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DE102024203402A1 - Method for determining system stiffness - Google Patents

Method for determining system stiffness

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DE102024203402A1
DE102024203402A1 DE102024203402.9A DE102024203402A DE102024203402A1 DE 102024203402 A1 DE102024203402 A1 DE 102024203402A1 DE 102024203402 A DE102024203402 A DE 102024203402A DE 102024203402 A1 DE102024203402 A1 DE 102024203402A1
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pump
pressure
injector
injection system
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Paul Reit
Norman Frank
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Systemsteifigkeit eines Einspritzsystems (1) für eine wässrige Harnstofflösung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Einspritzsystem (1) mindestens eine Pumpe (4) zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung aufweist, mindestens einen Injektor (7) zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasstrecke, zumindest eine Fluidleitung (2) zur fluidischen Verbindung der Pumpe (4) mit dem Injektor (7) aufweist und zumindest einen Drucksensor (6) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist den Druck innerhalb des Einspritzsystems (1) zu erfassen, wobei die Anzahl der Arbeitsbewegungen der Pumpe (4) ermittelt wird, welche benötigt wird, um in dem Einspritzsystem (1), welches zum Beginn eines Nutzungszyklus drucklos ist, einen vordefinierten Mindestdruck zu erzeugen. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. The invention relates to a method for determining a system stiffness of an injection system (1) for an aqueous urea solution for the aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine, wherein the injection system (1) has at least one pump (4) for conveying the aqueous urea solution, at least one injector (7) for injecting the aqueous urea solution into the exhaust gas path, at least one fluid line (2) for fluidically connecting the pump (4) to the injector (7), and at least one pressure sensor (6) which is designed to detect the pressure within the injection system (1), wherein the number of working movements of the pump (4) required to generate a predefined minimum pressure in the injection system (1), which is depressurized at the beginning of a usage cycle, is determined. The invention also relates to a device for carrying out the method.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Systemsteifigkeit eines Einspritzsystems für eine wässrige Harnstofflösung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Einspritzsystem mindestens eine Pumpe zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung aufweist, mindestens einen Injektor zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasstrecke, zumindest eine Fluidleitung zur fluidischen Verbindung der Pumpe mit dem Injektor aufweist und zumindest einen Drucksensor aufweist, welcher dazu eingerichtet ist den Druck innerhalb des Einspritzsystems zu erfassen. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining the system stiffness of an injection system for an aqueous urea solution for the aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine. The injection system comprises at least one pump for conveying the aqueous urea solution, at least one injector for injecting the aqueous urea solution into the exhaust gas path, at least one fluid line for fluidically connecting the pump to the injector, and at least one pressure sensor configured to detect the pressure within the injection system. Furthermore, the invention relates to a device for implementing the method.

Stand der TechnikState of the art

Weltweit sind in vielen Staaten gesetzliche Regelungen getroffen worden, die einen oberen Grenzwert für den Gehalt von bestimmten Substanzen im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen festlegen. Hierbei handelt es sich zumeist um Substanzen, deren Abgabe an die Umwelt unerwünscht ist. Eine dieser Substanzen stellt Stickoxid (NOx) dar, dessen Anteil im Abgas gesetzlich festgelegte Grenzwerte nicht übersteigen darf. Auf Grund der Rahmenbedingungen, beispielsweise der Auslegung der Verbrennungskraftmaschinen im Hinblick auf einen günstigen Kraftstoffverbrauch oder ähnliches, ist die innermotorische Vermeidung der Stickoxidemission bei der Verminderung des Anteils der Stickoxide im Abgas nur begrenzt tauglich, so dass für die Einhaltung relativ niedriger Grenzwerte eine Abgasnachbehandlung erforderlich ist.Many countries around the world have enacted legal regulations that set upper limits for the content of certain substances in the exhaust gases of internal combustion engines. These are usually substances whose release into the environment is undesirable. One of these substances is nitrogen oxide (NOx), the proportion of which in the exhaust gas must not exceed legally stipulated limits. Due to the framework conditions, for example the design of internal combustion engines with a view to low fuel consumption or similar, internal engine-based prevention of nitrogen oxide emissions is only of limited use in reducing the proportion of nitrogen oxides in the exhaust gas. Therefore, exhaust gas aftertreatment is required to comply with relatively low limits.

Hierbei hat sich herausgestellt, dass eine selektive katalytische Reduktion (SCR, selective catalytic reduction) der Stickoxide vorteilhaft ist. Diese SCR-Methode benötigt ein Reduktionsmittel, welches stickstoffhaltig ist. Insbesondere hat sich der Einsatz von Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel als eine mögliche Alternative herausgestellt. Auf Grund der chemischen Eigenschaften und der gesetzlichen Bestimmungen in vielen Staaten wird üblicherweise der Ammoniak nicht als reines Ammoniak vorgehalten, da dies insbesondere bei Kraftfahrzeugen oder anderen mobilen Anwendungen zu Problemen führen kann. Vielmehr werden statt einer Bevorratung der Reduktionsmittel selbst oftmals Reduktionsmittelvorläufer gespeichert und mitgeführt. Unter einem Reduktionsmittelvorläufer wird insbesondere ein Stoff verstanden, welcher das Reduktionsmittel abspaltet oder chemisch in das Reduktionsmittel umgewandelt werden kann. Beispielsweise stellt für das Reduktionsmittel Ammoniak wässriger Harnstoff einen Reduktionsmittelvorläufer dar.It has been shown that selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides is advantageous. This SCR method requires a reducing agent that contains nitrogen. In particular, the use of ammonia (NH3) as a reducing agent has emerged as a possible alternative. Due to its chemical properties and legal regulations in many countries, ammonia is not usually stored in pure form, as this can lead to problems, particularly in motor vehicles or other mobile applications. Instead of storing the reducing agents themselves, reducing agent precursors are often stored and carried along. A reducing agent precursor is understood to be a substance that splits off the reducing agent or can be chemically converted into the reducing agent. For example, aqueous urea is a reducing agent precursor for the reducing agent ammonia.

Die wässrige Ammoniaklösung, der Harnstoff, wird in einem Tank mitgeführt und mittels einer geeigneten Fördervorrichtung in genau dosierten Mengen in die Abgasleitung gefördert. Die Fördervorrichtung weist hierzu regelmäßig unter anderem eine Pumpe zur Förderung des Fluids auf, einen oder mehrere Filter zur Reinigung des Fluids, gegebenenfalls Heizvorrichtungen zum Auftauen des Fluids und eine Steuervorrichtung zur Verarbeitung von internen und externen Daten und zur Ansteuerung der Pumpe, der Heizvorrichtungen und weiterer steuerbarer Komponenten, wie beispielsweise einem oder mehreren Injektoren.The aqueous ammonia solution, the urea, is carried in a tank and pumped into the exhaust line in precisely measured quantities using a suitable pumping device. The pumping device typically includes, among other things, a pump for pumping the fluid, one or more filters for cleaning the fluid, optionally heating devices for thawing the fluid, and a control device for processing internal and external data and controlling the pump, the heating devices, and other controllable components, such as one or more injectors.

Die jeweils in die Abgasleitung geförderte Menge der wässrigen Harnstofflösung muss zu jeder Zeit genau bekannt sein, um einen optimalen Ablauf der chemischen Reaktionen im Abgasstrang zu gewährleisten und eine wirkungsvolle Reduktion der Stickoxide sicherzustellen. Ein bekanntes Verfahren zur Bestimmung der eingespritzten Menge ist die Messung des Druckabfalls in der Förderleitung infolge der Einspritzung. Zusammen mit einer Information über die Dichte der geförderten Flüssigkeit und der Systemsteifigkeit können die jeweils eingespritzten Mengen sehr genau errechnet werden. Über einen Abgleich zwischen der tatsächlich eingespritzten Menge und der jeweils gewünschten Zielmenge kann ermittelt werden, ob genügend wässriger Harnstoff eingespritzt wurde.The exact amount of aqueous urea solution delivered into the exhaust line must be known at all times to ensure optimal chemical reactions in the exhaust system and effective nitrogen oxide reduction. A well-known method for determining the injected amount is measuring the pressure drop in the delivery line due to the injection. Combined with information about the density of the delivered fluid and the system stiffness, the injected amounts can be calculated very precisely. By comparing the actual injected amount with the desired target amount, it can be determined whether sufficient aqueous urea has been injected.

Nachteilig hieran ist insbesondere, dass die Systemsteifigkeit durch unterschiedliche Hardwareparameter beeinflusst wird. Unter anderem die Anzahl der verwendeten Injektoren, das Leitungsdesign, und beispielsweise die Dämpfungseigenschaften des Systems. Da die Systemsteifigkeit von dieser Vielzahl von Faktoren abhängig ist, kann es vorkommen, dass die so ermittelte Systemsteifigkeit offsetbehaftet ist oder allgemein ungenau, so dass eine ausreichend genaue Regelung der Harnstoffeinspritzung nicht gewährleistet werden kann.A particular disadvantage of this is that system stiffness is influenced by various hardware parameters, including the number of injectors used, the line design, and, for example, the damping properties of the system. Since system stiffness depends on this multitude of factors, the system stiffness determined in this way may be offset or generally inaccurate, making sufficiently precise control of urea injection impossible.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteileDescription of the invention, task, solution, advantages

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Systemsteifigkeit einer Harnstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, welches auf Grundlage von weniger fehleranfälligen Eingangsgrößen eine genauere Ermittlung der Steifigkeit erlaubt und idealerweise eine Entkopplung der Bestimmung der Systemsteifigkeit von Hardwarefaktoren und insbesondere toleranzbehafteten Hardwarefaktoren zu ermöglichen. Das Verfahren zur Bestimmung der Systemsteifigkeit soll außerdem einen Referenzwert zum Abgleich von auf anderen Wegen ermittelten Systemsteifigkeiten liefern.Therefore, the object of the present invention is to provide a method for determining the system stiffness of a urea injection device, which allows a more accurate determination of the stiffness based on less error-prone input variables and ideally enables a decoupling of the determination of the system stiffness from hardware factors and in particular from hardware factors subject to tolerances. The method for determining the system stiffness should also provide a reference value for comparing provide system stiffnesses determined by other means.

Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The problem with regard to the method is solved by a method having the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Systemsteifigkeit eines Einspritzsystems für eine wässrige Harnstofflösung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Einspritzsystem mindestens eine Pumpe zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung aufweist, mindestens einen Injektor zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasstrecke, zumindest eine Fluidleitung zur fluidischen Verbindung der Pumpe mit dem Injektor aufweist und zumindest einen Drucksensor aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, den Druck innerhalb des Einspritzsystems zu erfassen, wobei die Anzahl der Arbeitsbewegungen der Pumpe ermittelt wird, welche benötigt wird, um in dem Einspritzsystem, welches zum Beginn eines Nutzungszyklus drucklos ist, einen vordefinierten Mindestdruck zu erzeugen.One embodiment of the invention relates to a method for determining a system stiffness of an injection system for an aqueous urea solution for the aftertreatment of exhaust gases of an internal combustion engine, wherein the injection system has at least one pump for conveying the aqueous urea solution, at least one injector for injecting the aqueous urea solution into the exhaust gas path, at least one fluid line for fluidically connecting the pump to the injector and at least one pressure sensor which is designed to detect the pressure within the injection system, wherein the number of working movements of the pump is determined which is required in order to generate a predefined minimum pressure in the injection system, which is depressurized at the beginning of a usage cycle.

Ein Nutzungszyklus, also die Verwendung des Systems beim Betrieb des Verbrennungsmotors, endet regelmäßig mit dem Abstellen des Verbrennungsmotors. Bevor die Vorrichtung dann erneut verwendet wird, befindet sie sich in einem sogenannten drucklosen Zustand, bei dem in der Fluidleitung eine gewisse Luftmenge vorhanden ist und die Pumpe nicht aktiv ist. Ebenso ist der Injektor zu Beginn des Nutzungszyklus nicht aktiv. Dadurch herrscht in der Fluidleitung ein sehr geringer Druck, der bevorzugt mit dem Umgebungsdruck identisch ist. Durch das Aktivieren der Pumpe wird die wässrige Harnstofflösung in die Fluidleitung gefördert und erhöht somit den Druck in der Fluidleitung. Die wässrige Harnstofflösung ist im Vergleich zur Luft, die sich in der Fluidleitung befindet, annähernd inkompressibel. Dies führt dazu, dass die in die Fluidleitung geförderte wässrige Harnstofflösung die Luft komprimiert und gleichzeitig der Druck in der Fluidleitung steigt. Der Drucksensor der Vorrichtung ist dazu ausgelegt den in der Fluidleitung vorherrschenden Druck zu erfassen.A usage cycle, i.e. the use of the system when the combustion engine is running, usually ends when the combustion engine is switched off. Before the device is used again, it is in a so-called depressurized state, in which a certain amount of air is present in the fluid line and the pump is not active. Likewise, the injector is not active at the start of the usage cycle. As a result, the pressure in the fluid line is very low, which is preferably identical to the ambient pressure. By activating the pump, the aqueous urea solution is pumped into the fluid line, thus increasing the pressure in the fluid line. The aqueous urea solution is almost incompressible compared to the air in the fluid line. This means that the aqueous urea solution pumped into the fluid line compresses the air and, at the same time, the pressure in the fluid line increases. The pressure sensor of the device is designed to measure the pressure prevailing in the fluid line.

Die Arbeitsbewegung einer Pumpe beschreibt je nach deren Bauart ein Pumpenspiel zur Förderung des Fluids. Im Falle einer Pumpe mit einem drehbar gelagerten Förderstück beschreiben die Umdrehungen die Arbeitsbewegung, im Falle einer Pumpe mit einem auf- und abbewegbaren Förderstück beschreiben die Hubbewegungen die Arbeitsbewegung. In jedem Fall korreliert mit einer einzelnen Arbeitsbewegung ein pumpenabhängiges Fördervolumen, welches durch die Pumpe gefördert wird.Depending on its design, the working motion of a pump describes the pumping action required to convey the fluid. In the case of a pump with a rotatably mounted discharge section, the revolutions describe the working motion; in the case of a pump with a discharge section that can be moved up and down, the reciprocating movements describe the working motion. In each case, a pump-dependent displacement volume is correlated with each individual working motion.

Ausgehend von einem im Allgemeinen drucklosen Zustand beziehungsweise von einem Druck auf Umgebungsniveau kann die Anzahl der Arbeitsbewegungen ermittelt werden, die es benötigt, um den Druck in der Fluidleitung auf ein gewisses vordefiniertes Mindestniveau zu heben. Da das Pumpenvolumen pro Arbeitsbewegung vorbekannt ist, kann über die Ermittlung der Arbeitsbewegungen die in die Fluidleitung geförderte Fluidmenge genau bestimmt werden. Da der Injektor nicht aktiv ist, tritt keine Fluidmenge aus dem Injektor aus. Die im System befindliche Luftmenge ist ein wesentlicher Einflussfaktor für die Systemsteifigkeit.Starting from a generally pressureless state or from a pressure at ambient level, the number of operating strokes required to raise the pressure in the fluid line to a certain predefined minimum level can be determined. Since the pump volume per operating stroke is known in advance, the amount of fluid pumped into the fluid line can be precisely determined by determining the operating strokes. Since the injector is inactive, no fluid escapes from the injector. The amount of air in the system is a key factor influencing system stiffness.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das von der Pumpe pro Arbeitsbewegung geförderte Pumpenvolumen vorbekannt ist und als Kennwert in einem für die Steuerung des Einspritzsystems genutzten Steuergeräts hinterlegt ist.It is particularly advantageous if the pump volume delivered by the pump per working movement is known in advance and is stored as a characteristic value in a control unit used to control the injection system.

Hier ist insbesondere wichtig, dass systemabhängig von der jeweils verwendeten Pumpe ein vorbekannter Wert genutzt werden muss, da die unterschiedlichen Pumpen unterschiedliche Fördervolumen aufweisen. Eine gewisse Streuung des Fördervolumens einzelner Pumpen gleicher Bauart kann über eine geeignete Anpassung der Betriebsstrategie der Pumpe, Drehzahl, Ansteuergeschwindigkeit ausgeglichen werden. Die verwendeten Pumpen weisen insbesondere eine Abhängigkeit des jeweiligen Fördervolumens von der vorherrschenden Temperatur, dem vorherrschenden Druck und auch der Abnutzung der Pumpe über die Lebenszeit auf.It is particularly important here that a known value must be used, depending on the system and the pump used, as different pumps have different flow rates. A certain variation in the flow rate of individual pumps of the same type can be compensated for by appropriately adjusting the pump's operating strategy, speed, and control speed. The pumps used exhibit a particular dependence of the respective flow rate on the prevailing temperature, the prevailing pressure, and also the wear and tear of the pump over its lifetime.

Auch ist es vorteilhaft, wenn aus den ermittelten Arbeitsbewegungen, die zum Erreichen des Mindestdrucks benötigt werden, und dem als Kennwert hinterlegten Pumpenvolumen pro Arbeitsbewegung ein Fördervolumen ermittelt wird, welches die Pumpe bei geschlossenem Injektor fördern musste, um den Mindestdruck im Einspritzsystem zu erreichen.It is also advantageous if, from the determined working movements required to reach the minimum pressure and the pump volume stored as a characteristic value per working movement, a delivery volume is determined which the pump had to deliver with the injector closed in order to reach the minimum pressure in the injection system.

In der Fluidleitung ist zu Beginn eines Nutzungszyklus eine gewissen Luftmenge enthalten. Diese ist im Vergleich zu dem geförderten Fluid hochkompressibel, so dass von der Luft eingenommenes Volumen von dem geförderten Fluid eingenommen wird und insgesamt der Druck im Einspritzsystem steigt.At the beginning of a usage cycle, the fluid line contains a certain amount of air. This air is highly compressible compared to the pumped fluid, so the volume occupied by the air is taken up by the pumped fluid, increasing the overall pressure in the injection system.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das notwendige Fördervolumen direkt abhängig von der im Einspritzsystem vorhanden Luftmenge ist, wobei die Luftmenge aufgrund ihrer hohen Kompressibilität die Systemsteifigkeit maßgeblich definiert.A preferred embodiment is characterized in that the required delivery volume is directly dependent on the amount of air present in the injection system, whereby the amount of air largely defines the system stiffness due to its high compressibility.

Auch ist es zu bevorzugen, wenn eine Aussage über die Steifigkeit des Gesamtsystems aus einem Kennfeld des Fördervolumens errechnet wird, wobei das Kennfeld während einer Kalibrationsphase über die Korrelation der aus dem experimentell ermittelten Fördervolumen und der daraus ermittelten Systemsteifigkeit während des ersten Druckaufbaus im jeweiligen Nutzungszyklus und dem ermittelten Fördervolumen errechnet wird.It is also preferable if a statement about the stiffness of the overall system is made from a characteristic map of the displacement volume is calculated, whereby the characteristic map is calculated during a calibration phase via the correlation of the experimentally determined displacement volume and the system stiffness determined from it during the first pressure build-up in the respective usage cycle and the determined displacement volume.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Einspritzsystem alternierend in zwei Betriebszuständen betrieben wird, wobei der erste Betriebszustand durch eine aktive Ansteuerung des zumindest einen Injektors gekennzeichnet ist, und die Pumpe im ersten Betriebszustand inaktiv ist, und der zweite Betriebszustand durch eine aktive Ansteuerung der Pumpe gekennzeichnet ist, und der zumindest eine Injektor inaktiv ist.Furthermore, it is advantageous if the injection system is operated alternately in two operating states, wherein the first operating state is characterized by an active control of the at least one injector and the pump is inactive in the first operating state, and the second operating state is characterized by an active control of the pump and the at least one injector is inactive.

Eine solche Betriebsart mit den zwei Betriebszuständen ist vorteilhaft, da der Druck im Einspritzsystem während der Einspritzung, also im ersten Betriebszustand, bei inaktiver Pumpe, nur von dem eindosierten Volumen abhängig ist. Weiterhin ist der Druck im Einspritzsystem während des zweiten Betriebszustandes, also bei aktiver Pumpe und inaktivem Injektor, nur von dem Fördervolumen abhängig, welches abhängig von der Anzahl der Arbeitsbewegungen und dem pumpenspezifischen Pumpenvolumen ist. Bei bekannten Druckniveaus im Einspritzsystem zu Beginn und zu Ende der Pumpenansteuerung lässt sich somit die hydraulische Steifigkeit regelmäßig parallel zur angeforderten Einspritzung bestimmen.Such an operating mode with two operating states is advantageous because the pressure in the injection system during injection—i.e., in the first operating state, with the pump inactive—depends only on the metered volume. Furthermore, the pressure in the injection system during the second operating state—i.e., with the pump active and the injector inactive—depends only on the delivery volume, which is dependent on the number of working movements and the pump-specific pump volume. With known pressure levels in the injection system at the beginning and end of pump control, the hydraulic stiffness can thus be determined regularly in parallel with the requested injection.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Pumpenvolumen, welches die geförderte Fluidmenge pro Arbeitsbewegung beschreibt, während des Betriebs des Einspritzsystems adaptiert wird.Furthermore, it is advantageous if the pump volume, which describes the amount of fluid delivered per working movement, is adapted during operation of the injection system.

Temperatur, Druck und Verschleiß haben einen Einfluss auf das Pumpenvolumen. Eine Anpassung des zur Berechnung/Ermittlung der anderen Werte verwendeten Pumpenvolumens kann somit zu einer erhöhten Genauigkeit über die Gesamtlebensdauer des Einspritzsystems im Allgemeinen und der Pumpe im Speziellen beitragen.Temperature, pressure, and wear influence the pump volume. Adjusting the pump volume used to calculate/determine the other values can therefore contribute to increased accuracy over the entire service life of the injection system in general and the pump in particular.

Auch ist es zweckmäßig, wenn eine Vorrichtung vorgesehen ist, die zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest einer Pumpe, eine Fluidleitung, einen Injektor, und einen Drucksensor aufweist, wobei der Drucksensor dazu ausgebildet ist den Druck in der Fluidleitung zu ermitteln, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Steuervorrichtung aufweist, über welche die Pumpe und der Injektor ansteuerbar sind.It is also expedient if a device is provided which, for carrying out a method according to the invention, has at least one pump, a fluid line, an injector, and a pressure sensor, wherein the pressure sensor is designed to determine the pressure in the fluid line, wherein the device further comprises a control device via which the pump and the injector can be controlled.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.Advantageous further developments of the present invention are described in the subclaims and in the following description of the figures.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht des Einspritzsystems, wobei die wässrige Harnstofflösung aus einem Tank durch einen Filter hin zu einer Pumpe, entlang eines Druckspeichers und Drucksensors zu einem Injektor gefördert wird,
  • 2 drei Diagramme, welche die beiden erfindungsgemäßen Betriebszustände zeigen, wobei das oberste Diagramm den Druck in der Fluidleitung über der Zeit, das mittlere Diagramm die Injektoransteuerung über der Zeit und das untere Diagramm die Arbeitsbewegungen der Pumpe über der Zeit anzeigt,
  • 3 zwei Diagramme, wobei das obere Diagramm den relativen Systemdruck über der Zeit und das untere Diagramm die Anzahl der Arbeitsbewegungen der Pumpe über der Zeit zeigt, und
  • 4 ein Diagramm, welches die Systemsteifigkeit über dem Fördervolumen während des initialen Druckaufbaus zeigt.
The invention is explained in detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings:
  • 1 a schematic view of the injection system, where the aqueous urea solution is pumped from a tank through a filter to a pump, along a pressure accumulator and pressure sensor to an injector,
  • 2 three diagrams showing the two operating states according to the invention, the top diagram showing the pressure in the fluid line over time, the middle diagram showing the injector control over time and the bottom diagram showing the working movements of the pump over time,
  • 3 two diagrams, the upper diagram showing the relative system pressure over time and the lower diagram showing the number of working movements of the pump over time, and
  • 4 a diagram showing the system stiffness versus the displacement during the initial pressure build-up.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Die 1 zeigt eine schematische Ansicht des Einspritzsystems 1. Das Einspritzsystem 1 weist einen nicht gezeigten Tank für die Bevorratung der wässrigen Harnstofflösung auf. Entlang einer Fluidleitung 2 kann die wässrige Harnstofflösung durch einen Filter 3 hin zu einer Pumpe 4 transportiert werden. Die Ansaugung aus dem Tank geschieht über den Unterdruck, der in der Fluidleitung eingangsseitig der Pumpe 4 beim Betrieb der Pumpe 4 erzeugt wird. Der Pumpe 4 in Strömungsrichtung nachgelagert ist ein Druckspeicher 5 und ein Drucksensor 6, welcher den herrschenden Druck in der Fluidleitung 2, insbesondere in dem Abschnitt der Fluidleitung 2, welcher der Pumpe 4 in Strömungsrichtung nachgelagert ist, erfassen. In dem der Pumpe 4 in Strömungsrichtung nachgelagerten Abschnitt der Fluidleitung herrscht beim Betrieb der Pumpe 4 regelmäßig ein Überdruck.The 1 shows a schematic view of the injection system 1. The injection system 1 has a tank (not shown) for storing the aqueous urea solution. The aqueous urea solution can be transported along a fluid line 2 through a filter 3 to a pump 4. The suction from the tank occurs via the negative pressure that is generated in the fluid line on the inlet side of the pump 4 when the pump 4 is operating. Downstream of the pump 4 in the direction of flow are a pressure accumulator 5 and a pressure sensor 6, which detect the prevailing pressure in the fluid line 2, in particular in the section of the fluid line 2 that is downstream of the pump 4 in the direction of flow. In the section of the fluid line downstream of the pump 4 in the direction of flow, an overpressure regularly prevails when the pump 4 is operating.

Abhängig von der Drehrichtung der Pumpe 4 kann das Fluid aus dem Tank hin zum Injektor 7 gefördert werden, oder auch aus der Fluidleitung 2 vor dem Injektor 7 hin zum Tank. Die regelmäßige Förderrichtung ist bevorzugt vom Tank hin zum Injektor 7.Depending on the direction of rotation of pump 4, the fluid can be pumped from the tank to injector 7, or from the fluid line 2 upstream of injector 7 to the tank. The preferred pumping direction is from the tank to injector 7.

Die 2 zeigt drei Diagramm 10, 11 und 12. In allen drei Diagrammen 10, 11 und 12 ist auf der X-Achse die Zeit abgetragen. Das obere Diagramm 10 zeigt auf der Y-Achse den Druckverlauf, welcher am Drucksensor erfasst wird. Es ist zu erkennen, dass der Druck auf dem Niveau 6 bar sein Startniveau hat. Zum Zeitpunkt t1 fällt der Druck auf das Niveau 5,5 bar ab, welches zum Zeitpunkt t2 erreicht ist. Zum Zeitpunkt t3 steigt der Druck wieder auf das Niveau von 6 bar an und erreicht den Druck von 6 bar zum Zeitpunkt t4. Das Absenken und wieder Ansteigen des Drucks geschieht im Fortlaufenden wiederholt.The 2 shows three diagrams 10, 11 and 12. In all three diagrams 10, 11 and 12, time is plotted on the x-axis. The upper diagram 10 shows the pressure curve recorded by the pressure sensor on the y-axis. It can be seen that the pressure starts at 6 bar. At time t1, the pressure drops to 5.5 bar, which is reached at time t2. At time t3, the pressure rises again to 6 bar and reaches 6 bar at time t4. The pressure decreases and increases repeatedly.

Im mittleren Diagramm 11 ist die Betätigung des Injektors gezeigt. Der Wert 0 auf der Y-Achse entspricht einem geschlossenen Injektor, während der Wert 1 auf der Y-Achse einem geöffneten Injektor entspricht. Im Diagramm 1 sind zwei Öffnungsvorgänge I und II des Injektors gezeigt. Die erste Öffnung I findet zum Zeitpunkt t1 statt und löst somit den Druckabfall aus. Zum Zeitpunkt t2 schließt der Injektor wieder, wodurch der Druckabfall beendet wird und kurz danach bei t3 wieder ein Druckanstieg gezeigt ist. Der Öffnungsvorgang II führt dann ebenfalls wieder zu einem Absinken und später Ansteigen des Drucks.The middle diagram 11 shows the actuation of the injector. The value 0 on the Y-axis corresponds to a closed injector, while the value 1 on the Y-axis corresponds to an open injector. Diagram 1 shows two opening processes I and II of the injector. The first opening I occurs at time t1 and thus triggers the pressure drop. At time t2, the injector closes again, ending the pressure drop. Shortly thereafter, at t3, a pressure increase is shown again. The opening process II then also leads to a decrease and later increase in pressure.

Das untere Diagramm 12 zeigt die Aktivierung der Pumpe. Bei dem Wert 0 auf der Y-Achse ist die Pumpe deaktiviert. Beim Wert 1 auf der y-Achse ist die Pumpe aktiviert. Zum Zeitpunkt t3 wird die Pumpe aktiviert, zu diesem Zeitpunkt t3 ist der Druck auf dem niedrigeren Niveau 5,5 bar und der Injektor geschlossen. Durch das Aktivieren der Pumpe wird der Druck in Diagramm 10 wieder erhöht, bis er schließlich zum Zeitpunkt t4 das Ausgangsniveau von 6 bar erreicht. Die Pumpe wird beim Zeitpunkt t4 wieder deaktiviert, so dass kein weiterer Druckanstieg stattfindet. Im Diagramm 12 ist eine weitere Aktivierung der Pumpe gezeigt, welche ebenfalls bei geschlossenem Injektor stattfindet und somit wieder zu einer Druckerhöhung führt.The lower diagram 12 shows the activation of the pump. At a value of 0 on the y-axis, the pump is deactivated. At a value of 1 on the y-axis, the pump is activated. At time t3, the pump is activated; at this time t3, the pressure is at the lower level of 5.5 bar and the injector is closed. By activating the pump, the pressure in diagram 10 increases again until it finally reaches the initial level of 6 bar at time t4. The pump is deactivated again at time t4, so that no further pressure increase occurs. Diagram 12 shows another activation of the pump, which also occurs with the injector closed and thus again leads to an increase in pressure.

Die Druckniveaus in Diagramm 10 sind beispielshaft und sollen den grundsätzlichen Wirkmechanismus verdeutlichen und schränken die Erfindung keineswegs hinsichtlich der Druckbereiche oder der Funktionalität bei anderen Druckniveaus ein.The pressure levels in diagram 10 are exemplary and are intended to illustrate the basic mechanism of action and in no way limit the invention with regard to the pressure ranges or functionality at other pressure levels.

Der Injektor und die Pumpe werden unabhängig voneinander aktiviert und deaktiviert. Auf diese Weise ergeben sich die beiden Betriebszustände, welche einmal einen geöffneten Injektor bei deaktivierter Pumpe zeigen, und einmal eine aktivierte Pumpe bei geschlossenem Injektor. Durch diese strikte Funktionstrennung kann sichergestellt werden, dass der Systemdruck beim geöffneten Injektor nur von der eindosierten Menge des Fluids bestimmt wird, während der Systemdruck bei aktivierter Pumpe nur durch das Fördervolumen der Pumpe bestimmt wird, welches aus dem Tank in die Fluidleitung gefördert wird. The injector and pump are activated and deactivated independently of each other. This results in two operating states: one showing an open injector with the pump deactivated, and the other showing an activated pump with the injector closed. This strict functional separation ensures that the system pressure when the injector is open is determined solely by the metered amount of fluid, while the system pressure when the pump is activated is determined solely by the pump's delivery volume, which is pumped from the tank into the fluid line.

3 zeigt zwei weitere Diagramme. Das obere Diagramm 13 zeigt auf der X-Achse den zeitlichen Verlauf, während auf der Y-Achse der relative Systemdruck abgetragen ist. Mit den Graphen 14, 15, und 16 sind unterschiedliche Systeme gezeigt, die voneinander abweichende Systemsteifigkeiten aufweisen. Mit dem Bezugszeichen 14 ist ein System hoher Systemsteifigkeit gezeigt, mit dem Bezugszeichen 15 ein System mittlerer Systemsteifigkeit und mit dem Bezugszeichen 16 ein System niedriger Systemsteifigkeit. 3 shows two further diagrams. The upper diagram 13 shows the time course on the x-axis, while the relative system pressure is plotted on the y-axis. Graphs 14, 15, and 16 show different systems with differing system stiffnesses. Reference numeral 14 indicates a system with high system stiffness, reference numeral 15 a system with medium system stiffness, and reference numeral 16 a system with low system stiffness.

Es ist zu erkennen, dass das notwendige Druckniveau im System umso schneller erreicht wird, umso steifer das System ist.It can be seen that the required pressure level in the system is reached more quickly, the stiffer the system is.

Im unteren Diagramm 17 ist auf der Y-Achse die Anzahl der Arbeitsbewegungen der Pumpe abgetragen und auf der X-Achse ebenfalls die Zeit. Weiterhin sind mit den Graphen 18, 19 und 20 wieder die jeweiligen Systeme mit unterschiedlichen Systemsteifigkeiten gezeigt. Mit dem Bezugszeichen 18 ist das System mit einer hohen Systemsteifigkeit dargestellt, welches mit einer geringen Anzahl von Arbeitsbewegungen den gewünschten Systemdruck erzeugt. Mit dem Bezugszeichen 19 ist das System mit mittlerer Systemsteifigkeit gezeigt, welches eine höhere Anzahl von Arbeitsbewegungen benötigt, um den Systemdruck zu erreichen. Mit dem Bezugszeichen 20 ist ein System mit niedrigere Systemsteifigkeit gezeigt, welches die meisten Arbeitsbewegungen benötigt, um den Systemdruck zu erreichen.In the lower diagram 17, the number of working movements of the pump is plotted on the Y-axis and the time is also plotted on the X-axis. Graphs 18, 19 and 20 again show the respective systems with different system stiffnesses. Reference number 18 represents the system with high system stiffness, which generates the desired system pressure with a small number of working movements. Reference number 19 shows the system with medium system stiffness, which requires a higher number of working movements to reach the system pressure. Reference number 20 shows a system with lower system stiffness, which requires the most working movements to reach the system pressure.

Die 4 zeigt ein Diagramm 21, welches den Zusammenhang zwischen der Systemsteifigkeit und dem Fördervolumen abbildet. Die Systemsteifigkeit ist auf der Y-Achse abgetragen. Auf der X-Achse ist das Fördervolumen abgetragen.The 4 Figure 21 shows the relationship between system stiffness and displacement. System stiffness is plotted on the Y-axis. Displacement is plotted on the X-axis.

Das Fördervolumen ist das Volumen, welches die jeweilige Pumpe mit einer Arbeitsbewegung fördern kann, multipliziert mit der Anzahl der Arbeitsbewegungen. Es ist aufgrund der Verteilung in dem Diagramm zu erkennen, dass der Luftanteil im System höher ist, je größer das Fördervolumen ist und umso niedriger ist die Systemsteifigkeit.The displacement is the volume that the respective pump can deliver with one working stroke, multiplied by the number of working strokes. The distribution in the diagram shows that the larger the displacement, the higher the air content in the system, and the lower the system stiffness.

Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 4 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.The examples of the 1 to 4 In particular, they are not restrictive and serve to clarify the inventive concept.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Einspritzsystemsinjection system
22
FluidleitungFluid line
33
Filterfilter
44
Pumpepump
55
Druckspeicherpressure accumulator
66
Drucksensorpressure sensor
77
InjektorInjector
1010
Diagrammdiagram
1111
Diagrammdiagram
1212
Diagrammdiagram
1313
Diagrammdiagram
1414
Graphgraph
1515
Graphgraph
1616
Graphgraph
1717
Diagrammdiagram
1818
Graphgraph
1919
Graphgraph
2020
Graphgraph
2121
Diagrammdiagram

Claims (8)

Verfahren zur Bestimmung einer Systemsteifigkeit eines Einspritzsystems (1) für eine wässrige Harnstofflösung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Einspritzsystem (1) mindestens eine Pumpe (4) zur Förderung der wässrigen Harnstofflösung aufweist, mindestens einen Injektor (7) zur Einspritzung der wässrigen Harnstofflösung in die Abgasstrecke, zumindest eine Fluidleitung (2) zur fluidischen Verbindung der Pumpe (4) mit dem Injektor (7) aufweist und zumindest einen Drucksensor (6) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist den Druck innerhalb des Einspritzsystems (1) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl der Arbeitsbewegungen der Pumpe (4) ermittelt wird, welche benötigt wird, um in dem Einspritzsystem (1), welches zum Beginn eines Nutzungszyklus drucklos ist, einen vordefinierten Mindestdruck zu erzeugen.Method for determining a system stiffness of an injection system (1) for an aqueous urea solution for the aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine, wherein the injection system (1) has at least one pump (4) for conveying the aqueous urea solution, at least one injector (7) for injecting the aqueous urea solution into the exhaust gas path, at least one fluid line (2) for fluidically connecting the pump (4) to the injector (7), and at least one pressure sensor (6) which is designed to detect the pressure within the injection system (1), characterized in that the number of working movements of the pump (4) is determined which is required in order to generate a predefined minimum pressure in the injection system (1), which is depressurized at the start of a usage cycle. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Pumpe (4) pro Arbeitsbewegung geförderte Pumpenvolumen vorbekannt ist und als Kennwert in einem für die Steuerung des Einspritzsystems (1) genutzten Steuergeräts hinterlegt ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the pump volume delivered by the pump (4) per working movement is known in advance and is stored as a characteristic value in a control unit used for controlling the injection system (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ermittelten Arbeitsbewegungen, die zum Erreichen des Mindestdrucks benötigt werden, und dem als Kennwert hinterlegten Pumpenvolumen pro Arbeitsbewegung ein Fördervolumen ermittelt wird, welches die Pumpe bei geschlossenem Injektor (7) fördern musste, um den Mindestdruck im Einspritzsystem (1) zu erreichen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the determined working movements which are required to reach the minimum pressure and the pump volume stored as a characteristic value per working movement, a delivery volume is determined which the pump had to deliver with the injector (7) closed in order to reach the minimum pressure in the injection system (1). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das notwendige Fördervolumen direkt abhängig von der im Einspritzsystem (1) vorhanden Luftmenge ist, wobei die Luftmenge aufgrund ihrer hohen Kompressibilität die Systemsteifigkeit maßgeblich definiert.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the necessary delivery volume is directly dependent on the amount of air present in the injection system (1), the amount of air decisively defining the system rigidity due to its high compressibility. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussage über die Steifigkeit des Gesamtsystems aus einem Kennfeld des Fördervolumens errechnet wird, wobei das Kennfeld während einer Kalibrationsphase über die Korrelation der aus dem experimentell ermittelten Fördervolumen und der daraus ermittelten Systemsteifigkeit während des ersten Druckaufbaus im jeweiligen Nutzungszyklus und dem ermittelten Fördervolumen errechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a statement about the stiffness of the overall system is calculated from a characteristic map of the delivery volume, wherein the characteristic map is calculated during a calibration phase via the correlation of the delivery volume determined experimentally and the system stiffness determined therefrom during the first pressure build-up in the respective usage cycle and the determined delivery volume. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzsystem (1) alternierend in zwei Betriebszuständen betrieben wird, wobei der erste Betriebszustand durch eine aktive Ansteuerung des zumindest einen Injektors (7) gekennzeichnet ist, und die Pumpe (4) im ersten Betriebszustand inaktiv ist, und der zweite Betriebszustand durch eine aktive Ansteuerung der Pumpe (4) gekennzeichnet ist, und der zumindest eine Injektor (7) inaktiv ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection system (1) is operated alternately in two operating states, wherein the first operating state is characterized by an active control of the at least one injector (7) and the pump (4) is inactive in the first operating state, and the second operating state is characterized by an active control of the pump (4) and the at least one injector (7) is inactive. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenvolumen, welches die geförderte Fluidmenge pro Arbeitsbewegung beschreibt, während des Betriebs des Einspritzsystems (1) adaptiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pump volume, which describes the quantity of fluid delivered per working movement, is adapted during operation of the injection system (1). Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einer Pumpe (4), einer Fluidleitung (2), einem Injektor (7), und einem Drucksensor (6), wobei der Drucksensor (6) dazu ausgebildet ist den Druck in der Fluidleitung (2) zu ermitteln, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Steuervorrichtung aufweist, über welche die Pumpe (4) und der Injektor (7) ansteuerbar sind.Device for carrying out a method according to one of the preceding claims, with at least one pump (4), a fluid line (2), an injector (7), and a pressure sensor (6), wherein the pressure sensor (6) is designed to determine the pressure in the fluid line (2), wherein the device further comprises a control device via which the pump (4) and the injector (7) can be controlled.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011105824B3 (en) * 2011-05-27 2012-05-31 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Method for determination of air in e.g. blood, involves detecting operational parameters of pump, and determining gas concentration from operational parameters under consideration of system compressibility in pump
DE102012200917A1 (en) * 2012-01-23 2013-07-25 Robert Bosch Gmbh A method of detecting a blockage of a metering valve of an SCR catalyst system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013200570B4 (en) * 2013-01-16 2024-05-08 Robert Bosch Gmbh Method for monitoring the system pressure in a conveying and dosing system
DE102013218552A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Method for operating a hydraulic conveying and dosing system
DE102014222739B4 (en) * 2014-11-06 2016-09-15 Robert Bosch Gmbh Method for dosing quantity diagnosis of a reagent dosing system, device for carrying out the method, control unit program and ECU program product

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011105824B3 (en) * 2011-05-27 2012-05-31 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Method for determination of air in e.g. blood, involves detecting operational parameters of pump, and determining gas concentration from operational parameters under consideration of system compressibility in pump
DE102012200917A1 (en) * 2012-01-23 2013-07-25 Robert Bosch Gmbh A method of detecting a blockage of a metering valve of an SCR catalyst system

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