EP4229281A1 - Verfahren zur anpassung des volumenstroms - Google Patents

Verfahren zur anpassung des volumenstroms

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EP4229281A1
EP4229281A1 EP21787402.3A EP21787402A EP4229281A1 EP 4229281 A1 EP4229281 A1 EP 4229281A1 EP 21787402 A EP21787402 A EP 21787402A EP 4229281 A1 EP4229281 A1 EP 4229281A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
injector
pump
opening
rotational speed
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21787402.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Luebbert
Peter Bauer
Cornelius Köhler
Youness Idar
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.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP4229281A1 publication Critical patent/EP4229281A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a delivery device for an aqueous urea solution in a motor vehicle, with a pump for delivering the aqueous urea solution, the aqueous urea solution being delivered from a tank to an injector along a pressure line, the injector being arranged on an exhaust pipe and is designed for injecting the aqueous urea solution into the exhaust gas line, the delivery speed of the pump being controlled depending on the opening and closing processes of the injector and/or the resulting pressure conditions in the delivery section between the pump and the injector.
  • ammonia NH3
  • ammonia is not usually kept as pure ammonia, since this can lead to problems, particularly in motor vehicles or other mobile applications. Rather, instead of storing the reducing agent itself, reducing agent precursors are often stored and carried along.
  • a reducing agent precursor is understood to mean, in particular, a substance which splits off the reducing agent or can be chemically converted into the reducing agent.
  • ammonia urea is a reducing agent precursor.
  • the aqueous ammonia solution, the urea is carried in a tank and pumped into the exhaust pipe in precisely metered quantities using a suitable pumping device.
  • the conveying device regularly has, among other things, a pump for conveying the fluid, one or more filters for cleaning the fluid, optionally heating devices for thawing the fluid and a control device for processing internal and external data and for controlling the pump, the heating devices and others controllable components, such as the injector.
  • a disadvantage of the devices in the prior art is in particular that the durability of the injector is no longer given to a sufficient extent, since it is exposed to increasing loads due to increased injection frequencies and the increasing need for reducing agent for exhaust gas aftertreatment.
  • the object of the present invention is to create a method for operating a delivery device and an injector, which allows the correct and necessary amount of reducing agent to be fed into the exhaust pipe and at the same time reduce the load on the injector in order to produce longer service life.
  • the object with regard to the method is solved by a method having the features of claim 1 .
  • One embodiment of the invention relates to a method for operating a delivery device for an aqueous urea solution in a motor vehicle, with a pump for delivering the aqueous urea solution, the aqueous urea solution being delivered from a tank to an injector along a pressure line, the injector being connected to a exhaust line is arranged and is designed for injecting the aqueous urea solution into the exhaust line, the delivery speed of the pump depending on the opening and closing processes of the injector and / or the resulting pressure conditions in the delivery section between the pump and the injector is controlled.
  • the opening frequency is reduced. It is particularly advantageous if the opening frequency is approximately one to four hertz. This has the disadvantage that the opening time of the injectors has to be correspondingly longer in order to nevertheless deliver the same or even a higher volume. This results in a drop in pressure within the pressure line.
  • the conveying device basically has a pressure controller that works on the principle of a PID controller. In a device known from the prior art, such a pressure drop within the pressure line would be compensated for by the PID controller. However, regulators of this type have an inertia, which means that it is not possible to compensate for the resulting pressure drop quickly enough and accurately enough.
  • the pressure drop is overcompensated and so-called overshooting occurs.
  • pressure pulsations can be generated within the pressure line, which on the one hand make it difficult to deliver the correct required delivery quantity and on the other hand can lead to damage to the pump stage.
  • the method according to the invention therefore tries to compensate for the pressure drop without causing harmful pressure pulsations.
  • the pump is therefore preferably not manipulated exclusively by regulating by means of a regulator, which records measured values, evaluates them and sends corresponding signals to the pump.
  • the I components and the D components of the controller can be optimally adjusted if the opening times are known, in order to keep the resulting instability, ie the fluctuations, in the system as low as possible.
  • the pump, or the rotational speed of the pump is additionally changed by a default value which is dependent on the system used, for example the length of the pressure line, the injector used or the rigidity of the pressure line.
  • the default value for increasing the rotation speed can be a single value.
  • it can be formed by a value curve or from a characteristic map, which has a family of values for different operating states.
  • the opening processes or the opening times can, for example, be stored in a characteristic map in the control unit of the injector, as a result of which they are known.
  • the pressure conditions in the pressure line can be detected, for example, via a sensor.
  • the pump preferably continuously delivers the fluid from the tank into the pressure line. This also happens when the injector is closed. By promoting when the injector is closed, the system pressure is maintained, especially in the pressure line directly in front of the injector. If the injector remains closed and is therefore not injected into the exhaust line, the fluid is pumped back into the tank by means of a bypass circuit that can be provided. Thus, a constant system pressure is maintained by a preselected rotational speed of the pump. During operation, the pump is constantly operated at this preselected rotational speed. The pressure fluctuations caused by the opening and closing of the injector are compensated for or minimized by adjusting the rotational speed of the pump according to the invention.
  • the rotational speed of the pump and thus the delivery quantity per unit of time is linked to the opening processes of the injector.
  • the coupling to the opening process is advantageous since the pressure fluctuation, in particular the pressure drop, in the pressure line is caused by the opening process.
  • the rotational speed of the pump and thus the flow rate per unit of time are synchronized with the opening and closing processes of the injector.
  • the rotational speed is increased in order to temporarily increase the pressure in the pressure line.
  • the pressure drop that occurs as a result of the opening is compensated, which in particular can also ensure that the delivery quantity required for exhaust gas aftertreatment can also be provided in the available opening time of the injector.
  • the rotational speed of the pump can also be increased during an opening interval of the injector in order to deliver the correct delivery volume independently of possible pressure fluctuations.
  • a pressure build-up phase follows in which fluid is conveyed from the tank into the pressure line in order to build up a predetermined system pressure. Reaching this system pressure is the basic prerequisite for starting the dosing of the fluid via the injector into the exhaust pipe can be. It is also conceivable that the pump is in idle mode before the injector opens and is operated at a speed that is sufficient to maintain a certain minimum pressure in the pressure line, but not to provide the required delivery rate.
  • the rotational speed of the pump is additionally increased from the regular level, which would be sufficient in a system not according to the invention to deliver the correct flow rate, in order to continue to compensate for the pressure drop caused by the opening of the injector.
  • the rotational speed of the pump is increased shortly before the injector opens, at the same time as the injector opens or shortly after the injector opens.
  • the increase in the rotational speed of the pump can take place with a time advance before the actual opening process of the injector if the opening time is known. Alternatively, the increase can take place at the same time as the opening of the injector or even with a time delay after the opening.
  • a preferred exemplary embodiment is characterized in that the pressure level within the pressure line from the delivery device to the injector is detected, with the rotational speed of the pump being increased depending on the detection of a pressure drop.
  • the pressure level in the pressure line is a direct indicator that allows conclusions to be drawn about the opening status of the injector.
  • a drop in pressure is recorded immediately when or after the opening of the injector. As soon as such a pressure drop is detected, this pressure drop can be counteracted by increasing the rotational speed.
  • the current with which the injector is supplied with current for the purpose of opening is detected, with the rotational speed of the pump being increased depending on the strength of the current present at the injector.
  • Current readings of one amp are a sure sign of a fully open injector.
  • the start of the opening process can be precisely detected by the increase in current from approximately the initial level of zero amperes.
  • the rotational speed of the pump during the time that the injector is open is independent of the delivery volume required for exhaust gas aftertreatment. This is expressed in that, according to the invention, the rotational speed of the pump is increased to a level above the rotational speed of the pump, which would be necessary to deliver the required volume.
  • the rotational speed of the pump when the injector is open is based on the so-called static injector flow, which is a variable determined by the hardware, ie the structure, of the injector and is known for the injector used in each case. The rotational speed of the pump is thus kept at a level which is sufficient to promote the static injector flow.
  • Static injector flow is the flow through the injector when it is not fully open.
  • the rotational speed of the pump which is increased while the injector is open, is reduced again as soon as a closing process of the injector is detected shortly after the injector is closed or with a defined time offset to the closing process of the injector .
  • the method according to the invention can also be used for devices with two injectors.
  • the increase in rotational speed to compensate for the drop in pressure is designed in such a way that the drop in pressure in both pressure lines is compensated for in each case to match the opening process of the respective injector.
  • An advantage of the method according to the invention is in particular a constant pressure level within the pressure line with simultaneous protection of the injectors due to a lower opening frequency.
  • the constant pressure or the lower pressure fluctuations ensure that the spray cone of the injector is constant and corresponds to the original design at all times.
  • a drop in pressure would result in the spray cone generated by the injector not forming correctly within the exhaust pipe, which would degrade the conversion of the aqueous urea solution and thus also the exhaust gas aftertreatment overall.
  • the dosing accuracy of the delivery device is improved since there are no major pressure fluctuations in the pressure line or at the pump. Furthermore, by increasing the rotational speed by a default value instead of an active control element, a faster adaptation of the rotational speed is achieved.
  • FIG. 1 is a diagram showing the volume flow conveyed by the conveying device using the method according to the invention
  • FIG. 1 shows a diagram which, in the lower part 1, indicates the state of the injector.
  • the state “0” designates the closed injector
  • the state “1” designates the open injector.
  • the time is plotted along the X-axis and several opening processes and closing processes are shown.
  • Diagram 2 is shown above it, which also shows the time on the x-axis, the volume flow of the aqueous urea solution being conveyed by the pump being plotted along the y-axis.
  • the volume flow is made up of different partial volume flows 3, 4, some of which remain constant over time.
  • the uppermost portion 5 of the volume flow shows the volume flow that is additionally delivered by the pump depending on the opening state of the injector.
  • the portion which is additionally promoted by increasing the pump speed at the time the injector opens (status of the injector changes from “0” to “1”) is identified by reference number 6 .
  • This proportion 6 is not constant over the course of time, but is increased for a limited time in accordance with the opening and closing of the injector.
  • the volume flow consisting of the partial volume flows 3, 4 and the proportion of the volume flow 5 when the injector is closed corresponds to the volume flow normally required to deliver the required amount of aqueous urea solution.
  • the proportion marked with the reference number 6 corresponds to the volume flow which is additionally conveyed by increasing the rotational speed of the pump according to the invention.
  • FIG. 1 has no restrictive character and serves to clarify the idea of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fördervorrichtung für eine wässrige Harnstofflösung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Pumpe zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung, wobei die wässrige Harnstofflösung von einem Tank hin zu einem Injektor entlang einer Druckleitung gefördert wird, wobei der Injektor an einer Abgasleitung angeordnet ist und zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasleitung ausgebildet ist, wobei die Fördergeschwindigkeit der Pumpe abhängig von den Öffnungsvorgängen und Schließvorgängen des Injektors und/oder den daraus entstehenden Druckverhältnissen in der Förderstrecke zwischen der Pumpe und dem Injektor gesteuert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Anpassung des Volumenstroms
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fördervorrichtung für eine wässrige Harnstofflösung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Pumpe zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung, wobei die wässrige Harnstofflösung von einem Tank hin zu einem Injektor entlang einer Druckleitung gefördert wird, wobei der Injektor an einer Abgasleitung angeordnet ist und zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasleitung ausgebildet ist, wobei die Fördergeschwindigkeit der Pumpe abhängig von den Öffnungsvorgängen und Schließvorgängen des Injektors und/oder den daraus entstehenden Druckverhältnissen in der Förderstrecke zwischen der Pumpe und dem Injektor gesteuert wird.
Stand der Technik
Weltweit sind in vielen Staaten gesetzliche Regelungen getroffen worden, die einen oberen Grenzwert für den Gehalt von bestimmten Substanzen im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen festlegen. Hierbei handelt es sich zumeist um Substanzen, deren Abgabe an die Umwelt unerwünscht ist. Eine dieser Substanzen stellt Stickoxid (NOx) dar, deren Anteil im Abgas gesetzlich festgelegte Grenzwerte nicht übersteigen darf. Auf Grund der Rahmenbedingungen, beispielsweise der Auslegung der Verbrennungskraftmaschinen im Hinblick auf günstige Verbrauche und ähnliches, ist die innermotorische Vermeidung der Stickoxidemission bei der Verminderung des Anteils der Stickoxide im Abgas nur begrenzt tauglich, so dass für die Einhaltung relativ niedriger Grenzwerte eine Abgasnachbehandlung erforderlich ist. Hierbei hat sich herausgestellt, dass eine selektive katalytische Reduktion (SCR, selective catalytic reduction) der Stickoxide vorteilhaft ist. Diese SCR-Methode benötigt ein Reduktionsmittel, welches stickstoffhaltig ist. Insbesondere hat sich der Einsatz von Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel als eine mögliche Alternative herausgestellt. Auf Grund der chemischen Eigenschaften und der gesetzlichen Bestimmungen in vielen Staaten wird üblicherweise der Ammoniak nicht als reines Ammoniak vorgehalten, da dies insbesondere bei Kraftfahrzeugen oder anderen mobilen Anwendungen zu Problemen führen kann. Vielmehr werden statt einer Bevorratung der Reduktionsmittel selbst oftmals Reduktionsmittelvor- läufer gespeichert und mitgeführt. Unter einem Reduktionsmittelvorläufer wird insbesondere ein Stoff verstanden, welcher das Reduktionsmittel abspaltet oder chemisch in das Reduktionsmittel umgewandelt werden kann. Beispielsweise stellt für das Reduktionsmittel Ammoniak Harnstoff einen Reduktionsmittelvorläufer dar.
Die wässrige Ammoniaklösung, der Harnstoff, wird in einem Tank mitgeführt und mittels einer geeigneten Fördervorrichtung in genau dosierten Mengen in die Abgasleitung gefördert. Die Fördervorrichtung weist hierzu regelmäßig unter anderem eine Pumpe zur Förderung des Fluids auf, einen oder mehrere Filter zur Reinigung des Fluids, gegebenenfalls Heizvorrichtungen zum Auftauen des Fluids und eine Steuervorrichtung zur Verarbeitung von internen und externen Daten und zur Ansteuerung der Pumpe, der Heizvorrichtungen und weiterer steuerbarer Komponenten, wie beispielsweise dem Injektor.
Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass die Dauerhaltbarkeit des Injektors nicht mehr in ausreichendem Maße gegeben ist, da dieser durch erhöhte Injektionsfrequenzen und den zunehmenden Bedarf an Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung zunehmenden Belastungen ausgesetzt ist.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Fördervorrichtung und eines Injektors zu schaffen, welches es erlaubt die korrekte und notwendige Menge an Reduktionsmittel in die Abgasleitung zuzuführen und gleichzeitig die Belastung des Injektors zu reduzieren, um eine längere Dauerhaltbarkeit zu erzeugen. Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fördervorrichtung für eine wässrige Harnstofflösung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Pumpe zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung, wobei die wässrige Harnstofflösung von einem Tank hin zu einem Injektor entlang einer Druckleitung gefördert wird, wobei der Injektor an einer Abgasleitung angeordnet ist und zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasleitung ausgebildet ist, wobei die Fördergeschwindigkeit der Pumpe abhängig von den Öffnungsvorgängen und Schließvorgängen des Injektors und/oder den daraus entstehenden Druckverhältnissen in der Förderstrecke zwischen der Pumpe und dem Injektor gesteuert wird.
Um die Dauerhaltbarkeit des Injektors zu erhöhen ist es zu bevorzugen, wenn die Öffnungsfrequenz reduziert wird. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Öff- nungsfrequenz bei ungefähr einem bis vier Hertz liegt. Dies bringt den Nachteil mit sich, dass die Öffnungsdauer der Injektoren entsprechend länger sein muss, um trotzdem das gleiche oder sogar ein höheres Volumen zu fördern. Daraus resultiert ein Druckabfall innerhalb der Druckleitung. Die Fördervorrichtung weist grundsätzlich einen Druckregler auf, der nach dem Prinzip eines PID Reglers funktioniert. In einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung würde ein solcher Druckabfall innerhalb der Druckleitung durch den PID Regler ausgeglichen. Regler dieser Art weisen jedoch eine Trägheit auf, wodurch es nicht möglich ist den entstehenden Druckabfall schnell genug und genau genug auszugleichen. Es kommt daher bei Verwendung des PID Regler zu einem Überkompensieren des Druckabfalls und zu einem sogenannten Überschwingen. Auf diese Weise können Druckpulsationen innerhalb der Druckleitung erzeugt werden, welche einerseits das Fördern der korrekten benötigten Fördermenge erschweren, und andererseits zu einer Beschädigung der Pumpenstufe führen können. Daher versucht das erfindungsgemäße Verfahren eine Kompensation des Druckabfalls zu ermöglichen, ohne dabei schädliche Druckpulsationen entstehen zu lassen. Bevorzugt wird die Pumpe somit nicht ausschließlich durch das Regeln mittels eines Reglers manipuliert, welcher Messwerte aufnimmt, auswertet und entsprechende Signale an die Pumpe sendet. Insbesondere können bei Verwendung eines PID-Reglers die I-Anteile und die D-Anteile des Reglers bei Kenntnis der Öff- nungszeitpunkte optimal angepasst werden, um die entstehende Instabilität, also die Schwankungen, im System möglichst gering zu halten. Die Pumpe, beziehungsweise die Drehgeschwindigkeit der Pumpe, wird zusätzlich durch einen Vorgabewert verändert, welcher abhängig von dem verwendeten System, beispielsweise der Länge der Druckleitung, dem verwendeten Injektor oder der Steifigkeit der Druckleitung ist. Das Zusammenwirken der beiden Arten die Drehgeschwindigkeit der Pumpe zu beeinflussen, einerseits durch den Regler, beziehungsweise das Anpassen der Regelanteile, und andererseits durch den Vorgabewert in Abhängigkeit vom Öffnen/Schließen des Injektors oder den Druck erlauben es sehr stabile Druckverhältnisse im System zu erzeugen und die Druckschwankungen zu reduzieren.
Der Vorgabewert zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit kann ein einzelner Wert sein. Alternativ kann er durch eine Wertkurve gebildet sein oder aus einem Kennfeld, welches eine Werteschar für unterschiedliche Betriebszustände aufweist.
Dies hat den Vorteil, dass die Pumpengeschwindigkeit dynamischer angepasst werden kann, da die Totzeit aufgrund der Regelstrecke des Reglers entfällt und weiterhin das Überschwingen des Drucks, welches beim Schließen des Injektors entsteht, und das Unterschwingen des Drucks, welches beim Öffnend es Injektors entsteht, verringert werden kann.
Die Öffnungsvorgänge beziehungsweise die Öffnungszeitpunkte können beispielsweise im Steuergerät des Injektors in einem Kennfeld abgelegt sein, wodurch diese bekannt sind. Die Druckverhältnisse in der Druckleitung können beispielsweise über einen Sensor erfasst werden.
Bevorzugt fördert die Pumpe fortwährend das Fluid aus dem Tank in die Druckleitung. Dies geschieht auch, wenn der Injektor geschlossen ist. Durch das Fördern bei geschlossenem Injektor wird der Systemdruck insbesondere in der Druckleitung direkt vor dem Injektor aufrecht gehalten. Durch einen vorsehbaren Bypasskreislauf wird das Fluid, sofern der Injektor geschlossen bleibt, und somit nicht in die Abgasleitung eingespritzt wird, wieder zurück in den Tank gefördert. Somit wird durch eine vorgewählte Drehgeschwindigkeit der Pumpe ein konstanter Systemdruck aufrecht gehalten. Im Betrieb wird die Pumpe ständig mit dieser vorgewählten Drehgeschwindigkeit betrieben. Die Druckschwankungen durch das Öffnen und Schließen des Injektors werden durch das erfindungsgemäße Anpassen der Drehgeschwindigkeit der Pumpe ausgeglichen beziehungsweise minimiert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehgeschwindigkeit der Pumpe und damit die Fördermenge pro Zeiteinheit an die Öffnungsvorgänge des Injektors gekoppelt ist. Vorteilhaft ist das Koppeln an den Öffnungsvorgang, da durch den Öffnungsvorgang die Druckschwankung, insbesondere der Druckabfall, in der Druckleitung verursacht wird.
Es wird im Wesentlichen die Drehgeschwindigkeit der Pumpe und damit die Fördermenge je Zeiteinheit mit den Öffnungs- und Schließvorgängen des Injektors synchronisiert. Bei einem aktiven Öffnungsvorgang wird beispielsweise die Drehgeschwindigkeit erhöht, um den Druck in der Druckleitung temporär zu erhöhen. Auf diese Weise wird der durch das Öffnen entstehende Druckabfall ausgeglichen, wodurch insbesondere auch sichergestellt werden kann, dass die zur Abgasnachbehandlung benötigte Fördermenge in der verfügbaren Öffnungszeit des Injektors auch bereitgestellt werden kann.
Grundsätzlich kann die Drehgeschwindigkeit der Pumpe während eines Öff- nungsintervalls des Injektors auch erhöht werden, um unabhängig von möglichen Druckschwankungen die richtige Fördermenge zu fördern. Sofern das System beispielsweise nach einem Kaltstart aus einem Ruhezustand gestartet wird, in welchem die Pumpe Stillstand, folgt eine Druckaufbauphase, in welcher Fluid aus dem Tank in die Druckleitung gefördert wird, um einen vorgegebenen Systemdruck aufzubauen. Das Erreichen dieses Systemdrucks ist die Grundvoraussetzung, dass mit der Dosierung des Fluids über den Injektor in die Abgasleitung hinein begonnen werden kann. Auch ist es denkbar, dass die Pumpe vor dem Öffnen des Injektors in einem Idle-Betrieb ist und mit einer Drehzahl betrieben wird, die zur Aufrechterhaltung eines gewissen Mindestdrucks in der Druckleitung ausreicht, nicht jedoch zur Bereitstellung der benötigten Fördermenge.
Erfindungsgemäß wird die Drehgeschwindigkeit der Pumpe ausgehend von dem regulären Niveau, welches in einem nicht erfindungsgemäßen System ausreichen würde, um die korrekte Fördermenge zu fördern, zusätzlich erhöht, um weiterhin noch den durch das Öffnen des Injektors entstehenden Druckabfall auszugleichen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn kurz vor dem Öffnen des Injektors, zeitgleich während dem Öffnen des Injektors oder kurz nach dem Öffnen des Injektors die Drehgeschwindigkeit der Pumpe erhöht wird. Die Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Pumpe kann mit einem zeitlichen Vorlauf vor dem eigentlichen Öffnungsvorgang des Injektors erfolgen, wenn der Öffnungszeitpunkt bekannt ist. Alternativ kann die Erhöhung zeitgleich mit der Öffnung des Injektors erfolgen oder sogar mit einem zeitlichen Versatz nach der Öffnung.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckniveau innerhalb der Druckleitung von der Fördereinrichtung zum Injektor erfasst wird, wobei abhängig von der Erfassung eines Druckabfalls die Drehgeschwindigkeit der Pumpe erhöht wird. Das Druckniveau in der Druckleitung ist ein direkter Indikator, der einen Rückschluss auf den Öffnungszustand des Injektors zulässt. Unmittelbar beim beziehungsweise nach dem Öffnen des Injektors ist ein Druckabfall zu verzeichnen. Sobald ein solcher Druckabfall erkannt wird, kann durch eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit diesem Druckabfall entgegengewirkt werden.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Strom, mit welchem der Injektor zum Zwecke der Öffnung bestromt wird, erfasst wird, wobei abhängig von der Stärke des am Injektor anliegenden Stroms die Drehgeschwindigkeit der Pumpe erhöht wird. Werte des Stroms von einem Ampere sind ein sicheres Zeichen für einen vollständig geöffneten Injektor. Durch das Ansteigen des Stroms etwa von dem Ausgangniveau von Null Ampere kann der Beginn des Öffnungsvorgangs genau erfasst werden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Drehgeschwindigkeit der Pumpe während der Zeit, in der der Injektor geöffnet ist, unabhängig von dem zur Abgasnachbehandlung benötigten Fördervolumen ist. Dies drückt sich dadurch aus, dass erfindungsgemäß die Drehgeschwindigkeit der Pumpe auf ein Niveau oberhalb der Drehgeschwindigkeit der Pumpe erhöht wird, welches zur Förderung des benötigen Volumens notwendig wäre. Die Drehgeschwindigkeit der Pumpe bei geöffnetem Injektor ist am sogenannten statischen Injektordurchfluss orientiert, welcher eine durch die Hardware, also den Aufbau, des Injektors bestimmte Größe und für den jeweils verwendeten Injektor bekannt ist. Die Drehgeschwindigkeit der Pumpe wird somit auf einem Niveau gehalten, welches ausreicht den statischen Injektordurchfluss zu fördern. Der statische Injektordurchfluss entspricht dem Durchfluss durch den Injektor, wenn dieser vollständig geöffnet nicht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Drehgeschwindigkeit der Pumpe, welche erhöht ist, während der Injektor geöffnet ist, wieder reduziert wird, sobald ein Schließvorgang des Injektors erkannt wird, kurz nach dem der Injektor geschlossen ist oder mit einem definierten zeitlichen Versatz zum Schließvorgang des Injektors.
Auch ist es zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Injektoren vorgesehen ist, wobei der von der Pumpe geförderte Volumenstrom während einer Öffnung eines Injektors oder mehrerer Injektoren für jeden der jeweils geöffneten Injektoren um einen zu dem jeweiligen Injektor spezifischen Volumenstrom erhöht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für Vorrichtungen mit zwei Injektoren nutzbar. Die Erhöhung der Drehgeschwindigkeit zum Ausgleich des Druckabfalls wird dabei entsprechend derart ausgelegt, dass der Druckabfall in beiden Druckleitungen und jeweils passend zum Öffnungsvorgang des jeweiligen Injektors kompensiert wird. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere ein konstantes Druckniveau innerhalb der Druckleitung bei gleichzeitiger Schonung der Injektoren durch eine niedrigere Öffnungsfrequenz. Durch den konstanten Druck beziehungsweise die geringeren Druckschwankungen wird sichergestellt, dass der Sprühkegel des Injektors konstant ist und jederzeit der ursprünglichen Auslegung entspricht. Durch einen Druckabfall würde der vom Injektor erzeugte Sprühkegel innerhalb der Abgasleitung nicht korrekt ausgebildet werden, wodurch die Umwandlung der wässrigen Harnstofflösung und somit auch die Abgasnachbehandlung insgesamt verschlechtert werden würde.
Darüber hinaus wird die Dosierungsgenauigkeit der Fördervorrichtung verbessert, da keine großen Druckschwankungen in der Druckleitung beziehungsweise an der Pumpe entstehen. Weiterhin wird durch das Erhöhen der Drehgeschwindigkeit durch einen Vorgabewert anstatt eines aktiven Regelgliedes eine schnellere Anpassung der Drehgeschwindigkeit erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein Schaubild, welches den jeweils durch die Fördervorrichtung geförderten Volumenstrom unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt,
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Die Figur 1 zeigt ein Schaubild, welches im unteren Teil 1 den Zustand des Injektors angibt. Mit dem Zustand „0“ ist der geschlossene Injektor bezeichnet, mit dem Zustand „1“ ist der geöffnete Injektor bezeichnet. Entlang der X-Achse ist die Zeit abgetragen und es sind mehrere Öffnungsvorgänge und Schließvorgänge dargestellt.
Darüber ist ein Diagramm 2 gezeigt, welches auf der X-Achse ebenfalls die Zeit darstellt, wobei entlang der Y-Achse der Volumenstrom der wässrigen Harnstofflösung der durch die Pumpe gefördert wird abgetragen ist. Der Volumenstrom setzt sich aus verschiedenen Teilvolumenströmen 3, 4 zusammen, die teilweise konstant über die Zeit bleiben.
Der oberste Anteil 5 des Volumenstrom zeigt den Volumenstrom, der sich abhängig von dem Öffnungszustand des Injektors zusätzlich durch die Pumpe gefördert wird. Der Anteil, welcher zum Zeitpunkt der Öffnung des Injektors (Zustand des Injektors wechselt von „0“ auf „1“) zusätzlich durch die Erhöhung der Pumpengeschwindigkeit gefördert wird, ist durch das Bezugszeichen 6 gekennzeichnet. Dieser Anteil 6 ist über den zeitlichen Verlauf nicht konstant, sondern wird zeitlich begrenzt entsprechend dem Öffnen und dem Schließen des Injektors erhöht.
Der Volumenstrom bestehend aus den Teilvolumenströmen 3, 4 und der Anteil des Volumenstroms 5 beim geschlossenen Injektor entspricht dem normalerweise benötigten Volumenstrom, um die benötigte Menge an wässriger Harnstofflösung zu fördern. Der mit dem Bezugszeichen 6 gekennzeichnete Anteil entspricht dem Volumenstrom, der durch die erfindungsgemäße Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Pumpe zusätzlich gefördert wird.
Durch den Injektor wird letztlich die jeweils benötigte Menge an wässriger Harnstofflösung in die Abgasleitung beziehungsweise den Abgastrakt eingespritzt, durch die temporäre Erhöhung des Volumenstroms durch die Pumpe wird im Wesentlichen nur der Druckschwankung in der Druckleitung entgegengewirkt. Die Figur 1 weist insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dient der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Fördervorrichtung für eine wässrige Harnstofflösung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Pumpe zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung, wobei die wässrige Harnstofflösung von einem Tank hin zu einem Injektor entlang einer Druckleitung gefördert wird, wobei der Injektor an einer Abgasleitung angeordnet ist und zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasleitung ausgebildet ist, wobei die Fördergeschwindigkeit der Pumpe abhängig von den Öffnungsvorgängen und Schließvorgängen des Injektors und/oder den daraus entstehenden Druckverhältnissen in der Förderstrecke zwischen der Pumpe und dem Injektor gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Drehgeschwindigkeit der Pumpe und damit die Fördermenge pro Zeiteinheit an die Öffnungsvorgänge des Injektors gekoppelt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass kurz vor dem Öffnen des Injektors, zeitgleich während dem Öffnen des Injektors oder kurz nach dem Öffnen des Injektors die Drehgeschwindigkeit der Pumpe erhöht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Druckniveau innerhalb der Druckleitung von der Fördereinrichtung zum Injektor erfasst wird, wobei abhängig von der Erfassung eines Druckabfalls die Drehgeschwindigkeit der Pumpe erhöht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Strom, mit welchem der Injektor zum Zwecke der Öffnung bestromt wird, erfasst wird, wobei abhängig von der Stärke des am Injektor anliegenden Stroms die Drehgeschwindigkeit der Pumpe erhöht wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Drehgeschwindigkeit der Pumpe während der Zeit, in der der Injektor geöffnet ist, unabhängig von dem zur Abgasnachbehandlung benötigten Fördervolumen ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Drehgeschwindigkeit der Pumpe, welche erhöht ist, während der Injektor geöffnet ist, wieder reduziert wird, sobald ein Schließvorgang des Injektors erkannt wird, kurz nach dem der Injektor geschlossen ist oder mit einem definierten zeitlichen Versatz zum Schließvorgang des Injektors. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Mehrzahl von Injektoren vorgesehen ist, wobei der von der Pumpe geförderte Volumenstrom während einer Öffnung eines Injektors oder mehrerer Injektoren für jeden der jeweils geöffneten Injektoren um einen zu dem jeweiligen Injektor spezifischen Volumenstrom erhöht wird.
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