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DE102009046769A1 - exhaust treatment device - Google Patents

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DE102009046769A1
DE102009046769A1 DE102009046769A DE102009046769A DE102009046769A1 DE 102009046769 A1 DE102009046769 A1 DE 102009046769A1 DE 102009046769 A DE102009046769 A DE 102009046769A DE 102009046769 A DE102009046769 A DE 102009046769A DE 102009046769 A1 DE102009046769 A1 DE 102009046769A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switch
heating elements
control unit
exhaust
treatment device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009046769A
Other languages
German (de)
Inventor
Patrick Bauer
Mehmet Oencel
Ralph Bauer
Bernd Schelling
Thomas Holst
Georg Hoegele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102009046769A priority Critical patent/DE102009046769A1/en
Priority to CN201010551910.0A priority patent/CN102061972B/en
Priority to US12/948,283 priority patent/US20110113768A1/en
Publication of DE102009046769A1 publication Critical patent/DE102009046769A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einer mehrere Heizelemente (5, 6, 7) aufweisenden Heizung (2) und einem der Heizung (2) zugeordneten Steuergerät (9), wobei den Heizelementen (5, 6, 7) ein gemeinsamer erster Schalter (10) und jeweils ein zweiter Schalter (32, 33, 34) zugeordnet und die Heizel gemeinsam und mittels der zweiten Schalter (32, 33, 34) einzeln schaltbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Schalter (10) von dem Steuergerät (9) getrennt angeordnet und von diesem ansteuerbar ist.The invention relates to an exhaust gas aftertreatment device (1) of a motor vehicle, with a heater (2) having a plurality of heating elements (5, 6, 7) and a control unit (9) assigned to the heater (2), the heating elements (5, 6, 7) a common first switch (10) and in each case a second switch (32, 33, 34) are assigned and the heaters can be switched jointly and individually by means of the second switches (32, 33, 34). It is provided that the first switch (10) is arranged separately from the control device (9) and can be controlled by it.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einer mehrere Heizelemente aufweisenden Heizung und einem der Heizung zugeordneten Steuergerät, wobei den Heizelementen ein gemeinsamer erster Schalter und jeweils ein zweiter Schalter zugeordnet und die Heizelemente mittels des ersten Schalters gemeinsam und mittels der zweiten Schalter einzeln schaltbar sind.The invention relates to an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, comprising a heater having a plurality of heating elements and a control device associated with the heater, wherein the heating elements associated with a common first switch and a second switch and the heating elements by means of the first switch together and by means of the second switch are individually switchable ,

Stand der TechnikState of the art

Abgasnachbehandlungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden häufig im Nutzfahrzeugbereich eingesetzt. Die Heizung wird über einen Hauptpfad, welcher mittels des ersten Schalters schaltbar ist, mit Strom versorgt. Die einzelnen Heizelemente der Heizung sind mittels des ihnen jeweils zugeordneten zweiten Schalters auch einzeln schaltbar. Dabei sind der erste Schalter und die zweiten Schalter üblicherweise in dem der Heizung zugeordneten Steuergerät angeordnet. Die Heizung beziehungsweise die Heizelemente werden also über das Steuergerät mit Strom versorgt, sobald der erste Schalter und der jeweilige zweite Schalter geschlossen sind. Dabei lassen sich die Heizelemente mittels der zweiten Schalter nur dann einschalten, wenn der erste Schalter geschlossen ist. Zu diesem Zweck sind der erste Schalter mit der Heizung und die zweiten Schalter mit den einzelnen Heizelementen jeweils in Reihe geschaltet. Sowohl der erste Schalter als auch die zweiten Schalter sind dabei als elektrische Schalter ausgeführt. Aus der DE 44 22 198 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Beheizung eines Katalysators zur Abgasentgiftung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug bekannt. Dabei sind zwei Batterien vorgesehen, die beide mit der elektrischen Beheizung verbindbar sind. Dabei ist es vorgesehen, vor einem Einschalten der Beheizung die Batterien voneinander zu entkoppeln, sodass lediglich eine der Batterien von der elektrischen Beheizung belastet wird, während die andere der Batterien ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs weiterhin versorgen kann. Nachteilig bei den bisher bekannten Abgasnachbehandlungseinrichtungen ist es, dass an dem ersten Schalter und den zweiten Schaltern jeweils eine Verlustleistung abfällt. Aus diesem Grund muss das Steuergerät, in welchem die Schalter üblicherweise angeordnet sind, entsprechend ausgelegt sein. Insbesondere an dem ersten Schalter fällt eine hohe Verlustleistung an, da über diesen die Heizung, also alle Heizelemente, mit Strom versorgt werden.Exhaust gas aftertreatment devices of the type mentioned are known from the prior art. They are often used in the commercial vehicle sector. The heater is powered by a main path, which is switchable by means of the first switch, with electricity. The individual heating elements of the heater are also individually switchable by means of the respective second switch assigned to them. In this case, the first switch and the second switch are usually arranged in the control unit assigned to the heating. The heater or the heating elements are thus supplied with power via the control unit as soon as the first switch and the respective second switch are closed. In this case, the heating elements can be switched on by means of the second switch only when the first switch is closed. For this purpose, the first switch with the heater and the second switch with the individual heating elements are each connected in series. Both the first switch and the second switch are designed as electrical switches. From the DE 44 22 198 A1 a method for controlling an electric heating of a catalyst for exhaust gas detoxification of an internal combustion engine in a motor vehicle is known. In this case, two batteries are provided, which are both connected to the electric heating. It is provided to decouple the batteries from one another before switching on the heating, so that only one of the batteries is charged by the electric heating, while the other of the batteries can continue to supply a vehicle electrical system of the motor vehicle. A disadvantage of the previously known exhaust aftertreatment devices is that a respective power loss drops at the first switch and the second switches. For this reason, the control device, in which the switches are usually arranged, must be designed accordingly. In particular, at the first switch falls to a high power loss, as over this the heater, so all heating elements, are supplied with power.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Demgegenüber weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil auf, dass die in dem Steuergerät anfallende Verlustleistung deutlich kleiner ist, als aus dem Stand der Technik bekannt. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem der erste Schalter von dem Steuergerät getrennt angeordnet und von diesem ansteuerbar ist. Das Steuergerät kann auf diese Weise mit kleineren Abmessungen ausgelegt werden, da eine Kühleinrichtung für den ersten Schalter entfällt. Die Kühleinrichtung ist beispielsweise ein passiver Kühlkörper und/oder eine aktive Kühlung, welche insbesondere einen Ventilator umfasst. Der erste Schalter ist weiterhin von dem Steuergerät ansteuerbar. Zu diesem Zweck ist insbesondere eine Leitung zwischen dem Steuergerät und dem ersten Schalter vorgesehen. Der erste Schalter kann vorteilhaft mittels eines elektronischen oder mechanischen Relais realisiert werden. Dieses Relais wird durch das Steuergerät angesteuert, wodurch ein schnelles Abschalten der Heizung gewährleistet ist, sollte eine Fehlfunktion der Heizung und/oder des Steuergeräts festgestellt werden. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn der erste Schalter in einer Ausgangsstellung geöffnet ist und erst durch eine entsprechende Ansteuerung durch das Steuergerät in eine Schaltstellung, in welcher der erste Schalter geschlossen ist, gebracht wird. Sobald der erste Schalter nicht mehr von dem Steuergerät angesteuert wird, fällt er vorteilhafterweise in seine Ausgangsstellung zurück, womit die Heizung ausgeschaltet ist.In contrast, the exhaust aftertreatment device with the features of claim 1 has the advantage that the power loss incurred in the control unit is significantly smaller than known from the prior art. This is inventively achieved by the first switch is arranged separately from the control unit and can be controlled by this. The controller can be designed in this way with smaller dimensions, since a cooling device for the first switch is eliminated. The cooling device is for example a passive heat sink and / or an active cooling, which in particular comprises a fan. The first switch can still be controlled by the control unit. For this purpose, in particular a line between the controller and the first switch is provided. The first switch can be advantageously realized by means of an electronic or mechanical relay. This relay is controlled by the controller, which ensures a quick shutdown of the heater, should a malfunction of the heater and / or the controller are detected. For this purpose, it is advantageous if the first switch is open in an initial position and only by a corresponding control by the control unit in a switching position in which the first switch is closed, is brought. As soon as the first switch is no longer actuated by the control unit, it advantageously falls back into its starting position, whereby the heating is switched off.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Teil der zweiten Schalter in dem Steuergerät vorgesehen oder ebenfalls von dem Steuergerät getrennt angeordnet und von diesem ansteuerbar sind. Es kann also vorgesehen sein, dass die zweiten Schalter an dem Steuergerät angeordnet sind, während der erste Schalter getrennt von diesem vorliegt. Alternativ ist es möglich, auch die zweiten Schalter oder zumindest einen Teil derselben getrennt von dem Steuergerät anzuordnen und über dieses anzusteuern. Bei einer solchen Ausführungsform der Abgasnachbehandlungseinrichtung kann die Verlustleistung, welche in dem Steuergerät anfällt, weiter verringert werden. Insbesondere wird es möglich, für das Steuergerät eine getrennte Stromversorgung vorzusehen, sodass Steuergerät und Heizung von voneinander unabhängigen Stromquellen versorgt werden. Da der durch die Heizung fließende Strom nicht durch das Steuergerät geführt wird, ist es möglich, die Heizung auf Ströme auszulegen, welche bei einer unmittelbaren Versorgung über das Steuergerät nicht realisierbar wären. Gleichfalls bedeutet dies auch, dass das Steuergerät umso kleiner gebaut werden kann, da Leitungen und Anschlüsse des Steuergeräts lediglich auf geringe Ströme abgestimmt sein müssen.A development of the invention provides that at least a part of the second switch provided in the control unit or also separated from the control unit and can be controlled by this. It can therefore be provided that the second switches are arranged on the control unit, while the first switch is present separately from this. Alternatively, it is also possible to arrange the second switches or at least a part of them separately from the control unit and to control them via this. In such an embodiment of the exhaust aftertreatment device, the power loss, which is obtained in the control unit, can be further reduced. In particular, it becomes possible to provide a separate power supply for the control unit, so that the control unit and the heating are supplied by independent power sources. Since the current flowing through the heater is not passed through the controller, it is possible to design the heater for currents that would not be feasible with an immediate supply via the control unit. Likewise, this also means that the control unit can be built smaller, since lines and connections of the control unit must be tuned only for low currents.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste Schalter zwischen den Heizelementen und einem positiven Pol einer Gleichstromquelle vorgesehen ist. Der erste Schalter ist somit als so genannter High-Side-Schalter ausgeführt. Über den ersten Schalter können also die Heizung beziehungsweise die Heizelemente von dem positiven Pol getrennt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn in der Heizung ein Kurzschluss vorliegt, da auf diese Weise eine Belastung der Gleichstromquelle durch den Kurzschluss vermieden werden kann.A development of the invention provides that the first switch between the heating elements and a positive pole of a DC source is provided. The first switch is thus designed as a so-called high-side switch. Thus, the heater or the heating elements can be separated from the positive pole via the first switch. This is particularly advantageous if there is a short circuit in the heater, since in this way a load on the DC power source can be avoided by the short circuit.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweiten Schalter zwischen den Heizelementen und einem negativen Pol oder zwischen dem ersten Schalter und den Heizelementen vorgesehen sind. Ist ersteres der Fall, so sind die zweiten Schalter als Low-Side-Schalter ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise bei Verwendung eines elektronischen Schalters (Transistor oder dergleichen) eine einfachere Ansteuerung des Schalters möglich ist. Sind dagegen die zweiten Schalter zwischen dem ersten Schalter und den Heizelementen angeordnet, so bilden auch die zweiten Schalter High-Side-Schalter, können also die Heizelemente unmittelbar von dem positiven Pol der Gleichstromquelle trennen.A development of the invention provides that the second switches are provided between the heating elements and a negative pole or between the first switch and the heating elements. If the former is the case, then the second switches are designed as low-side switches. This has the advantage that, for example, when using an electronic switch (transistor or the like) easier control of the switch is possible. If, in contrast, the second switches are arranged between the first switch and the heating elements, then the second switches also form high-side switches, ie they can separate the heating elements directly from the positive pole of the direct current source.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste Schalter und/oder die zweiten Schalter Relais oder elektronische Baugruppen sind. Prinzipiell können die Schalter beliebig ausgeführt sein. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn der erste und/oder die zweiten Schalter als, insbesondere mechanische, Relais oder als elektronische Baugruppen ausgeführt sind. Die elektronische Baugruppe weist beispielsweise einen Transistor oder ein ähnliches Schaltteil auf, welches von dem Steuergerät ansteuerbar ist.A development of the invention provides that the first switch and / or the second switch are relays or electronic assemblies. In principle, the switches can be designed as desired. However, it is advantageous if the first and / or the second switches are designed as, in particular mechanical, relays or as electronic assemblies. The electronic module has, for example, a transistor or a similar switching part, which can be controlled by the control unit.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dem ersten und/oder zumindest einem zweiten Teil der zweiten Schalter und/oder zumindest einem Teil der Heizelemente eine Diagnoseeinrichtung zugeordnet ist. Mittels der Diagnoseeinrichtung kann beispielsweise ein Defekt der Schalter und/oder der Heizelemente festgestellt werden. Liegt der Defekt vor, so können geeignete Maßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise wird der erste Schalter geöffnet, sodass die Heizung ausgeschaltet ist. Die Diagnoseeinrichtung kann jedoch auch dazu vorgesehen sein, einen Schaltzustand des ersten und/oder des zweiten Schalters festzustellen und dem Steuergerät zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck ist die Diagnoseeinrichtung mit dem Steuergerät schaltungstechnisch verbunden.A development of the invention provides that the first and / or at least a second part of the second switch and / or at least a part of the heating elements is associated with a diagnostic device. By means of the diagnostic device, for example, a defect of the switches and / or the heating elements can be detected. If the defect is present, suitable measures can be taken. For example, the first switch is opened so that the heater is off. However, the diagnostic device can also be provided to determine a switching state of the first and / or the second switch and to provide the control unit. For this purpose, the diagnostic device is connected by circuitry to the control unit.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Diagnoseeinrichtung an das Steuergerät angeschlossen oder von diesem gebildet ist. In ersterem Fall kann die Diagnoseeinrichtung beispielsweise im Bereich des ersten Schalters, des zweiten Schalters und/oder der Heizung angeordnet sein. Dabei ist sie an das Steuergerät angeschlossen, um eine Rückmeldung über einen Betriebsstatus der Abgasnachbehandlungseinrichtung beziehungsweise der Schalter, der Heizung und/oder einzelner Heizelemente der Heizung zur Verfügung zu stellen. Die Diagnoseeinrichtung kann jedoch auch von dem Steuergerät gebildet beziehungsweise in dieses integriert sein. In diesem Fall kann dem zu diagnostizierenden Bauteil, also dem ersten Schalter, den zweiten Schaltern, der Heizung und/oder den Heizelementen, (jeweils) ein Sensor zugeordnet sein, dessen Sensorwerte von der Diagnoseeinrichtung ausgewertet werden.A development of the invention provides that the diagnostic device is connected to the control unit or formed by this. In the former case, the diagnostic device can be arranged, for example, in the region of the first switch, the second switch and / or the heater. It is connected to the control unit to provide feedback on an operating status of the exhaust aftertreatment device or the switch, the heater and / or individual heating elements of the heater available. However, the diagnostic device can also be formed by the control unit or integrated into it. In this case, the sensor to be diagnosed, ie the first switch, the second switches, the heater and / or the heating elements, (each) be assigned a sensor whose sensor values are evaluated by the diagnostic device.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät dazu ausgebildet ist, bei Auftreten eines Fehlers den ersten Schalter zum Abschalten der Heizelemente anzusteuern. Das Auftreten des Fehlers wird beispielsweise mittels der Diagnoseeinrichtung erkannt. Um eine Beschädigung der Abgasnachbehandlungseinrichtung zu vermeiden, wird die Heizung abgeschaltet, indem die Heizelemente deaktiviert werden. Dazu wird der erste Schalter durch entsprechendes Ansteuern durch das Steuergerät geöffnet. Mit Vorteil ist der erste Schalter dazu ausgelegt, die Heizelemente abzuschalten, sobald ein Ansteuern des Schalters durch das Steuergerät unterbleibt.A development of the invention provides that the control unit is designed to control the first switch for switching off the heating elements when an error occurs. The occurrence of the error is detected, for example, by means of the diagnostic device. To prevent damage to the exhaust aftertreatment device, the heater is turned off by the heating elements are deactivated. For this purpose, the first switch is opened by appropriate control by the control unit. Advantageously, the first switch is designed to switch off the heating elements as soon as the switch is ignored by the control unit.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät an dieselbe Stromquelle wie die Heizung oder eine separate Stromquelle angeschlossen ist. Wie bereits vorstehend erwähnt, wird die Heizung an dieselbe Stromquelle angeschlossen wie das Steuergerät, wenn lediglich der erste Schalter von dem Steuergerät getrennt angeordnet ist. Sind zusätzlich die zweiten Schalter außerhalb des Steuergeräts vorgesehen, so kann das Steuergerät an eine separate Stromquelle angeschlossen werden. Auf diese Weise kann beispielsweise das Steuergerät mit einer anderen Versorgungsspannung betrieben werden wie die Heizung.A development of the invention provides that the control unit is connected to the same power source as the heater or a separate power source. As mentioned above, the heater is connected to the same power source as the controller when only the first switch is disconnected from the controller. If, in addition, the second switches are provided outside the control unit, then the control unit can be connected to a separate power source. In this way, for example, the controller can be operated with a different supply voltage as the heater.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen der Stromquelle und dem Steuergerät und/oder den Heizelementen eine Überspannungsschutzeinrichtung vorgesehen ist. Um das Steuergerät beziehungsweise die Heizelemente vor einer zu hohen Spannung zu schützen, ist die Überspannungsschutzeinrichtung in der Abgasnachbehandlungseinrichtung vorgesehen. Diese kann beispielsweise zwischen dem positiven Pol der Gleichstromquelle und dem ersten Schalter schaltungstechnisch vorgesehen sein. Die Überspannungsschutzeinrichtung kann ein Spannungsfilter sein oder alternativ eine Unterbrechungseinrichtung, welche die Stromquelle von dem Steuergerät beziehungsweise den Heizelementen trennt, sobald eine Überspannung auftritt. Die Überspannung ist dabei eine Spannung, welche größer ist als eine bestimmte Maximalspannung.A development of the invention provides that an overvoltage protection device is provided between the power source and the control unit and / or the heating elements. In order to protect the control unit or the heating elements from too high a voltage, the overvoltage protection device is provided in the exhaust gas aftertreatment device. This can for example be provided by circuitry between the positive pole of the DC power source and the first switch. The overvoltage protection device can be a voltage filter or, alternatively, a disconnection device which disconnects the current source from the control device or the heating elements as soon as an overvoltage occurs. The overvoltage is a voltage which is greater than a certain maximum voltage.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Show it:

1 einen Bereich einer ersten Ausführungsform einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, und 1 a portion of a first embodiment of an exhaust aftertreatment device, and

2 einen Bereich einer zweiten Ausführungsform der Abgasnachbehandlungseinrichtung. 2 a portion of a second embodiment of the exhaust aftertreatment device.

Die 1 zeigt einen Bereich einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 umfasst zum Beispiel eine Heizung 2 mit fünf Heizelementen 3, 4, 5, 6 und 7 und einem Schaltventil 8. Die Heizelemente 3, 4, 5, 6 und 7 sind beispielsweise als Heizdrähte, Glühdrähte oder dergleichen ausgeführt, während mittels des Schaltventils 8 ein nicht dargestellter Kühlmittelkreislauf zum Abführen der Wärme von den Heizelementen 3 bis 7 freigebbar beziehungsweise unterbrechbar ist. Die Heizung 2 kann einem SCR-System zugeordnet sein, wobei sie dem Beheizen von mindestens einer Leitung dient, durch welche einem Katalysator (nicht dargestellt) ein Betriebsmittel (beispielsweise eine Wasser-Harnstoff-Lösung) zugeführt wird. Eine üblicherweise verwendete Wasser-Harnstoff-Lösung gefriert bei etwa –10°C, so dass bei niedrigen Außentemperaturen ein Beheizen der Leitung zum Auftauen beziehungsweise zum Halten des flüssigen Zustands der Wasser-Harnstoff-Lösung das Heizen mittels der Heizung 2 notwendig ist. Der Leitung wird die Wärme zumindest eines der Heizelemente 3 bis 7 über den Kühlmittelkreislauf zugeführt. Zu diesem Zweck wird die Heizung 2 von einem ihr zugeordneten Steuergerät 9 angesteuert.The 1 shows a portion of an exhaust aftertreatment device 1 a motor vehicle, not shown. The exhaust aftertreatment device 1 includes, for example, a heater 2 with five heating elements 3 . 4 . 5 . 6 and 7 and a switching valve 8th , The heating elements 3 . 4 . 5 . 6 and 7 For example, are designed as heating wires, filaments or the like, while by means of the switching valve 8th an unillustrated coolant circuit for dissipating the heat from the heating elements 3 to 7 is releasable or interruptible. The heating system 2 may be associated with an SCR system, wherein it serves to heat at least one line through which a resource (eg, a water-urea solution) is supplied to a catalyst (not shown). A commonly used water-urea solution freezes at about -10 ° C, so that at low outdoor temperatures, heating the line for thawing or maintaining the liquid state of the water-urea solution, the heating by means of heating 2 necessary is. The conduit will absorb the heat of at least one of the heating elements 3 to 7 supplied via the coolant circuit. For this purpose, the heater 2 from a control unit assigned to it 9 driven.

Weiterhin ist ein erster Schalter 10 vorgesehen, welcher mittels eines Aktuators 11 von dem Steuergerät 9 betätigbar ist. Zu diesem Zweck ist der Aktuator 11 über Leitungen 12 und 13 mit dem Steuergerät 9 verbunden. Die Leitung 12 ist mit Leitungen 14 und 15 verbunden, welche über einen Schalter 16 mit einem positiven Pol 17 einer hier nicht dargestellten Gleichstromquelle verbindbar sind. Der Schalter 16 dient dabei als so genannter High-Side-Schalter für den Aktuator 11, das Heizelement 3 sowie das Schaltventil 8, welche über die Leitungen 12, 15 und 14 an den Schalter 16 angeschlossen sind. Über einen weiteren Schalter 18 und eine Leitung 19 kann das Heizelement 4 mit dem positiven Pol 17 verbunden werden. Auch der Schalter 18 ist demnach als High-Side-Schalter ausgeführt. Über die Leitung 13 und einen Schalter 20 kann der Aktuator 11 mit einem negativen Pol 21 der Gleichstromquelle verbunden werden. Dies gilt ebenso für das Heizelement 3 über einen Schalter 22 und eine Leitung 23 und das Schaltventil 8 über einen Schalter 24 und eine Leitung 25.Furthermore, a first switch 10 provided, which by means of an actuator 11 from the controller 9 is operable. For this purpose, the actuator 11 via lines 12 and 13 with the control unit 9 connected. The administration 12 is with wires fourteen and 15 connected, which via a switch 16 with a positive pole 17 a direct current source, not shown here are connectable. The desk 16 serves as a so-called high-side switch for the actuator 11 , the heating element 3 as well as the switching valve 8th , which over the lines 12 . 15 and fourteen to the switch 16 are connected. About another switch 18 and a line 19 can the heating element 4 with the positive pole 17 get connected. Also the switch 18 is therefore designed as a high-side switch. About the line 13 and a switch 20 can the actuator 11 with a negative pole 21 be connected to the DC power source. This also applies to the heating element 3 via a switch 22 and a line 23 and the switching valve 8th via a switch 24 and a line 25 ,

Der Aktuator 11 kann demnach nur dann betätigt werden, wenn sowohl der Schalter 16 als auch der Schalter 20 geschlossen sind, sodass der Aktuator 11 sowohl mit dem positiven Pol 17 als auch dem negativen Pol 21 verbunden ist.The actuator 11 can therefore only be operated when both the switch 16 as well as the switch 20 are closed, so the actuator 11 both with the positive pole 17 as well as the negative pole 21 connected is.

Dies gilt sinngemäß auch für das Heizelement 3 und das Schaltventil 8, wobei jeweils der Schalter 16 und der Schalter 22 beziehungsweise der Schalter 24 geschlossen sein müssen. Das Heizelement 4 kann durch Schließen des Schalters 18 und eines Schalters 26, welcher über eine Leitung 27 mit dem Heizelement 4 verbunden ist, sowohl mit dem positiven Pol 17 als auch dem negativen Pol 21 verbunden und damit aktiviert werden.This also applies mutatis mutandis to the heating element 3 and the switching valve 8th , where respectively the switch 16 and the switch 22 or the switch 24 must be closed. The heating element 4 can by closing the switch 18 and a switch 26 , which via a line 27 with the heating element 4 is connected, both with the positive pole 17 as well as the negative pole 21 connected and thus activated.

Der mittels des Aktuators 11 betätigbare erste Schalter 10 dient als High-Side-Schalter für die Heizelemente 5, 6 und 7. Diese können somit durch Schließen des Schalters 10, was durch Betätigen des Aktuators 11 durch das Steuergerät 9 vorgesehen ist, mit dem positiven Pol 17 verbunden werden. Zu diesem Zweck ist der erste Schalter 10 über eine gemeinsame Leitung 28 mit den Heizelementen 5, 6 und 7 verbunden. Auf der dem ersten Schalter 10 abgewandten Seite der Heizelemente 4, 5 und 7 sind diese über Leitungen 29, 30 und 31 mit zweiten Schaltern 32, 33 und 34 verbunden. Diese dienen als Low-Side-Schalter für die Heizelemente 5, 6 und 7, können also eine Verbindung zu dem negativen Pol 21 herstellen.The by means of the actuator 11 actuatable first switch 10 serves as a high-side switch for the heating elements 5 . 6 and 7 , These can thus by closing the switch 10 , which by pressing the actuator 11 through the control unit 9 is provided with the positive pole 17 get connected. For this purpose, the first switch 10 via a common line 28 with the heating elements 5 . 6 and 7 connected. On the first switch 10 opposite side of the heating elements 4 . 5 and 7 these are over lines 29 . 30 and 31 with second switches 32 . 33 and 34 connected. These serve as low-side switches for the heating elements 5 . 6 and 7 , so can connect to the negative pole 21 produce.

Es ist erkennbar, dass die Heizelemente 5, 6 und 7 mittels des ersten Schalters 10 gemeinsam und mittels der zweiten Schalter 32, 33 und 34 einzeln schaltbar sind. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel der erste Schalter 10 außerhalb des Steuergeräts 9 beziehungsweise getrennt von diesem angeordnet, kann jedoch weiterhin von dem Steuergerät 9 angesteuert werden. Dazu ist, wie bereits dargestellt, der Aktuator 11 vorgesehen. Die zweiten Schalter 32, 33 und 34 sind ebenfalls von dem Steuergerät 9 angesteuert, allerdings – im Gegensatz zu dem ersten Schalter 10 – in diesem angeordnet. Es wird deutlich, dass der erste Schalter 10 zwischen den Heizelementen 5, 6 und 7 und dem positiven Pol 17 und die zweiten Schalter 32, 33, 34 zwischen den Heizelementen 5, 6 und 7 und dem negativen Pol 21 vorgesehen sind. Der erste Schalter 10 ist dabei als mechanisches Relais ausgeführt, welches mittels des Aktuators 11 betätigt beziehungsweise geschaltet wird. Der Aktuator 11 kann dazu beispielsweise ein Magnetaktuator sein. Die zweiten Schalter 32, 33 und 34 sind bevorzugt als elektronische Baugruppen ausgeführt, beispielsweise als Transistoren (oder MOSFET) beziehungsweise Leistungstransistoren. Durch die externe Anordnung des ersten Schalters 10 kann die in dem Steuergerät 9 anfallende Verlustleistung deutlich reduziert werden. In dem hier dargestellten Fall sind das Steuergerät 9 und die Heizung 2 an dieselbe Stromversorgung angeschlossen.It can be seen that the heating elements 5 . 6 and 7 by means of the first switch 10 together and by means of the second switch 32 . 33 and 34 are individually switchable. Here, in this embodiment, the first switch 10 outside the controller 9 but arranged separately from this, but may continue from the control unit 9 be controlled. For this purpose, as already shown, the actuator 11 intended. The second switch 32 . 33 and 34 are also from the controller 9 controlled, however - in contrast to the first switch 10 - arranged in this. It becomes clear that the first switch 10 between the heating elements 5 . 6 and 7 and the positive pole 17 and the second switches 32 . 33 . 34 between the heating elements 5 . 6 and 7 and the negative pole 21 are provided. The first switch 10 is designed as a mechanical relay, which by means of the actuator 11 is actuated or switched. The actuator 11 For example, it can be a magnetic actuator. The second switch 32 . 33 and 34 are preferably designed as electronic assemblies, for example as transistors (or MOSFET) or power transistors. By the external arrangement of the first switch 10 can the in the control unit 9 incurred power loss can be significantly reduced. In the case shown here are the control unit 9 and the heater 2 connected to the same power supply.

Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Abgasnachbehandlungseinrichtung 1, wobei wiederum lediglich ein Ausschnitt dargestellt ist. Für diese Ausführungsform sind lediglich die Heizelemente 5, 6 und 7 dargestellt, welche mittels des ersten Schalters 10 gemeinsam und mittels der zweiten Schalter 32, 33 und 34 einzeln beziehungsweise getrennt schaltbar sind. Der erste Schalter 10 wird wiederum mittels des Aktuators 11 von dem Steuergerät 9 betätigt. Dazu ist der Aktuator 11 über die Leitungen 12 und 13 mit dem Steuergerät 9 verbunden, wo sie über den Schalter 16 mit einem positiven Pol 35 und über den Schalter 20 mit einem negativen Pol 36 einer hier nicht dargestellten separaten Stromquelle, insbesondere Gleichstromquelle, verbindbar sind. Die Stromversorgung der Heizelemente 5, 6 und 7 ist dagegen weiterhin über den positiven Pol 17 und den negativen Pol 21 realisiert. Dazu sind sowohl der erste Schalter 10 als auch die zweiten Schalter 32, 33 und 34 zwischen den Heizelementen 5, 6 und 7 und dem positiven Pol 17 angeordnet. Sowohl der erste Schalter 10 als auch die zweiten Schalter 32, 33 und 34 sind demnach als High-Side-Schalter für die Heizelemente 5, 6 und 7 ausgeführt. Die Heizelemente 5, 6 und 7 sind auf der den zweiten Schaltern 32, 33 und 34 abgewandten Seite unmittelbar an dem negativen Pol 21 der Gleichstromquelle angeschlossen.The 2 shows a further embodiment of the exhaust aftertreatment device 1 , again only a section being shown. For this embodiment, only the heating elements 5 . 6 and 7 represented by means of the first switch 10 together and by means of the second switch 32 . 33 and 34 individually or separately switchable. The first switch 10 in turn, by means of the actuator 11 from the controller 9 actuated. This is the actuator 11 over the wires 12 and 13 with the control unit 9 connected, where they over the switch 16 with a positive pole 35 and over the switch 20 with a negative pole 36 a separate power source, not shown here, in particular direct current source, are connectable. The power supply of the heating elements 5 . 6 and 7 On the other hand, it continues to be above the positive pole 17 and the negative pole 21 realized. These are both the first switch 10 as well as the second switches 32 . 33 and 34 between the heating elements 5 . 6 and 7 and the positive pole 17 arranged. Both the first switch 10 as well as the second switches 32 . 33 and 34 are therefore as a high-side switch for the heating elements 5 . 6 and 7 executed. The heating elements 5 . 6 and 7 are on the second switches 32 . 33 and 34 opposite side directly to the negative pole 21 connected to the DC power source.

Die zweiten Schalter 32, 33 und 34 sind über Leitungen 37, 38 und 39 an das Steuergerät 9 angeschlossen, wo sie über Schalter 40, 41 und 42 mit dem negativen Pol 36 verbindbar sind. Die zweiten Schalter 32, 33 und 34 sind dabei zum Beispiel als Transistoren ausgeführt, sodass sie bei geschlossenem ersten Schalter 10 und jeweils geschlossenem Schalter 40, 41 oder 42 leitend werden und somit die Heizelemente 5, 6 und 7 einschalten. In dieser Ausführungsform sind sowohl der erste Schalter 10 als auch die zweiten Schalter 32, 33 und 34 außerhalb beziehungsweise getrennt von dem Steuergerät angeordnet und von diesem ansteuerbar. Das bedeutet, dass die in dem Steuergerät 9 anfallende Verlustleistung im Vergleich zu der Ausführungsform der 1 weiter reduziert werden kann. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass getrennte Stromquellen für das Steuergerät 9 und die Heizung 2 vorgesehen werden können.The second switch 32 . 33 and 34 are over lines 37 . 38 and 39 to the control unit 9 where they switch over 40 . 41 and 42 with the negative pole 36 are connectable. The second switch 32 . 33 and 34 are designed as transistors, for example, so that they are closed when the first switch 10 and each closed switch 40 . 41 or 42 become conductive and thus the heating elements 5 . 6 and 7 turn on. In this embodiment, both the first switch 10 as well as the second switches 32 . 33 and 34 arranged outside or separated from the control unit and controlled by this. That means that in the control unit 9 resulting power loss compared to the embodiment of the 1 can be further reduced. Furthermore, there is the advantage that separate power sources for the controller 9 and the heater 2 can be provided.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Heizung 2 an die Gleichstromquelle und das Steuergerät 9 an die separate Gleichstromquelle angeschlossen. Somit können die Heizelemente 5, 6 und 7 beispielsweise mit einer höheren Betriebsspannung versorgt werden als das Steuergerät 9. Zusätzlich kann eine hier nicht dargestellte Schutzeinrichtung vorgesehen sein. Diese ist vorzugsweise zwischen dem positiven Pol 17 und dem ersten Schalter 10 angeordnet. Die Schutzeinrichtung schützt die Heizelemente 5, 6 und 7 vor dem Auftreten von zu hohen Strompulsen oder vor Überspannung beziehungsweise Spannungspulsen, welche zu Beschädigungen führen könnten.In the illustrated embodiment, the heater 2 to the DC power source and the controller 9 connected to the separate DC power source. Thus, the heating elements 5 . 6 and 7 For example, be supplied with a higher operating voltage than the control unit 9 , In addition, a protective device, not shown here may be provided. This is preferably between the positive pole 17 and the first switch 10 arranged. The protective device protects the heating elements 5 . 6 and 7 before the occurrence of excessive current pulses or overvoltage or voltage pulses, which could lead to damage.

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Claims (10)

Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einer mehrere Heizelemente (5, 6, 7) aufweisenden Heizung (2) und einem der Heizung (2) zugeordneten Steuergerät (9), wobei den Heizelementen (5, 6, 7) ein gemeinsamer erster Schalter (10) und jeweils ein zweiter Schalter (32, 33, 34) zugeordnet und die Heizelemente (5, 6, 7) mittels des ersten Schalters (10) gemeinsam und mittels der zweiten Schalter (32, 33, 34) einzeln schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (10) von dem Steuergerät (9) getrennt angeordnet und von diesem ansteuerbar ist.Exhaust aftertreatment device ( 1 ) of a motor vehicle, with a plurality of heating elements ( 5 . 6 . 7 ) heating ( 2 ) and one of the heating ( 2 ) associated control device ( 9 ), wherein the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) a common first switch ( 10 ) and a second switch ( 32 . 33 . 34 ) and the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) by means of the first switch ( 10 ) together and by means of the second switch ( 32 . 33 . 34 ) are individually switchable, characterized in that the first switch ( 10 ) from the controller ( 9 ) arranged separately and can be controlled by this. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der zweiten Schalter (32, 33, 34) in dem Steuergerät (9) vorgesehen oder ebenfalls von dem Steuergerät (9) getrennt angeordnet und von diesem ansteuerbar sind.Exhaust after-treatment device according to claim 1, characterized in that at least a part of the second switch ( 32 . 33 . 34 ) in the control unit ( 9 ) or also from the control unit ( 9 ) are separated and controlled by this. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (10) zwischen den Heizelementen (5, 6, 7) und einem positiven Pol (17) einer Gleichstromquelle vorgesehen ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the first switch ( 10 ) between the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) and a positive pole ( 17 ) is provided a DC power source. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schalter (32, 33, 35) zwischen den Heizelementen (5, 6, 7) und einem negativen Pol (21) oder zwischen dem ersten Schalter (10) und den Heizelementen (5, 6, 7) vorgesehen sind.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the second switches ( 32 . 33 . 35 ) between the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) and a negative pole ( 21 ) or between the first switch ( 10 ) and the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) are provided. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (10) und/oder die zweiten Schalter (32, 33, 34) Relais oder elektronische Baugruppen sind.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the first switch ( 10 ) and / or the second switches ( 32 . 33 . 34 ) Relays or electronic modules are. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Schalter (10) und/oder zumindest einem Teil der zweiten Schalter (32, 33, 34) und/oder zumindest einem Teil der Heizelemente (5, 6, 7) eine Diagnoseeinrichtung zugeordnet ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the first switch ( 10 ) and / or at least part of the second switch ( 32 . 33 . 34 ) and / or at least a part of the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) is associated with a diagnostic device. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung an das Steuergerät (9) angeschlossen oder von diesem gebildet ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the diagnostic device to the control unit ( 9 ) is connected or formed by this. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) dazu ausgebildet ist, bei Auftreten eines Fehlers den ersten Schalter (10) zum Abschalten der Heizelemente (5, 6, 7) anzusteuern.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 9 ) is adapted, when an error occurs, the first switch ( 10 ) for switching off the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) head for. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) an dieselbe Stromquelle wie die Heizung (2) oder eine separate Stromquelle angeschlossen ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 9 ) to the same power source as the heater ( 2 ) or a separate power source is connected. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stromquelle und dem Steuergerät (9) und/oder den Heizelementen (5, 6, 7) eine Überspannungsschutzeinrichtung vorgesehen ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that between the power source and the control device ( 9 ) and / or the heating elements ( 5 . 6 . 7 ) an overvoltage protection device is provided.
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