DE102022210478A1

DE102022210478A1 - Fördermodul für ein Hilfsmittel zur Abgasnachbehandlung

Info

Publication number: DE102022210478A1
Application number: DE102022210478.1A
Authority: DE
Inventors: Antonio Fiorentino; Ruggiero Gissi; Christoph WALETZEK; Davide Tursi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-10-04
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2024-04-04
Also published as: CN117846754A

Abstract

Fördermodul (1) mit einer Anordnung (21, 23, 25, 27, 250, 271, 272) zum Erkennen einer Leckage in mindestens einer flüssigkeitsführenden Komponente (9, 13) des Fördermoduls und mit einem Gehäuse (3), welches zumindest die Anordnung (21, 23, 25, 27, 250, 271, 272) und die mindestens eine flüssigkeitsführende Komponente (9, 13) umgibt, wobei das Fördermodul eingerichtet ist zur Förderung bzw. Dosierung einer zumindest geringfügig elektrisch leitfähigen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (21, 23, 25, 27, 250, 271, 272) einen Leckage-Messfühler (25, 250) aufweist, welcher derart innerhalb eines Bodenbereichs (5) des Gehäuses (3) positioniert ist, dass im Falle einer Leckage der Leckage-Messfühler (25, 250) mit sich im Bodenbereich ansammelnder Flüssigkeit (15) in Kontakt treten kann.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Fördermodul nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Aus der DE 10 2006 061 736 A1 ist bereits ein Fördermodul mit elektrischen und mechanischen bzw. hydraulischen Komponenten bekannt, welche von einem gemeinsamen Gehäuse umgeben sind, allerdings ohne Maßnahmen zur frühzeitigen Erkennung einer möglicherweise eintretenden Leckage einer flüssigkeitsführenden Komponente.
Aus der DE 10 2014 225 188 A1 ist zwar eine Schaltungsanordnung zum Erkennen einer Leckage in einer Baueinheit eines Dosiersystems bekannt, allerdings ist keine generell frühzeitige Leckageerkennung sichergestellt.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Fördermodul insbesondere zur Förderung einer wässrigen Harnstofflösung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer integrierten Funktionalität zur frühzeitigen Erkennung einer fördermodulinternen Leckage.
In vorteilhafter Weise kann sich in einem Bodenbereich des Fördermoduls ansammelnde Leckage des Hilfsmittels, also insbesondere fernab anderweitiger elektrischer Komponenten des Fördermoduls, frühzeitig detektiert werden, die beispielsweise bei Undichtigkeiten im Bereich von Elastomer-Dichtelementen entstehen kann, welcher bei der Verbindung fördermodulinterner hydraulischer Komponenten zum Einsatz kommen können.
Insbesondere erlaubt die Erfindung das Vermeiden von Funktionsausfällen des Fördermoduls infolge einer Hilfsmittel-Leckage, welche auftreten könnten, wenn eine solche Leckage beispielsweise eine nach außen führende elektrische Schnittstelle des Fördermoduls erreichen würde und so ein an diese Schnittstelle angeschlossenes elektronisches Steuergerät kurzschließen könnte.
Auch kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass fördermodulinterne elektrische Komponenten einen Kurzschluss erleiden könnten mit der Folge eines möglichen Totalausfalls des Fördermoduls.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass vermieden werden kann, dass sich infolge einer - durch die Erfindung vermeidbaren - Ansammlung großer Leckagemengen aus dieser Leckagemenge infolge einer chemischen Reaktion der Leckage insbesondere bei großen Temperaturen kritische Mengen reaktiver Gase wie Ammoniak und/oder Wasserstoff innerhalb des Fördermodulgehäuses entstehen könnten.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung aufgeführten weiteren Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Fördermoduls möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen

1 ein Fördermodul mit einem speziell positionierten Leckage-Messfühler und
2 einen alternativen Leckage-Messfühler.

Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Fördermodul 1 mit einem speziell positionierten Leckage-Messfühler 25. Innerhalb des Gehäuses 3 des Fördermoduls befindet sich eine Pumpe 9, die über nicht näher dargestellte hydraulische Leitungen bzw. Verbindungen mit einem Flüssigkeitsfilter 13, einem Flüssigkeitsdruck-Messfühler 11 und mit den nach außen führenden hydraulischen Anschlüssen 7 des Fördermoduls, also einem Saugleitungsanschluss und einem Druckleitungsanschluss, verbunden ist. Über den Saugleitungsanschluss kann eine wässrige Harnstofflösung aus einem Vorratstank angesaugt und über den Druckleitungsanschluss diese zu einer Einspeisestelle im Bereich des Abgastrakts einer Brennkraftmaschine zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden weiterbefördert werden.
Ebenfalls innerhalb des Gehäuses 3 befindet sich ein Leiterrahmen 17 („leadframe“), welcher beispielsweise elektrische Leitungen trägt, die eine Versorgung der Pumpe mit elektrischer Energie gewährleisten können. Der Leiterrahmen weist ferner eine elektrische Schnittstelle 19 auf, welche durch das Gehäuse 3 geführt ist, so dass von außen eine elektrische Energieversorgung bzw. ein elektronisches Steuergerät angeschlossen werden kann.
Wie eingangs beschrieben, könnte im Betrieb des Fördermoduls die Situation entstehen, dass beispielsweise aufgrund einer defekten Fluiddichtung eine hydraulische Komponente des Fördermoduls wie beispielsweise die Pumpe oder das Filter undicht werden, so dass wässrige Harnstofflösung der betreffenden hydraulischen Komponente entweicht und sich in einem Sumpf bzw. innerhalb eines Bodenbereichs 5 des Gehäuses in Form einer Hilfsmittel-Leckage 15 ansammelt.
Der zur frühzeitigen Detektion einer solchen Leckage 15 vorgesehene Leckage-Messfühler 25 ist am Leiterrahmen 17 befestigt, bevorzugterweise dergestalt, dass sich der Leiterrahmen mit seinen übrigen elektrischen Komponenten eher in einem oberen, dem Bodenbereich abgewandten Bereich innerhalb des Gehäuses befindet und der Leiterrahmen einen nach unten ragenden Leiterrahmensteg 23 aufweist, an dessen unterem Ende der Leckage-Messfühler 25 befestigt ist, so dass dieser zeitnah bei Auftreten einer Hilfsmittel-Leckage mit der sich im Bodenbereich 5 ansammelnden Leckage funktionswirksam in Berührung kommen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Leckage-Messfühler 25 zwei Detektionsleitungen 27 auf, welche am dem Leiterrahmensteg 23 abgewandten Ende des Leckage-Messfühlers 25 jeweils enden. Im Bereich des Leckage-Messfühlers 25 sind die beiden Detektionsleitungen freiliegend, d.h. nicht elektrisch isoliert, so dass eine schwach elektrisch leitfähige Flüssigkeit wie eine wässrige Harnstofflösung eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Detektionsleitungen 27 auslösen kann, wenn der Leckage-Messfühler von der Hilfsmittel-Leckage 15 benetzt wird. Ein auf dem Leiterrahmen 17 angeordneter Leckage-Detektionsschaltkreis 21, der mit dem Leckage-Messfühler 25 in elektrischer Verbindung steht, registriert dies und kann ein entsprechendes Warnsignal an ein nicht näher dargestelltes internes elektronisches Steuergerät oder an ein über die Schnittstelle 19 angeschlossenes externes elektronisches Steuergerät weiterleiten, um das Fördermodul und das dem Fördermodul zugeordnete Abgasnachbehandlungssystem in einen Sicherheitsbetriebsmodus zu überführen bzw. abzuschalten und ein Alarmsignal beispielsweise in der Form einer blinkenden Lampe oder einer Textnachricht im Armaturenbrett des betreffenden Kraftfahrzeugs, mit dem die Brennkraftmaschine angetrieben wird, auszugeben. Alternativ kann die Erkennung eines Kurzschlusses im Leckage-Messfühler statt in einem Detektions-Schaltkreis 21 auch in dem internen bzw. externen Steuergerät erfolgen. Die Auslöseschwelle für eine solche Alarmsituation wird dabei durch die Positionierungshöhe und die räumliche Orientierung des Leckage-Messfühlers 25 mitbestimmt.
2 zeigt einen alternativen Leckage-Messfühler 250 für ein Fördermodul 1 gemäß 1. Dieser enthält keine im Bereich des Messfühlers endende elektrische Leitungen wie der Messfühler 25 aus 1, sondern eine erste Leitung 271 und eine zweite Leitung 272, welche jeweils an das vom Leiterrahmensteg 23 abgewandte Ende des Messfühlers 250 geführt sind, jedoch dort umgelenkt sind und wieder zum Leiterrahmensteg geführt werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Paar elektrischer Versorgungs- oder Signalleitungen (Signal und Masse), welche beispielsweise dem Druckmessfühler 11 oder einer anderen elektrisch betreibbaren Komponente innerhalb des Fördermoduls zugeordnet sind und gewissermaßen einen Umweg über den Leiterrahmensteg zum Leckage-Messfühler und von dort wieder zurück über den Leiterrahmensteg zur ansonsten im Zusammenhang mit der Verwendung des Druckmessfühlers 11 oder der anderen elektrisch betreibbaren Komponente auf dem Leiterrahmen 17 vorgesehenen Verdrahtung machen. Im Bereich des Leckage-Messfühlers 250 sind die Leitungen 271 und 272 jeweils von ihrer elektrischen Isolation zumindest teilweise befreit, so dass hier im Leckagefall infolge einer Benetzung des Leckage-Meßfühlers mit wässriger Harnstofflösung ein Kurzschluss zwischen den beiden Leitungen provoziert werden kann.
Die Erkennung eines leckageinduzierten Kurzschlusses am Leckage-Messfühler 250 kann beispielsweise software- bzw. firmwarebasiert in einem nicht näher dargestellten fördermodulinternen Steuergerät erfolgen. Sie kann aber auch software- bzw. firmwarebasiert in einem externen elektronischen Steuergerät erfolgen, welches über die elektrische Schnittstelle 19 anschließbar ist. Alternativ kann diese Erkennung auch in einem separaten Leckage-Detektionsschaltkreis 21 (siehe 1) erfolgen.
Bei der Erkennung eines leckageinduzierten Kurzschlusses kann eine Schaltungsanordnung zum Einsatz kommen, wie sie in der DE 10 2014 225 188 A1 beschrieben ist. Hierbei wird der elektrische Potentialunterschied zwischen den beiden Leitungen mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Im Falle einer Leckage wird dieser Schwellenwert unterschritten und entsprechend eine kritische Hilfsmittel-Leckage erkannt.
Ein Leckage-Messfühler 25 oder 250 kann vorzugsweise derart am Steg 23 befestigt sein, dass eine durch die elektrischen Leitungen 27 bzw. 271, 272 des Leckage-Meßfühlers aufgespannte geometrische Ebene im Wesentlichen waagerecht ausgerichtet ist.
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 102006061736 A1 [0002]
DE 102014225188 A1 [0003, 0018]

Claims

Fördermodul (1) mit einer Anordnung (21, 23, 25, 27, 250, 271, 272) zum Erkennen einer Leckage in mindestens einer flüssigkeitsführenden Komponente (9, 13) des Fördermoduls und mit einem Gehäuse (3), welches zumindest die Anordnung (21, 23, 25, 27, 250, 271, 272) und die mindestens eine flüssigkeitsführende Komponente (9, 13) umgibt, wobei das Fördermodul eingerichtet ist zur Förderung bzw. Dosierung einer zumindest geringfügig elektrisch leitfähigen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (21, 23, 25, 27, 250, 271, 272) einen Leckage-Messfühler (25, 250) aufweist, welcher derart innerhalb eines Bodenbereichs (5) des Gehäuses (3) positioniert ist, dass im Falle einer Leckage der Leckage-Messfühler (25, 250) mit sich im Bodenbereich ansammelnder Flüssigkeit (15) in Kontakt treten kann.
Fördermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckage-Messfühler (25, 250) mindestens zwei elektrische Leitungen (27; 271, 272) aufweist, die zumindest teilweise nicht elektrisch isoliert sind.
Fördermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leitungen (27) auf ihrer dem Bodenbereich zugewandten Seite enden.
Fördermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leitungen (271, 272) zwei Pole einer elektrischen Stromversorgung und/oder zwei Pole einer Signalweiterleitung einer mit elektrischem Strom zu versorgenden flüssigkeitsführenden Komponente (9) bzw. einer signalerzeugenden elektrischen Komponente des Fördermoduls, beispielsweise eines Druckmessfühlers (11) zur Messung eines Förderdrucks des Fördermoduls, sind und dass die beiden Leitungen im Bereich des Messfühlers jeweils geschlossen sind.
Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen vorzugsweise im Wesentlichen in einem dem Bodenbereich (5) abgewandten Bereich innerhalb des Gehäuses (3) angeordneten elektrischen Leiterrahmen (17) aufweist.
Fördermodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterrahmen (17) eine elektrische Schnittstelle (19) aufweist, über welche das Fördermodul elektrisch kontaktiert werden kann zur Stromversorgung und/oder zur elektrischen Ansteuerung und/oder zur Ausgabe elektrischer Messdaten, insbesondere elektrischer Messdaten des Leckage-Messfühlers (25, 250).
Fördermodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterrahmen (17) den Leckage-Messfühler (25, 250) trägt.
Fördermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterrahmen (17) einen in Richtung des Bodenbereichs (5), insbesondere nach unten ragenden Steg (23) aufweist, an welchem der Leckage-Messfühler (25, 250) befestigt ist, wobei der Leckage-Messfühler (25, 250) vorzugsweise derart am Steg befestigt ist, dass eine durch die elektrischen Leitungen (27; 271, 272) des Leckage-Meßfühlers (25, 250) aufgespannte geometrische Ebene im Wesentlichen waagerecht ausgerichtet ist.
Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine flüssigkeitsführende Komponente eine Pumpe (9), ein Filter (13) und/oder zu hydraulischen Anschlüssen (7) des Fördermoduls führende hydraulische Leitungen sind.
Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung von Signalen des Leckage-Meßfühlers (25, 250) in einem auf dem Leiterrahmen angeordneten Leckage-Detektionsschaltkreis (21) erfolgt.
Fördermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es für eine Auswertung von Signalen des Leckage-Meßfühlers (25, 250) in einem elektronischen Steuergerät eingerichtet ist.
Fördermodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuergerät ein externes, über eine bzw. die elektrische Schnittstelle (19) mit dem Fördermodul elektrisch verbindbares Steuergerät ist.
Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eingerichtet ist zur Förderung eines Hilfsmittels zur Abgasnachbehandlung eines Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Reduktionsmittels zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden, beispielsweise einer wässrigen Harnstofflösung.