WO2010066564A1 - Verfahren und vorrichtung zur adaption der injektionsmittelzufuhr in einem injektionssystem sowie abgasnachbehandlungssystem - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur adaption der injektionsmittelzufuhr in einem injektionssystem sowie abgasnachbehandlungssystem Download PDF

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Joris Fokkelman
Ingo Koops
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Definitions

  • the invention relates to a method for adapting the injection agent supply in an injection system, to an apparatus for carrying out this method, and to an exhaust gas aftertreatment system.
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • NOx nitrogen oxides
  • aqueous urea solutions The urea solution is hydrolyzed by means of hydrolysis catalysts or directly on the SCR catalyst to ammonia and carbon dioxide.
  • the urea solution is injected into the exhaust gas stream by means of special metering systems upstream of the hydrolysis catalytic converter or the SCR catalytic converter. This results in a problem on the one hand to determine the optimal amount of reducing agent, on the other hand, but also to ensure the safe feeding and dosing of the reducing agent.
  • the dosage can be done by means of an injector.
  • the activation time and thus the opening time of the injector are decisive for the amount of reducing agent supplied to the exhaust aftertreatment system.
  • the target amount of injection is set to a constant value and only the pause times between the injections are varied as needed.
  • Target amount is adjusted so that a constant drive duration of the injector is determined, which corresponds to a constant injection quantity. It is important that the same amount of reducing agent can always be expected for a certain activation period. Thus, the amount injected over time is always a multiple of the constant injection quantity due to the variation of the pause times between two injections. This information is important in that there is so far no direct feedback from the system, which reflects the actual injection quantity. It can also be used a variable drive duration of the injector to vary the reducing agent supply. For this, however, the characteristic of the injector must be known. Deviations due to manufacturing tolerances or system aging can thus hitherto not be taken into account.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for adapting the supply of injection medium in an injection system, which makes it possible in a simple manner to control and optimize the keeping constant of the injected injection quantity and if possible to realize it without additional components.
  • a method for adapting the injection agent supply for an exhaust gas purification system with an injection system comprising an injection agent tank, an injector, a pump connected via at least one line to the injector and a pressure relief valve arranged in a line downstream of the pump, in which the following steps are carried out a) Setting a setpoint value for the injection medium pressure in the line downstream of the pump relative to the ambient pressure, b) Opening the pressure relief valve for a predetermined time t, c) Determining the pressure difference between the setpoint caused by the opening in step b) and
  • steps a) and d) have different references. This has the background that in steps a) to c) a pressure drop after the opening of the pressure relief valve is to be determined, wherein the pressure release valve allows the injection medium to escape into the environment outside of the exhaust gas purification system. In contrast, in steps d) to f), a pressure drop is determined after the opening of the injector, wherein the injector injects the injection agent into the exhaust gas pressure applied to the exhaust gas purification system. Ambient pressure and exhaust gas pressure are generally not the same, so that this difference advantageously takes into account in the method according to the invention for the comparison of the differential pressures determined.
  • the injection medium pressure can preferably be set up with the help of the pump. For example, an overpressure of about 5 bar can be set in each case based on the reference pressures.
  • the exhaust pressure can be determined by pressure sensors or it can be determined by exhaust pressure models.
  • steps g) and h) it is advantageously possible to use the difference of the pressure differences from the comparison of the same while the injector opening time is kept constant, to adapt the resulting amount of injectate taken from it.
  • a new injection quantity of injection agent can be determined, for example, by multiplying the previously assumed injected injection quantity with the determined pressure difference ratio from step g).
  • the relationship between the determined pressure difference ratio from step g) and the injection amount correction can be previously recorded on a test bench and stored as a map in a controller. It is also possible, based on the system stiffness and the pressure difference ratio from step g), to deduce the actually injected amount of injection agent.
  • injection means for example, both ammonia solutions or aqueous solutions of precursor substances can be understood, which can be converted to ammonia, such as urea solutions.
  • fuels are also referred to as injection agents, which are injected into the exhaust system, for example, for the regeneration of particulate filters.
  • a method is provided with which, advantageously, a constant injection quantity can be realized in a simple manner in an injection system and by which a control of the injection quantity of the injector is made possible.
  • the reliability of the injection system can be increased without having to operate a great deal of effort with additional system components.
  • the method according to the invention makes use of the fact that a mostly existing pressure relief valve in the injection system has a very similar flow behavior as the injector.
  • the pressure relief valve can also be selected identical to the injector. Due to the fact that the pressure relief valve is located in one of the lines downstream of the injector system pump, unlike the injector, it is not exposed to the exhaust gas loads.
  • the aging due to the constant operation of the injector may be related to the pressure relief valve in the Compared to the injector is operated only to a small extent, are assumed to be negligible. Therefore, the pressure relief valve is particularly suitable as a reference for checking the flow behavior of the injector. This circumstance is advantageously used by the inventive method for adapting and controlling the injection quantity of the injector.
  • the reference value of the pressure relief valve is also advantageously redetermined in each pass, so that environmental influences such as leakage or changed system rigidity are masked out. Too great a difference in the pressure differences determined according to the invention also leads to the conclusion that the injector is no longer functional. Such a control of the operating state of the injector has not been possible.
  • the sequence of steps a) to c) and / or d) to f) can be repeated one or more times.
  • the absolute pressure difference which is caused by the opening of the valve or the injector, be chosen large enough that it can be reliably determined by pressure sensors.
  • the number of repetitions is registered and stored, so that an averaging can take place.
  • the injector pressure in the line downstream of the pump can be measured by means of a pressure sensor in the line. In this way, the injection pressure can advantageously be determined directly.
  • the injector pressure can be generated by the pump.
  • the setting of the desired values as described above can be reliably implemented without additional material expenditure.
  • the opening time t of the injector can be adapted in such a way that the difference between the pressure differences from steps c) and f) is as small as possible.
  • the opening time t of the injector can be adapted in such a way that the difference between the pressure differences from steps c) and f) is as small as possible.
  • an optimized adaptation and constant maintenance of the amount of injectant in a simple way are possible.
  • ammonia or a precursor substance of ammonia preferably a urea solution, and / or fuel.
  • the invention also relates to an apparatus for controlling an injection system for an exhaust gas purification system having an injection agent tank, an injector, a pump connected to the injector via at least one line, and a pressure relief valve disposed in a line downstream of the pump, means being provided for controlling the opening times of the Injector and the pressure relief valve and to determine and compare the pressure differences between a predetermined setpoint of the injector pressure in the line and caused by an opening of the injector or the pressure relief valve pressure drop.
  • the greatest possible accuracy of the injection quantity by the injector is required.
  • This can be made possible in a simple manner with the device according to the invention, in which the flow behavior of the pressure relief valve is taken into account as a reference for checking the injector and for adapting the quantity of injection medium.
  • the pressure relief valve may be arranged in a return line, which is provided between the supply line of the injection means from the pump to the injector and the injection agent tank.
  • control according to the invention may be in the line downstream of the pump, a pressure sensor for Measurement of the injection medium pressure to be arranged.
  • a pressure sensor for Measurement of the injection medium pressure to be arranged.
  • the invention further relates to an exhaust aftertreatment system for carrying out the method described above.
  • the exhaust aftertreatment system according to the invention is coupled with an on-board diagnostics, which can indicate the functionality if necessary, a malfunction of the Injetechnischsmittel- feeder. If, for example, the determined adaptation value is too high or too high in comparison with the original initial value, this may indicate that the injector is no longer functional and appropriate measures can be taken via the on-board diagnostics, such as, for example, stopping the exhaust gas purification device or requesting the driver to visit a workshop. As a result, the service life of the overall system can be significantly improved.
  • the sole FIGURE shows a schematic structure of an injection system controlled according to the invention for an injection agent supply device for liquid reducing agents using such an injector system.
  • the illustrated SCR system includes an injectant tank 2 for the injectant.
  • An injection medium pump 3 is arranged in the line 4.
  • the conduit 4 serves to supply injection liquid from the injection agent tank 2 to the injector 5.
  • the injector 5 may be any means capable of introducing the injection solution into the injector Exhaust pipe 6 of an internal combustion engine 7, for example, an engine of a motor vehicle to regulate.
  • the injector 5 is connected upstream of an SCR catalytic converter 8 in the exhaust gas line 6.
  • a pressure sensor 11 is arranged in the line 4. From the downstream of the pump 3 line section of the line 4 branches off a return line 10, with the aid of injection medium can be passed back to the injection tank 2. In the return line 10, the pressure relief valve 9 is arranged.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr für eine Abgasreinigungsanlage mit einem Injektionssystem (1) umfassend einen Injektionsmitteltank (2), einen Injektor (5), eine über mindestens eine Leitung (4)mit dem Injektor (5) verbundene Pumpe (3) und ein in einer Leitung (4) stromabwärts der Pumpe (3) angeordnetes Druckablassventil (9), bei dem die folgenden Schritte ausgeführt werden: a) Einstellen eines Sollwertes für den Injektionsmitteldruck in der Leitung (4) stromabwärts der Pumpe (3) bezogen auf den Umgebungsdruck, b) Öffnen des Druckablassventils (9) für eine vorgegebene Zeit t, c) Bestimmung der durch das Öffnen in Schritt b) hervorgerufenen Druckdifferenz zwischen Sollwert und Injektionsmitteldruck unmittelbar nach Schritt b), d) Einstellen eines Sollwertes für den Injektionsmitteldruck in der Leitung (4) stromabwärts der Pumpe (3) bezogen auf den Abgasdruck in der Abgasreinigungsanlage, e) Öffnen des Injektors (5) für eine vorgegebene Zeit t, f) Bestimmung der durch das Öffnen in Schritt e) hervorgerufenen Druckdifferenz zwischen Solldruck und Injektionsmitteldruck unmittelbar nach Schritt e), g) Vergleich der Druckdifferenzen aus den Schritten c) und f), und h) gegebenenfalls Adaption der Injektoröffnungszeit. Die Erfindung betrifft außerdem ein Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung des Verfahrens und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr in einem Injektionssystem sowie Abgasnachbehandlungs- System
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr in einem Injektionssystem, eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, sowie ein Abgasnachbehand- lungssystem.
Zur Reduktion von Schadstoffen, insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden und zur Regeneration von Dieselpartikelfiltern, haben sich verschiedene Verfahren etabliert, bei denen redu- zierende Fluide (Gase oder Flüssigkeiten) in das Abgassystem eines Verbrennungsmotors eingeleitet werden.
Zur Verminderung der Stickoxide hat sich besonders die SCR- Technologie (selective catalytic reduction) bewährt, bei der im Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) mit Hilfe von Ammoniak oder einer entsprechenden zu Ammoniak umsetzbaren Vorläufersubstanz selektiv zu Stickstoff und Wasser reduziert werden. Bevorzugt wird hierbei auf wässrige Harnstofflösungen zurückgegriffen. Die Harnstofflösung wird mittels Hydrolysekatalysatoren oder direkt auf dem SCR-Katalysator zu Ammoniak und Kohlendioxid hydro- lysiert. Dazu wird die Harnstofflösung mittels spezieller Dosiersysteme vor dem Hydrolysekatalysator oder dem SCR-Katalysator in den Abgasstrom eingespritzt. Hierbei ergibt sich zum einen das Problem die optimale Reduktionsmittelmenge zu ermitteln, zum anderen aber auch die sichere Zuführung und Dosierung des Reduktionsmittels zu gewährleisten.
Wird eine sichere und zuverlässige Dosierung nicht gewährleistet, kann eine effiziente Stickoxidentfernung (NOx) aus dem Abgas nicht erreicht werden. Eine Überdosierung von Reduktionsmittel einerseits kann eine unerwünschte Emission, bei- spielsweise von Ammoniak, einen so genannten Reduktionsmitteldurchbruch, zur Folge haben. Eine Unterdosierung kann andererseits zur unzureichenden Reduktion der Stickoxide führen. Gleiches gilt auch entsprechend für die Regeneration von Dieselpartikelfiltern, die durch Kraftstoffeinspritzung erfolgt.
Bei flüssigen Reduktionsmitteln, wie den gebräuchlichen Harnstofflösungen oder Kraftstoff, kann die Dosierung mittels eines Injektors erfolgen. Die Ansteuerzeit und damit die Öffnungszeit des Injektors sind dabei maßgebend für die dem Abgasnachbehandlungssystem zugeführte Menge an Reduktionsmittel .
Um eine möglichst gute Vernebelung zu erreichen, werden hohe Einspritzdrücke verwendet. Das hat zugleich den Vorteil, dass eine leichtere Freisetzung des Ammoniaks aus der Reduktionsmittellösung erfolgen kann. Der Injektor ist dazu über eine Leitung mit der Reduktionsmittelpumpe verbunden.
Um die tatsächliche Menge an eingespritztem Reduktionsmittel zu bestimmen, wird die Sollmenge einer Einspritzung auf einen konstanten Wert eingestellt und nur die Pausenzeiten zwischen den Einspritzungen werden nach Bedarf variiert. Die konstante
Sollmenge wird so eingestellt, dass eine konstante Ansteuerdauer des Injektors ermittelt wird, die einer konstanten Einspritzmenge entspricht. Dabei ist wichtig, dass bei einer bestimmten Ansteuerdauer immer die gleiche Reduktionsmittel- menge erwartet werden kann. So ist die eingespritzte Menge im Lauf der Zeit durch die Variation der Pausenzeiten zwischen zwei Einspritzungen immer ein Mehrfaches der konstanten Einspritzmenge. Diese Information ist insofern wichtig, dass es bisher keine direkte Rückmeldung aus dem System gibt, die die tatsächliche Einspritzmenge wiedergibt. Es kann zudem auch eine variable Ansteuerdauer des Injektors eingesetzt werden, um die Reduktionsmittelzufuhr zu variieren. Dazu muss jedoch die Kennlinie des Injektors bekannt sein. Abweichungen durch Fertigungstoleranzen oder Systemalterungen können damit bisher nicht berücksichtigt werden.
In jedem Fall ist es ein ständiges Bestreben, die Einspritzmenge an Reduktionsmittel, die durch das Injektionssystem abgegeben wird, gerade im Betrieb möglichst gut kontrollieren zu können, damit eine bedarfsgerechte Einspritzung unter allen Be- triebszuständen ermöglicht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr in einem Injektionssystem bereitzustellen, das auf einfache Weise eine Kontrolle und eine Optimierung der Konstanthaltung der zugeführten Injektionsmenge ermöglicht und möglichst ohne zusätzliche Bauteile zu reali- sieren ist.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr in ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem SCR-Katalysator zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgas eines Verbrennungsmotors und mit mindestens einer In- jektionsmittelzuführeinrichtung entsprechend des Patentanspruchs 1 und einer Vorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 7 erreicht. In den abhängigen Ansprüchen sind jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr für eine Abgasreinigungsanlage mit einem Injektionssystem umfassend einen Injektionsmitteltank, einen Injektor, eine über mindestens eine Leitung mit dem Injektor verbundene Pumpe und ein in einer Leitung stromabwärts der Pumpe angeordnetes Druckablassventil bereitgestellt, bei dem die folgenden Schritte ausgeführt werden: a) Einstellen eines Sollwertes für den Injektionsmit- teldruck in der Leitung stromabwärts der Pumpe bezogen auf den Umgebungsdruck, b) Öffnen des Druckablassventils für eine vorgegebene Zeit t, c) Bestimmung der durch das Öffnen in Schritt b) her- vorgerufenen Druckdifferenz zwischen Sollwert und
Injektionsmitteldruck unmittelbar nach Schritt b) , d) Einstellen eines Sollwertes für den Injektionsmitteldruck in der Leitung stromabwärts der Pumpe bezogen auf den Abgasdruck in der Abgasreinigungsanlage, e) Öffnen des Injektors für eine vorgegebene Zeit t, f) Bestimmung der durch das Öffnen in Schritt e) hervorgerufenen Druckdifferenz zwischen Solldruck und Injektionsmitteldruck unmittelbar nach Schritt e) , g) Vergleich der Druckdifferenzen aus den Schritten c) und f) , und h) gegebenenfalls Adaption der Injektoröffnungszeit.
Die Werte für den Sollwert des Injektionsmitteldrucks in der Leitung in den Schritten a) und d) haben unterschiedliche Bezüge. Dies hat den Hintergrund, dass in den Schritten a) bis c) ein Druckabfall nach der Öffnung des Druckablassventils bestimmt werden soll, wobei das Druckablassventil das Injektionsmittel in die Umgebung außerhalb der Abgasreinigungsanlage entweichen lässt. Demgegenüber wird in den Schritten d) bis f) ein Druckabfall nach der Öffnung des Injektors bestimmt, wobei der Injektor das Injektionsmittel in die mit dem Abgasdruck beaufschlagten Abgasreinigungsanlage einspritzt. Umgebungsdruck und Abgasdruck sind im Allgemeinen nicht gleich, so dass dieser Unterschied vorteilhafterweise in dem erfindungsgemäßen Verfahren Berücksichtigung für den Vergleich der ermittelten Differenzdrücke findet. Es kann insbesondere ein gleicher Sollwert des Injektionsmitteldrucks jeweils bezüglich des Umgebungsdrucks für die Betätigung des Druckablassventils oder bezüglich des Abgasdrucks für die Betätigung des Injektors eingestellt werden. Der Injektionsmitteldruck kann dazu be- vorzugt mit Hilfe der Pumpe aufgebaut werden. So kann beispielsweise ein Überdruck von ca. 5 bar jeweils bezogen auf die Referenzdrücke eingestellt werden. Der Abgasdruck kann durch Drucksensoren ermittelt werden oder er kann durch Abgasdruckmodelle bestimmt werden.
In den Schritten g) und h) kann vorteilhafterweise der Unterschied der Druckdifferenzen aus dem Vergleich derselben bei konstant gehaltener Injektoröffnungszeit dazu verwendet werden, die daraus entnommene resultierende Injektionsmittelmenge zu adaptieren. Eine neue Einspritzmenge an Injektionsmittel kann beispielsweise bestimmt werden, indem man die bisher angenommene eingespritzte Injektionsmittelmenge mit dem ermittelten Druckdifferenzverhältnis aus Schritt g) multipliziert. Alternativ kann der Zusammenhang zwischen dem ermittelten Druckdifferenzverhältnis aus Schritt g) und der Einspritzmengenkorrektur vorher an einem Prüfstand erfasst werden und als Kennfeld in einer Steuerung hinterlegt werden. Es ist weiterhin möglich, basierend auf der Systemsteifigkeit und dem Druckdifferenzverhältnis aus Schritt g) auf die tatsächlich eingespritzten Menge an Injektionsmittel zurückzuschließen.
Als Injektionsmittel können beispielsweise sowohl Ammoniak- lösungen oder wässrige Lösungen von Vorläufersubstanzen verstanden werden, die zu Ammoniak umgesetzt werden können, wie beispielsweise Harnstofflösungen . Des Weiteren werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung aber auch Kraftstoffe als Injektionsmittel bezeichnet, die beispielsweise zur Regeneration von Partikelfiltern in das Abgassystem eingespritzt werden.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem vorteilhafterweise eine konstante Injektionsmenge auf einfache Weise in einem Injektionssystem realisiert werden kann und durch das eine Kontrolle der Einspritzmenge des Injektors ermöglicht wird. Dadurch kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zuverlässigkeit des Injektionssystems erhöht werden, ohne einen großen Aufwand mit zusätzlichen Systemkomponenten betreiben zu müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Tatsache, dass ein meist bereits vorhandenes Druckablassventil im Injektionssystem ein sehr ähnliches Durchflussverhalten aufweist wie der Injektor. Vorzugsweise kann das Druckablassventil auch baugleich zum Injektor gewählt werden. Aufgrund der Tatsache, dass das Druckablassventil in einer der Leitungen stromabwärts der Pumpe des Injektionsmittelsystems angeordnet ist, ist es anders als der Injektor nicht den Belastungen des Abgases ausgesetzt. Auch die Alterung durch den ständigen Betrieb des Injektors kann in Bezug auf das Druckablassventil, das im Vergleich zum Injektor nur in geringem Umfang betätigt wird, als vernachlässigbar angenommen werden. Daher eignet sich das Druckablassventil in besonderer Weise als Referenz zur Überprüfung des Durchflussverhaltens des Injektors. Dieser Umstand wird vorteilhafterweise durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Adaption und Kontrolle der Einspritzmenge des Injektors genutzt. Weiterhin vorteilhaft wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Referenzwert des Druckablassventils in jedem Durchgang neu bestimmt, so dass Umgebungseinflüsse wie Leckage oder geänderte Systemsteifigkeit ausgeblendet werden. Ein zu großer Unterschied in den erfindungsgemäß ermittelten Druckdifferenzen lässt zudem den Schluss zu, dass der Injektor nicht mehr funktionsfähig ist. Eine solche Kontrolle des Betriebszustands des Injektors war bisher nicht möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Sequenz der Schritte a) bis c) und/oder d) bis f) ein- oder mehrfach wiederholt werden. Auf diese Weise kann die absolute Druckdifferenz, die durch die Öffnung des Ventils oder des Injektors hervorgerufen wird, groß genug gewählt werden, dass sie von Drucksensoren zuverlässig ermittelt werden kann. Bevorzugt wird die Anzahl der Wiederholungen dabei registriert und gespeichert, so dass eine Mittelwertbildung erfolgen kann.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann der Injektionsmitteldruck in der Leitung stromabwärts der Pumpe mittels eines Drucksensors in der Leitung gemessen werden. Auf diese Weise kann der Injektionsmitteldruck vorteilhafterweise direkt bestimmt werden.
Gleichermaßen bevorzugt kann der Injektionsmitteldruck durch die Pumpe erzeugt werden. Dadurch ist die Einstellung der Sollwerte wie vorstehend beschrieben ohne zusätzlichen Materialaufwand zuverlässig zu realisieren.
Bevorzugt kann die Öffnungszeit t des Injektors derart adaptiert wird, dass der Unterschied der Druckdifferenzen aus den Schritten c) und f) möglichst klein ist. Gerade bei Einsatz von baugleichen Ventilen für das Druckablassventil und den Injektor ist auf diese Weise eine optimierte Adaption und Konstanthaltung der Injektionsmittelmenge auf einfache Art ermöglicht werden.
Es kann in einer weiter bevorzugten Verfahrensvariante vorgesehen sein, dass als Injektionsmittel Ammoniak oder eine Vorläufersubstanz von Ammoniak, bevorzugt eine Harnstofflösung, und/oder Kraftstoff eingesetzt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Steuerung eines Injektionssystems für eine Abgasreinigungsanlage mit einem Injektionsmitteltank, einem Injektor, einer über mindestens eine Leitung mit dem Injektor verbundenen Pumpe und einem in einer Leitung stromabwärts der Pumpe angeordneten Druckablassventil, wobei Mittel vorgesehen sind zur Steuerung der Öffnungszeiten des Injektors und des Druckablassventils sowie zur Ermittlung und zum Vergleich der Druckdifferenzen zwischen einem vorgegebenen Sollwert des Injektionsmitteldrucks in der Leitung und einem durch ein Öffnen des Injektors oder des Druckablassventils hervorgerufenen Druckabfall.
Wie vorstehend ausgeführt ist gerade bei Hochdruckinjektionssystemen wie beispielsweise bei Reduktionsmittelzuführeinrichtungen in Abgasnachbehandlungssystemen eine möglichst große Genauigkeit der Einspritzmenge durch den Injektor gefordert. Dies kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise ermöglicht werden, in dem zur Kontrolle des Injektors und zur Adaption der Injektionsmittelmenge das Durchflussverhalten des Druckablassventils als Referenz be- rücksichtigt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung kann das Druckablassventil in einer Rücklaufleitung angeordnet sein, die zwischen der Zuleitung des Injektionsmittels von der Pumpe zum Injektor und dem Injektionsmitteltank vorgesehen ist.
In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung kann in der Leitung stromabwärts der Pumpe ein Drucksensor zur Messung des Injektionsmitteldrucks angeordnet sein. Damit kann ein direkter Messwert des Injektionsmitteldrucks erhalten werden, so dass einerseits die Sollwerteinstellungen der Drücke und andererseits die Ermittlung der jeweiligen Druckabfälle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dieser Anordnung zuverlässig ausgeführt werden können.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Abgasnachbehandlungssystem zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem mit einer On-Board-Diagnostik gekoppelt, die die Funktionsfähigkeit gegebenenfalls eine Fehlfunktion der Injektionsmittel- zuführeinrichtung anzeigen kann. Wird beispielsweise der ermittelte Adaptionswert absolut oder im Vergleich zum ursprünglichen Ausgangswert zu hoch, lässt dies darauf schließen, dass der Injektor nicht mehr funktionsfähig ist und es können über die On-Board-Diagnostik entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, wie zum Beispiel ein Abstellen der Abgasreinigungseinrichtung oder ein Auffordern des Fahrers zum Besuch einer Werkstatt. Hierdurch kann die Standzeit des Gesamtsystems deutlich verbessert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand der Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäß gesteuerten Injektionssystems für eine Injek- tionsmittelzuführeinrichtung für flüssige Reduktionsmittel unter Verwendung eines solchen Injektorsystems.
Die gezeigte SCR-Anlage beinhaltet einen Injektionsmitteltank 2 für das Injektionsmittel. Eine Injektionsmittelpumpe 3 ist in der Leitung 4 angeordnet. Die Leitung 4 dient der Zuführung von Injektionsmittelflüssigkeit vom Injektionsmitteltank 2 zum Injektor 5. Der Injektor 5 kann jede Einrichtung sein, die in der Lage ist, die Einführung der Injektionsmittellösung in die Abgasleitung 6 einer Brennkraftmaschine 7, beispielsweise eines Motors eines Kraftfahrzeugs, zu regulieren. Der Injektor 5 ist einem SCR-Katalysator 8 in der Abgasleitung 6 vorgeschaltet.
Zum Erfassen des Druckes stromabwärts der Pumpe 3 ist in der Leitung 4 ein Drucksensor 11 angeordnet. Von dem stromabwärts der Pumpe 3 liegenden Leitungsstück der Leitung 4 zweigt eine Rücklaufleitung 10 ab, mit deren Hilfe Injektionsmittel zurück zum Injektionsmitteltank 2 geleitet werden kann. In der Rück- laufleitung 10 ist das Druckablassventil 9 angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr für eine Abgasreinigungsanlage mit einem Injektionssystem (1) umfassend einen Injektionsmitteltank (2), einen Injektor (5), eine über mindestens eine Leitung (4) mit dem Injektor (5) verbundene Pumpe (3) und ein in einer Leitung (4) stromabwärts der Pumpe (3) angeordnetes Druckablassventil (9) gekennzeichnet durch die Schritte: a) Einstellen eines Sollwertes für den Injektionsmitteldruck in der Leitung (4) stromabwärts der Pumpe (3) bezogen auf den Umgebungsdruck, b) Öffnen des Druckablassventils (9) für eine vorgegebene
Zeit t, c) Bestimmung der durch das Öffnen in Schritt b) hervorgerufenen Druckdifferenz zwischen Sollwert und Injektionsmitteldruck unmittelbar nach Schritt b) , d) Einstellen eines Sollwertes für den Injektionsmitteldruck in der Leitung (4) stromabwärts der Pumpe (3) bezogen auf den Abgasdruck in der Abgasreinigungsanlage, e) Öffnen des Injektors (5) für eine vorgegebene Zeit t, f) Bestimmung der durch das Öffnen in Schritt e) hervorgerufenen Druckdifferenz zwischen Solldruck und Injektionsmitteldruck unmittelbar nach Schritt e) , g) Vergleich der Druckdifferenzen aus den Schritten c) und f) , und h) gegebenenfalls Adaption der Injektoröffnungszeit.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sequenz der Schritte a) bis c) und/oder d) bis f) ein- oder mehrfach wiederholt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsmitteldruck in der Leitung (4) mittels eines Drucksensors (11) in der Leitung gemessen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsmitteldruck durch die Pumpe
(3) erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungszeit t des Injektors (5) derart adaptiert wird, dass der Unterschied der Druckdifferenzen aus den Schritten c) und f) möglichst klein ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Injektionsmittel Ammoniak oder eine Vorläufersubstanz von Ammoniak, bevorzugt eine Harnstofflösung, und/oder Kraftstoff eingesetzt wird.
7. Vorrichtung zur Steuerung eines Injektionssystems (1) für eine Abgasreinigungsanlage mit einem Injektionsmitteltank (2), einem Injektor (5), einer über mindestens eine Leitung (4) mit dem Injektor (5) verbundenen Pumpe (3) und einem in einer Leitung
(4) stromabwärts der Pumpe (3) angeordneten Druckablassventil (9) dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zur Steuerung der Öffnungszeiten des Injektors (5) und des Druckablassventils (9) sowie zur Ermittlung und zum Vergleich der Druckdifferenzen zwischen einem vorgegebenen Sollwert des Injektionsmitteldrucks in der Leitung (4) und einem durch ein Öffnen des Injektors (5) oder des Druckablassventils (9) hervorgerufenen Druckabfall.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckablassventil in einer Rücklaufleitung (10) angeordnet ist, die zwischen der Zuleitung (4) des Injektionsmittels von der Pumpe (3) zum Injektor (5) und dem Injektionsmitteltank (2) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (4) stromabwärts der Pumpe (3) ein Drucksensor
(11) zur Messung des Injektionsmitteldrucks angeordnet ist.
10. Abgasnachbehandlungssystem mit einem Injektionssystem (1), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist.
11. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer On Board Diagnostik gekoppelt ist .
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