JP2015524899A - 計量装置を作動する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体添加物のための計量装置（１）を作動する方法であって、液体添加物をポンプ輸送するために送給運動を実行する、可動ポンプエレメント（３）を有する少なくとも１つのポンプ（２）を備え、および、圧力ライン（５）によってポンプ（２）の圧力側（２０）に接続していて、液体添加物を計量するために開かれることができる少なくとも１つのインジェクタ（４）を備える。方法において、インジェクタ（４）は、ステップａ）において開かれる。ステップｂ）において、液体添加物は次いで計量されて、計量プロセスの間、ポンピング運動は計数される。ステップｃ）において、インジェクタ（４）は次いで閉じる。ステップｄ）において、ステップｂ）で確認されるポンピング運動の数は、次いで、計量装置（１）の動作の診断を行うためにステップａ）とステップｃ）との間のインジェクタ（４）の開き時間と比較される。【選択図】図１

Description

本発明は、液体添加物用の計量装置を作動する方法に関する。例えば、液体添加物を燃焼機関の排ガス処理装置に供給するために、液体添加物用の計量装置は、自動車分野において使用される。

液体添加物が供給される排ガス処理装置は、自動車分野において広く使われる。この種の排ガス処理装置において、例えば、選択接触還元法（ＳＣＲ法）は、実施される。この方法において、燃焼機関からの排ガス中の窒素酸化物成分は、還元剤を用いて、無害な物質（例えば窒素、水および二酸化炭素）に還元される。この目的のための還元剤として、アンモニアがしばしば用いられる。自動車において、アンモニアは、しばしば直接貯蔵されなくて、還元剤前駆体溶液の形で貯蔵される。特にしばしば使われるこの目的のための１つの還元剤前駆体溶液は、水性尿素溶液である。３２．５％の水性尿素溶液は、例えば、商品名ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）の下で利用可能である。この還元剤前駆体溶液は、計量装置によってタンクからの液体添加物として利用可能となることができ、次いで、排ガス処理装置の内部でおよび／またはこの目的のために特別に設けられる反応器における排ガスの外側で排ガス中のアンモニアに変換されることができる。以下のテキストにおいて、特に、用語「添加物」は、この種の還元剤または還元剤前駆体を含む。

排ガス処理装置の成功した動作のために、液体添加物は、信頼性高く利用可能とならなければならなくて、計量装置によって正確に計量されなければならないことが要求される。特に、要件にしたがって正確に割り当てられた計量は、要求される。同時に、液体添加物のための計量装置は、できるだけ安価でなければならない。計量装置において正確なおよび信頼性が高い計量を達成するために設けられるコンポーネント（例えばポンプ、バルブおよびセンサ）は、できるだけ少数でなければならず、そしてできるだけ単純でなければならない。

液体添加剤のための計量装置の動作でしばしば起こる１つの課題は、計量装置内の気泡である。一方では、計量装置内の気泡は、計量装置によって送給される液体添加物の量を変化させる。そして、計量装置内の液体添加物が気泡を含む場合、正確な計量を不可能にする。他方では、特に液体添加物をポンプ輸送するためのポンプが液体添加物と同じようにまたは相当するやり方で空気をポンプ輸送することができない場合、気泡は、全体的に送給を妨げるかもしれなくて、または差し止めることさえするかもしれない。これは、特に、安価なポンプを有するケースである。そしてそれは、コストの理由で液体添加物のための計量装置において好ましくは使われる。

この状況から始まって、記載された技術的課題を解決するかまたは少なくとも緩和することは、ここで問題の本発明の目的である。特に、意図は、低価格で生産される計量装置を用いてでさえ、特に高い計量精度および特に高い信頼性を許容する液体添加物のための計量装置を作動する方法を記載することである。

これらの目的は、請求項１の特徴にしたがう方法によって達成される。方法のさらに有利な実施形態は、従属請求項と言われる請求項において示される。請求項において個々に示される特徴は、いかなる技術的に可能なやり方でも組み合わされることができて、記載からの説明的な材料によって補充されることができる。これにより、本発明のさらなる変形実施形態に至る。

したがって、本明細書での提案は、液体添加物のための計量装置を作動する方法であって、液体添加物をポンプ輸送するために送給運動を実行する可動ポンプエレメントを有する少なくとも１つのポンプを有し、および、圧力ラインによってポンプの圧力側に接続していて、液体添加物を計量するために開かれることができる少なくとも１つのインジェクタを有し、方法は、少なくとも、
ａ）インジェクタを開くステップ、
ｂ）液体添加物を計量して、計量プロセスの間、送給運動を計数するステップ、
ｃ）インジェクタを閉じるステップ、
ｄ）ステップｂ）において確認される送給運動の数を、計量装置（１）の動作を診断するためにステップａ）とステップｃ）との間のインジェクタ（４）の開き時間と比較するステップ、
を含む、方法である。

記載された方法によって作動されることができる計量装置は、タンクから液体添加物（特に水性尿素溶液）をとって、それを予め定められた部分の排ガス処理装置内に供給するために特に設計されて、セットアップされる。計量装置のポンプは、吸込み側と圧力側とを有するのが好ましい。タンクから液体添加物を引き込むために、ポンプの吸込み側は、吸込みラインによってタンクに接続している。液体添加物は、吸込みラインを通って引き込まれることができる。インジェクタまで至る圧力ラインは、ポンプの圧力側に接続している。インジェクタは、液体添加物の放出を制御するために使用することができる。インジェクタは、排ガス処理装置上に直接配置されることができる。（排ガスの外側で）さらなるラインがインジェクタと排ガス処理装置との間に配置されることもできる。それにより、インジェクタは、排ガス処理装置から少し離れて配置されることができる。インジェクタによる排ガス処理装置への計量される液体添加物の添加は、排ガス処理装置における液体添加物の一様分布または吹付けを確実にする（受動的な）ノズルまたは注入点によって好ましくは達成される。流れに関してポンプから見られるように、ノズルまたは注入点は、インジェクタの後、またはインジェクタと排ガス処理装置との間に好ましくは置かれる。

ポンプは、好ましくはパルス様式で作動するポンプである。そしてそのポンプエレメントは、ポンピングのための送給運動として送給ストロークを実行する。送給ストロークは、記載された方法にしたがう感覚の典型的送給運動である。送給運動（または送給ストローク）の間、ポンプエレメントは、可動範囲において前後に移動する。そして、ポンプチャンバは、規則的様式でサイズにおいて拡張されて、減縮される。ポンプチャンバがより小さくなっていく間、液体添加物は、ポンプから出て、またはポンプのポンプチャンバから出て、ポンプの圧力側の方へ流れる。ポンプチャンバのボリュームが大きさにおいて増加している間、液体添加物は、ポンプの吸込み側から始まって、ポンプ内に、またはポンプチャンバ内に流れ込む。ポンプの吸込み側におよび／または圧力側に、バルブは、好ましくは設けられる。そして、ポンプを通る液体添加物の流れの方向を決定する。ポンプが圧力側のみバルブを有して、吸込み側にはバルブが設けられず、吸込み側のバルブ動作がポンプを通る液体添加物の流れパスの適切な構成によって達成される場合、それは特に好ましい。この種のポンプは、特に安価であり、したがって、計量装置における使用に特に有利である。

ポンプの可動ポンプエレメントは、例えば、ピストンとして、またはダイアフラムとして実施されることができる。ピストン、ダイアフラム、およびピストンの運動をダイアフラムに伝える伝達手段からなる複合可動ポンプエレメントが使用されることもできる。この種の伝達手段は、例えば、固体（機械的）伝達手段（例えば、タペット、スライド、コネクティングロッド、またはカム構造）または液体伝達手段（例えば伝達流体）であることができる。伝達流体は、ピストンによって変位されることができて、このようにして油圧でダイアフラムを動かすことができる。可動ポンプエレメントは、ドライブによって好ましくは駆動される。このドライブは、例えば、電磁リニアドライブであることができる。この種のドライブを有するポンプが特に安価であるので、ドライブのこの形は、特に好ましい。しかしながら、いくらかの他のドライブ（例えば、伝達手段を有する回転ドライブ）が用いられることもできる。そして、伝達手段は、回転ドライブの回転運動を可動ポンプエレメントの直線運動に変換する。

ポンピングのための送給運動を実行する他のポンプを使用することもできる。記載された方法のための唯一の重要な点は、ポンプが何らかのやり方で計数されることができる送給運動を実行するということである。ポンピングがパルス様であるかまたはパルス様式で起こることは、記載された方法にとって重要ではない。例えば、ポンプの回転ドライブの完全な回転運動は、記載された方法を実施するために容易に計数されることができる。容積式ポンプおよびダイナミックポンプの両方とも、ポンピングのための回転運動を実行する（計数可能な）ドライブを有することができる。

記載された方法のための計量装置のポンプは、５よりも大きい、好ましくは１０よりも大きい、そして特に好ましくは２０よりも大きい複数の送給運動がインジェクタを用いて（単一の）通常の計量プロセス（ステップａ）〜ｃ））のために必要であるようなやり方で、インジェクタと関連して好ましくは寸法取りされる。

計量装置の場合の計量は、インジェクタの（アクティブなまたは制御された）開放および閉鎖によって好ましくは達成される。ここで、インジェクタが開いている時間は、液体添加物の計量された量に比例する。この目的のために、ポンプとインジェクタとの間の圧力ライン内の圧力は、予め定められた送給圧力に好ましくはセットされる。これは、ポンプの適切な起動または制御を通して達成される。制御ユニットが圧力ライン内の圧力を決定することができるかまたはモニタすることができる圧力センサは、圧力ライン上に好ましくは設けられる。圧力センサからの情報にしたがって、制御ユニットは、次いでポンプを制御する。圧力ライン内の液体添加物の定義済みの圧力、および開いたインジェクタの一定の開口断面積、および液体添加物の一定の粘度を与えられて、液体添加物の計量された量は、次いで、インジェクタの開放とインジェクタの閉鎖との間のインジェクタの開き時間に比例する。例えば、圧力センサとインジェクタとの間にラインがあるので、圧力センサがインジェクタから少し離れて配置される場合、圧力センサによって測定される圧力は、計量のためのインジェクタで圧力を決定するために、フィルタを通されることができるかまたは処理されることができる。ラインのタイプに応じて、フィルタリング／処理は、異なるやり方で実行されることができる。例えば、フィルタリング／処理は、減衰および／または時間オフセットを含むことができる。

方法のステップａ）〜ｃ）において、液体添加物の計量は、記載された様式のインジェクタを用いて実行される。インジェクタがステップｂ）において開く間、計量装置の圧力ライン内の圧力を維持するために、ポンプは、液体添加物を圧力ライン内にポンプ輸送して、この目的のために、送給運動を実行する。ステップｂ）によれば、送給運動の数は、このプロセスの間、決定される。ポンピング変位の数に特徴的であるかまたは比例する計量装置の（そして、特にポンプのドライブの）作動パラメータが考慮されることもできるとここで述べられてもよい。例えば、小さい送給運動が実行される場合には、（完全な）送給運動を計数することは、（精度の理由でおよび／またはコストの理由で）システムにとって充分でもよい。特に送給運動が可動ポンプエレメントによって実行される送給ストロークであるときに、小さい送給運動は、可能である。次いで、部分的なストロークでポンプを作動することができる。部分的なストローク動作において、完全な送給ストローク（下死点から上死点まで）は、実行されない。部分的なストロークにおける可動ポンプエレメントの運動は、「小さい」送給運動と呼ばれることができる。送給運動を計数するときに、小さい送給運動は、適切に重みづけされることができる。例えば、２つの小さい送給運動は、１つの「通常の」送給運動として計数されることができる。送給運動を計数する際に、小さい送給運動を無視することもできる。加えておよび／または代わりに、単一の送給運動のインクリメンタルな考慮は、すなわち、例えば、単一の送給ストロークの間、ポンプのドライブの部分的なステップの考慮と考えられることもできる。そして、ポンプエレメントの運動のさらに正確なモニタリングが達成されることを確実にする。ポンプの完全な送給ストロークは、送給される特定の量の液体添加物に各々対応して、記載された方法にしたがう感覚の「送給運動」と各々考えられる多数の部分に、分割されることができる。送給運動の数がパラメータとしてとられる以下で、上記の状況は、すべての場合にあてはまる。

ステップｂ）におけるポンプエレメントの送給運動の数と、ステップａ）とステップｃ）との間のインジェクタの（実際のおよび／または測定された）開き時間との比較のために、開き時間に対応する計量された量（比較量または比較数）は、算出される。これは、例えば、以下のパラメータを用いて達成されることもできる。
・圧力ライン内の圧力、
・液体添加物の粘度、
・開口状態のインジェクタの開口断面積、および、
・ステップａ）とステップｃ）との間のインジェクタの開き時間。
対応するデータ（比較量または比較数）の算出は、前もって部分的に決定されることができるかまたは算出されることができて、一定の変換パラメータ（または固有値または特性マップ）として保存されることができて、比較量および／または比較数が急速に決定されることができて、方法の間コンピュータの効果をほとんど用いないことを可能にするために、制御ユニットにおける検索に利用可能になることができる。

さらに、例えば、送給運動の数に対応する送給量は、さらなる比較量または比較数として決定される。送給量は、例えば、以下のパラメータを用いて決定されることができる。
・ポンプチャンバのボリューム、
・ポンプおよび／またはインジェクタが作動される電流および／または電圧、
・ポンプの制御パラメータ（例えば、ポンプおよび／またはインジェクタを作動するための電流および／または電圧のための信号特性または特性）、
・送給運動の実行の間、可動ポンプエレメントの速度で適切な場合、
・液体添加物の粘度、および、
・送給運動の数。
これらのデータ（比較量または比較数）も、前もって部分的に決定されることができるかまたは算出されることができて、固有値または特性マップとして保存されることができて、制御ユニットの検索に利用可能である。

比較の一部として、２つの決定された（そのうちの一方がインジェクタの開き時間を表し、そして他方が実行される送給運動を表す）送給量（または比較量または比較数）は、互いに比較される。両方の送給量が明示的に算出されることは必要でない。送給量が適切な等価変数を用いて互いに比較されることもできる。したがって、用語「比較量」および「比較数」も、この種の等価変数を表す。例えば、両方のポンピング量が等しいと考えられるときに、得られた比較手順は、使用されることができる。

ステップｄ）の比較により実行される診断によって、液体添加物の損失が計量装置のインジェクタを通して発生したかどうか、誤った計量がインジェクタを介してあるかどうか、および／または、送給能力の損失またはポンプの送給圧力があるかどうか、を確認することができる。比較において、比較数間のまたは比較量間の偏差は、確認されることができる。有意な偏差がステップｄ）において確認された場合、計量装置の動作（特に計量装置の計量精度）を改善するために、例えば、装置の少なくとも１つの作動パラメータの修正は、実行されることができる。有意な偏差がステップｄ）において確認される場合、搭載された診断システムのための障害信号が出力されることもできる。

方法の１つの変形実施形態によれば、ステップｄ）が実行される前に繰返し数を用いて方法ステップａ）〜ｃ）が繰り返され、繰返し数に対応する比較の数がステップｄ）において実行され、計量装置の動作を診断するために比較が共同で考慮される。

例えば、方法ステップｄ）が実行される前に、方法ステップａ）〜ｃ）は、５〜２０回実行されることができる。インジェクタの開いている期間および実行される送給運動の数は、次いで、方法ステップａ）〜ｃ）の各実行のために保存されるか、または、それぞれ対応する比較量または比較数は、保存される。これらのインジェクタの開いている期間および数は、次いで、ステップｄ）において互いに比較されることができる。そして、共同で考慮される。このようにして、例えば、計量エラーが一定の仕様で発生しているかどうか、または不規則に繰り返される計量エラーが発生しているかどうかを確認することができる。該当する場合、誤りが短時間だけ起こったことを、したがって、測定の修正が開始される必要がないことを検出することも可能である。

故障は、例えば、比較量または比較数に許容できない偏差が実行される比較の最小限の割合において起こる場合に、検出されることができる。許容できない偏差が比較の３０％以上で起こる場合に、例えば、誤りは検出されることができる。

このようにして、事実、永久的な誤りがなくて一時的な障害があるときに、例えば、自動車の搭載された診断システムは、誤りメッセージを出力することができる。

ステップａ）とステップｃ）との間にポンプ輸送される液体添加物の明確な（または実際の）量が送給運動の数を用いてステップｄ）において算出される場合、記載された方法は、好ましい。

送給される量にこのようにして決定される情報は、例えば、インジェクタの計量精度を点検するために用いることができる。計量装置の定まった（満足な）動作において、計量された量は、インジェクタの開き時間を用いて特定される。例えば、計量された量と制御ユニットのインジェクタの開き時間との間の相関に関する情報を更新するために、そして、適切な場合、それを計量装置の（例えば、計量装置のコンポーネントのエージング現象のせいでの）変化に適応させるために、送給運動によって算出される量を用いて、インジェクタの付加的な較正は、実行されることができる。

送給運動の数またはその数に対応するパラメータが第１の制限値よりも大きい場合に、計量装置内に空気があることがステップｄ）において確認される場合、方法は、さらに有利である。

第１の制限値がインジェクタの開き時間にしたがって定められる場合、それはここで好ましい。

送給運動の数および／または送給運動の数またはステップに対応しているパラメータ（ＰＵＭＰＩＮＧ ＱＵＡＮＴＩＴＹ）のための第１の制限値は、インジェクタの開き時間によって測定される計量された量（ＭＥＴＥＲＥＤ ＱＵＡＮＴＩＴＹ）を用いて、そして送給量を用いて決定されることができる。そしてそれは、送給運動（すなわち、計量装置内に空気がないとき）に通常対応する。送給運動の数に通常対応する送給量が計量された量よりも大きい１０％以上または５０％以上である場合、例えば、計量装置内に、または計量装置のポンプ内に、および／または圧力ライン内に空気があると仮定されることができる。これは、この場合、閉じ込められた空気のせいでポンプがその最大送給能力を発揮することができなくて、それが送給運動を実行するにつれて可動ポンプエレメントを用いて少なくとも部分的に単に空気を圧縮するだけであり、空気は次いで再び拡大する、という事実に起因する。それから、ポンプの完全なポンプチャンバのボリュームが液体添加物を送給するために用いられることは、不可能である。第１の制限値（１ＧＷ）として、例えば、偏差のための値は、定められることができる。したがって、制限値は、送給運動の数によって決定される送給量の１．５倍、例えば、前記送給量の特に１．３倍または１．１倍さえであることができる。これから、以下の関係は続き、１ＧＷ＝１．２^＊ＰＵＭＰＩＮＧ ＱＵＡＮＴＩＴＹが適切である場合、ＭＥＴＥＲＥＤ ＱＵＡＮＴＩＴＹ＜１ＧＷである場合、空気は、システムの性質から計量装置において検出されるかまたは決定される。この手順によって、追加のセンサを必要とすることなく、計量装置の空気を検出することができる。

計量装置内のガス量が送給運動の数を用いて決定される場合、方法は、さらに有利である。

特に、これは、（満足な動作の場合における）送給運動の数に通常対応する送給量を、インジェクタの開き時間に対応する計量された量と比較することによって、達成されることができる。ガス量の大きさは、インジェクタで計量された量に対するポンプでの前記送給量の比率に依存する。ガス量は、概して、計量装置に引き入れられた気泡である。計量装置内の気泡のサイズまたはガス量は、例えば、この比率に比例すると考えられる。送給運動の数およびインジェクタの開き時間から気泡またはガス量のサイズを決定するために、より複雑な算出手順（特性マップ）が使用されることもできる。この算出手順において、例えば、以下のパラメータのうちの少なくとも１つを考慮することも、加えて可能である。
・液体添加物の粘度、
・インジェクタの開き時間がそれから得られる必要な計量される量
・圧力ライン内の圧力、および、
・気泡のまたはガス量の粘度。
したがって、計量装置内（特に、計量装置のポンプまたは圧力ライン内）の気泡またはガス量がどの程度大きいか推定することが、特に単純なやり方でできる。この情報は、次いで、システムを抽気するためにどの測定に関して開始されるかの決定を考慮することができるかまたは定めることさえできる。

計量装置内にガスが検出された場合に計量装置の脱気が実行される場合、方法は、さらに有利である。

ここで、ガスは、特に、空気および／または（添加物の）蒸気でありえる。計量装置を脱気することによって、計量装置の最大送給能力または正確な動作を復旧することが、急速にできる。ここで、用語「脱気」（または抽気）は、計量装置内の液体添加物におけるガスの比率が計量装置の修正動作によって減少することを意味する。特に、脱気手順が実行された後、第１の制限値は、再びアンダシュートされない。

計量装置がポンプからインジェクタまで延びる圧力ライン、および圧力ラインから分岐する戻りラインを有し、送給運動の数が第２の制限値よりも大きいときに戻りラインを介して脱気が起こる、さもなければ、インジェクタを介して脱気が起こる場合、方法はまた有利である。

ガス量／気泡の存在は、送給運動の数が第１の制限値（それは特定の送給量に対応する）よりも大きいという事実から確認されることができると上ですでに説明された。計量装置内に存在するガス量のサイズ／量が特定の値を超えることを確認するために、第２の制限値が用いられることが今述べられる。上ですでに記載されたのと同様に、実際に存在するガス量／空気量を決定するために、送給運動の数が用いられることができるという事実から、これは、生じる。

液体添加物のための計量装置は、今、戻りラインを有することができる。そしてそれは、圧力ラインから分岐して、圧力ラインからタンクまで延びて戻る。この種の戻りラインによって、（例えば、吸込みライン、ポンプ、圧力ラインおよび戻りラインを通ってタンクへと戻る流れの向きの）液体添加物の循環は、可能である。この種の循環によって、計量装置内に存在するガスまたは空気は、インジェクタで液体添加物の計量を歪めることなく、タンクへと戻りポンプ輸送されることができる。しかしながら、この種の循環については、戻りラインを通る循環が制御される戻りバルブが開いている場合、脱気手順の間、圧力ライン内の圧力が低下するので、インジェクタを通る液体添加物の同時の計量は、好都合でなくてもよい。戻りバルブは、圧力ラインからの戻りラインの分岐部のできるだけ近くに、または直後に、好ましくは配置される。

戻りラインによる計量装置の記載された脱気に代わるものとして、ガスまたは空気を計量装置のインジェクタを通過させることもできる。ガスは、次いで、液体添加物と共に計量装置のインジェクタを通って押される。一方では、このような脱気については、インジェクタを用いる計量動作が中断される必要がないにもかかわらず、インジェクタを通過している同時に現れるガス量は、計量された量の歪みに至る。

ここで記載された方法のさらなる改良のアプローチは、それが比較的小さいので、ガスの小さいボリューム／量でこの歪みを受け入れることができてもよいということである。抽気は、次いで、インジェクタを介して起こる。その間、計量装置の定まった動作は、都合のよいことに中断される必要がない。気泡またはガス量が、特に、特定のサイズを超える場合、インジェクタ（ガス量によって、または気泡によって生じる）による液体添加物の誤った計量は、それが定まった動作の一部として受け入れられることができるにはあまりに大きいだろう。計量装置の誤りがない動作をできるだけ急速に行うために、脱気は、この場合、戻りラインを介して起こる。

可動ポンプエレメントの速度がステップｂ）において決定され、可動ポンプエレメントの速度が計量装置内の圧力を決定するためにステップｄ）において用いられる場合、記載された方法もまた有利である。

このプロセスの間、それは、好ましくは、算出される可動ポンプエレメントの平均速度ではない。そしてそれは、単に送給運動の数およびａ）〜ｃ）間の時間から得られる。その代わりに、可動ポンプエレメントに作用している駆動力に基づいて、単一の送給運動の間に得られる可動ポンプエレメントの速度は、好ましくは決定される。圧力ライン内の圧力が高ければ高いほど、一定の駆動力が可動ポンプエレメント上に働くときに、可動ポンプエレメントは、よりゆっくり移動する。したがって、圧力ライン内の圧力は、（送給運動の間の）可動ポンプエレメントの速力特性によって記載されたやり方で、特に容易に、そして安価に決定されることができる。

圧力ライン内の圧力がこの方法論で決定される場合、圧力ライン内の圧力がポンプ自体の範囲内で検出されることができるので、圧力ライン上の付加的な圧力センサを省くことができてもよい。

ガス量または気泡が記載された方法によって計量装置内（または圧力ライン内）で検出された場合、これが計量装置から運び出される場合にそれは好ましい。計量装置からガス量または気泡を運び出す２つの異なる方法は、すでに前述した。第１の変形によれば、ガス量は、インジェクタを通って排ガス処理装置内に放出されることができる。第２の変形によれば、循環は、実行されることができる。そして、計量装置内のガスは、戻りラインによって液体添加物のためのタンクへと運び戻される。

第１の変形の特に有利な実施形態は、ここで記載される。少なくとも以下のステップを有して、タンクからインジェクタまで送給ラインに沿って液体添加物をポンプ輸送するためのポンプを有する液体添加物用の計量装置を抽気する方法は、好ましい。
ｗ）送給ライン内のガス量または気泡を検出するステップ、
ｘ）インジェクタを開くステップ、
ｙ）ポンプの作動速度を上昇させるステップ、および、
ｚ）気泡を放出するステップであって、ポンプの上昇した作動速度が送給ライン内の液体添加物および空気の運動量を増加させる、ステップ。

この方法は、この用途において記載された他の概念とは独立して用いられることもできて、したがって、従来技術を超える独立した改良を表す。この方法において、気泡が検出された直後に、インジェクタは、開かれることが好ましくて、それからだけポンプの作動速度は増加することが好ましい。これにより、ポンプの増加した作動速度が送給ライン内の液体添加物および気泡を加速するために完全に使用されること、および、たとえあってもわずかな圧力増加だけが送給ライン内に起こること、を確実にすることができる。液体添加物のおよび気泡の特定の運動量は、これにより最大になる。ポンプの作動速度は、ポンプの最高作動速度のほんの１０パーセント下でしかない作動速度までステップｙ）において好ましくは増加する。この種の方法論によって、送給ライン内の液体添加物および気泡は、送給ライン内の気泡上の拘束力が特定の運動量によって克服される程度まで加速されることができる。拘束力は、例えば、液体添加物と気泡との間の界面で作用して、送給ライン内の気泡を保持する毛管力でありえる。気泡は、特定の運動量によって送給ラインからいわば引きはがされる。

タンクから排ガス処理装置に液体添加物をポンプ輸送するための計量装置であって、液体添加物をポンプ輸送するために送給運動を実行する可動ポンプエレメントを有する少なくとも１つのポンプを有し、圧力ラインによってポンプの圧力側に接続していて、液体添加物を計量するために開かれることができる少なくとも１つのインジェクタを有し、記載された方法を実施するためにセットアップされる制御ユニットを有する、計量装置は、ここでさらに、提案される。この目的のために、制御ユニットは、特に、適切なメモリコンポーネント、算数コンポーネント、およびデータラインを用いて実施される。そして、特に、ポンプ、インジェクタ、および、該当する場合、圧力センサに向かって（直接的／間接的に）導くデータラインが設けられる。特に、計量装置は、液体水性尿素溶液をポンプ輸送して計量するために設計されて、セットアップされる。

燃焼機関、燃焼機関の排ガスをクリーニングするための排ガス処理装置、液体添加物のためのタンク、および、タンクから排ガス処理装置に液体添加物を計量されるやり方で供給するためにセットアップされる計量装置を有する、自動車は、さらに記載されている。自動車は、特に、燃焼機関としてのディーゼルエンジンを有する乗用車またはトラックである。排ガス処理装置は、ＳＣＲ触媒を有する。そして、水性尿素溶液は、（加圧ガスを用いて適切なところで）ＳＣＲ触媒の上流に注入される。

本発明および技術的な文脈は、図に関して以下でさらに詳細に説明される。図は、特に好適な実施形態を示す。しかし、本発明はそれに制限されない。特に、図および特に示されるサイズの比率は、線図的だけである点に留意する必要がある。

図１は、液体添加物のための計量装置の第１の変形実施形態を示す。 図２は、液体添加物のための計量装置の第２の変形実施形態を示す。 図３は、計量装置のためのポンプを示す。 図４は、計量装置を有する自動車を示す。 図５は、記載された方法の流れ図を示す。

図における同じ要素は、同一の参照符号を備えた。したがって、個々の図に関する説明は、同じ要素および他の図にも転換可能なことを意図する。図における要素（構成部品）の組み合わせは、これが本明細書で明示的に示されるか、または別の組み合わせが明らかに技術的に不可能である場合にのみ、「必然的に関連する」と考えられなければならないという事実に、注意はひかれる。したがって、多くの場合、１つの図からの構成部品／機能が他の変形実施形態に（代わりにおよび／または累積的に）統合される修正は、本発明の範囲内で可能でもある。

記載された方法を用いて作動されることができる計量装置１の異なる変形実施形態は、図１および図２に示される。計量装置１は、各々タンクから液体添加物（特に水性尿素溶液）をとって、それを排ガス処理装置９に案内する。計量装置１は、各々ポンプ２を有する。そしてそれは、吸込みライン１３によってタンク８に接続している。ポンプ２は、圧力ライン５によってインジェクタ４にさらに接続している。そしてそれは、計量されるやり方で排ガス処理装置９に液体添加物を供給するためにセットアップされる。吸込みライン１３に隣接するのは、圧力センサ１４である。そしてそれによって、吸込みライン１３の圧力は、決定されることができるかまたはモニタされることができる。ポンプ２、圧力センサ１４およびインジェクタ４は、制御ユニット１０に接続している。そしてそれによって、計量装置１の動作は、制御されることができるかまたはモニタされることができる。

図２に示される計量装置の変形実施形態は、加えて、戻りライン６を有する。そしてそれは、圧力ライン５から分岐して、それを介して、計量装置１の脱気／抽気は起こることができる。戻りライン６は戻りバルブ１５を有する。そしてそれによって、戻りライン６は開閉されることができる。

図３は、ポンプ２を示す。ポンプは、可動ポンプエレメント３を有する。そしてそれは、矢印によって示される送給運動の形の運動を実行することができる。送給運動の間、ポンプチャンバ１８のボリュームは、増加しておよび減少する。ポンプチャンバのボリュームが増加している間、液体添加物は、ポンプの吸込み側７から流れパス１６に沿ってポンプチャンバ１８に流入する。ポンプチャンバのボリュームが減少している間、液体添加物は、ポンプの圧力側２０の方向においてバルブ１９を通って流出する。可動ポンプエレメント３は、ドライブ１７によって駆動される。そしてそれは、電磁リニアドライブとして好ましくは実施される。

図４は、燃焼機関１２および、燃焼機関１２の排ガスをクリーニングするための排ガス処理装置９を有する自動車１１を示す。液体添加物は、計量装置１によって排ガス処理装置９内に供給されることができる。計量装置１は、インジェクタ４を有する。そしてそれは、排ガス処理装置９への液体添加物（特に、ＳＣＲ触媒２１の上流での水性尿素溶液）の計量（ｍｅｔｅｒｉｎｇ）を制御する。計量装置１は、タンク８から液体添加物を受け取り、そして、制御ユニットによって制御される。適切な場合、ここに破線で示されるように、圧縮空気システム２２は、設けられることもできる。そしてそれによって、この領域の当業者に知られているように、添加物の注入は支援される。

図５は、記載された方法の流れ図を示す。それは、方法ステップａ）〜ｄ）を示す。そしてそれは、記載された方法の実行中にループの様式において規則的なやり方で繰り返し実行される。

記載された方法によって、計量装置の特に正確なおよび特に信頼性が高い動作は、可能である。そしてそれは、さまざまなコンポーネントの互いに特に有利な制御が可能になるので、特に安価な個々のコンポーネントから較正されることができる。

１…計量装置
２…ポンプ
３…可動ポンプエレメント
４…インジェクタ
５…圧力ライン
６…戻りライン
７…吸込み側
８…タンク
９…排ガス処理装置
１０…制御ユニット
１１…自動車
１２…燃焼機関
１３…吸込みライン
１４…圧力センサ
１５…戻りバルブ
１６…流れパス
１７…ドライブ
１８…ポンプチャンバ
１９…バルブ
２０…圧力側
２１…ＳＣＲ触媒
２２…圧縮空気システム

Claims (11)

1. 液体添加物のための計量装置（１）を作動する方法であって、前記液体添加物をポンプ輸送するために送給運動を実行する、可動ポンプエレメント（３）を有する少なくとも１つのポンプ（２）を有し、および、圧力ライン（５）によって前記ポンプ（２）の圧力側（２０）に接続していて、前記液体添加物を計量するために開かれることができる少なくとも１つのインジェクタ（４）を有し、前記方法は、少なくとも、
   ａ）前記インジェクタ（４）を開くステップ、
   ｂ）液体添加物を計量して、計量プロセスの間、前記送給運動を計数するステップ、
   ｃ）前記インジェクタ（４）を閉じるステップ、および、
   ｄ）ステップｂ）において確認される前記送給運動の数を、前記計量装置（１）の動作を診断するためにステップａ）とステップｃ）との間の前記インジェクタ（４）の開き時間と比較するステップ、
   を含む、方法。
2. ステップｄ）が実行される前に繰返し数を用いてステップａ）〜ｃ）が繰り返され、前記繰返し数に対応する比較の数がステップｄ）において実行され、前記計量装置（１）の動作を診断するために前記比較が共同で考慮される、請求項１に記載の方法。
3. ステップａ）とステップｃ）との間に送給された液体添加物の量は、送給運動の前記数を用いてステップｄ）において明示的に算出される、請求項１または２に記載の方法。
4. 送給運動の前記数または送給運動の前記数に対応するパラメータが第１の制限値よりも大きい場合、前記計量装置（１）内にガスがあることがステップｄ）において確立される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１の制限値は、前記インジェクタ（４）の開き時間にしたがって定められる、請求項４に記載の方法。
6. 前記計量装置（１）内のガス量は、送給運動の前記数を用いて決定される、請求項４または５に記載の方法。
7. 前記計量装置（１）内において空気が検出された場合、前記計量装置（１）の抽気が実施される、請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記計量装置は、前記ポンプ（２）から前記インジェクタ（４）まで延びる圧力ライン（５）、および前記圧力ライン（５）から分岐する戻りライン（６）を有し、送給運動の前記数が第２の制限値よりも大きいときに前記戻りライン（６）を介して脱気が起こる、さもなければ、前記インジェクタ（４）を介して脱気が起こる、請求項６に記載の方法。
9. 前記可動ポンプエレメント（３）の速度は、ステップｂ）において決定され、前記可動ポンプエレメント（３）の前記速度は、前記計量装置（１）内の圧力を決定するためにステップｄ）において用いられる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. タンク（８）から排ガス処理装置（９）に液体添加物をポンプ輸送するための計量装置（１）であって、前記液体添加物をポンプ輸送するために送給運動を実行する、可動ポンプエレメント（３）を有する少なくとも１つのポンプを有し、圧力ライン（５）によって前記ポンプ（２）の圧力側（２０）に接続していて、前記液体添加物を計量するために開かれることができる少なくとも１つのインジェクタ（４）を有し、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実施するためにセットアップされる制御ユニット（１０）を有する、計量装置（１）。
11. 燃焼機関（１２）、前記燃焼機関（１２）の排ガスをクリーニングするための排ガス処理装置（９）、液体添加物のためのタンク（８）、および、前記タンク（８）から前記排ガス処理装置（９）に前記液体添加物を計量されるやり方で供給するためにセットアップされる請求項９に記載の計量装置（１）を有する、自動車（１１）。
    
    

Images