Title:
Verfahren zum Betreiben eines Reagenzmittel-Dosiersystems, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Computer-Programm und Computer-Programmprodukt
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Reagenzmittel-Dosiersystems (10), welches ein Reagenzmittel (14) in einen Abgaskanal (16) einer Brennkraftmaschine (18) stromaufwärts vor einen SCR-Katalysator (20) dosiert, bei welchem nach dem Beenden des Dosierbetriebs zumindest ein Teil des Reagenzmittel-Dosiersystems (10) durch Zurücksaugen mittels einer Hubkolbenpumpe (30) entleert wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, dass während des Zurücksaugens eine Anschlagsermittlung (48) die Flugzeit (TZ) eines Hubkolbens der Hubkolbenpumpe (30) von einem Startzeitpunkt (TS) bis zum Anschlagszeitpunkt (TA) ermittelt, dass ein Komparator (50) die ermittelte Flugzeit (TZ) mit einem Flugzeit-Schwellenwert (52) vergleicht und dass die Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe (30) vermindert wird, falls die ermittelte Flugzeit (TZ) kleiner ist als der Flugzeit-Schwellenwert (52).





Inventors:
Burger, Matthias (71711, Murr, DE)
Application Number:
DE102015216745A
Publication Date:
03/02/2017
Filing Date:
09/02/2015
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
F01N3/10; H01F7/18
Domestic Patent References:
DE102011088701A1N/A2013-06-20
DE102011076429A1N/A2012-11-29
DE102009027417A1N/A2011-01-05
DE102007028059B4N/A2009-08-20
DE19719602A1N/A1998-11-12
DE19607073A1N/A1997-08-28
DE19530121A1N/A1997-02-20
Claims:
1. Verfahren zum Betreiben eines Reagenzmittel-Dosiersystems (10), welches ein Reagenzmittel (14) in einen Abgaskanal (16) einer Brennkraftmaschine (18) stromaufwärts vor einen SCR-Katalysator (20) dosiert, bei welchem nach dem Beenden des Dosierbetriebs zumindest ein Teil des Reagenzmittel-Dosiersystems (10) durch Zurücksaugen mittels einer Hubkolbenpumpe entleert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zurücksaugens eine Anschlagsermittlung (48) die Flugzeit (TZ) eines Hubkolbens der Hubkolbenpumpe von einem Startzeitpunkt (TS) bis zum Anschlagszeitpunkt (TA) ermittelt, dass ein Komparator (50) die ermittelte Flugzeit (TZ) mit einem Flugzeit-Schwellenwert (52) vergleicht und dass die Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe (30) vermindert wird, falls die ermittelte Flugzeit (TZ) kleiner ist als der Flugzeit-Schwellenwert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsermittlung (48) den Anschlagszeitpunkt (TA) des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe (30) anhand einer Bewertung des zeitlichen Verlaufs des durch Hubkolbenpumpe (30) fließenden Stroms (i) ermittelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe (30) mittels eines impulsbreitenmodulierten Signals festgelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Vermindern der mittleren Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe (30) weiterhin die Flugzeit (TZ) des Kolbens der Hubkolbenpumpe (30) ermittelt wird, dass weiterhin ein Vergleich der Flugzeit (TZ) mit dem Flugzeit-Schwellenwert (52) vorgenommen wird und dass dann, wenn die Flugzeit (TZ) den Flugzeit-Schwellenwert (52) überschreitet, die Verminderung der mittleren Ansteuerleistung beendet wird.

5. Vorrichtung zum Betreiben eines Reagenzmittel-Dosiersystems (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein speziell hergerichtetes Steuergerät (26) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.

6. Steuergerät-Programm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausführt, wenn es auf einem Steuergerät (26) abläuft.

7. Steuergerät-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wenn das Programm auf einem Steuergerät (26) ausgeführt wird.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Reagenzmittel-Dosiersystems, welches ein Reagenzmittel in den Abgaskanal einer Brennkraftmaschine stromaufwärts vor einen SCR-Katalysator dosiert, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, mit dessen Hilfe das Reagenzmittel-Dosiersystem betrieben wird, sowie ein Steuergerät-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Zur Nachbehandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine kann eine selektive katalytische Reduktion (Selective Catalytic Reduction = SCR) mit dem Ziel einer NOx-Verminderung im Abgas eingesetzt werden. Hierbei wird in den Abgaskanal der Brennkraftmaschine eine definierte Menge eines selektiv wirkenden Reagenzmittels dosiert. Das Reagenzmittel kann Ammoniak sein, welches beispielsweise aus einer Vorstufe in Form einer Harnstoff-Wasser-Lösung im Abgaskanal durch Hydrolyse gewonnen wird.

Ein solches Reagenzmittel-Dosiersystem ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 196 07 073 A1 bekannt. Die Harnstoff-Wasser-Lösung wird dabei durch eine Leitung von einem Tank zu einem Dosierventil gefördert und in einen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine stromaufwärts vor einen SCR-Katalysator dosiert, wobei die Dosierrate mittels des Dosierventils festgelegt wird.

In aktuellen Reagenzmittel-Dosiersystemen, wie diese unter der Bezeichnung DENOXTRONIC der Anmelderin bekannt sind, saugt eine Pumpe die Harnstoff-Wasser-Lösung aus einem Reagenzmitteltank und verdichtet diese auf den für eine Zerstäubung erforderlichen Systemdruck von beispielsweise 3 bis 9 bar. Unter Berücksichtigung von beispielsweise aktueller Brennkraftmaschinendaten und Katalysatordaten wird die Dosierrate des Reagenzmittels auf möglichst maximale NOx-Reduzierung abgestimmt.

Die üblicherweise verwendete, in DIN-Normen definierte Harnstoff-Wasser-Lösung hat die Eigenschaft, bei ungefähr –11°C zu gefrieren. Die mit dem Gefrieren einhergehende Volumenausdehnung der Harnstoff-Wasser-Lösung kann zu Schädigungen an den Leitungen und weiteren Komponenten wie beispielsweise Pumpe oder Dosierventil führen. Daher kann es vorgesehen sein, nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine bzw. nach dem Abschalten des Reagenzmittel-Dosiersystems die Harnstoff-Wasser-Lösung aus dem Reagenzmittel-Dosiersystem, insbesondere aus dem Dosierventil, in den Tank zurückzusaugen. Damit wird erreicht, dass das Reagenzmittel-Dosiersystem bei Temperaturen von –11°C oder darunter gefrieren kann, ohne dass Schädigungen durch die Volumenausdehnung der gefrierenden Harnstoff-Wasser-Lösung zu befürchten sind.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2011 076 429 ist ein solches Reagenzmittel-Dosiersystem beschrieben, bei welchem eine Pumpe von einem Vorwärtsbetrieb auf einen Rückwärtsbetrieb umgeschaltet werden kann, sodass die Pumpe neben dem Aufbau des vorgegebenen Systemdrucks zusätzlich ein Zurücksaugen des Reagenzmittels ermöglicht.

Rein prinzipiell ist es möglich, anstelle einer von einem drehenden Elektromotor angetriebene Pumpe einen Magnetaktor, konkret eine Hubkolbenpumpe vorzusehen, bei welcher ein von einer Magnetspule umgebener Anker eine hin- und hergehende Bewegung durchführt. Die Ansteuerung solcher Hubkolbenpumpen erfolgt beispielsweise durch ein sich periodisch wiederholendes Rechtecksignal. Dabei wird innerhalb einer Periode eine Ansteuerdauer so eingestellt, dass ein vollständiger Hub des Tauchankers erfolgt.

Nachteilig bei solchen Magnetaktoren bzw. Hubkolbenpumpen ist die hohe Geräuschentwicklung beim Ankeranschlag. Daher beschreibt die Patentschrift DE 10 2007 028 059 B4 eine Hubkolbenpumpe zum Fördern einer Flüssigkeit, bei der ein Aufschlagdämpfer aus Elastomer zur Geräuschreduzierung vorgesehen ist. Zusätzlich wird kinetische Energie des Hubkolbens durch eine Rückstellfeder und eine hydraulische Dämpfung aufgenommen. Der mechanische Aufbau der Hubkolbenpumpe ist entsprechend aufwändig. Hohe Fertigungskosten sind die Folge. Weiterhin ist der mechanisch stark belastete Aufschlagdämpfer einem erhöhten, die Lebenserwartung der Hubkolbenpumpe reduzierenden Verschleiß ausgesetzt.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 088 701 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung der Ankerbewegung einer Hubkolbenmagnetpumpe, insbesondere im Fördermodul eines Reagenzmittel-Dosiersystems. Dazu wird ein lokales Minimum im Stromverlauf durch die Magnetspule der Hubkolbenmagnetpumpe gesucht und als Zeitpunkt eines Anschlags des Ankers an einem Ankeranschlag erkannt. Zur Bestimmung des lokalen Minimums kann ein Nulldurchgang der ersten zeitlichen Ableitung des Stromverlaufs verwendet werden.

Die Offenlegungsschrift DE 197 19 602 A1 beschreibt eine Ansteuerung eines einen Anker aufweisenden elektromagnetischen Ventils. Der Anker wird von einer geschlossenen Stellung des Ventils in eine geöffnete Stellung bewegt und in dieser gehalten. Die Ansteuerung ist derart ausgelegt, dass sie bis zum Lösen des Ankers eine vergleichsweise hohe Spannung, während der Flugphase des Ankers eine geringere Spannung und nach Erreichen der geöffneten Stellung wieder eine hohe Haltespannung an die Magnetspule des Ventils ausgibt. Entsprechend einer Ausführungsform können Schaltzeitpunkte zum Umschalten zwischen den Spannungen in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf des Stroms durch die Magnetspule bestimmt werden. Die Stromkurve zeigt dabei die bekannten charakteristischen Abhängigkeiten von der Bewegung des Ankers. Die reduzierte Spannung während der Flugphase führt zu einer verminderten Beschleunigung des Ankers. Dadurch stellt sich eine Geschwindigkeit ein, die genügend groß ist, um ein sicheres Schließen des Ventils zu gewährleisten, jedoch so gering ist, dass eine Geräuschentwicklung beim Auftreffen des Ankers am Endanschlag reduziert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen eine Reduzierung der Geräuschentwicklung einer Hubkolbenpumpe erzielt wird.

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

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Reagenzmittel-Dosiersystems, welches ein Reagenzmittel in einen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine stromaufwärts vor einen SCR-Katalysator dosiert, bei welchem nach dem Beenden des Dosierbetriebs zumindest ein Teil des Reagenzmittel-Dosiersystems durch Zurücksaugen mittels einer Hubkolbenpumpe entleert wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, dass während des Zurücksaugens eine Anschlagsermittlung die Flugzeit des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe vom Startzeitpunkt bis zum Anschlagszeitpunkt ermittelt, dass ein Komparator die ermittelte Flugzeit mit einem Flugzeit-Schwellenwert vergleicht und dass die Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe vermindert wird, falls die ermittelte Flugzeit kleiner ist als der Flugzeit-Schwellenwert.

In aktuellen gattungsgemäßen Reagenzmittel-Dosiersystemen wird eine Hubkolbenpumpe zum Zurücksaugen des Reagenzmittels aus dem Reagenzmittel-Dosiersystem zurück zu einem Tank eingesetzt, um ein mögliches Einfrieren des Reagenzmittels zu verhindern. Falls als Reagenzmittel eine Harnstoff-Wasser-Lösung vorgesehen ist, muss ab einer Temperatur von unterhalb –11 °C mit dem Einfrieren gerechnet werden.

Vorgesehen sein kann eine Hubkolbenpumpe, welche nur zum Zurücksaugen vorgesehen ist. Alternativ kann eine Hubkolbenpumpe vorgesehen sein, welche sowohl den Betriebsdruck des Reagenzmittels bereitstellt als auch das Zurücksaugen bewerkstelligt, wobei in diesem Fall Ventile zum Umschalten zwischen dem normalen Dosierbetrieb und dem Zurücksaugen erforderlich sind.

Eine Hubkolbenpumpe produziert beim Anschlagen des Ankers bzw. des Hubkolbens an einem Endanschlag ein Geräusch, das bei fehlendem Reagenzmittel stark zunimmt, weil in diesem Fall die hydraulische Gegenkraft während des Kolbenhubs auf den Hubkolben fehlt. Dadurch schlägt der Hubkolben mit einer entsprechend höheren Energie am Endanschlag an. Die erhöhte Geräuschentwicklung tritt aufgrund der Tatsache besonders störend in Erscheinung, dass das erhöhte Geräusch bei bereits abgestellter Brennkraftmaschine auftreten kann.

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird ein magnetischer Kraftüberschuss beim Förderhub der Hubkolbenpumpe erkannt und in der Folge der Strom der Magnetspule der Hubkolbenpumpe und damit die magnetische Anzugskraft vermindert. Die Verminderung des Stroms erfolgt auf einen Wert, der weiterhin zum Betätigen der Hubkolbenpumpe führt, wobei jedoch die Geräuschentwicklung beim Anschlag des Hubkolbens am Endanschlag deutlich geringer ist als bei der Bereitstellung der vollen Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe.

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

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Anschlagsermittlung das Erreichen des Anschlags des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe am Endanschlag anhand einer Bewertung des zeitlichen Stromverlaufs des durch die Magnetspule der Hubkolbenpumpe fließenden Stroms ermittelt. Ausgenutzt wird die Tatsache, dass beim Erreichen des Endanschlags die Induktivität des magnetischen Kreises in kurzer Zeit einen größeren Sprung aufweist. Der durch die schnelle Erhöhung der Induktivität bedingte Stromeinbruch kann durch die Ermittlung und Bewertung der ersten zeitlichen Ableitung und/oder der zweiten Ableitung des Stroms erkannt werden.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die mittlere Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe mittels eines impulsbreitenmodulierten Signals festgelegt wird. Die Verminderung der mittleren Ansteuerleistung kann dann einfach anhand einer Änderung einer Kenngröße des impulsbreitenmodulierten Signals, beispielsweise durch eine Verkürzung der Impulsdauer, erreicht werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass nach dem Vermindern der mittleren Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe weiterhin die Flugzeit des Kolbens bis zum Erreichen des Anschlags ermittelt wird, dass weiterhin ein Vergleich der Flugzeit mit dem Flugzeit-Schwellenwert vorgenommen wird und dass dann, wenn die Flugzeit den Flugzeit-Schwellenwert überschreitet, die Verminderung der mittleren Ansteuerleistung beendet wird. Dieser Fall tritt auf, wenn die Hubkolbenpumpe wieder mit dem zurückzusaugenden Reagenzmittel gefüllt ist, da sich aufgrund der verminderten Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe die Flugzeit bei vorhandenem Reagenzmittel deutlich erhöht, sodass der Flugzeit-Schwellenwert überschritten wird. Mit dieser Ausgestaltung ist eine einfache und insbesondere schnelle Rückkehr zum normalen Zurücksaugbetrieb der Hubkolbenpumpe ohne Adaptionsverfahren oder Testhüben möglich.

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.

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

Das erfindungsgemäße Steuergerät-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm auf einem Steuergerät 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 und

2 und 3 zeigen Signalverläufe in Abhängigkeit von der Zeit.

Detaillierte Beschreibung

1 zeigt ein Reagenzmittel-Dosiersystem 10, welches ein in einem Tank 12 gelagertes Reagenzmittel 14 in einen Abgaskanal 16 einer Brennkraftmaschine 18 stromaufwärts vor einen SCR-Katalysator 20 dosiert. Bei dem Reagenzmittel 14 handelt es sich vorzugsweise um eine Harnstoff-Wasser-Lösung, die eine Vorstufe des im SCR-Katalysator 20 benötigten Reagenzmittels Ammoniak darstellt. Im Folgenden wird nur der Begriff Reagenzmittel 14 verwendet.

Das Reagenzmittel 14 wird von einer Pumpe 22 auf einen Betriebsdruck gebracht, der beispielsweise in einem Bereich von 3–9 bar liegt. Die Dosierrate des Reagenzmittels 14 wird mit einem Dosierventil 24 festgelegt, das von einem Steuergerät 26 mit einem Dosiersignal 28 angesteuert wird.

In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Reagenzmittels 14 kann das Reagenzmittel 14 unterhalb einer bestimmten Temperatur gefrieren. Falls als Reagenzmittel 14 eine Harnstoff-Wasser-Lösung vorgesehen ist, muss mit einem Gefrieren unterhalb von –11 °C gerechnet werden. Zur Vermeidung von Schäden im Reagenzmittel-Dosiersystem 10 ist deshalb ein Zurücksaugen des Reagenzmittels 14 vorgesehen, zumindest dann, wenn mit einem Absinken der Umgebungstemperatur unterhalb der Gefriertemperatur des Reagenzmittels 14 zu rechnen ist.

Das Entleeren des Reagenzmittel-Dosiersystems 10 soll im Nachlauf des Steuergeräts 26 erfolgen, bei dem das Steuergerät 26 nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine 18 und nach einem Beenden des Dosierbetriebs zur Durchführung von weiteren Aufgaben noch mit Strom versorgt wird. Zum Zurücksaugen des Reagenzmittels ist eine Hubkolbenpumpe 30 vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Hubkolbenpumpe 30 als eine separate Pumpe vorgesehen, die neben der Pumpe 22 vorhanden ist. Alternativ kann eine einzige Hubkolbenpumpe vorgesehen sein, wobei in diesem Fall Ventile vorgesehen sein müssen, damit zwischen Dosierbetrieb und Rücksaugbetrieb umgeschaltet werden kann. Bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Pumpe 22 von einem Pumpensignal 32 angesteuert, welches das Steuergerät 26 zur Verfügung stellt.

Wenn die Brennkraftmaschine 18 abgeschaltet werden soll, tritt im Rahmen eines Nachlaufs des Steuergeräts 26, innerhalb dem das Steuergerät 26 noch mit Energie versorgt wird, ein Abschaltsignal 40 auf, welches einer Ansteuerung 42 zur Verfügung gestellt wird. Die Ansteuerung 42 stellt ein Ansteuersignal 44 bereit, welches der Hubkolbenpumpe 30 zur Verfügung gestellt wird. Das Ansteuersignal 44 ist vorzugsweise ein impulsbreitenmoduliertes Signal, sodass eine einfache Leistungsregelung der Hubkolbenpumpe 30 möglich wird.

Nach dem Auftreten des Abschaltsignals 40 wird zu einem in den 2 und 3 gezeigten Startzeitpunkt TS das Ansteuersignal 44 bereitgestellt und der Rücksaugvorgang beginnt. Der nicht näher gezeigte Hubkolben der Hubkolbenpumpe 30, der mit einem nicht näher gezeigten Anker der Hubkolbenpumpe 30 verbunden ist, führt aufgrund des Bestromens der Magnetspule der Hubkolbenpumpe mit dem Strom i eine Hubbewegung aus. Aufgrund der Induktivität der Magnetspule, die von der Magnetspule selbst, jedoch auch vom gesamten magnetischen Kreis bestehend aus Anker und Kolben der Hubkolbenpumpe 30 abhängt, kann der Strom i nicht sprungförmig ansteigen, sondern weist wenigstens näherungsweise einen Verlauf auf wie er in den 2 und 3 gezeigt ist.

Sofern die Hubkolbenpumpe 30 mit dem Reagenzmittel 14 beim Zurücksaugen gefüllt ist, tritt ein normales Betriebsgeräusch auf, welches insbesondere durch das Anschlagen des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe 30 an einem Endanschlag verursacht ist. Dieses Geräusch steigt jedoch stark an, wenn in der Hubkolbenpumpe 30 Luftbläschen oder überhaupt kein Reagenzmittel 14 vorhanden ist. In diesem Fall fehlt die Gegenkraft durch das Reagenzmittel 14, sodass bei unveränderter Leistungszufuhr zur Hubkolbenpumpe 30 die Hubbewegung schneller und das Anschlagsgeräusch entsprechend lauter wird. Insbesondere die Zunahme des Geräuschs ist für einen Benutzer des Reagenzmittel-Dosiersystems 10 unangenehm, da zum Zeitpunkt des Zurücksaugens des Reagenzmittels 14 die Brennkraftmaschine 18 bereits abgeschaltet ist, sodass der generelle Geräuschpegel vermindert ist und das störende Geräusch durch die Hubkolbenpumpe 30 stärker in den Vordergrund tritt.

Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, die der Hubkolbenpumpe 30 zur Verfügung gestellte mittlere Leistung zu vermindern, wenn sich die Last aufgrund von Bläschenbildung in der Hubkolbenpumpe 30 vermindert. Als Maß für die Verminderung der mechanischen Last der Hubkolbenpumpe 30 wird die Flugzeit TZ des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe 30 herangezogen. Vorgesehen ist die Ermittlung der Flugzeit TZ des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe 30 beginnend zu einem Startzeitpunkt TS bis zum Erreichen des Endanschlags zum Anschlagszeitpunkt TA. Anschließend wird die Flugzeit TZ mit einem Flugzeit-Schwellenwert verglichen.

Sofern die Flugzeit TZ geringer ist als der Flugzeit-Schwellenwert, wird die Ansteuerleistung der Hubkolbenpumpe 30 vermindert. Die verminderte Leistung sorgt dafür, dass die Bewegung des Hubkolbens langsamer erfolgt, sodass auch der Anschlag des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe 30 an den Endanschlag geräuschärmer erfolgt.

Gemäß einer Ausgestaltung wird die Flugzeit TZ des Ankers bzw. des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe 30 anhand einer Bewertung des Stroms i während des Zurücksaugen ermittelt, der von einem Stromsensor 46 erfasst wird. Hierzu bewertet eine Anschlagsermittlung 48 den Strom i durch Bildung beispielsweise der ersten und/oder zweiten zeitlichen Ableitung i´, i´´ des Stroms i. Sobald der Anker bzw. der Hubkolben der Hubkolbenpumpe 30 den Endanschlag erreicht, tritt in kurzer Zeit eine hohe Änderung der Induktivität des weiter oben beschriebenen induktiven Kreises auf. Die starke Erhöhung der Induktivität führt zu einem charakteristischen Einbruch des Stroms i zum Anschlagszeitpunkt TA. Die Änderung des Stroms i kann zu einem Nulldurchgang der ersten Ableitung i´ des Stroms i führen. Die Änderung des Stroms i kann auch derart erfolgen, dass ein Wendepunkt im Stromverlauf auftritt, der anhand einer Bewertung der zweiten Ableitung i´´ des zeitlichen Stromverlaufs erkannt werden kann.

Sobald die Anschlagsermittlung 48 das Erreichen des Endanschlags zum Anschlagszeitpunkt TA erkannt hat, wird die Flugzeit TZ aus der Zeitdifferenz zwischen dem Startzeitpunkt TS und dem Anschlagszeitpunkt TA ermittelt und einem Komparator 50 zur Verfügung gestellt. Der Komparator 50 vergleicht die Flugzeit TZ mit dem Flugzeit-Schwellenwert 52. Falls die ermittelte Flugzeit TZ kleiner ist als der Flugzeit-Schwellenwert 52, stellt der Komparator 50 ein Schaltsignal 54 bereit, welches die Ansteuerung 42 veranlasst, das Ansteuersignal 44 der Hubkolbenpumpe 30 derart zu verändern, dass der Hubkolbenpumpe 30 eine niedrigere mittlere Leistung zur Verfügung gestellt wird.

Sofern die bereits beschriebene Ausgestaltung des Ansteuersignals 44 als impulsbreitenmoduliertes Ansteuersignal vorgesehen ist, kann die mittlere Leistung in einfacher Weise durch Ändern einer Kenngröße des impulsbreitenmodulierten Signals, beispielsweise einer Verkleinerung der Impulsdauer, vermindert werden.

Durch die Verminderung der der Hubkolbenpumpe 30 zur Verfügung gestellten mittleren Leistung verlangsamt sich die Bewegung des Ankers bzw. des Hubkolbens der Hubkolbenpumpe 30. Die Verminderung der Leistung hat derart zu verfolgen, dass der Hubkolben der Hubkolbenpumpe 30 weiterhin den Endanschlag erreicht, wobei jedoch die Geräuschentwicklung reduziert ist. Die reduzierte Leistung wird vorzugsweise experimentell ermittelt.

Sobald die Hubkolbenpumpe 30 wieder mit dem Reagenzmittel 14 gefüllt ist, kann zum normalen Rücksaugbetrieb mit voller Leistung zurückgekehrt werden. Die Rückkehr zum normalen Rücksaugbetrieb mit der normalen Leistung der Hubkolbenpumpe 30 kann durch die einfache Maßnahme eingeleitet werden, dass die Anschlagserkennung 48 weiterhin die Flugzeit TZ ermittelt und dem Komparator 50 zur Verfügung stellt. Der Komparator 50 vergleicht weiterhin die aktuelle Flugzeit TZ mit dem Flugzeit-Schwellenwert 52. Aufgrund der Erhöhung der Last der Hubkolbenpumpe 30 durch das vorhandene Reagenzmittel 14 verlangsamt sich die Flugzeit TZ. Sofern jetzt festgestellt wird, dass sich die Flugzeit TZ erhöht und den Flugzeit-Schwellenwert 52 überschreitet, nimmt der Komparator 50 das Schaltsignal 54 zurück, woraufhin die Ansteuerung 42 wieder das normale Ansteuersignal 44 ohne Verminderung der mittleren Leistung bereitstellt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 19607073 A1 [0004]
  • DE 102011076429 A [0007]
  • DE 102007028059 B4 [0009]
  • DE 102011088701 A1 [0010]
  • DE 19719602 A1 [0011]