JP5898219B2 - 計量装置を作動する方法 - Google Patents

Description

本発明は、計量装置を作動する方法に関する。自動車両の排ガス処理装置に計量された様式で還元剤を送給するために、例えば、本発明による方法を使用することのできる計量装置が、用いられる。

選択接触還元（ＳＣＲ）の方法が排ガス処理装置において使用される場合、例えば、還元剤は、排ガス処理装置において必要とされる。この方法の場合、排ガス中の汚染物質の少量は、還元剤との化学反応において無害な物質に変換される。この方法では、特に排ガス中の酸化窒素合成物は、無害な物質、窒素および水に変換される。この方法では、還元剤としてアンモニアが通常用いられる。方法が自動車両の内燃機関からの排ガスを浄化するために使用される場合、還元剤アンモニアは、それ自体は通常貯蔵されなくて、還元剤前駆体の形で貯蔵される。この種の還元剤前駆体は、例えば、尿素または水性尿素溶液である。自動車両の分野において、商品名ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）の下で入手できる３２．５パーセントの水性尿素溶液は、広く使われている。この種の還元剤前駆体は、例えば、増加した温度を熱分解的に使用しておよび／または触媒を加水分解的に使用（例えば加水分解コーティング）して、排ガスの範囲内でおよび／または排ガスの外側でアンモニアに変換することができる。排ガスの範囲内での変換の場合、還元剤前駆体は、液体状態で、そして好ましくは微細に分かれた形で直接排ガスに供給されることができる。排ガスの温度のせいで、還元剤前駆体は、次いで蒸発して、実際の還元剤、すなわち特にアンモニア、に変換される。用語「還元剤」は、還元剤前駆体および還元剤前駆体溶液としても以下で使われる。

選択接触還元の方法との関連で、排ガス処理装置に供給される還元剤の量が、還元剤にとっての既存の要件に特に正確に対応しなければならないことは、重要である。一方では、排ガス中の汚染物質成分を変換するために充分な還元剤が送り込まれることは、必要である。同時に、過剰な還元剤は環境に深く入りこむことが可能な還元剤に至り得るので、送り込まれる還元剤の量は、多過ぎてはならない。特に還元剤がアンモニアにすでに変換された場合、アンモニアは強烈なにおいを有するので、これは望まれない。

この状況を出発点として、従来技術と関連して記載されている技術的課題をさらに緩和することは、本発明の目的である。特に、目的は、計量装置を作動するための特に有利な方法を開示することである。そして、それによって、装置のための特に安い経費と同時に高い測定精度は、達成されることができる。

これらの目的は、請求項１の特徴による方法によって、そして請求項１０の特徴による計量装置によって、達成される。方法の、そして装置のさらに有利な実施形態は、従属請求項といわれる請求項において与えられる。請求項において個々に表される特徴は、いかなる技術的に意味のある様式でも組み合わされることができて、そして、本発明の付加的な実施形態を引き起こすように記述からの説明的材料によって補充されることができる。

本発明は、排ガス処理コンポーネントに還元剤を送給するために上方反転点と下方反転点との間を移動することのできる少なくとも１つの可動ポンプ部、および、可動ポンプ部によるパス（ｐａｓｓ）を検出することのできる少なくとも１つの位置送信器を有する、還元剤のための計量装置を作動する方法であって、
（ａ）少なくとも１つの位置送信器によって少なくとも１つの可動ポンプ部の位置を最初に検出するステップ、
（ｂ）少なくとも１つの可動ポンプ部が移動するステップ、
（ｃ）排ガス処理コンポーネントへの還元剤を計量するステップ、
（ｄ）少なくとも１つの位置送信器によって可動ポンプ部の２回目の位置を検出するステップ、および、
（ｅ）ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で計量される還元剤の第１の量を決定するステップ、
を少なくとも含む、方法、に関する。

計量装置の可動ポンプ部は、概して、容積型ポンプの可動アーマチャである。この種の容積型ポンプは、例えば、ピストンポンプまたはダイアフラムポンプでありえる。容積型ポンプは、動的ポンプ（ｄｙｎａｍｉｃ ｐｕｍｐ）から区別されなければならない。容積型ポンプにおいて、送給される媒体は、閉じたボリュームによって送給される。逆流防止は、バルブ、フラップまたは他のエレメントによって、伝達流体によって、供給ポンプの特別な構成によっておよび／または重力によって達成される。

動的ポンプと呼ばれるポンプでは、対照的に、送給される媒体に対するエネルギー伝達は、流体力学により支配されるプロセスによってのみ達成される。その場合、媒体は、フラップおよびバルブなしで、機械を通って自由に流れる。動的ポンプが駆動されない場合、動的ポンプ内の媒体は、予想する送給方向とは反対に流れることもできる。

可動ポンプ部は、上方反転点と下方反転点との間を移動可能である、とさらに述べられる。差異は、完全なストロークによってのみ作動されることのできるポンプと、完全なストロークおよび部分的なストロークの両方によって作動されることのできるポンプとの間に示されなければならない。完全なストロークによってのみ作動されることのできるポンプは、上方反転点および下方反転点でのみ可動ポンプ部の移動方向に反転を許容する。上方または下方反転点の前の移動方向の早まった反転は、この種のポンプでは可能でない。完全なストロークおよび部分的なストロークの両方によって作動されることのできるポンプの場合、減少した（より短い）ポンプ運動は、実行されることもできる。そこにおいて、可動ポンプ部の移動方向は、上方反転点または下方反転点の前でさえ反転される。この種のポンプは、意図が送給媒体すなわち還元剤の流れにおいて減少したパルセーションを有する可能な一定の送給レートを作ることであるときに、有利でありえる。

本発明による方法は、完全なストロークによってのみ作動されることのできる供給ポンプに、好ましくは適している。可動ポンプ部によるパスを検出することのできる位置送信器の技術的な実施における多くの異なる変形は、存在し得る。１つのありうる実施は、可動ポンプ部がワイパーを通過するとすぐにトリガされるワイパー接点である。他の実施形態では、位置送信器は、ホール効果センサによって具体化されることができる。そしてそれは、適切な感度のエレメント（例えば可動ポンプ部からの小型磁石）がホール効果センサを通過するとすぐに信号を発生する。

本発明による方法は、基本的に、位置送信器を通り越した所の可動ポンプ部の２つのパス間で供給ポンプまたは可動ポンプ部によって送給される還元剤の量が比較的正確に決定され得るという事実に基づく。例えば、（単一の）位置送信器は、設けられることができる。そしてそれは、上方反転点から下方反転点への、そして上方反転点へ戻る、可動ポンプ部の完全なストロークの間、可動ポンプ部によって正確に２回通過される。１回目は、次いで本発明による方法のステップ（ａ）に割り当てられ得る。そして２回目は、次いでステップ（ｄ）に割り当てられ得る。可動ポンプ部の、およびポンププロセスの間、可動ポンプ部によりサイズを拡大されそして減少されるポンプ室の構成の知識に基づいて、ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間に送給される量は、正確に知られる。特に、上方反転点と下方反転点との間でポンプ室において可動ポンプ部によって押しのけられる押しのけ容積は、ここで関連する。これは、完全なストロークの場合、ポンプの送給容積に対応する。そして、（単一の）位置送信器を有する計量装置の場合、この押しのけ容積は、ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で移動する送給容積、またはステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で計量される第１の量である。計量装置は、ステップ（ａ）とステップ（ｄ）間で、あるいは位置送信器を通り越した可動ポンプ部の２つのパス間で計量されるかまたは送給された量が５％未満、好ましくは２％未満、そして特に好ましくは１％未満のエラーを有して決定されることができるような正確な生産許容誤差とともに、好ましくは生産される。これは、一定の形で保存される少なくとも１つの位置送信器を通り越した所の２つのパス間の送給容積については、第１の決定期間において好ましくは起こる。

計量装置の作動の間、本発明による方法は、好ましくは連続的に実行される。ステップ（ｄ）において検出される可動ポンプ部の位置は、次いで本発明による方法の他の繰返しのためのステップ（ａ）との関連で好ましくは用いられる。このようにして、還元剤の計量される量は、連続的にモニタされることができる。

計量装置の作動開始にあたり、本発明による方法は、ステップ（ａ）から必ずしも始める必要があるわけではなく、および／または、このステップは他の手段によって類似の様式で実施することができる。作動サイクルは、概して、接続された内燃機関を始動することから始まる。例として、始動の間、可動ポンプ部が位置送信器から遠く離れている場合、方法は、概して、まず最初にステップ（ｂ）および／またはステップ（ｃ）から開始する。ステップ（ｅ）を実行するために、ステップ（ａ）に関する情報は、次いで（例えばエンジンコントローラにおける）メモリからの読み出されることができる。他の変形例において、可動ポンプ部がそれぞれの作動サイクルにおける１回目のための位置送信器に到達した後にのみ、すべての方法ステップ（ａ）〜（ｅ）を含む方法の正規の動作は起こる。最後の既存の位置がほぼ記録されかつ保存されていて、その結果、計量装置の作動が開始するときに、最後の作動のときからの位置送信器の一部における可動ポンプ部の位置についての知識がすでにある場合、ステップ（ａ）が既に実行されたと考えることは、同様に可能である。この目的（作動の終了を越えて位置情報を利用できるようにする）のために、適切な場合、データメモリ、カウンタその他を設けることも、可能である。

概して、還元剤が実質的に非圧縮性でなければならないことは、本発明による方法の使用にとって必要である。このようにしてのみ、可動ポンプ部の動きから還元剤の必要量を高精度に推定することは、可能である。ここで、フレーズ「実質的に非圧縮性の」は、液状水分の圧縮率のオーダーの圧縮率を意味することを概して意図する。しかしながら、本発明による方法は、還元剤の圧縮率がより大きい場合も使用されることができる。その場合、しかしながら、ステップ（ｅ）において決定される還元剤の量の不確実性は、より大きいか、または、第１の定量法は、圧縮率を考慮しなければならない。

本発明による方法との関連で、可動ポンプ部のパスを決定するための複数の位置送信器を有する計量装置を使用することも、可能である。上方反転点から下方反転点への、そして上方反転点へ戻る可動ポンプ部によるパスの間、可動ポンプ部の２つのパスは、さまざまな位置送信器でいずれの場合も起こることができる。この種の計量装置の場合、適切ならば、ステップ（ａ）および（ｄ）が次いで異なる位置送信器を用いて各々実行されることができ、したがって、ステップ（ｅ）において上方反転点と下方反転点との間で完全な押しのけ容積の部分的な量さえ決定することが可能であるので、還元剤の比較的小さい計量される量は、本発明による方法によって決定されることも可能である。

計量装置が、還元剤を排ガス処理コンポーネントに供給するための少なくとも１つのインジェクタを有し、そしてステップ（ｃ）の間、少なくとも、
（ｉ）インジェクタ（９）を開放するステップ、
（ｉｉ）排ガス処理コンポーネント（３）への還元剤を計量するステップ、
（ｉｉｉ）前記インジェクタ（９）を閉鎖するステップ、および、
（ｉｖ）第２の定量法（１１）によってステップ（ｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間で計量される還元剤の第２の量（１０）を決定するステップ、が実行される場合、本発明による方法は、特に有利である。

ステップ（ｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間で計量される還元剤の第２の量は、例えば、以下のパラメータを第２の定量法に組み込むことによって決定されることができる：−インジェクタの構造的形状、−ステップ（ｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間の時間；−還元剤の重要な特性（例えば粘性）；および、−計量装置と排ガス処理コンポーネントとの間の圧力差。

第２の定量法は、好ましくはこれらのパラメータが考慮される計算ルールである。第２の計算ルールは、例えば、以下の構造を有することができる。

ここで、Ｍ_２は、第２の量である。Ｔ_ｉｉｉは、ステップ（ｉｉｉ）においてインジェクタが閉じる時間である。Ｔ_ｉｉは、ステップ（ｉｉ）においてインジェクタが開く時間である。ｋは、さまざまな他のパラメータが考慮されることのできるファクタである。

ステップ（ｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間で計量される還元剤の第２の量は、ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で計量される還元剤の第１の量よりも、通常小さい。これは、一方で、ステップ（ｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間で排ガス処理コンポーネントへと計量して供給される第２の量は、還元剤の充分な蒸発および変換が排ガス処理コンポーネントにおいて起こることを、そして堆積が生じないことを確実にするために、十分小さくなければならないという事実と関係がある。他方で、位置送信器を通り越した所の２つのパス間で可動ポンプ部によって送給される選択された第１の量は、限界動作条件でさえ、還元剤の十分に大きい送給量が計量装置で達成され得ることを確実にするために、十分大きくなければならない。これは、（単一の）位置送信器を有する計量装置に特にあてはまる。なぜなら、この場合、第１の量は、供給ポンプの押しのけ容積に対応するからである。複数の位置送信器を有する計量装置の場合、第１の量のより微細な決定は、達成されることができる。本発明による方法のための計量装置は、好ましくは３ｌ／ｈ［毎時リットル］〜２０ｌ／ｈ［毎時リットル］のの最大送給レートを有する。上方反転点から下方反転点までの送給ストロークの間、計量装置または可動ポンプ部によって送給される還元剤のボリュームは、好ましくは１ｍｌ［ミリリットル］と２５ｍｌ［ミリリットル］との間にある。（単一の）位置送信器を有する計量装置の場合、これは、第１の量に対応する。

同時に、ステップ（ｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間でインジェクタによって計量される還元剤の第２の量は、好ましくは０．５ｍｌ［ミリリットル］〜５ｍｌ［ミリリットル］である。ステップ（ｉｖ）における還元剤の計量される量は、概して、第２の定量法によって決定される。例えば、上記で特定されるパラメータは、そこで考慮される。

ステップ（ｉ）〜（ｉｖ）は、ステップ（ｃ）の間に好ましくは数回実行される。ステップ（ａ）〜（ｅ）間およびステップ（ｉ）〜（ｉｖ）間に、オーバーラップがあることも可能である。これは、ステップ（ｃ）による方法が続くためにステップ（ｉ）〜（ｉｖ）が完全には完了する必要がないことを意味する。方法ステップ（ａ）〜（ｅ）間および方法ステップ（ｉ）〜（ｉｖ）間の対応するオーバーラップは、本発明による方法の一部としてさまざまな定量法において考慮されることができる。

ステップ（ｉｖ）において決定される計量される第２の量は、概して、還元剤の実際に計量される量から、２０％未満、好ましくは１０％未満、特に好ましくは５％未満の偏差を有して決定されることができる。

ステップ（ｉ）〜（ｉｖ）がステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で数回実行され、ステップ（ｉｖ）において決定される第２の量が第３の量を与えるためにステップ（ｖ）において加えられ、ステップ（ｆ）において第１の量が第３の量と比較される場合、本発明による方法は、特に有利である。ステップ（ｆ）は、好ましくはステップ（ｅ）の後に実行される。

ステップ（ｅ）における第１の量の決定がステップ（ｉｖ）における第２の量の決定よりも高い精度で実行される場合、本発明による方法は、さらに有利である。可動ポンプ部およびポンプ室のための生産許容誤差は、特によく維持されることができ、そして、ステップ（ｅ）において決定されて、ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で計量される第２の量の精度は、前記生産許容誤差に実質的に依存するので、この状態は、概して満たされる。例えば、還元剤の可変の流れ特性、計量装置におけるおよび排ガス処理コンポーネントにおける圧力変動、インジェクタの開閉の間の不正確性、および可能な他のファクタのせいで、インジェクタでの測定の間、計量される量において、相当な、比較的大きい程度の不確実性は、起こる。計量される第１の量がステップ（ｅ）において決定される高い精度は、ステップ（ｉｖ）において決定される高い精度よりも技術的な複雑さをかなり伴わずに達成することができる。このために、ステップ（ｅ）の精度がステップ（ｉｖ）の精度よりも大きい場合、本発明による方法のための計量装置は、特に安価でありえる。

第２の定量法が第１の量および第３の量にしたがって修正される場合、本発明による方法は、さらに有利である。これは、例えば、第２の定量法の適合によって達成されることができる。適合は、例えば、例として上で与えられる計算ルールの定数ｋを修正することによって実行され得る。これは、例えば、以下の式にしたがって実行されることができる。

この式において、ｋ_ｎｅｕは、修正されたファクタｋである。ここで、ｋ_ａｌｔは、偏る第２の量および第３の量が決定されるファクタｋである。変数ｍ_１は、第１の量であり、ｍ_３は、第３の量である。ステップ（ｉｖ）において決定される第２の量が大き過ぎる場合、ファクタｋは、決定される第２の量が大き過ぎる範囲までこの式によって減少される。逆にいえば、決定される第２の量が小さ過ぎる場合、ファクタｋは増加する。ファクタＰは、第２の量または第３の量からの第１の量の偏差がファクタｋに影響を及ぼす範囲を決定する。上で与えられる式は、実質的に比例制御器に対応する。他のパラメータとのより複合した関係は、ファクタｋの適合を実行するために考慮されることもできる。例えば、積分制御コンポーネントおよび／または微分制御コンポーネントは、同様に考慮されることができる。適合が、比例制御器コンポーネントおよび積分制御器コンポーネントを有する比例積分制御器で行われる場合、それは特に好ましい。

すでに説明されるように、第１の量は、第２の量または第３の量のために提供されるよりも高い精度によって決定されることができる。第３の量は、第２の量を合計することによって決定される。第２の定量法の適切な適合によって、第１の量が決定されることのできる高い精度は、第２の量の決定の精度に移行されることができる。このようにして、可動ポンプ部の位置または通過を決定するためにちょうど１つの位置送信器または少数の位置送信器を有する低コストの計量ポンプが用いられる場合であっても、インジェクタを用いた個々の計量動作の計量された第２の量が高い精度で計算されることもできる非常に高い精度を有する計量装置を作動する方法を実施することは、可能である。

少なくとも１つの可動ポンプ部が線形駆動装置として具体化される少なくとも１つの駆動手段によって駆動される場合、本発明による方法は、さらに有利である。

さらに、少なくとも１つの可動ポンプ部が回転駆動装置として具体化される少なくとも１つの駆動手段によって駆動される場合、本発明による方法はまた、有利である。回転駆動装置の動きは、例えば、少なくとも１つのコネクティングロッドによっておよび／または少なくとも１つのカムによって可動ポンプ部に伝えられることができる。

すべてのこれらの駆動手段は、可動ポンプ部が上方反転点と下方反転点との間を移動することを可能にする。線形駆動装置は、例えば、可動ポンプ部を特定の方向に移動させる電磁石を用いて実施することができる。逆方向の移動は、次いで、例えば、スプリングエレメントによっておよび／またはいくつかの他の弾性コンポーネントによって達成されることができる。コネクティングロッドまたはカム板を用いて、回転駆動装置の回転運動は、上方反転点と下方反転点との間を移動することのできるポンプ部に、特に有利な様式で伝えられることができる。一般に、回転駆動装置は、特に正確な様式で制御されることができ、回転駆動装置の非常に小さい移動（例えば２、３度の角度）さえ実行することを可能にする。これは、このようにして移動することのできるポンプ部によって上方反転点と下方反転点の間で完全な送給容積または押しのけ容積よりも小さい部分的な容積さえ送給することを可能にする。位置送信器は、ポンプ部の位置を必ずしも直接決定する必要があるとわけではない。位置送信器は、駆動装置（例えば回転駆動装置）上に配置されることもできて、したがって、位置送信器の位置を間接的に決定することもできる。

可動ポンプ部が上方反転点または下方反転点をいつ通過するかを検出することが可能な単一の位置送信器が計量装置に設けられる場合、本発明による方法は、さらに好ましい。反転点で、可動ポンプ部は、好ましくは運動の特に低い速度を有する。この場合、パスは、位置送信器によって反転点で特に正確な様式で決定されることができる。

特に、可動ポンプ部が少なくとも１つの回転駆動装置によって駆動される場合、位置送信器が、少なくとも１つの回転駆動装置の回転角度を検出することのできる回転角送信器として具体化される場合、それは好ましい。本発明による方法の場合、回転駆動装置は、少なくとも１つの伝達部（例えばコネクティングロッドまたはカム板）によって可動ポンプ部に通常連結するので、回転駆動装置の回転角度が既知である場合、可動ポンプ部の位置を推定することは単純な事項である。

１つの位置送信器が上方反転点で可動ポンプ部のパスを検出するために、一方、他の位置送信器が下方反転点で可動ポンプ部のパスを検出し得るために、計量装置は、例えば可能な２つの位置送信器を備えることも可能である。複数の位置送信器が設けられる場合、一般的プラクティスは、方法ステップ（ａ）と（ｄ）とで同じ位置送信器をモニタしないことである。しかし、概してステップ（ｄ）では、ステップ（ａ）において考慮される位置送信器の後で可動ポンプ部が通過する位置送信器を使用する。

計量装置が圧力センサを備えて、圧力センサによって測定される圧力がステップ（ｂ）において可動ポンプ部の移動を制御するために用いられる場合、本発明による方法はまた、有利である。方法ステップ（ｂ）および（ｃ）の間、可動ポンプ部の移動は、インジェクタの開放および、インジェクタによる排ガス処理コンポーネントへの還元剤の計量のせいによる計量装置の圧力損失がいずれの場合も補償されなければならないことを意味するので、可動ポンプ部は、不規則な様式で通常移動する。概して、可動ポンプ部は、ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で数回移動して、再び停止する。この目的のために、可動ポンプ部の駆動手段は、いずれの場合もスイッチオンされて、再びスイッチオフされる。概して、インジェクタが計量のために開放されるときはいつでも、可動ポンプ部は移動する。可動ポンプ部の移動の間接制御が計量装置の圧力センサによって決定される圧力に基づいて実行される場合、それは特に有利である。圧力にしたがう可動ポンプ部の制御は、制御器によって、特に好ましくは、ＰＩＤ制御器によって好ましくは実行される。この種の制御器は、いずれの場合も駆動手段をオン／オフに切り換える。この種の制御器は、比例制御器コンポーネント、積分制御器コンポーネントおよび微分制御器コンポーネントを備える。この種の制御器は、特に微分制御器コンポーネントのおかげで、特に急速に応答する。同時に、この種の制御器は、積分コンポーネントのおかげで特に正確な制御を提供する。この目的のために、圧力センサは、送給側に、または可動ポンプ部の供給ポンプの流出側に通常配置される。可動ポンプ部がエネルギーロスなしに任意の位置にとどまり得るというような仕方で駆動手段が設計される場合、それは可動ポンプ部の制御（本明細書に記載される）にとって有利である。回転駆動装置は、したがって、線形駆動装置よりも通常有利である。回転駆動装置がスイッチを切られるときにその回転角度が変化しないというような仕方で、回転駆動装置は、特に有利な様式で設計されることができる。線形駆動装置の場合、これは、比較的高い経費をともなってのみ技術的に達成可能である。一般に、動作電圧は、可動ポンプ部が特定の位置を保つことを確実にするために、ここで適用されなければならない。

ステップ（ｂ）および（ｃ）が同時に少なくとも部分的に実行される場合、本発明による方法はまた、有利である。還元剤のためのインジェクタが開放されて、そして、（ｃ）にしたがって排ガス処理コンポーネントへの還元剤の計量が起こるとすぐに、計量装置の圧力低下に反作用するために、可動ポンプ部の移動は、都合よく対応する自動制御を用いて実行される。

本発明との関連で、提案は、還元剤用の計量装置のためにもなされる。その計量装置は、少なくとも１つの可動ポンプ部を有し、そしてそれは、上方反転点と下方反転点との間で移動することができる。計量装置は、少なくとも１つの位置送信器を備え、それによって、可動ポンプ部によるパスを検出することができる。

本発明による計量装置がまた、少なくとも１つの圧力センサを備えている場合、それは有利である。

この種の計量装置は、本発明による方法に特に適している。本発明による方法の説明との関連で記載された装置の特徴は、本発明による計量装置に移行可能である。同じことは、本発明による方法のために記載された特別な利点および実施形態にあてはまる。それはまた、本発明による計量装置にもあてはまる。

本発明との関連で、提案は、自動車両のためにさらになされる。その自動車両は、内燃機関および、内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス処理コンポーネント、ならびに、本発明による計量装置および／または本発明による方法を実施するために準備されるコントロールユニットを有する。

本発明および技術的な文脈は、図を参照して以下にさらに詳細に説明される。図は、特に好適な実施形態を示すが、本発明はそれに制限されない。特に、図およびとりわけ示されるプロポーションは、概略的のみである点に留意する必要がある。

図１は、本発明による方法のために準備される計量装置を有する自動車両を示す。 図２は、本発明による方法のシーケンスを例示する線図を示す。 図３は、本発明による方法のための供給ポンプの第１実施形態を示す。 図４は、本発明による方法のための供給ポンプの第２実施形態を示す。 図５は、本発明による方法のための供給ポンプの第３実施形態を示す。 図６は、本発明による方法のための供給ポンプの第４実施形態を示す。

図１は、自動車両１７を示す。そしてそれは、内燃機関１８および、内燃機関１８からの排ガスを浄化するための排ガス処理コンポーネント３を有する。さらに、自動車両１７は、計量装置１を有する。そしてそれによって、還元剤は、インジェクタ９により排ガス処理コンポーネント３内に送給されることができる。計量装置１は、タンク２０を備える。還元剤は、そこに貯蔵される。タンク２０からインジェクタ９への還元剤ライン２１に沿って、まず最初に供給ポンプ２７があり、次いで圧力センサ１６がある。供給ポンプ２７は、可動ポンプ部２を有する。そしてそれは、回転駆動装置１４として設計される駆動手段２３によってコネクティングロッド１５を介して駆動されることができる。可動ポンプ部２は、上方反転点４と下方反転点５との間を移動することができる。上方反転点４と下方反転点５との間の移動の間、可動ポンプ部２は、押しのけ容積によってポンプ室２２のボリュームを変える。可動ポンプ部２が位置送信器６を通過するときに、可動ポンプ部２の位置は、検出されることができる。還元剤の計量された第１の量を決定するために、コントロールユニット１９は、用いられることができる。そしてそれは、信号ラインによって、インジェクタ９、圧力センサ１６、位置送信器６および駆動手段２３に接続している。

図２は、本発明による方法のシーケンス図を示す。下方領域において、方法ステップ（ａ）〜（ｆ）は、見られることができる。これらは、ループの様式で反復的に繰り返される。ステップ（ｃ）から始まって、方法ステップ（ｉ）〜（ｖ）は、実行されることができる。これらは、同様に反復的に繰り返される。方法ステップ（ａ）〜（ｆ）を通過する間、方法ステップ（ｉ）〜（ｖ）が数回実行されることも、可能である。これは、破線の矢印によって示される。そしてそれは、方法ステップ（ｃ）への戻り切り換えなしに方法ステップ（ｉ）〜（ｖ）を繰り返し通過することを許容する。ステップ（ｅ）において、第１の定量法８は、位置送信器を通り越した可動ポンプ部の方法ステップ（ａ）、（ｄ）で検出されるパスから、または方法ステップ（ａ）、（ｄ）におけるポンプ部の位置から、第１の量７を決定するために用いる。第１の定量法８において、既知量は、メモリから通常読み出される。この量は、ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間の送給容積に対応する。複数の位置送信器を有する計量装置の場合、例えば、複数の位置送信器のうちステップ（ａ）、（ｄ）でトリガされた位置送信器が第１の定量法８において利用される。方法ステップ（ｉｖ）において、ステップ（ｉ）のインジェクタの開放プロセスおよびステップ（ｉｉｉ）のインジェクタの閉鎖プロセスに関する情報は、第２の定量法１１によって計量された還元剤の第２の量１０を決定するために用いる。方法ステップ（ｖ）において、方法ステップ（ｉ）〜（ｖ）を通るさまざまなパスの第２の量１０は、第３の量１２を与えるために加えられる。方法ステップ（ｆ）において、第１の量７および第２の量１０は、第２の定量法１１のための修正を決定するために、第３の定量法１３において用いる。第３の定量法１３の修正は、例えば、第１の量７および第３の量１２の商を用いて実行されることができる。この商は、第２の定量法１１において修正係数として用いることができる。

図３〜図６は、計量装置用の供給ポンプ２７の４つの異なる実施形態を示す。そしてそれは、本発明による方法のために用いることができる。図３に例示される供給ポンプ２７は、回転駆動装置１４として具体化される駆動手段２３を備える。そしてそれは、矢印によって示される回転駆動装置１４の回転運動を、カム板２５を介して可動ポンプ部に伝える。可動ポンプ部２は、上方反転点４と下方反転点５との間を移動することができる。可動ポンプ部２の位置は、位置送信器６を用いて検出されることができる。ここで、位置送信器６は、回転角送信器３０として具体化される。そしてそれは、回転駆動装置１４の回転角を介して可動ポンプ部２の位置を間接的に決定する。カム板２５は、丸い突出部のあるディスクとして具体化される。そして、回転駆動装置１４の回転角または位置に応じて、カム板２５は、可動ポンプ部２を異なる範囲の方に下方へ押す。カム板２５板は、供給ポンプ２７の還元剤放出フェーズの間に可動ポンプ部２が実質的に同一速度で移動するというような方法で、具体化されることができる。その一方で、可動ポンプ部２は、回転駆動装置１４の同一速度のための供給ポンプ２７の吸入フェーズの間に著しく速く移動する。このようにして実施形態によって、還元剤の放出がない吸入フェーズは、特に短く保たれることができる。カム板２５のこの種の実施形態は、図３に示される。ここで左に示されるカム板２５の側において、カム板２５の幅は、可動ポンプ部２を上方反転点４から下方反転点５までゆっくりかつ連続的に移動させるために、そして還元剤を連続的に放出させるために、ゆっくりかつ連続的に増加する。右側において、カム板２５の幅は、急に減少する。下方反転点５から上方反転点４までの可動ポンプ部２の非常に迅速な復帰移動は、したがって、ある。可動ポンプ部２の復帰移動を許容するために、追加のスプリングエレメント２８は、図３に示される供給ポンプ２７の実施形態において設けられることができる。前記スプリングエレメントは、カム板２５に対して可動ポンプ部２を押圧する。代わりにまたは加えて、可動ポンプ部２は、カム板２５に機械的に連結して、カム板２５が可動ポンプ部２を押しかつ引く両方を可能にすることもできる。

図４に示される供給ポンプの別の実施形態において、可動ポンプ部２は、線形駆動装置２４を用いて、上方反転点４と下方反転点５との間を移動する。この種の線形駆動装置２４は、例えば、電磁石２９を用いて具体化されることができる。

図５は、供給ポンプ２７を示す。そしてその可動ポンプ部２は、ダブルアクションである。図５に示される可動ポンプ部２は、２つの異なるポンプ室２２のボリュームを変化させることができる。ポンプ室２２による還元剤の流れは、いずれの場合もバルブ２６によって決定される。

図６は、各々が別々のポンプ室２２の役に立つ２つの可動ポンプ部２を有する供給ポンプ２７を示す。図６においても、ポンプ室２２による還元剤のための送給方向は、いずれの場合もバルブ２６によって決定される。図６に示される２つの可動ポンプ部２は、一般の駆動手段を有することができる。そしてそれは、ここでは示されない。この種の駆動手段は、例えば、カム板によって、または１つ以上のコネクティングロッドによって具体化されることができる。そしてそれは、前記駆動手段の移動を可動ポンプ部２に伝える。図５、図６に示される供給ポンプは、還元剤の特に同一の送給を可能にする。通常、容積型ポンプの場合、吸入フェーズおよび放出フェーズがあり、還元剤は、吸入フェーズの間、吸い込まれて送給されるだけであり、還元剤の放出は起こらない。その結果、提供される還元剤の流れは、連続的でない。図５、図６に示される実施形態において、ポンプが還元剤を連続的に送給するように、そして還元剤の放出に中断がないように、さまざまなポンプ室２２のためのそれぞれの放出フェーズおよび吸入フェーズを定めることは、可能である。

本発明による方法は、還元剤のための非常に高い測定精度を有する計量装置が特にローコストで利用できるようになることを可能にする。

１…計量装置
２…可動ポンプ部
３…排ガス処理コンポーネント
４…上方反転点
５…下方反転点
６…位置送信器
７…第１の量
８…第１の定量法
９…インジェクタ
１０…第２の量
１１…第２の定量法
１２…第３の量
１３…第３の定量法
１４…回転駆動装置
１５…コネクティングロッド
１６…圧力センサ
１７…自動車両
１８…内燃機関
１９…コントロールユニット
２０…タンク
２１…還元剤ライン
２２…ポンプ室
２３…駆動手段
２４…線形駆動装置
２５…カム板
２６…バルブ
２７…供給ポンプ
２８…スプリングエレメント
２９…電磁石
３０…回転角送信器

Claims (10)

1. 排ガス処理コンポーネントに還元剤を送給するために上方反転点と下方反転点との間を移動することのできる少なくとも１つの可動ポンプ部、および、前記可動ポンプ部によるパスを検出することのできる少なくとも１つの位置送信器を有すると共に、還元剤を前記排ガス処理コンポーネントに供給するための少なくとも一つのインジェクタを有する、還元剤のための計量装置を作動する方法であって、
   （ａ）前記少なくとも１つの位置送信器によって前記少なくとも１つの可動ポンプ部の位置を最初に検出するステップ、
   （ｂ）前記少なくとも１つの可動ポンプ部が移動するステップ、
   （ｃ）前記インジェクタを介して前記排ガス処理コンポーネントに供給される還元剤の量を計量するステップ、
   （ｄ）前記少なくとも１つの位置送信器によって前記可動ポンプ部の２回目の位置を検出するステップ、および、
   （ｅ）ステップ（ａ）とステップ（ｄ）との間で計量される還元剤の第１の量を決定する第１の定量法を用いるステップ、
   を少なくとも含み、
   上記ステップ（ｃ）の間、少なくとも、
   （ｉ）前記インジェクタを開放するステップ、
   （ｉｉ）前記排ガス処理コンポーネントへの還元剤を計量するステップ、
   （ｉｉｉ）前記インジェクタを閉鎖するステップ、
   （ｉｖ）第２の定量法によってステップ（ｉ）とステップ（ｉｉｉ）との間で計量される還元剤の第２の量を決定するステップ、
   （ｖ）前記ステップ（ａ）と（ｄ）との間で上記ステップ（ｉ）〜（ｉｖ）が実行される回数分の前記第２の量を合計することにより第３の量が与えられるステップ、
   が実行され、
   さらに、
   （ｆ）前記第１の量が前記第３の量と比較され、前記第２の定量法の適合のために、前記第１の量および前記第３の量にしたがって該第２の定量法が修正されるステップ、
   を含む方法。
2. ステップ（ｅ）における前記第１の量の決定は、ステップ（ｉｖ）における前記第２の量の決定よりも高い精度によって実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの可動ポンプ部は、線形駆動装置として具体化される少なくとも１つの駆動手段によって駆動される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの可動ポンプ部は、回転駆動装置として具体化される少なくとも１つの駆動手段によって駆動される、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの位置送信器は、前記少なくとも１つの回転駆動装置の回転角が検出されることのできる回転角送信器として具体化される、請求項４に記載の方法。
6. 前記計量装置には単一の位置送信器が設けられ、それによって、前記可動ポンプ部が前記上方反転点または前記下方反転点を通過するときに検出することが可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記計量装置は、前記可動ポンプ部を有する供給ポンプの流出側に配置される圧力センサを有し、前記圧力センサによって測定される圧力は、ステップ（ｂ）において前記可動ポンプ部の移動を制御するために用いる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. ステップ（ｂ）および（ｃ）は、少なくとも部分的に同時に実行する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 請求項１に記載の方法を実施する、計量装置であって、前記計量装置は、前記ステップ（ｂ）において前記可動ポンプ部の移動を制御するために用いる少なくとも１つの圧力センサを、前記可動ポンプ部を有する供給ポンプの流出側に有する、計量装置。
10. 内燃機関および、前記内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス処理コンポーネント、ならびに、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実行するために準備されるコントロールユニットを有する自動車両。
    

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