Title:
Verfahren zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Computer-Programm und Computer-Programmprodukt
Kind Code:
A1
Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen (42), die in einem Magnetkreis (36, 38) eingesetzt sind, welcher eine Magnetspule (38). Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Maß (66, 72) für die Temperatur der Dichtung (42) ermittelt wird, dass das ermittelte Maß (66, 72) für die Temperatur der Dichtung (42) mit einem Temperatur-Schwellenwert (78) verglichen wird und dass dann, wenn die Temperatur unterhalb des Temperatur-Schwellenwerts (78) liegt, eine Beheizung der Dichtung (42) vorgenommen wird.



Inventors:
Mazzon, Angelo (71277, Rutesheim, DE)
Dencker, Florian (71732, Tamm, DE)
Application Number:
DE102015215334A
Publication Date:
02/16/2017
Filing Date:
08/12/2015
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102011088708A1N/A2013-06-20
DE102007017458A1N/A2008-10-09
Foreign References:
GB2451700A2009-02-11
Claims:
1. Verfahren zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen (42), die in einem Magnetkreis (36, 38) eingesetzt sind, welcher eine Magnetspule (38) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß (66, 72) für die Temperatur der Dichtung (42) ermittelt wird, dass das ermittelte Maß (66, 72) für die Temperatur der Dichtung (42) mit einem Temperatur-Schwellenwert (70) verglichen wird und dass dann, wenn die Temperatur unterhalb des Temperatur-Schwellenwerts (70) liegt, eine Beheizung der Dichtung (42) vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung der Dichtung (42) indirekt mittels einer Bestromung der Magnetspule (38) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung mit einem getakteten Betrieb (50) vorgenommen wird, bei welchem die Magnetspule (38) mit impulsbreitenmodulierten Heiz-Impulsen (80) angesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom (i) während der Heiz-Impulse (80) einen vorgegebenen Strom-Schwellenwert (78) nicht überschreitet, wobei der Strom-Schwellenwert (78) auf einen Wert festgelegt wird, bei welchem der Magnetkreis (36, 38) keine Aktion ausführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß (72) für die Temperatur der Dichtung (42) aus dem elektrischen Widerstand (R) der Magnetspule (38) bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß (66) für die Temperatur der Dichtung (42) die Temperatur eines Kühlwasserkreislaufs (22) einer Brennkraftmaschine (18) herangezogen wird.

7. Vorrichtung zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen (42), die in einem Magnetkreis (36, 38) eingesetzt sind, der eine Magnetspule (38) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein speziell hergerichtetes Steuergerät (30) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromsensor (74) zur Ermittlung des durch die Magnetspule (38) fließenden Stroms (i) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (38) in einer Hubkolbenpumpe (32) angeordnet ist und dass die Hubkolbenpumpe (32) eine Führungshülse (48) enthält, die einen thermischen Kontakt sowohl zur Magnetspule (38) als auch zur Dichtung (42) aufweist.

10. Computer-Programm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt, wenn es auf einem Computer abläuft.

11. Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen, insbesondere von Elastomerdichtungen, die in einem Magnetkreis eingesetzt sind, der eine Magnetspule enthält, wie beispielsweise bei einem elektromagnetisch betätigten Ventil oder bei einer elektromagnetisch betätigten Hubkolbenpumpe.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computer-Programm sowie ein Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Um die heutigen Abgasgesetzgebungen zu erfüllen, wird zur Reinigung von Abgasen einer Brennkraftmaschine ein NOx-Speicherkatalysator (NSC) eingesetzt, welcher Stickoxide (NO, NO2) zwischenspeichern und reduzieren kann. Dazu werden die Stickoxide zunächst im NOx-Speicherkatalysator eingespeichert. Ist die Aufnahmekapazität des NOx-Speicherkatalysators erschöpft, wird seitens einer Motorsteuerung ein fettes Abgasgemisch eingestellt. Dabei werden die im NOx-Speicherkatalysator zwischengespeicherten Stickoxide zu Stickstoff reduziert.

Dieses Verfahren arbeitet gut im niederen und mittleren Last- wie Temperaturbereich. Zur Einhaltung zukünftiger Abgasgesetzgebungen muss zusätzlich der Hochlastbereich bei der Abgasreinigung eingebunden werden.

Damit der NOx-Speicherkatalysator auch im Hochlastbetrieb und bei hohen Temperaturen Stickoxide reduziert, muss er in dem sogenannten DiAir-Mode betrieben werden. DiAir steht für „Diesel NOx Aftertreatment by Adsorbed Intermediate Reductants“. Hierbei werden Kohlenwasserstoffe (Hydro Carbons) vor dem NOx-Speicherkatalysator eindosiert, was auch als HCI (Hydro Carbons Injection) bezeichnet wird. In der Regel wird dazu zusätzlicher Kraftstoff in den Abgaskanal stromaufwärts vor den NOx-Speicherkatalysator eindosiert.

Dazu ist ein spezielles Reagenzmittel-Dosiersystem erforderlich, was aus den Baugruppen:
Einspritzeinheit, im Wesentlichen bestehend aus einem Dosierventil und einem Kühlkörper,
Dosiereinheit, im Wesentlichen bestehend aus einer Druckstufe (z. B. einer Förderpumpe) und einem Drucksensor, und
Steuereinheit, z. B. als Hard- und/oder Software in der Motorsteuerung implementiert, besteht.

Einer besonderen Bedeutung kommt bei diesem Reagenzmittel-Dosiersystem dem Dosierventil in der Einspritzeinheit zu. Diese Dosierventile enthalten eine Magnetspule, wobei mittels Bestromung der Magnetspule ein Anker bewegt wird, der mit einer Ventilnadel mechanisch verbunden oder als solche ausgebildet ist, und der gegen eine Federkraft das Ventil öffnet, sodass das Reagenzmittel, welches unter hohem Druck steht, in den Abgaskanal eingespritzt werden kann. Im Magnetkreis des Dosierventils kann eine Elastomerdichtung eingesetzt sein, welche für einen vorgegebenen Temperaturbereich spezifiziert ist.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2007 017 458 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dosierventils beschrieben, das im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und das für eine Dosierung eines Reagenzmittels mit einem ersten Stromprofil angesteuert wird. Ermittelt wird ein Maß für die Temperatur des Dosierventils, welches mit einem Temperatur-Schwellenwert verglichen wird. Wenn das Maß für die Temperatur des Dosierventils unterhalb des Temperatur-Schwellenwerts liegt, ist eine Ansteuerung des Dosierventils zum Beheizen des Dosierventils mit einem vom ersten Stromprofil unterschiedlichen zweiten Stromprofil vorgesehen.

Das zweite Stromprofil kann mittels einer Gleichspannung oder mittels einer Wechselspannung realisiert sein. Der Betrag der Gleichspannung ist derart festgelegt, dass noch keine Öffnung des Dosierventils erfolgen kann. Sofern eine Wechselspannung als zweites Stromprofil vorgesehen ist, wird die Frequenz der Wechselspannung derart hoch festgelegt, dass das Ventil aufgrund der mechanischen Trägheit nicht öffnet. Eine Beheizung des elektromagnetisch betätigten Dosierventils kann erforderlich sein, wenn als Reagenzmittel bzw. eine Vorstufe eines Reagenzmittels eine Harnstoff-Wasser-Lösung vorgesehen ist, die in einem SCR-Katalysator zur Reduktion von NOx-Komponenten des Abgases der Brennkraftmaschine benötigt wird, besteht die Gefahr eines Einfrierens bei einer Temperatur von unterhalb ungefähr –11°C.

Zum Bereitstellen des erforderlichen Drucks des Reagenzmittels oder der Vorstufe des Reagenzmittels, der zur Einbringung des Reagenzmittels in den Abgaskanal der Brennkraftmaschine erforderlich ist, kann eine Hubkolbenpumpe vorgesehen sein, die einen beweglichen Magnetanker enthält, der als Kolben arbeitet. Bei jedem Arbeitshub der Hubkolbenpumpe wird eine bestimmte Menge des Reagenzmittels gefördert, wodurch ein Förderdruck entsteht. Eine Hubkolbenpumpe enthält einen Magnetkreis mit einer Magnetspule, wobei mittels Bestromung der Magnetspule der Magnetanker bewegt wird. Zum Abdichten der beweglichen Teile der Hubkolbenpumpe von unbeweglichen Teilen ist zumindest eine Dichtung, vorzugsweise eine Elastomerdichtung vorgesehen.

Durch Bestimmungen der On-Board-Diagnose-Richtlinien (OBD) und angesichts der erforderlichen Genauigkeit beim Beispiel eines SCR-Katalysatorsystems muss der Dosierdruck überwacht werden. Dazu kann der Strom, welcher durch eine Magnetspule im Hubmagneten einer Hubkolbenpumpe fließt, welche in einem Fördermodul des SCR-Katalysatorsystems die Harnstoff-Wasser-Lösung transportiert, überwacht und der Zeitpunkt der Ankerbewegung ausgemessen werden. Eine Änderung der Temperatur der Magnetspule verursacht eine Änderung im Spulenstrom. Bei einer höheren Temperatur steigt der Innenwiderstand der Magnetspule und die benötigte Stromstärke zum Bewegen des Magnetankers wird langsamer erreicht. Über ein Rechenmodell kann der Zeitpunkt des Ankeranschlags einer Pumpbewegung mit Einbeziehung des Spuleninnenwiderstandes, d. h. der Spulentemperatur und der Bordnetzspannung in einen Druck umgewandelt werden, welcher der Bewegung eines Magnetankers entgegenwirkt. Über diese Berechnung kann ein SCR-Katalysatorsystem auf einen konstanten Druck geregelt werden. Hierzu ist allerdings zu jedem Zeitpunkt die Kenntnis der Magnetspulentemperatur notwendig.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2011 088 708 A1 ist ein solches Verfahren zur Ermittlung der Temperatur der Magnetspule einer Hubkolbenpumpe beschrieben. Das bekannte Verfahren umfasst das Ermitteln einer Versorgungsspannung eines Hubmagneten der Hubkolbenpumpe, das Ermitteln eines Spulenstroms der Magnetspule, das Berechnen des temperaturabhängigen elektrischen Widerstandes der Magnetspule und das Bestimmen einer Temperaturerhöhung der Magnetspule gegenüber einer Referenztemperatur aus dem elektrischen Widerstand der Magnetspule und einem elektrischen Referenzwiderstand der Magnetspule bei der Referenztemperatur. Durch direkte oder indirekte Ermittlung der Versorgungsspannung des Hubmagneten und des Spulenstroms der Magnetspule werden alle notwendigen Parameter erfasst, um den elektrischen Widerstand der Magnetspule zu errechnen. Alternativ ist auch eine Berechnung des elektrischen Widerstandes der Magnetspule über eine Kennlinie möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen, insbesondere von Elastomerdichtungen bereitzustellen, die in einem Magnetkreis eingesetzt sind, der eine Magnetspule enthält, wie beispielsweise bei einem elektromagnetisch betätigten Ventil oder insbesondere bei einer elektromagnetisch betätigten Hubkolbenpumpe.

Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Verfahrensanspruch sowie im nebengeordneten Vorrichtungsanspruch angegebenen Merkmale jeweils gelöst.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen, die in einem Magnetkreis eingesetzt ist, welcher eine Magnetspule enthält, zeichnet sich dadurch aus, dass ein Maß für die Temperatur der Dichtung ermittelt wird, dass das ermittelte Maß für die Temperatur der Dichtung mit einem Temperatur-Schwellenwert verglichen wird und dass dann, wenn die Temperatur unterhalb des Temperatur-Schwellenwerts liegt, eine Beheizung der Dichtung vorgenommen wird.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise vermeidet ein Betreiben der Dichtung für eine längere Zeit bei niedrigen Temperaturen, bei denen die Dichtung noch spröde ist und dementsprechend die Dichtheit eines den Magnetkreis enthaltenen Systems nicht sichergestellt ist, das bei sämtlichen Bedingungen absolut dicht sein muss. Hierzu war bislang eine Überdimensionierung der Dichtung insbesondere hinsichtlich des zulässigen Temperaturbereichs erforderlich, die mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise nicht mehr erforderlich ist, sodass eine einfachere preiswertere Dichtung ausreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise sind jeweils Gegenstände von abhängigen Verfahrensansprüchen.

Eine Ausgestaltung sieht die Beheizung der Dichtung indirekt mittels einer Bestromung der Magnetspule des Magnetkreises vor. Dadurch kann ein separates Heizelement eingespart werden.

Eine andere Ausgestaltung sieht die Beheizung mit einem getakteten Betrieb eines Ansteuersignals der Magnetspule vor, bei welchem die Magnetspule mit impulsbreitenmodulierten Heiz-Impulsen angesteuert wird.

Der Strom während der Heiz-Impulse wird derart vorgegeben, dass ein vorgegebener Strom-Schwellenwert nicht überschritten wird, wobei der Strom-Schwellenwert derart festgelegt wird, dass das System, welches den Magnetkreis enthält, gerade noch keine Aktion ausführt. Der Strom-Schwellenwert wird vorzugsweise experimentell ermittelt. Der Strom-Schwellenwert kann unter Einbeziehung der Zeit auch einem effektiven Strom gleichgesetzt werden.

Sofern der Magnetkreis mit der Magnetspule in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, vorzugsweise beispielsweise in einem Reagenzmittel-Dosiersystem zum Dosieren eines Reagenzmittels stromaufwärts vor einen Katalysator, der in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass als Maß für die Temperatur der Dichtung die Temperatur eines Kühlwasserkreislaufs der Brennkraftmaschine herangezogen wird.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Maß für die Temperatur der Dichtung aus dem elektrischen Widerstand der Magnetspule bestimmt werden.

Weitere Alternativen zum Ermitteln zumindest eines Maßes für die Temperatur der Dichtung sind in der folgenden Beschreibung angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht ein speziell hergerichtetes Steuergerät vor, welches in der Lage ist, die einzelnen Verfahrensschritte durchzuführen und die erforderlichen Aktionen zu veranlassen.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht einen Stromsensor zum Erfassen des durch die Magnetspule des Magnetkreises fließenden Stroms vor.

Das erfindungsgemäße Computer-Programm sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn es auf einem Computer abläuft.

Das erfindungsgemäße Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus der Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Zeichnung

1 zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft,

2a zeigt ein Ansteuersignal einer Magnetspule einer Hubkolbenpumpe,

2b zeigt symbolisiert einen mittleren durch die Magnetspule fließenden Strom in Abhängigkeit von der Zeit,

2c zeigt ein Ansteuersignal einer Magnetspule einer Hubkolbenpumpe während eines Heizbetriebs und

2d zeigt symbolisiert einen mittleren durch die Magnetspule fließenden Strom in Abhängigkeit von der Zeit während des Heizbetriebs.

Detaillierte Beschreibung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erweitern des Temperatureinsatzgebietes von Dichtungen, insbesondere von Elastomerdichtungen geht davon aus, dass die Dichtung in einem Magnetkreis enthalten ist, welcher eine Magnetspule enthält. Der Magnetkreis mit der Magnetspule ist zum Auslösen einer Aktion vorgesehen wie beispielsweise das Betätigen eines elektromagnetischen Ventils oder beispielsweise das Betätigen einer Hubkolbenpumpe. In diesen Anwendungen ist die Dichtung zur Abdichtung zwischen mechanisch bewegten Teilen des Magnetkreises vorgesehen, wobei insbesondere eine Abdichtung von mechanischen Komponenten gegenüber einer Flüssigkeit von Bedeutung ist.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei einem elektromagnetisch betätigten Ventil und insbesondere bei einer elektromagnetisch betätigten Hubkolbenpumpe gegeben. Eine derartige Hubkolbenpumpe ist beispielsweise in einem Reagenzmittel-Dosiersystem als Druckpumpe vorgesehen, welches ein Reagenzmittel in den Abgaskanal einer Brennkraftmaschine stromaufwärts vor einen Katalysator dosiert.

Im folgenden Ausführungsbeispiel wird exemplarisch davon ausgegangen, dass die Dichtung in einer Hubkolbenpumpe eines Reagenzmittel-Dosiersystems eingesetzt ist.

Daher soll 1 ein Reagenzmittel-Dosiersystem 10 zeigen, welches ein in einem Tank 12 gelagertes Reagenzmittel 14 in einen Abgaskanal 16 einer Brennkraftmaschine 18 stromaufwärts vor eine Abgas-Reinigungsvorrichtung 20 dosiert.

Bei dem Reagenzmittel 14 kann es sich beispielsweise um Kraftstoff handeln, der auch der Brennkraftmaschine 16 zugeführt wird, der aus einem Kraftstoff-Kreislauf entnommen wird. Das als Kraftstoff realisierte Reagenzmittel dient beispielsweise zum Regenerieren eines in der Abgas-Reinigungsvorrichtung 20 enthaltenen NOx-Speicherkatalysators von eingelagerten NOx-Verbindungen, wobei gemäß dem eingangs erwähnten DiAir-Betrieb bei einer hohen Last der Brennkraftmaschine 18 und einer entsprechend hohen Temperatur des NOx-Speicherkatalysators 20 eine höhere Dosierrate vorgegeben wird als bei einer niedrigeren Last der Brennkraftmaschine 18.

Kraftstoff als Reagenzmittel 14 kann auch dosiert werden, der auf einer katalytisch wirksamen Oberfläche in der Abgas-Reinigungsvorrichtung 20 exotherm zum Erwärmen der Abgas-Reinigungsvorrichtung 20 oder einer anderen Abgas-Reinigungsvorrichtung dient, die stromabwärts nach der Abgas-Reinigungsvorrichtung 20 angeordnet ist.

Bei dem Reagenzmittel 14 kann es sich auch beispielsweise um eine Harnstoff-Wasser-Lösung als Vorstufe des Reagenzmittels Ammoniak handeln, die stromaufwärts vor einen SCR-Katalysator in den Abgaskanal 16 dosiert wird.

Die Brennkraftmaschine 18 enthält einen Kühlkreislauf 22, dessen Temperatur 24 einem Steuergerät 30 zur Verfügung gestellt wird.

Das Reagenzmittel 14 wird von einer Pumpe 32 auf einen Druck von beispielsweise 10 bar gebracht und mittels eines Dosierventils 34 dosiert, wobei das Dosierventil 34 die Reagenzmittelrate festlegt.

Die Pumpe 32 ist als Hubkolbenpumpe realisiert, die einen in einer zentralen Öffnung beweglich angeordneten Anker 36 und eine Magnetspule 38 enthält. Der Anker 36 und die Magnetspule 38 sowie die den Anker 36 und die Magnetspule 38 umgebenden Metallteile bilden einen Magnetkreis 36, 38.

Die Magnetspule 38 ist auf einem Spulenträger 40 angeordnet. Am vorderen Ende des Spulenträgers 40 mit der Magnetspule 38 ist eine Dichtung 42 vorgesehen, die als O-Ring realisiert ist. Die Dichtung 42 bildet eine erste Dichtfläche 44 zwischen der Dichtung 42 und dem Anker 36 und eine zweite Dichtfläche 46 zwischen der Dichtung 42 und einer Führungshülse 48. Der Anker 36 ist mit einem nicht detailliert gezeigten Hubkolben der Pumpe 32 verbunden, der zusammen mit dem Anker 36 eine hin- und hergehende Bewegung in der Führungshülse 48 bei einer Bestromung der Magnetspule 38 durchführt.

Die Magnetspule 38 wird vom Steuergerät 30 mittels eines Pumpensignals 50 angesteuert. Bei jedem Impuls des Pumpensignals 50 führt der Anker 36 eine Hubbewegung aus, sodass ein bestimmtes Volumen von der Pumpe 32 gefördert wird.

Die Dosierrate legt das Steuergerät 30 mittels eines Dosiersignals 52 fest, welches dem Dosierventil 34 zugeführt wird.

Bei niedrigen Temperaturen wird die Dichtung 42 spröde. Bei einem weiteren Absinken der Temperatur muss mit einer Verglasung der Dichtung 42 gerechnet werden. Die wenigstens eine Dichtung 42 ist derart zu dimensionieren, dass bei sämtlichen Betriebstemperaturen eine zuverlässige Abdichtung der Hubkolbenpumpe gegeben ist, um den unkontrollierten Austritt von Reagenzmittel, im vorliegenden Fall insbesondere von Kraftstoff, zu verhindern.

Erfindungsgemäß ist eine Beheizung der Dichtung 42 bei niedrigen Temperaturen vorgesehen, um die Dichtung 42 möglichst rasch in einen Temperaturbereich zu bringen, in welchem die Gefahr einer Versprödung nicht auftritt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel soll die Beheizung indirekt durch eine in der Magnetspule 38 erzeugte Verlustwärme erfolgen.

Das Steuergerät 30 enthält eine Pumpensignal-Ermittlung 60, der eine Dosier-Anforderung 62 und eine Heizanforderung 64 zur Verfügung gestellt werden, und welche das Pumpensignal 50 festlegt.

Die Starttemperatur kann beispielsweise aus einer berechneten Abkühlung der Dichtung 42 nach einem Abschalten des Reagenzmittel-Dosiersystems 10 bestimmt werden, die sich aus der Temperatur zum Zeitpunkt des Abschaltens des Reagenzmittel-Dosiersystems 10 und einer gemessenen Umgebungslufttemperatur ergibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Starttemperatur aus der berechneten Abkühlung der Brennkraftmaschine 18 nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 18 erfolgen.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird als Maß 66 für die Temperatur der Dichtung 42 die Temperatur 24 des Kühlkreislaufs 22 der Brennkraftmaschine 18 herangezogen. Ein Maß 66 für die Temperatur der Dichtung 10 wird einer Heizsignal-Festlegung 68 zur Verfügung gestellt, die das Maß 66 für die Temperatur der Dichtung 42 mit einem Temperatur-Schwellenwert 70 vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die Heizanforderung 64 bereitstellt.

Alternativ oder zusätzlich kann als ein weiteres Maß 72 für die Temperatur der Dichtung 42 ein Maß 72 für die Temperatur der Magnetspule 38 der Hubkolbenpumpe 32 herangezogen werden. Das weitere Maß 72 wird ebenfalls der Heizsignal-Festlegung 68 zur Verfügung gestellt, die das Maß 72 mit dem Temperatur-Schwellenwert 70 vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die Heizanforderung 64 bereitstellt.

Das weitere Maß 72 für die Temperatur der Dichtung 42 kann aus einem Schätzwert für die Temperatur der Magnetspule 38 anhand des durch die Magnetspule 38 fließenden Stroms i ermittelt werden, der während der Ansteuerung der Magnetspule 38 fließt. Der Strom i wird von einem Stromsensor 74 erfasst und dem Steuergerät 30 zur Verfügung gestellt.

Der erfasste Strom i wird einer Widerstands-Ermittlung 74 zur Verfügung gestellt, die aus dem Strom i und der zeitlichen Änderung di/dt des Stroms i sowie aus der Induktivität L eines Magnetkreises 36, 38, der die Magnetspule 38 und den Anker 36 umfasst, den Widerstand der Magnetspule 38 ermittelt. Der Zusammenhang ist durch: u = L di/dtgegeben, wobei das Vorzeichen außer Acht gelassen wurde. Die Induktivität L setzt die zeitliche Änderung di/dt des Stroms i mit der induzierten Spannung u in Beziehung. Daraus ergibt sich der Widerstand R, der unabhängig von der Betriebsspannung ist. R = L di/dt/i.

Ausgehend vom bekannten Widerstand R bei beispielsweise 20°C kann unter Einbeziehung des bekannten Temperaturkoeffizienten des Wicklungsmaterials der Magnetspule 38 der aktuell erfasste Widerstand R in das aktuell vorliegende Maß 72 für die Temperatur der Dichtung 42 umgerechnet werden.

Beim Vorliegen des Maßes 66 oder des weiteren Maßes 72 für die Temperatur der Dichtung 42 entscheidet die Heizsignal-Festlegung 68 durch Vergleich mit dem Temperatur-Schwellenwert 70, ob eine Heizanforderung 64 ausgegeben wird. Der Temperatur-Schwellenwert 70 kann beispielsweise bei 0°C liegen.

Bei einer Unterschreitung des Temperatur-Schwellenwerts 70 wird die Heizanforderung 64 bereitgestellt und der Pumpensignal-Festlegung 60 zur Verfügung gestellt. Daraufhin veranlasst die Pumpensignal-Festlegung 60 mittels des Pumpensignals 50 eine Bestromung der Magnetspule 38, die jedoch von der Bestromung während des normalen Dosierbetriebs abweicht.

Das Pumpensignal 50 während des normalen Dosierbetriebs ist in 2a gezeigt. Anstelle der beiden gezeigten Impulse 76 ist vorzugsweise eine Vielzahl von Impulsen vorgesehen. Jeder Pumpen-Ansteuerimpuls 76 betätigt die Pumpe 32 für einen Hub. In 2b ist symbolisiert der mittlere Strom i gezeigt, der während der normalen Dosierung infolge des Auftretens der Pumpen-Ansteuerimpulse 76 auftritt. Die Steilheit der Anstiegs- und Abfallflanke des Stroms i hängt insbesondere von der Induktivität L der Magnetspule 38 in Verbindung mit dem Magnetanker 36 ab. Die Dauer der Pumpen-Ansteuerimpulse 76 während des normalen Dosierbetriebs ist auf eine Zeit festgelegt, die zu einem Strom i führt, der in jedem Fall einen Strom-Schwellenwert 78 übersteigt. Der Strom-Schwellenwert 78 ist derart festgelegt, dass ein Strom i, der den Strom-Schwellenwert 78 überschreitet, zu einem Betätigen des Ankers 36 der Pumpe 32 führt. Die gegebenenfalls zusätzlich vorhandenen Pumpen-Ansteuerimpulse 76 sind in 2b nicht eingetragen.

Das Pumpensignal 50 während des Heizbetriebs ist in 2c gezeigt. Das Pumpensignal 50 soll während des Heizbetriebs als ein impulsbreitenmoduliertes Signal realisiert sein, bei welchem mittels des Tastverhältnisses von Heiz-Impulsen 80 der Effektivwert des in 2d gezeigten Stroms i höchstens einen Wert annimmt, bei welchem der Anker der Pumpe 32 der Hubkolbenpumpe 32 gerade noch keine Hubbewegung ausführt. In 2d ist symbolisiert der mittlere Wert des effektiven Stroms i gezeigt. Dies ist dann der Fall, wenn der Strom i unterhalb des Strom-Schwellenwerts 78 liegt. Das Tastverhältnis wird vorzugsweise experimentell festgelegt, wobei das Tastverhältnis zusätzlich vom Maß 66, 72 für die Temperatur der Dichtung 42 abhängen kann.

Aufgrund der größeren Reibung bei niedrigeren Temperaturen kann ein höheres Tastverhältnis, entsprechend einem höheren Effektivwert des Stroms i vorgesehen sein, als bei höheren Temperaturen, der jedoch noch unter dem Temperatur-Schwellenwert 78 liegt. Die Heiz-Impulse 80 werden nur während Pumpen-Ansteuerpausen bzw. zwischen aufeinanderfolgenden Pumpen-Ansteuerimpulsen 76 bereitgestellt.

Sobald das Maß 66, 72 für die Temperatur der Dichtung 42 den Temperatur-Schwellenwert 70 überschreitet, nimmt die Heizsignal-Festlegung 68 die Heizanforderung 64 zurück, sodass der normale Dosierbetrieb der Pumpe 32 ohne die allein auftretenden oder zusätzlich zu den Pumpen-Ansteuerimpulsen 76 auftretenden Heiz-Impulse 80 weitergeführt wird.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Führungshülse 48 unterstützt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch, dass der Wärmeübergang von der Magnetspule 38 zur Dichtung 42 aufgrund der Wärmeleitung in der Führungshülse 48 verbessert wird, wodurch eine schnellere Erwärmung der Dichtung 42 erreicht wird. Hierzu weist die Führungshülse 48 einen engen thermischen Kontakt sowohl zur Magnetspule 38 als auch zur Dichtung 42 auf. Der Anker 36 wird in der Führungshülse 48 geführt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102007017458 A1 [0008]
  • DE 102011088708 A1 [0012]