteuerungssystemregler so konfiguriert ist, dass er das Absperrventil nur nach einem Bestimmen, dass das Absperrventil geschlossen ist, öffnet; und der Dosiersteuerungssystemregler so konfiguriert ist, dass er das Absperrventil nur nach einem Bestimmen, dass das Absperrventil geöffnet ist, schließt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-12, wobei der Dosiersteuerungssystemregler so konfiguriert ist, dass er nur nach einem Bestimmen, dass das Dosiersteuerungssystem in einem Notabschaltzustand ist, bestimmt, ob die Reduktionsmittelpumpe im Reduktionmittel-Befehlszustand ist.
  14. Dosiersteuerungssystemregler, umfassend: eine Prozessschaltung, die wahlweise in einem Notfallabschaltzustand und einem Reduktionsmittel-Befehlszustand betrieben wird, wobei die Prozessschaltung konfiguriert ist zum: Abschalten einer Reduktionsmittelpumpe in dem Notabschaltzustand; Betrieb der Reduktionsmittelpumpe in dem Reduktionsmittel-Befehlszustand; und Öffnen eines Absperrventilsin dem Reduktionsmittel-Befehlszustand und nicht in dem Notabschaltzustand.
  15. Dosiersteuerungssystemregler nach Anspruch 14, wobei die Prozessschaltung ferner so konfiguriert ist, dass sie das Absperrventil schließt, wenn sie nicht im Reduktionsmittel-Befehlszustand ist.
  16. Dosiersteuerungssystemregler nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Prozessschaltung ferner so konfiguriert ist, dass sie das Absperrventil in einem Notabschaltzustand schließt.
  17. Dosiersteuerungssystemregler nach einem der Ansprüche 14-16, wobei die Prozessschaltung ferner konfiguriert ist, um: eine Temperatur eines Reduktionsmittelinjektors zu bestimmen; die Temperatur mit einer Zieltemperatur zu vergleichen; und das Absperrventil im Reduktionsmittel-Befehlszustand und, wenn die Temperatur die Zieltemperatur übersteigt, zu öffnen.
  18. Dosiersteuerungssystemregler nach einem der Ansprüche 14-17, wobei: die Prozessschaltung ferner konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass das Absperrventil offen oder geschlossen ist; die Prozessschaltung konfiguriert ist, um das Absperrventil nur nach einem Bestimmen, dass das Absperrventil geschlossen ist, zu öffnen; und die Prozessschaltung konfiguriert ist, um das Absperrventil nur nach einem Bestimmen, dass das Absperrventil offen ist, zu schließen.
  19. Dosiersteuerungssystemregler nach einem der Ansprüche 14-18, wobei die Prozessschaltung ferner konfiguriert ist, um: zu bestimmen, dass ein mit der Reduktionsmittelpumpe gekoppelter Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist; und das Absperrventil zu öffnen, während der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist.
  20. Dosiersteuerungssystemregler nach einem der Ansprüche 14-19, wobei die Prozessschaltung ferner konfiguriert ist, um: das Absperrventil zu schließen, wenn sie nicht im Reduktionsmittel-Befehlszustand ist, das Absperrventil im Notabschaltzustand zu schließen; eine Temperatur eines Reduktionsmittelinjektors zu bestimmen; die Temperatur mit einer Zieltemperatur zu vergleichen; das Absperrventil im Reduktionsmittel-Befehlszustand und, wenn die Temperatur eine Zieltemperatur übersteigt, zu öffnen; zu bestimmen, dass das Absperrventil offen oder geschlossen ist; zu ermitteln, dass ein mit der Reduktionsmittelpumpe gekoppelter Verbrennungsmotor abgeschaltet ist; und das Absperrventil zu öffnen, während der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist.
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