DE102018201360A1 - Verfahren zur Reduktion von Ablagerungen in einem Dosiersystem - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Ablagerungen in einer Dosiereinrichtung (9) zur Dosierung eines flüssigen Mediums in einem SCR-System (8) für eine Brennkraftmaschine (11), aufweisend eine Druckleitung (17), die an einem ersten Ende mit einer Dosiereinheit (13) verbunden ist, wobei in der Druckleitung (17) ein Reduktionsmittel (HWL) geführt wird, wobei in einem ersten Betriebszustand (C1) der Brennkraftmaschine (11) das Reduktionsmittel (HWL) in der Druckleitung (17) mit einem ersten Druck (p1) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren, zum ersten Betriebszustand (C1) verschiedenen Betriebszustand (C2) der Brennkraftmaschine (11) das Reduktionsmittel (HWL) in der Druckleitung (17) mit einem weiteren, zum ersten Druck (p1) verschiedenen Druck (p2) derart beaufschlagt wird, dass eine Ausbildung von Ablagerungen an der Dosiereinheit (13) gegenüber dem ersten Betriebszustand (C1) reduziert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Ablagerungen in einem Dosiersystem. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, das dieses Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Stand der Technik
  • Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik sind SCR-Katalysatorsysteme (SCR=Selective Catalytic Reduction) zur Stickoxidreduzierung mittels Eindosierung einer Harnstoffwasserlösung (HWL) bekannt.
  • Die wässrige Lösung des Harnstoffs kann sehr massive Kristallschichten ausbilden, wenn das Wasser verdampft. Dies kann insbesondere in Bereichen der Eindosierstellen zu Verkrustungen und Verstopfungen führen, in denen die wässrige Harnstofflösung mittels zumindest einem Dosierventil in das Abgassystem eindosiert wird. Während des Normalbetriebs der Brennkraftmaschine unter moderater oder hoher Last wird die wässrige Lösung des Harnstoffs mit ca. 0,25 - 1 Hz eingespritzt und somit Kristalle, die sich gegebenenfalls an den Dosierstellen ausgebildet haben, aufgelöst bzw. weggespritzt.
  • Es gibt spezielle Betriebssituationen des Motorbetriebs bei denen eine sehr lange Motorleerlaufphase oder Phase mit sehr geringer Motorlast besteht. Insbesondere im sogenannten Off-Highway Bereich, unter den neben Bau- und Transportmaschinen auch verschiedene Arten von motorisierten Sondermaschinen fallen, kommt es häufig vor, dass Fahrzeuge über einen längeren Zeitraum mit im Leerlauf und/oder unter geringer Last laufendem Motor betrieben werden. Dieser Zustand wird gemeinhin als „Long-Idle“ bezeichnet und tritt insbesondere dann auf, wenn der Fahrer bzw. Maschinenbetreiber auf einen Arbeitsschritt eines anderen Kollegen warten muss. Beispiele hierfür sind Wartevorgänge beim Beladen oder Zuführen von Material, Parken auf einer Raststätte bei tiefen Außentemperaturen, der Betrieb einer Mischtrommel einer Betonmischmaschine oder vergleichbare Gegebenheiten.
  • Die Bedingungen des Motorleerlaufs oder der Betrieb der Brennkraftmaschine unter geringer Last führen im Abgassystem dazu, das eine Einspritzung des Reduktionsmittels in diesen speziellen Betriebssituationen zu keiner nennenswerten Konversion der sich im Abgas befindenden Stickoxide führt und somit die Dosierung mitunter ggf. zeitweise eingestellt wird, zumindest jedoch gegenüber dem Normalbetrieb erheblich reduziert wird. Liegt nun das Reduktionsmittel über einen längeren Zeitraum am geschlossenen Ventil an, gelangen kontinuierlich kleine Mengen des Reduktionsmittels, insbesondere durch Mikroleckagen im Ventilsitz, an die Ventilspitze des Dosierventils. Durch das vorbeistreichende warme Abgas wird das ausgetretene Reduktionsmittel getrocknet und bildet kontinuierlich wachsende Kristalle aus. Diese Kristalle können so groß werden, dass sie den Austritt der wässrigen Harnstofflösung bei einer gewünschten Einspritzung mitunter vollständig unterbinden können.
  • Im Stand der Technik sind allgemein Funktionen bekannt, die die Bildung einer derartigen Kristallblockade verringern sollen. Hierbei werden kurze Sprühstoß des Reduktionsmittels durchgeführt, die lediglich zu Reinigungszwecken durch die Dosierventile in das Abgassystem mit dem Zweck eingebracht werden, die sich bereits gebildeten Kristall aufzulösen oder wegzuspritzen (sog. One-Shot-Dosing). Diese Funktion ist jedoch nachteilig für das Abgassystem, da unbenötigtes Reduktionsmittel in das Abgassystem gelangt, welches in den jeweiligen Betriebssituationen der Brennkraftmaschine nicht ordnungsgemäß konvertiert wird, wodurch schädliche Konstituenten das Abgassystem verlassen können.
  • Es wäre daher wünschenswert ein SCR-Katalysatorsystem in möglichst allen Betriebssituationen derart betreiben zu können, dass einerseits stets eine bedarfsgerechte Eindosierung in das Abgassystem zum Zwecke der Abgaskonversion und andererseits eine Reduzierung der Ablagerungen an den Dosierstellen erfolgen kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Ablagerungen in einer Dosiereinrichtung zur Dosierung eines flüssigen Mediums in einem SCR-System für eine Brennkraftmaschine, aufweisend eine Druckleitung, die an einem ersten Ende mit einer Dosiereinheit verbunden ist, wobei in der Druckleitung ein Reduktionsmittel geführt wird, wobei in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine das Reduktionsmittel in der Druckleitung mit einem ersten Druck beaufschlagt wird. In einem weiteren, zum ersten Betriebszustand verschiedenen Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird das Reduktionsmittel in der Druckleitung mit einem weiteren, zum ersten Druck verschiedenen Druck derart beaufschlagt, dass eine Ausbildung von Ablagerungen an der Dosiereinheit reduziert wird.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass bei einem SCR-System, bei dem bedingt durch den vorliegenden Betriebszustand der Brennkraftmaschine lediglich eine geringe Menge eines Reduktionsmittels zur Reduktion von Abgasbestandteilen im Abgasstrang erforderlich ist, sich sehr leicht Ablagerungen an der Dosiereinheit bilden können, welche durch Mikroleckagen an der Dosiereinheit, bevorzugt eines Dosierventils entstehen. Bedingt durch die Mikroleckage gelangen geringe Mengen des Reduktionsmittels aus der unter Druck stehenden Leitung in den Abgasstrang, wodurch die sich insbesondere auf der dem Abgasstrang zugewandten Seite der Dosiereinheit bildenden Tröpfchen des Reduktionsmittels im warmen Abgasstrom getrocknet werden und sich durch Verdunstung des Lösungsmittels, insbesondere Wasser, eine kristalline Kruste ausbildet.
  • Durch eine derartige Verkrustung ist eine ordnungsgemäße Dosierung des Reduktionsmittels erheblich erschwert oder es kann sogar die Funktionstüchtigkeit der Dosiereinheit vollständig unterbunden sein. Somit kann durch die Veränderung des Drucks in der Druckleitung, vorzugsweise einer Reduzierung des Drucks in der Druckleitung in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in der ein geringerer Bedarf des Reduktionsmittels besteht, der ungewünschte Transfer des Reduktionsmittels in den Abgasstrang über eine Mikroleckage der Dosiereinheit verhindert werden. Infolge wird somit die Bildung von Ablagerungen am Dosierventil verhindert, die sich durch Trocknung des Reduktionsmittels durch den Abgasstrom bilden.
  • Die Erfindung ist vorteilhaft, da durch die Reduktion des Drucks in Zuständen, in denen eine deutlich verringerte bzw. keine Förderung des Reduktionsmittels zur Reduktion des Abgases im Abgasstrang erforderlich ist, die Bildung von Ablagerungen, verursacht durch geringfügige Leckagen am Dosierventil bzw. der Dosiereinheit, deutlich reduziert werden können. Hierdurch ergibt sich im Vergleich zum Stand der Technik der Vorteil, dass kein weiteres Reduktionsmittel zum Spülen der Dosiereinheit bzw. Wegspritzen der sich an der Dosiereinheit gebildeten Kristalle erforderlich ist, was zur Folge hat, dass kein überschüssiges Reduktionsmittel in den Abgasstrang eindosiert wird. Dies hat den Vorteil, dass ein Ausstoß von nicht ausreagierten schädlichen Bestandteilen des Reduktionsmittels, das im Stand der Technik lediglich zu Reinigungszwecken eindosiert wurde, verhindert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Betriebszustand ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine, in dem eine Dosierung des Reduktionsmittels in den Abgasstrang eine katalytische Umsetzung der in dem Reduktionsmittel enthaltenen katalytisch wirksamen Bestandteilen zur Folge hat, insbesondere in Teillast- oder ein Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine, wobei der weitere Betriebszustand ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine ist, in dem eine Dosierung des Reduktionsmittels in den Abgasstrang eine minimale oder keine katalytische Umsetzung der in dem Reduktionsmittel enthaltenen katalytisch wirksamen Bestandteilen zur Folge hat, vorzugsweise ein Leerlaufzustand oder ein Zustand geringer Last der Brennkraftmaschine. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass bei einem erhöhten Bedarf des Reduktionsmittels der Druck in der Dosierleitung, der auf das Dosiermodul, insbesondere das Dosierventil wirkt, entsprechend hoch ist, so dass stets eine Dosierung des Reduktionsmittels in den Abgasstrang zur Reduktion der im Abgas befindlichen Bestandteile bewirkt werden kann. Die Gefahr einer Blockageneigung ist in diesem Zustand nicht besonders groß, da durch die ohnehin typischerweise hohe Fördermenge des Reduktionsmittels etwaige Verkrustungen am Dosierventil weggespritzt werden. In einem Betriebszustand, insbesondere einem Leerlaufbetrieb oder einem Zustand geringer Last der Brennkraftmaschine, in dem nur sehr geringe Mengen des Reduktionsmittels bzw. im Leerlaufzustand sogar auch keine Mengen des Reduktionsmittels umgesetzt werden können, kann der Druck in der Druckleitung entsprechend reduziert werden, insbesondere unter eine Schwelle reduziert werden, unterhalb der keinerlei Mikroleckagen an dem Dosierventil oder den Dosierventilen auftreten. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass insbesondere im Zustand geringer Bedarfe des Reduktionsmittels, keine Mikroleckagen auftreten, welche zu einer Verkrustung am Dosierventil führen können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Ablauf einer Zeitdauer innerhalb der die Drehzahl der Brennkraftmaschine oberhalb eines Schwellwerts liegt, auf den ersten Betriebszustand erkannt und das SCR-System entsprechend angesteuert und/oder nach Ablauf einer weiteren Zeitdauer innerhalb der die Drehzahl der Brennkraftmaschine unterhalb eines weiteren Schwellwerts liegt auf den weiteren Betriebszustand erkannt und das SCR-System entsprechend angesteuert wird. Durch eine entsprechende Schwellwertregelung der Drehzahl bzw. von Zeitintervallen kann auf besonders einfache Weise die Erkennung der jeweiligen Betriebszustände der Brennkraftmaschine erkannt und eine bedarfsgerechte Dosierung des Reduktionsmittels sichergestellt werden. Durch die Wahl der jeweiligen Zeitintervalle kann zudem sichergestellt werden, dass geringfügige Schwankungen innerhalb der Drehzahl nicht zu einem Wechsel bei der Druckbeaufschlagung des SCR-Systems führen. Durch die Wahl der jeweiligen Drehzahlschwellen, kann zudem der jeweilige Betriebszustand der Brennkraftmaschine sicher abgebildet werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zur Erkennung des ersten Betriebszustands und/oder des weiteren Betriebszustands Betriebsdaten der Brennkraftmaschine, insbesondere die Drehzahl und/oder die Dosieranforderung des Reduktionsmittels und/oder Ortsangaben des Kraftfahrzeugs herangezogen. Durch das Heranziehen von weiteren Betriebsdaten der Brennkraftmaschine kann die Erkennung der jeweiligen Betriebszustände und eine entsprechend sicher angepasste Druckbeaufschlagung des SCR-Systems entsprechend verfeinert werden. Durch ein etwaiges Heranziehen von weiteren Ortsangaben des Kraftfahrzeugs kann die Erkennung der jeweiligen Betriebszustände noch weitere verbessert werden, insbesondere dann, wenn diese Orte zur Plausibilisierung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine herangezogen werden. Dies ist insbesondere dann nützlich, wenn auf Ortsangaben zurückgegriffen werden kann, bei denen sicher festgestellt werden kann, dass sich das jeweilige Kraftfahrzeug in einem ersten oder zweiten Betriebszustand befindet.
  • Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren in einem elektronischen Steuergerät zu implementieren. Hierzu führt es jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens aus, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder elektronischen Steuergerät abläuft. Das erfindungsgemäße maschinenlesbare Speichermedium speichert das erfindungsgemäße Computerprogramm. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Die Erfindung kann insbesondere in Verbindung mit Dieselmotoren oder Ottomotoren von Kraftfahrzeugen, die mit einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet sind, zur Anwendung kommen. Es versteht sich allerdings, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch bei entsprechenden Brennkraftmaschinen außerhalb der Fahrzeugtechnik, z.B. im Bereich der Schiffstechnik oder im Bereich der chemischen Verfahrenstechnik, mit den hierin beschriebenen Vorteilen angewendet werden kann.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Dosiereinrichtung für ein SCR-Katalysatorsystem,
    • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms, und
    • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • In der 1 ist eine Dosiereinrichtung 9 eines SCR-Katalysatorensystems zur Eindosierung von Harnstoffwasserlösung (HWL) in den Abgasstrang 10 einer nur angedeuteten Brennkraftmaschine 11 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das SCR-Katalysatorsystem dient in an sich bekannter Weise zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas der Brennkraftmaschine 11 mittels selektiver katalytischer Reduktion (SCR). Für die Reduktion wird das Reduktionsmittel HWL über ein Dosierventil 13 in den Abgasstrang 10 stromaufwärts des SCR-Katalysators 12 eingespritzt. Das Dosierventil kann auch ein oder mehrere Dosiermodule umfassen, welche z.B. jeweils mehrere Einspritzventile umfassen.
  • Die HWL 22 wird in einem HWL-Tank 14 bevorratet. Zur Entnahme der HWL 22 ist eine Saugleitung 15 vorgesehen, wobei die HWL 22 über eine Förderpumpe 16 aus dem HWL-Tank 14 gefördert wird. Die HWL 22 wird präzise und bedarfsabhängig in den Abgasstrang 10 eingespritzt. Hierfür ist der Druck der HWL 22 in der Druckleitung 17 maßgeblich, welcher daher auf einen vorgebbaren Solldruck geregelt wird. Zur Erfassung des Drucks in der Druckleitung 17 kann ein Drucksensor 18 vorgesehen sein, der die erfassten Drucksignale an ein Steuergerät 19 weiterleitet, so dass die Förderpumpe 16 über eine Signalgebung des Steuergeräts 19 den vorgebbaren Solldruck einregeln kann. Das Steuergerät 19 ist zudem mit einem Motorsteuergerät 100, das über eine erste Signalleitung 102 an die Brennkraftmaschine 11 zur Steuerung derselben angebunden ist, über eine weitere Signalleitung 104 verbunden, um Daten über den Betriebszustand des SCR-Katalysatorensystems an das Motorsteuergerät 100 und/oder um Daten über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 an das Steuergerät 19 zu übermitteln.
  • Die Ansteuerung des Dosierventils 13 erfolgt ebenfalls über eine Signalgebung des Steuergeräts 19. Das Dosierventil 13 wird mit einer sogenannten Öffnungsfrequenz angesteuert, die zu verschiedenen Dosiermengen korreliert, sich aber bei den verschiedenen Dosiermengen in einer unterschiedlich langen Öffnung des Ventils auswirkt. Die Öffnungsfrequenz kann beispielsweise je nach Betriebssituation und Systemvoraussetzungen zwischen 0,25 und 1 Hz liegen.
  • In dem HWL-Tank 14 kann zudem ein in die HWL 22 eintauchender HWL-Qualitätssensor 20 angeordnet sein, mittels dem der Harnstoffgehalt der HWL 22 gemessen wird. Die Messung kann sich in bekannter Weise, z.B. durch Laufzeitmessung eines Schallsignals, erfolgen. Allerdings kommt es auf die dabei eingesetzte Messtechnik im Rahmen der Erfindung nicht an. Das vom Qualitätssensor 20 erfasste bzw. generierte Signal wird über einen Signalpfad 21 dem Steuergerät 19 zur Weiterverarbeitung zugeführt.
  • Das nachfolgend beschriebene Verfahren wird bevorzugt in dem in 1 gezeigten Steuergerät 19 ausgeführt. Da es jedoch auf den Ort der Ausführung des Verfahrens nicht ankommt, kann das Verfahren auch in einem separaten Steuergerät, insbesondere dem Motorsteuergerät 100 zur Steuerung der Brennkraftmaschine 11, ausgeführt werden.
  • 2 zeigt eine Routine zur Verminderung von Ablagerungen in einem Dosiersystem 9 zur Dosierung eines flüssigen Mediums HWL in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem 8.
  • Im Schritt S1 werden Betriebsdaten der Brennkraftmaschine 11 und/oder Ortsdaten des Kraftfahrzeugs, in das die Brennkraftmaschine 11 und das SCR System 9 aufgenommen sind, ermittelt und ausgewertet.
  • Im Schritt S2 wird, vorzugsweise mittels des Motorsteuergeräts 100 erkannt, ob die Brennkraftmaschine 11 in einem ersten Betriebszustand C1 oder in einem weiteren Betriebszustand C2 ist.
  • Im Schritt S3 wird bei Vorliegen des ersten Betriebszustands C1 der Brennkraftmaschine 11, der vorzugsweise durch einen Teillastbetrieb oder einen Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine 11 gegeben ist, und ggf. weiter auf Basis von Ortsdaten des Kraftfahrzeugs, das Reduktionsmittel HWL in der Druckleitung 17 mittels der Pumpe 16 mit einem ersten Druck p1 beaufschlagt. Dieser erste Druck p1 ist so groß, dass eine reguläre Eindosierung des Reduktionsmittels HWL zur Abgasreinigung in den Abgasstrang 10 mit Hilfe des Dosierventils 13 erfolgen kann. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um den typischen Betriebsdruck für ein solches System, der in derzeitigen DNOXtronic Systemen bei ca. 3 Bar für PKW-Systeme und bei ca. 9 Bar für Systeme bei Nutzkraftfahrzeugen liegt. Die Ermittlung des ersten Betriebszustand C1 wird vorzugsweise über das Motorsteuergerät 100 bewirkt.
  • Sofern das Motorsteuergerät 100 erkennt, dass der weitere Betriebszustand C2 der Brennkraftmaschine 11, vorzugsweise ein langandauernder Leerlaufzustand oder ein Zustand mit nur geringer Last der Brennkraftmaschine 11 vorliegt, kann der Zustand, der auch als „Long-Idle“ bezeichnet wird, an das Abgasnachbehandlungssystem 8 bzw. Teilsystem weitergegeben und dieses entsprechend angesteuert werden. Es versteht sich, dass auch hier entsprechend die Ortsdaten berücksichtigbar sind. Im Abgasnachbehandlungssystem 8 wird sodann, vorzugsweise über eine Reduktion der Aktivität der Pumpe 13 und/oder über eine Drossel (nicht abgebildet) der an dem Ventil 13 anliegende Reduktionsmitteldruck auf einen Wert p2 abgesenkt. Die Drossel kann hierbei entweder als passives Element wirken, bei dem insbesondere bei einem Stopp der Pumpe, der Systemdruck, je nach Auslegung der Drossel, reduziert wird. Auch eine aktive Ansteuerung der Drossel zur bedarfsgerechten Anpassung des Systemdrucks ist grundsätzlich möglich. Durch die beschriebenen Komponenten und/oder Maßnahmen kann auch ein vollständiger Druckabbau, sofern zulässig und im Rahmen der Abgasnachbehandlung geboten, vorgenommen werden.
  • Somit kann eine Mikroleckage des Ventils 13 in den Abgasstrang 10 stark vermindert oder sogar vermieden werden, was zur Folge hat, dass eine Bildung von Ablagerungen des Reduktionsmittels am Ventil 13 im weiteren Betriebszustand C2 und damit eine Blockageneigung des Ventils 13 verhindert wird. Die Ablagerungen kommen insbesondere dadurch zustande, dass bedingt durch die Mikroleckage am Ventil 13 kleinere Mengen des Reduktionsmittels, insbesondere in Tröpfchenform, dem warmen Abgasstrom ausgesetzt sind und dadurch austrocknen, wodurch sich eine harte kristalline Kruste am Ventil 13 bildet, die die Funktion des Ventils 13 unterbinden, zumindest jedoch eine korrekte Eindosierung des Reduktionsmittels in den Abgasstrang 10 verhindert.
  • Wird der Zustand „Long-Idle“ beispielsweise durch Anheben der Drehzahlanforderung der Brennkraftmaschine 11 wieder aufgehoben erfolgt wiederum die Information an das Abgasnachbehandlungssystem 8, das sodann der Druckaufbau startet und der Druck in der Leitung wieder auf den Systemdruck p1 angehoben wird, wodurch dann eine reguläre Dosierung erneut aufgenommen werden kann.
  • Dies wird durch den Schritt S4 bewirkt, in dem überprüft wird, ob die Brennkraftmaschine 11 noch im ersten Betriebszustand C1 oder im weiteren Betriebszustand C2 ist und, sofern erforderlich, die aktuelle Druckbeaufschlagung entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand angepasst wird. Diese Überprüfung, vorzugsweise mittels des Motorsteuergeräts 100, kann entweder zeitgesteuert, insbesondere durch Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls, und/oder getriggert durch die Drehzahl und/oder getriggert durch andere Systemgrößen der Brennkraftmaschine 11, die auf das Vorliegen eines der jeweiligen Betriebszustände der Brennkraftmaschine schließen lassen und/oder durch das Heranziehen von Ortsdaten des Kraftfahrzeugs, bewirkt werden. Die Erkennung des Zustandes „Long-Idle“ im Motorsteuergerät kann daher einfach zeitgesteuert ausgeführt werden. Somit kann nach Überschreiten einer Zeitdauer innerhalb der die Brennkraftmaschine unterhalb einer bestimmten Drehzahlschwelle betrieben wird, auf den Zustand „Long-Idle“ geschlossen und eine Ansteuerung des SCR-Systems 8 entsprechend vorgenommen werden. Dieser Zustand wird bei Überschreitung einer zweiten Drehzahlschwelle sofort oder ggf. entprellt wieder verlassen.
  • Durch die Absenkung des Systemdrucks während der Leerlaufzeit ist eine Verringerung der Kristallisation und damit der Blockageneigung des Ventils 13 gegeben. Alternativ können Motorbetriebsdaten wie z.B. Motordrehzahl und/oder Dosieranforderung aus vorherigen Fahr- bzw. Arbeitszyklen abgespeichert werden und der Zustand „Long-Idle“ über eine Mustererkennung schneller erkannt werden als im rein zeitgesteuerten Fall. Besonders vorteilhaft wäre eine im Fahrzeug verbaute Ortserkennung und Prädiktion der Motorleerlaufzeiten bzw. „Long-Idle“ Phasen aus der dem Navigationssystem vorgegebenen Route. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Systeme mit mehreren Ventilen ohne weiteres anwendbar ist.
  • In 3 ist eine entsprechende Zeitsteuerung zur Ansteuerung des SCR-Systems 8 gezeigt. Hierbei wird die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 herangezogen. Bei Unterschreiten des Schwellwerts n2 der Drehzahl n, zumindest für eine Zeitdauer t2 , wird auf den weiteren Betriebszustand C2 der Brennkraftmaschine erkannt und eine Druckbeaufschlagung des Ventils 13 mit dem Druck p2 vorgenommen. Wird nun der Drehzahlschwellwert ni überschritten und innerhalb der Zeitdauer t1 nicht mehr unterschritten wird auf den ersten Betriebszustand C1 der Brennkraftmaschine erkannt und der Druck wieder auf den Systemdruck p1 erhöht. Durch dieses zeitgesteuerte und schwellwertgesteuerte Verfahren kann entsprechend einfach zwischen den beiden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine differenziert und eine entsprechende Druckbeaufschlagung des SCR Systems 8 bzw. der Druckleitung 17 und/oder des Ventils 13 vorgenommen werden.
  • Bei dem vorliegenden Verfahren wird zum Beispiel eine auf dem Markt unter dem Handelsnahmen „AdBlue®“ erhältliche Harnstoff-Wasser-Lösung verwendet, deren Konzentration bei circa 32,5 +/- 0,7 % liegt.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Reduktion von Ablagerungen in einer Dosiereinrichtung (9) zur Dosierung eines flüssigen Mediums in einem SCR-System (8) für eine Brennkraftmaschine (11), aufweisend eine Druckleitung (17), die an einem ersten Ende mit einer Dosiereinheit (13) verbunden ist, wobei in der Druckleitung (17) ein Reduktionsmittel (HWL) geführt wird, wobei in einem ersten Betriebszustand (C1) der Brennkraftmaschine (11) das Reduktionsmittel (HWL) in der Druckleitung (17) mit einem ersten Druck (p1) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren, zum ersten Betriebszustand (C1) verschiedenen Betriebszustand (C2) der Brennkraftmaschine (11) das Reduktionsmittel (HWL) in der Druckleitung (17) mit einem weiteren, zum ersten Druck (p1) verschiedenen Druck (p2) derart beaufschlagt wird, dass eine Ausbildung von Ablagerungen an der Dosiereinheit (13) reduziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Druck (p2) im Vergleich zum ersten Druck (p1) derart reduziert wird, dass eine Leckage der Dosiereinheit (13) oder zumindest eines Dosierventils, deutlich reduziert, vorzugsweise vollständig unterbunden wird.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebszustand (C1) ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine (11) ist, in dem eine Dosierung des Reduktionsmittels (HWL) in den Abgasstrang (10) eine katalytische Umsetzung der in dem Reduktionsmittel (HWL) enthaltenen katalytisch wirksamen Bestandteile zur Folge hat, insbesondere ein Teillast oder ein Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine (11) ist, wobei der weitere Betriebszustand (C2) ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine (11) ist, in dem eine Dosierung des Reduktionsmittels (HWL) in den Abgasstrang (10) eine minimale oder keine katalytische Umsetzung der in dem Reduktionsmittel (HWL) enthaltenen katalytisch wirksamen Bestandteile zur Folge hat, vorzugsweise ein Leerlaufzustand oder ein Zustand geringer Last der Brennkraftmaschine (11) ist.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf einer Zeitdauer (t1) innerhalb der die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (11) oberhalb eines Schwellwerts (ni) liegt auf den ersten Betriebszustand (C1) erkannt und das SCR-System (8) entsprechend angesteuert wird und/oder nach Ablauf einer weiteren Zeitdauer (t2) innerhalb der die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (11) unterhalb eines weiteren Schwellwerts (n2) liegt auf den weiteren Betriebszustand (C2) erkannt und das SCR-System (8) entsprechend angesteuert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung des ersten Betriebszustands (C1) und/oder des weiteren Betriebszustands (C2) Betriebsdaten der Brennkraftmaschine (11), insbesondere die Drehzahl und/oder die Dosieranforderung des Reduktionsmittels (HWL), und/oder Ortsangaben des Kraftfahrzeugs, herangezogen werden.
  6. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen.
  7. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 6 gespeichert ist.
  8. Elektronisches Steuergerät (19), welches eingerichtet ist, die Dosiereinrichtung (9), die in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, mittels eines Verfahrens nach einem der Anspruch 1 bis 5 anzusteuern.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102022211344A1 (de) 2022-10-26 2024-05-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und Verfahren zur Wiederherstellung oder Erkennung eines freien Durchmessers oder eines durch Kristalle zugesetzten Durchmessers eines Dosiermoduls für Reduktionsmittel in einer Abgasreinigungsanlage

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DE102022211344A1 (de) 2022-10-26 2024-05-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und Verfahren zur Wiederherstellung oder Erkennung eines freien Durchmessers oder eines durch Kristalle zugesetzten Durchmessers eines Dosiermoduls für Reduktionsmittel in einer Abgasreinigungsanlage

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