DE102019219636A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystem und Fluid-Versorgungssystem - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystem und Fluid-Versorgungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102019219636A1
DE102019219636A1 DE102019219636.5A DE102019219636A DE102019219636A1 DE 102019219636 A1 DE102019219636 A1 DE 102019219636A1 DE 102019219636 A DE102019219636 A DE 102019219636A DE 102019219636 A1 DE102019219636 A1 DE 102019219636A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
pump
filter
supply system
valves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019219636.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Horst KLEINKNECHT
Arno Matzner
Martin Woerner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102019219636.5A priority Critical patent/DE102019219636A1/de
Priority to KR1020200170984A priority patent/KR20210075858A/ko
Priority to CN202011441482.6A priority patent/CN112983602A/zh
Publication of DE102019219636A1 publication Critical patent/DE102019219636A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/60—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration
    • B01D29/606—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration by pressure measuring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter
    • B01D29/70—Regenerating the filter material in the filter by forces created by movement of the filter element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D37/00—Processes of filtration
    • B01D37/04—Controlling the filtration
    • B01D37/046—Controlling the filtration by pressure measuring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1426—Filtration means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F01N2610/144—Control thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystems (100) mit einer Pumpe (210) mit einem Pumpenraum (220), zwei aktiv steuerbaren Ventilen (221, 222) für den Pumpenraum (220), und mit einem Filter (230), wobei mittels der Pumpe ein Fluid durch einen Filter förderbar ist, wobei, um den Filter (230) zumindest teilweise zu reinigen, die Pumpe und die Ventile (221, 222) derart angesteuert werden, dass das Fluid (121) impulsartig durch den Filter (230) gepumpt wird, sowie ein solches Versorgungssystems (100).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystems mit einer Pumpe, eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung sowie ein solches Fluid-Versorgungssystem mit einer solchen Recheneinheit.
  • Stand der Technik
  • Bei einer Nachbehandlung von Abgasen in Kraftfahrzeugen kann, insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden (NOx), das sog. SCR-Verfahren (engl.: Selective Catalytic Reduction) zum Einsatz kommen. Dabei wird eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) als Reduktionsmittellösung in das typsicherweise sauerstoffreiche Abgas eingeführt.
  • Hierfür kann ein Dosiermodul bzw. Dosierventil verwendet werden, das eine Düse umfasst, um die Harnstoff-Wasser-Lösung in den Abgasstrom einzusprühen bzw. einzubringen. Stromaufwärts eines SCR-Katalysators reagiert die Harnstoff-Wasser-Lösung zu Ammoniak, welcher sich anschließend am SCR-Katalysator mit den Stickoxiden verbindet, woraus Wasser und Stickstoff entstehen.
  • Das Dosierventil ist typischerweise über eine Druckleitung mit einer Pumpe verbunden. Diese pumpt die Harnstoff-Wasser-Lösung aus einem Reduktionsmitteltank zum Dosiermodul. Zusätzlich ist meistens ein Rücklauf mit dem Reduktionsmitteltank verbunden, über den überschüssige Harnstoff-Wasser-Lösung zurückgeführt werden kann. Eine Blende oder Drossel im Rücklauf kann den Rückfluss steuern.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystems, eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung sowie ein Fluid-Versorgungssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystems, das (zumindest) eine Pumpe und einen Filter aufweist. Die Pumpe wiederum weist einen Pumpenraum mit zwei Ventilen auf, die beide aktiv steuerbar, d.h. gezielt öffnenbar und schließbar sind. Diese zwei Ventile dienen dabei insbesondere als Einlassventil und als Auslassventil. Die Pumpe und der Filter können dabei vorzugsweise Teil einer Fördereinheit im Sinne einer baulichen Einheit sein, grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass die Pumpe und der Filter zwar in einem (z.B. in einem Fahrzeug) eingebauten Zustand zwar fluidverbunden sind, jedoch an sich separate Komponenten sind.
  • Unter einem aktiv steuerbaren Ventil (dies gilt sowohl für das Einlassventil als auch das Auslassventil) ist hierbei zu verstehen, dass das Öffnen und Schließen des Ventils aktiv gezielt herbeigeführt werden kann, beispielsweise durch einen Magnetschalter bzw. ein mittels Elektromagnet geschaltetes Ventil. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei anderen - oder auch bei herkömmlicherweise in Pumpen in SCR-Systemen verwendeten Ventilen - um solche Ventile, die passiv bzw. automatisch bei Anliegen eines bestimmten Drucks öffnen. Mit solchen herkömmlichen Ventilen kann also beispielsweise in einer Saugphase der Pumpe Fluid durch das Einlassventil in den Pumpenraum eingesaugt werden und in einer Pump- oder Förderphase dann durch das Auslassventil - bei geschlossenem Einlassventil - aus dem Pumpenraum hinaus gedrückt werden.
  • Zweckmäßigerweise weist das Fluid-Versorgungssystem zudem einen Fluid-Tank für das Fluid und ein Dosiermodul auf, wobei das Fluid vom Dosiermodul über die Pumpe zum Fluid-Tank rückförderbar ist. Dabei wird das Fluid auch durch den Filter gefördert, der dann typischerweise zwischen Fluid-Tank und Pumpe vorgesehen ist, sodass das Fluid bereits gereinigt ist, wenn es die Pumpe erreicht. Der Filter - oder ein weiterer Filter - kann jedoch auch zwischen Pumpe und Dosiermodul vorgesehen sein.
  • Eine besonders bevorzugte Art eines solchen Fluid-Versorgungssystem ist das eingangs bereits erwähnte SCR-Versorgungssystem, bei dem als Fluid dann eine Harnstoff-Wasser-Lösung verwendet wird, die mittels des Dosiermoduls in einen Abgasstroms eines Fahrzeugs eingebracht werden kann.
  • Bei der Pumpe selbst kann es sich - sowohl im Falle eines SCR-Versorgungssystems als auch bei einem anderen Fluid-Versorgungssystem - um eine sog. Membranpumpe handeln. Hier wird mittels eines über einen Elektromotor angetriebenen Exzenters ein mit einer Membran verbundenes Pleuel hin- und her- bzw. auf- und abbewegt, sodass das Volumen des durch die Membran abgeschlossenen Pumpenraums verkleinert und vergrößert werden kann.
  • Der Filter eines solchen anderen Fluid-Versorgungssystems bzw. SCR-Versorgungssystems ist zwar typischerweise relativ groß, nichtsdestotrotz setzen sich nach und nach Verunreinigungen bzw. Schmutz darin ab, sodass irgendwann ein nötiger Durchfluss nicht mehr sichergestellt werden kann, oder aber saugseitig ein zu hoher Druck aufgebaut und ein nötiger bzw. gewünschter Wirkungsgrad nicht mehr gestellt werden kann. Der Filter muss dann getauscht werden, damit weiterhin bzw. wieder ein regulärer Betrieb des Fluid-Versorgungssystems bzw. SCR-Versorgungssystems möglich ist.
  • Die Erfindung macht sich nun die aktiv steuerbaren Ventile zunutze, und zwar derart, dass die Pumpe und die zwei Ventile (zusammen bzw. insgesamt) derart angesteuert werden, dass das Fluid impuls- bzw. schwallartig durch den Filter gepumpt bzw. gefördert wird. Auf diese Weise kann der Filter (bei Bedarf) zumindest teilweise gereinigt werden, nämlich indem durch eine Druckwelle im Fluid Ablagerungen aus dem Filter herausgelöst werden. Diese herausgelösten Ablagerungen können sich dann beispielsweise - je nach Ausrichtung des Fluid-Versorgungssystems im eingebauten Zustand - im Fluid-Tank oder anderweitig absetzen.
  • Um das Fluid impulsartig durch den Filter zu pumpen, wird Fluid zunächst in den Pumpenraum eingesaugt. Hierzu kann eines der Ventile geöffnet, das andere geschlossen sein. Dann wird bei geschlossenen Ventilen Druck in dem Pumpenraum aufgebaut. Hierzu werden die beiden Ventile also für eine gewisse Zeitdauer, während welcher das Volumen des Pumpenraums verringert wird, entgegen dem üblichen Betrieb geschlossen gehalten. Erst dann, also nachdem ein gewünschter bzw. bestimmter Überdruck gegenüber dem Druck in der angeschlossenen Leitung erreicht worden ist, wird eines der beiden Ventile geöffnet, sodass das Fluid mit - gegenüber dem Druck in der angeschlossenen Leitung - erhöhten Druck in die Leitung gepumpt und in Richtung bzw. durch den Filter gepumpt bzw. gefördert wird. Es versteht sich, dass hierzu dasjenige Ventile zu öffnen ist, auf dessen Seite der Filter vorgesehen ist. Der Druckschwellwert für den Überdruck kann beispielsweise bis zu 10 bar oder mehr betragen, denkbar wären auch weniger, wie z.B. 0,5 bar. Der konkrete und bevorzugte Wert kann letztlich aber auch experimentell bestimmt werden.
  • Wenngleich mit dem vorgeschlagenen Verfahren der Filter ggf. auch nur teilweise von Verunreinigungen befreit werden kann, so ist damit dennoch eine gewisse Verlängerung der Lebens- bzw. Verwendungsdauer des Filters möglich. Dieser Vorgang kann dabei so oft wie gewünscht oder nötig wiederholt werden.
  • Ein besonderer Vorteil der aktiv steuerbaren Ventile - gegenüber herkömmlichen passiven Ventilen bzw. Rückschlagventilen - ist nun zudem, dass das Fluid nicht nur in der üblichen Richtung vom Fluid-Tank über die Pumpe zum Dosiermodul gefördert werden kann, sondern - durch entsprechend umgekehrte Ansteuerung der Ventile - auch vom Dosiermodul über die Pumpe zum Fluid-Tank. Diese, der regulären Förderrichtung entgegengesetzte Förderrichtung ist besonders bei einem SCR-Versorgungssystem von Vorteil, da dort nach Abstellen der Brennkraftmaschine bzw. des Dieselmotors das Fluid - bzw. dann die Harnstoff-Wasser-Lösung - wieder vom Dosiermodul in den Fluid-Tank zurückgefördert werden kann, um insbesondere im Winter ein Einfrieren zu verhindern.
  • In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, dass bei den zwei Ventilen nicht mehr notwendigerweise zwischen Einlassventil und Auslassventil unterschieden werden kann, da jedes der zwei Ventile beide Funktionen wahrnehmen kann, je nach Förderrichtung. Sofern jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung von einem Einlassventil und einem Auslassventil die Rede ist, soll diese Bezeichnung, auf die reguläre Förderrichtung vom Fluid-Tank über die Pumpe zum Dosiermodul abstellen, auch wenn eine entgegengesetzte Förderrichtung möglich ist.
  • Hier kommt nun besonders zum Tragen, dass bei einer solchen Rückförderung die vorgeschlagene Reinigung des Filters mit impulsartigem Pumpen keine bzw. keine nennenswerten Auswirkungen auf den regulären Betrieb des Fluid-Versorgungssystems hat. Außerdem kommt hinzu, dass insbesondere bei einem SCR-Versorgungssystem der Filter, zumindest ein Hauptfilter, zwischen Fluid-Tank und Pumpe vorgesehen ist, der entsprechend im Rahmen der Rückförderung gereinigt werden kann.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs wie ein Motorsteuergerät oder ein Abgasnachbehandlungssteuergerät, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Fluid-Versorgungssystem, insbesondere ein SCR-Versorgungssystem, mit einer Pumpe mit einem Pumpenraum und zwei aktiv steuerbaren Ventilen für den Pumpenraum, sowie einem Filter und einer erfindungsgemäßen Recheneinheit.
  • Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Fluid-Versorgungssystem in einer bevorzugten Ausführungsform.
    • 2 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In 1 ist schematisch und beispielhaft ein als SCR-Versorgungssystem ausgebildetes Fluid-Versorgungssystem 100 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das SCR-Versorgungssystem 100 umfasst eine Pumpe bzw. Förderpumpe 210 mit einem Pumpenraum 220, zwei aktiv steuerbaren Ventilen 221 und 222 für den Pumpenraum 220, sowie mit einen Filter 230. Diese Komponenten bilden zusammen beispielhaft eine Fördereinheit 200, die z.B. als bauliche Einheit zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Bei regulärer Förderrichtung dient dabei das Ventil 221 als Einlassventil, das Ventil 222 hingegen als Auslassventil. Zudem weist die Pumpe 210 ein Förderelement 225 auf, um das Volumen des Pumpenraums 220 zu vergrößern und zu verkleinern. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die konkrete Art des Förderelements 225, z.B. Kolben o.ä., für das vorgeschlagene Verfahren nicht relevant ist.
  • Die Pumpe 210 ist nun dazu eingerichtet, Reduktionsmittel 121 (bzw. eine Reduktionsmittellösung) als zu förderndes Fluid aus einem Fluid-Tank 120 über eine Druckleitung 122 zu einem Dosiermodul oder Dosierventil 130 zu fördern. Dort wird das Reduktionsmittel 121 dann in einen Abgasstrang 170 einer Brennkraftmaschine gesprüht.
  • Weiterhin ist ein Drucksensor 140 vorgesehen (dieser kann auch in der Fördereinheit 200 untergebracht sein), der dazu eingerichtet ist, einen Druck zumindest in der Druckleitung 122 zu messen. Eine z.B. als Abgasnachbehandlungssteuergerät ausgebildete Recheneinheit 150 ist mit dem Drucksensor 140 verbunden und erhält von diesem Informationen über den Druck in der Druckleitung 122. Außerdem ist das Abgasnachbehandlungssteuergerät 150 mit der Fördereinheit 200, und dort insbesondere mit der Pumpe 210, und mit dem Dosiermodul 130 verbunden, um diese ansteuern zu können.
  • Zudem umfasst das SCR-Versorgungssystem 100 beispielhaft einen Rücklauf 160, durch den Reduktionsmittel aus dem System zurück in den Fluid-Tank 120 geführt werden kann. In diesem Rücklauf 160 ist beispielhaft eine Blende bzw. Drossel 161 angeordnet, die einen örtlichen Strömungswiderstand bietet. Hierzu ist jedoch anzumerken, dass ein solcher Rücklauf bei dem vorgeschlagenen Verfahren mit aktiv gesteuerten Ventilen auch entfallen kann.
  • Das Abgasnachbehandlungssteuergerät ist dazu eingerichtet, anhand relevanter Daten, wie z.B. vom Motorsteuergerät oder von Sensoren für Temperatur, Druck und Stickoxidgehalt im Abgas empfangenen Daten die Aktoren des Systems zu koordinieren, um die Harnstoff-Wasser-Lösung entsprechend der Betriebsstrategie in den Abgastrakt vor dem SCR-Katalysator einzubringen. Weiterhin überwacht beispielsweise eine On-Board-Diagnose (OBD) die zur Einhaltung der Abgasgrenzwerte relevanten Bauteile und Baugruppen des Abgasnachbehandlungssystems.
  • In 2 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Hierzu sind in zwei übereinander gezeigten Diagrammen jeweils ein Hub h der Pumpe (z.B. Kolbenhub oder Membranhub) über einer Zeit t aufgetragen. Der Hub h variiert dabei zwischen einem oberen Totpunkt OT und einem unteren Totpunkt UT, wobei der Pumpenraum beim OT sein maximales Volumen aufweist, beim UT hingegen weist er sein minimales Volumen auf. Die Verläufe V1 und V2 beschreiben dabei Rückförderungen von Fluid aus der Druckleitung 122 in den Tank 121, beispielsweise um ein Vereisen der Druckleitung zu verhindern.
  • Der Verlauf V1 im oberen Diagramm zeigt nun eine Förderung von Fluid mittels der Pumpe, wobei mit den Punkten A, B, C und D jeweils Positionen des Hubs und damit des aktuellen Volumens des Pumpenraums, zu denen eine Aktion (Öffnen oder Schließen) eines der Ventile erfolgt, gezeigt sind.
  • Zum besseren Verständnis sollen die zwei Ventile nachfolgend als Einlassventil und Auslassventil bezeichnet werden, wobei durch das Einlassventil Fluid in den Pumpenraum einströmt, durch das Auslassventil wieder hinaus. Eine reguläre Förderung und eine Rückförderung funktionieren dabei auf die gleiche Weise, wobei bei der Rückförderung - wie hier vorliegende - das Einlassventil (222) auf Seiten des Dosiermoduls und das Auslassventil (221) auf Seiten des Fluid-Tanks zu verorten ist. Bei einer regulären Förderung ist dies umgekehrt.
  • Bei Punkt A ist der Pumpenraum (mit zumindest im Wesentlichen maximalem Volumen) mit Fluid gefüllt. Das Auslassventil 221 ist zunächst noch geschlossen, wird am Punk A aber geöffnet. Das Einlassventil 222 ist und bleibt geschlossen. Damit wird Fluid aus dem Pumpenraum in Richtung Tank 121 hinaus gefördert.
  • An Punkt B ist das Fluid dann zumindest im Wesentlichen vollständig (eine vollständige Entleerung wird in der Praxis nicht möglich sein) aus dem Pumpenraum verdrängt. Das Auslassventil 221 wird dann geschlossen. Unmittelbar danach oder allenfalls sehr kurze Zeit später wird bei Punkt C das zunächst geschlossene Einlassventil 222 geöffnet, das Auslassventil bleibt geschlossen.
  • Damit wird mit dem nachfolgenden Hub in Richtung OT Fluid aus der Druckleitung 122 in den Pumpenraum eingesaugt. Bei Erreichen des OT wird bei Punkt D das Einlassventil 222 geschlossen, der Pumpenraum ist mit dem Fluid gefüllt. Anschließend wird der Vorgang ab Punkt A wiederholt.
  • Im unteren Diagramm ist mit dem Verlauf V2 nun ebenfalls eine Rückförderung von Fluid mittels der Pumpe gezeigt, wobei auch hier - wie im oberen Diagramm - mit den Punkten A, B, C und D jeweils Positionen des Hubs und damit des aktuellen Volumens des Pumpenraums, zu denen eine Aktion (Öffnen oder Schließen) eines der Ventile erfolgt, gezeigt sind.
  • Bei dem hier gezeigten Vorgehen handelt es um eine bevorzugte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens, bei dem während der Rückförderung der Filter gereinigt wird.
  • Der Unterschied zu der Förderung, wie sie im oberen Diagramm dargestellt ist, ist hier der Punkt A zeitlich nach spät verschoben. Dies bedeutet, dass dann, wenn der Pumpenraum (vollständig) mit Fluid gefüllt ist, also mit Erreichen des Punktes D, das Auslassventil 221 nicht unmittelbar danach, also noch in etwa bei OT, geöffnet wird. Vielmehr wird das Auslassventil 221 erst kurz vor Erreichen des UT geöffnet, was durch die Position des Punktes A verdeutlicht wird.
  • Damit wird in dem Zeitraum zwischen den Punkten D und A ein gewisser Druck in dem Fluid im Pumpenraum aufgebaut. Mit Öffnen des Auslassventils 221 beim Punkt A wird dann durch den Überdruck (z.B. 1-10 bar, ein regulärer Förderdruck kann hierzu z.B. bei 9 bar liegen) im Vergleich zum aktuellen Druck in der Leitung zwischen Auslassventil und Filter eine impulsartige Druckwelle erzeugt, die sich das Fluid in der Leitung bis zum Filter ausbreitet und dort dann die Verunreinigung löst. Auf diese Weise kann also besonders einfach und effizient der Filter von Verunreinigungen befreit werden.
  • Die Wahl des Zeitpunkts bzw. Hubs, zu dem das Auslassventil geöffnet wird, kann dabei z.B. je nach Wunsch oder anhand von Testmessungen gewählt werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystems (100) mit einer Pumpe (210) mit einem Pumpenraum (220), zwei aktiv steuerbaren Ventilen (221, 222) für den Pumpenraum (220), und mit einem Filter (230), wobei mittels der Pumpe ein Fluid durch einen Filter förderbar ist, wobei, um den Filter (230) zumindest teilweise zu reinigen, die Pumpe und die Ventile (221, 222) derart angesteuert werden, dass das Fluid (121) impulsartig durch den Filter (230) gepumpt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, um das Fluid impulsartig durch den Filter (230) zu pumpen, Fluid (121) in den Pumpenraum (220) eingesaugt wird, dann bei geschlossenen Ventilen (221, 222) Druck in dem Pumpenraum (220) aufgebaut wird, und dann eines der zwei Ventile (221, 222) geöffnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das eine der zwei Ventile (221, 222) geöffnet wird, wenn ein Differenzdruck zwischen dem Druck in dem Pumpenraum (220) und dem Druck in einer Leitung zwischen dem einen der zwei Ventile (221, 222) und dem Filter (230) einen Druckschwellwert überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Fluid-Versorgungssystem (100) einen Fluid-Tank (120) und ein Dosiermodul (130) aufweist, wobei das Fluid (121) impulsartig durch den Filter (230) gepumpt wird, wenn Fluid vom Dosiermodul (130) über die Pumpe (210) zum Fluid-Tank (120) rückgefördert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Filter (230) zwischen der Pumpe (210) und dem Fluid-Tank (120) angeordnet ist.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein SCR-Versorgungssystem als Fluid-Versorgungssystem (100) verwendet wird.
  7. Recheneinheit (150), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  8. Fluid-Versorgungssystem (100) mit einer Pumpe (210) mit einem Pumpenraum (220), zwei aktiv steuerbaren Ventilen (221, 222) für den Pumpenraum (220), und mit einem Filter (230), und mit einer Recheneinheit (150) nach Anspruch 7.
  9. Fluid-Versorgungssystem (100) nach Anspruch 8, insbesondere SCR-Versorgungssystem, weiterhin mit einem Fluid-Tank (120) und einem Dosiermodul (130).
  10. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (150) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (150) ausgeführt wird.
  11. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.
DE102019219636.5A 2019-12-14 2019-12-14 Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystem und Fluid-Versorgungssystem Pending DE102019219636A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019219636.5A DE102019219636A1 (de) 2019-12-14 2019-12-14 Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystem und Fluid-Versorgungssystem
KR1020200170984A KR20210075858A (ko) 2019-12-14 2020-12-09 유체 공급 시스템의 작동 방법 및 유체 공급 시스템
CN202011441482.6A CN112983602A (zh) 2019-12-14 2020-12-11 用于运行流体供给系统的方法和流体供给系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019219636.5A DE102019219636A1 (de) 2019-12-14 2019-12-14 Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystem und Fluid-Versorgungssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019219636A1 true DE102019219636A1 (de) 2021-06-17

Family

ID=76084688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019219636.5A Pending DE102019219636A1 (de) 2019-12-14 2019-12-14 Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystem und Fluid-Versorgungssystem

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20210075858A (de)
CN (1) CN112983602A (de)
DE (1) DE102019219636A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4446261A1 (de) * 1994-12-23 1996-06-27 Mann & Hummel Filter Spaltfilter für Flüssigkeiten oder Gase
DE102013209070A1 (de) * 2013-05-16 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines Bewegungsbeginns von elektromechanischen Aktuatoren
DE102017210231A1 (de) * 2017-06-20 2018-12-20 Robert Bosch Gmbh Filtereinrichtung und Fördermodul für ein Fluid sowie Betriebsverfahren hierzu
DE102018212985A1 (de) * 2018-08-03 2020-02-06 Robert Bosch Gmbh Pumpe und Verfahren zu ihrem Betrieb sowie zum Ermitteln eines oberen und/oder unteren Totpunkts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4446261A1 (de) * 1994-12-23 1996-06-27 Mann & Hummel Filter Spaltfilter für Flüssigkeiten oder Gase
DE102013209070A1 (de) * 2013-05-16 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines Bewegungsbeginns von elektromechanischen Aktuatoren
DE102017210231A1 (de) * 2017-06-20 2018-12-20 Robert Bosch Gmbh Filtereinrichtung und Fördermodul für ein Fluid sowie Betriebsverfahren hierzu
DE102018212985A1 (de) * 2018-08-03 2020-02-06 Robert Bosch Gmbh Pumpe und Verfahren zu ihrem Betrieb sowie zum Ermitteln eines oberen und/oder unteren Totpunkts

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210075858A (ko) 2021-06-23
CN112983602A (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2206897B1 (de) Fördereinrichtung für ein SCR-System
EP2504540B1 (de) Verfahren zum betrieb einer fördervorrichtung für ein reduktionsmittel
EP2013456B1 (de) Vorrichtung zur zufuhr eines reduktionsmittels in einen abgasstrang einer verbrennungskraftmaschine
DE102012209538B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit von Hydraulikkomponenten in einem Abgasnachbehandlungssystem für ein Kraftfahrzeug
DE112008002451T5 (de) System und Methode zum Dosieren von Treibstoff in einem Hochdruck-Pumpensystem
DE102014222463A1 (de) Vorrichtung zur Wassereinspritzung und Verfahren zum Betrieb einer solchen
EP2157295B1 (de) Dosiersystem für ein flüssiges Medium, insbesondere Harnstoff-Wasser-Lösung
EP2569522A1 (de) Vorrichtung zur reduktion von schadstoffen im abgasstrom eines verbrennungsmotors
EP3469195B1 (de) Verfahren zum entleeren eines reduktionsmittelfördersystems eines scr-katalysators
DE102018212985A1 (de) Pumpe und Verfahren zu ihrem Betrieb sowie zum Ermitteln eines oberen und/oder unteren Totpunkts
DE102017204300A1 (de) Verfahren zur Diagnose eines SCR-Systems
EP2660436B1 (de) Verfahren zum Entlüften einer Fördereinheit für ein flüssiges Additiv
DE102019219636A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Fluid-Versorgungssystem und Fluid-Versorgungssystem
EP2809898A2 (de) Verfahren zum betrieb einer dosiervorrichtung
EP2294294B1 (de) Dosiersystem für ein flüssiges medium, insbesondere harnstoff-wasser-lösung
DE102019212831A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Pumpe und SCR-Versorgungssystem mit einer solchen Pumpe
DE102011088115A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Druckregelventils
DE102020212722A1 (de) Verfahren zum Entleeren eines Fluid-Versorgungssystems
EP3670907B1 (de) Verfahren zum betreiben einer pumpe und system mit einer solchen pumpe
DE112019000809T5 (de) System und Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Dosiereinheit eines Fluiddosiersystems
DE102017219322A1 (de) Reinigungsverfahren sowie Reinigungssystem
DE102010011469A1 (de) Kraftstoff-Zuführungseinrichtung für einen Motor
DE102009021815B4 (de) Förderpumpe
DE102022211655A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines SCR-Versorgungssystem mit einer Pumpe mit ei-nem Pumpenraum
DE102020211030A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Pumpe und Fluid-Versorgungssystem mit einer solchen Pumpe

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified