用于運行儲箱系統的方法以及相應的儲箱系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于運行機動車的儲箱系統(1)的方法，其中儲箱系統(1)具有儲箱(2)以及儲箱通風設備(3)，所述儲箱通風設備具有至少一個能被激勵電流施加的開關閥(6)，僅當激勵電流在確定的時間段上超過了激勵電流閾值時，開關閥(6)才打開。在此設計為，在第一運行方式中，至少暫時地當儲箱(2)的通風不被儲箱系統(1)的控制器預先規定時把一大于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥(6)上以用于加熱。此外，本發明還涉及一種機動車的儲箱系統(1)。
【專利說明】用于運行儲箱系統的方法以及相應的儲箱系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于運行機動車的儲箱系統的方法，其中儲箱系統具有儲箱以及儲箱通風設備，所述儲箱通風設備具有至少一個能被激勵電流施加的開關閥，僅當激勵電流在確定的時間段上超過了激勵電流閾值時，開關閥才打開。此外，本發明還涉及一種機動車的儲箱系統。
【背景技術】
[0002]由現有技術已知了前述類型的方法。例如，儲箱系統的儲箱可以是燃料箱或輔助材料箱，其中輔助材料尤其是還原劑。通常在儲箱中始終存在流體，即例如是燃料或輔助材料，其是液態形式且也可能是氣態形式。該氣態流體在此與位于儲箱中的空氣混合。尤其在流體被注入儲箱中時，然而也在處于儲箱中的流體由于溫度升高而膨脹時，儲箱中的壓力增大。目前在傳統的機動車中常見的是，通過過濾設備對儲箱進行通風。該過濾設備例如具有過濾器、尤其是活性炭過濾器。該活性炭過濾器隨時再生，也就是說，新鮮空氣被朝向機動車的運行中的內燃機的方向引導通過過濾器。借助于新鮮空氣把之前在過濾器中所收集的流體從該過濾器中排出，朝向內燃機的方向引導并隨后在內燃機中燃燒。
[0003]在具有混合動力驅動設備的機動車中不能直接使用這種做法，因為混合動力驅動設備除了內燃機外還具有另一個驅動機組，且內燃機通常在較長的時間段內不運行。在該時間段期間，不能沖洗活性炭過濾器。因此，儲箱可以設計為所謂的壓力儲箱，該壓力承受一內壓力，該內壓力可能明顯大于儲箱系統的環境中的環境壓力。此外，在儲箱和過濾器設備之間的通風連接不是始終存在，而是能借助于閥設備中斷。該閥設備具有開關閥，例如磁閥。可把激勵電流施加到該磁閥上，然而僅當激勵電流超過激勵電流閾值時該磁閥才打開。激勵電流或激勵電流閾值可理解為電流強度或電壓。
[0004]在這種儲箱系統中，尤其當環境溫度低時會出現結冰。尤其當之前在閥設備中或開關閥中已經凝聚了冷凝物時，更會發生這種情況。例如，當通過通風連接對儲箱進行通風時或者在再生時，把潮濕的空氣從儲箱系統的環境中吸出。在該空氣中包含的濕氣在閥設備中冷凝并隨后結冰。相應地，會出現閥設備或磁閥的堵塞，從而隨后不能再建立通風連接。相應地，儲箱不能或僅能不充分地進行排風和/或通風，從而在儲箱中出現不允許的高的或低的壓力并進而導致儲箱的損壞。
【發明內容】
[0005]因此，本發明的任務在于，提出一種用于運行儲箱系統的方法，該方法不具有前述缺點，而尤其實現了在寬的溫度范圍內，特別是即使在低的外部溫度下儲箱系統的可靠的運行。
[0006]這根據本發明借助于具有權利要求1的特征的方法實現。在此設計為，在第一運行方式中，至少暫時地當儲箱的通風不被儲箱系統的控制器預先規定時把一大于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥上以用于加熱。通過施加激勵電流，加熱了開關閥或整個閥設備。相應地，可以使開關閥和/或閥設備中存在的冰融化或已經阻止其產生，從而在沒有損壞的情況下可實現儲箱的排風和/或通風。在第一運行方式中要考慮到的是，開關閥由于施加激勵電流而打開一即使這不是必須的情況。即使當儲箱系統的控制器未預先規定或未預先設定儲箱的通風時，也進行施加。
[0007]這表示，控制器不操縱開關閥以用于排風或通風，例如因為這在瞬時時間點不是必要的或不是期望的。此外，開關閥被施加了還大于激勵電流閾值的激勵電流。通常彈力和開關閥的運動的部件的慣性力反作用于開關閥的打開。激勵電流閾值通常直接取決于彈力，而這對于慣性力來說僅在小幅度上適用。總之這表示，在至少對應于激勵電流閾值的激勵電流(在足夠長的時間段上該激勵電流存在于該開關閥上)的情況下，開關閥打開，其中尤其慣性力延遲了打開的過程。
[0008]在本發明的一個改進方案中，當環境溫度小于環境溫度閾值時和/或當儲箱的儲箱溫度、尤其是位于儲箱中的流體的流體溫度小于流體溫度閾值時和/或當儲箱內部壓力小于儲箱內部壓力閾值時，執行所述第一運行方式。在滿足前述標準時通常不重要的是，在施加大于激勵電流閾值的激勵電流期間開關閥至少暫時地打開，雖然這不是控制器預先規定的。在此，例如環境溫度閾值是最高10°c，最高5°C或最高0°C的溫度。當存在小于這種環境溫度閾值的環境溫度時，通常可以假設，儲箱中氣態流體的份額很小。
[0009]相應地，即使在開關閥打開時以及進而在開啟通風連接時，沒有或僅有少量的(氣態的)流體朝向過濾器設備的方向到達。相應情況適用于小于流體溫度閾值的儲箱溫度。流體溫度閾值例如可以選擇為對應于前述用于環境溫度閾值的值。儲箱內部壓力閾值例如可以選擇為等于儲箱系統的環境中的環境壓力。如果儲箱內部壓力小于該環境壓力，則也可以在開關閥打開時沒有流體朝向過濾器設備的方向到達。相反，存在相反的流動方向，從而空氣由儲箱系統的環境到達儲箱中。然而這始終是允許的。
[0010]在本發明的一個改進方案中，在第一運行方式中在一如下的時間段上把激勵電流施加到開關閥上，該時間段被選擇為使開關閥保持關閉。如上文已經提到的，即使激勵電流超過激勵電流閾值，則僅當這在確定的時間段上進行時，開關閥才打開。之前，對磁閥來說，其慣性或由該慣性導致的慣性力以及作用在銜鐵上的彈性力反作用于開關閥的銜鐵的移動。施加激勵電流的時間段在此應該小于該確定的時間段。相應地，當開關閥被施加激勵電流時，開關閥在第一運行方式中完全保持關閉。優選考慮PWM控制(PWM:脈沖寬度調制)用于施加激勵電流。可選地，當然可以設計為，該時間段被選擇為使開關閥至少部分地，尤其是完全地打開。
[0011]在本發明的一個改進方案中，在第二運行方式中至少暫時地把小于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥上以用于加熱。即，相對于第一運行方式，激勵電流始終小于激勵電流閾值。因此，即使對開關閥持續施加激勵電流，開關閥在第二運行方式中也不打開，即完全保持關閉。在此，可以設計為對開關閥施加恒定的激勵電流。可選地，在此也可以設計開關閥的PWM控制，其中在開關閥上周期性地存在激勵電流且再次切斷激勵電流。
[0012]在本發明的一個改進方案中，當環境溫度大于環境溫度閾值和/或當儲箱的儲箱溫度、尤其是位于儲箱中的流體的流體溫度大于流體溫度閾值時和/或當儲箱內部壓力大于儲箱內部壓力閾值時，執行所述第二運行方式。額外地，通過相應的值達到所述的閾值也可以足夠使得從通過環境溫度達到環境溫度閾值開始和/或通過儲箱溫度達到流體溫度閾值開始和/或通過儲箱內部壓力達到儲箱內部壓力閾值開始，第二運行方式滿足相應的條件。如果所述條件中的至少一個被滿足，則產生一定的可能性，即在開關閥打開時朝向過濾器設備的方向不期望地有氣態的流體到達。為了避免這一點，執行第二運行方式，其中激勵電流始終小于激勵電流閾值。因此，在第二運行方式中，當儲箱的通風不被儲箱系統的控制器預先規定時，開關閥始終保持關閉。
[0013]在本發明的一個改進方案中，通過加熱所述開關閥使與開關閥傳熱連接且與該開關閥并聯的至少一個限壓閥升溫。因此，閥設備除了開關閥外還具有至少一個限壓閥。一旦儲箱內部壓力低于或超出確定的閾值壓力，則該限壓閥根據定向用于儲箱的排風或通風。限壓閥在流動技術方面設置為與開關閥并聯。優選設置有兩個限壓閥，一旦儲箱內部壓力超過第一儲箱內部壓力閾值，則其中一個限壓閥打開，以及一旦儲箱內部壓力低于第二儲箱內部壓力閾值，則其中第二個限壓閥打開，其中第一儲箱內部壓力閾值大于第二儲箱內部壓力閾值。
[0014]限壓閥是無源的，即不具有電操縱部件。因此，在該限壓閥被流過期間，其溫度通常對應于環境溫度或甚至低于該環境溫度。因此，限壓閥比開關閥更容易結冰。為了阻止限壓閥堵塞，要使其與開關閥傳熱連接。這表示，由于對開關閥施加激勵電流而產生的熱量被至少部分地繼續傳遞至限壓閥。為此，限壓閥優選和開關閥處于共同的閥殼體中。
[0015]在本發明的一個改進方案中，周期性地或連續地把激勵電流施加到開關閥上。在第一種情況下，例如使用開關閥的已經提到的PWM控制，借助于該PWM控制在確定的時間段內周期性地接通激勵電流，并再次切斷激勵電流。在后一種情況下，在確定的時間段內使得施加到開關閥上的激勵電流保持恒定。
[0016]在本發明的一個改進方案中，基于目標加熱功率/預期加熱功率來選擇激勵電流。該目標加熱功率可以是恒定的或者可變地基于環境條件選擇。在后一種情況下，例如目標加熱功率基于環境溫度確定。在此，目標加熱功率越高，則環境溫度越低。在此由目標加熱功率確定為了保證儲箱系統的可靠的運行以及尤其是閥設備的或開關閥的可靠的運行而必需的激勵電流。隨后調節開關閥處的激勵電流。目標加熱功率或激勵電流的確定可以在儲箱系統的運行開始時一次性進行或者以規定的時間間隔周期性進行。
[0017]本發明還涉及一種機動車的儲箱系統，尤其用于實施根據前述實施方案所述的方法，其中，所述儲箱系統具有儲箱以及儲箱通風設備，所述儲箱通風設備具有至少一個能被激勵電流施加的開關閥，僅當激勵電流在確定的時間段上超過了激勵電流閾值時，開關閥才打開。在此設計為，儲箱系統的控制器設計用于，在第一運行方式中，至少暫時地當儲箱的通風不被控制器預先規定時把一大于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥上以用于加熱。已經指出了這種做法的優點。所用的方法可以根據前述實施方案加以改進。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面根據附圖中示出的實施例詳細說明本發明，同時不限制本發明。在此示出了:
[0019]圖1示意性示出機動車的儲箱系統，其中儲箱系統具有帶有至少一個開關閥的閥設備；
[0020]圖2示出一圖表，其中繪出了在時間上的開關閥的激勵電流；以及
[0021]圖3示出一流程圖，其中示出了用于運行儲箱系統的方法。
【具體實施方式】
[0022]圖1示意性示出機動車的儲箱系統I。該儲箱系統具有儲箱2以及儲箱通風設備
3。尤其為儲箱通風設備3分配了閥設備4和過濾器設備5。閥設備4由開關閥6組成，該開關閥具有橫截面調節件7以及與該橫截面調節件連接的執行器8、即例如具有配屬的線圈的銜鐵。在后一種情況下，開關閥6作為磁閥。此外，閥設備4具有兩個反向的限壓閥9和10。該限壓閥相對彼此且還相對于開關閥6并聯。過濾器設備5存在于通風連接11中，該通風連接例如通過通風連接線路示出，該通風連接線路在其一側連接在儲箱2上且在其另一側上連接在過濾器設備5上。此外，在通風連接11的朝向儲箱2的一側上可以設置形式為Roll-Over-Ventil (ROV)(翻轉安全保護閥)的出口安全裝置12。在此，出口安全裝置12設置在儲箱內部空間13和通風連接11之間。除了通風連接11外，在過濾器設備5上還連接了具有輸送設備15的沖洗空氣連接14以及至機動車的內燃機的連接16。開關閥17位于連接16中。
[0023]尤其在環境溫度低時，儲箱內部空間13中的壓力會大幅度降低。如果儲箱內部壓力低于儲箱內部壓力閾值，則在開關閥6關閉時限壓閥9打開。相應地，空氣可以從儲箱系統的環境通過沖洗空氣連接14到達過濾器設備中且從那里通過通風連接11到達儲箱2或儲箱內部空間13中。濕氣會和空氣一起到達閥設備4中且尤其是到達限壓閥9中，該濕氣尤其作為冷凝物在限壓閥中沉積。如果隨后(冷凝的)濕氣結冰，則會出現對限壓閥9的阻塞，然而也阻塞了限壓閥10或開關閥6。可對開關閥施加激勵電流以用于打開。然而，僅當激勵電流在確定的時間段上超出了激勵電流閾值時，開關閥6才打開。
[0024]在此在第一運行方式中設計為，至少暫時地當儲箱的通風不被此處未示出的、儲箱系統I的控制器預先規定時把一大于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥6上以用于加熱。即這意味著，在第一運行方式中，當不應該進行儲箱2的通風時，也要考慮開啟通風連接U。因此，尤其優選僅當環境溫度小于環境溫度閾值時，當儲箱的儲箱溫度小于流體溫度閾值時和/或當儲箱內部壓力小于儲箱內部壓力閾值時，才執行第一運行方式。在這種情況下，即使當開關閥6打開時，通常也不會出現從儲箱2朝向過濾器設備5的方向流過通風連接11。相反，針對所述條件，儲箱2中的儲箱內部壓力通常如此小，使得沿相反方向流過，從而空氣也就流入儲箱2中。相應地，當開關閥6打開時，也沒有來自儲箱2的氣態流體朝向過濾器設備5的方向流動。
[0025]然而也可以設計為，如此把激勵電流施加到開關閥6上，即在第一運行方式中即使在激勵電流超過了激勵電流閾值時，該開關閥仍保持關閉。為此，時間段被選擇為一在該時間段上把激勵電流施加到開關閥上，使開關閥6保持關閉。這通常是這種情況，即激勵電流僅在短的時間段上被施加在開關閥6上且在該時間段之后存在一足夠長的時間段，在該足夠長的時間段中不用把激勵電流施加到開關閥6上。通過把激勵電流施加到開關閥6上而加熱該開關閥。優選在開關閥6和限壓閥9和10之間分別存在傳熱連接或熱傳導連接。例如，開關閥6和限壓閥9和10存在于一共同的閥殼體(未不出)中。由開關閥6產生的熱量通過傳熱連接阻止了限壓閥9和10由于結冰而堵塞。相應地，即使在低溫時也確保了儲箱系統I的可靠的運行。
[0026]圖2示出一圖表，其中繪出了在時間t上的開關閥6的形式為電流強度I的激勵電流。同樣示出了激勵電流閾值Is。在此明確的是，在之間時，激勵電流I小于激勵電流閾值Is，且在此具有恒定的走向或恒定的值。在時刻t = 時，儲箱系統I的控制器預先規定儲箱2的通風。相應地，開關閥6被施加激勵電流I，該激勵電流I至少暫時地明顯大于激勵電流閾值Is。直至時刻t〈t2都是這種情況。因此，對I1SKt2來說開關閥6打開。
[0027]隨后同樣把激勵電流I施加到開關閥6上，該激勵電流超過激勵電流閾值Is。從時刻t = t2開始是這種情況。然而，其中分別進行施加的時間段選擇為如此短，使得開關閥6保持關閉。在h < Kt1之間時執行的把激勵電流I施加到開關閥6上在第二運行方式中執行，而對t > t2來說處于第一運行方式中。可選地，也可以在第一運行方式中在一時間上選擇激勵電流I的恒定的值，從而即使在儲箱2的通風不被控制器預先規定時，也考慮開關閥6的打開，以便能夠進行開關閥6的加熱并且額外地進行限壓閥9和10的加熱。
[0028]圖3示出一用于運行儲箱系統I的方法的流程圖。所述方法的實施開始于起始點18。在該起始點之后的分支19中檢查，環境溫度是否小于結冰溫度，在該結冰溫度下在限壓閥9和10中和在開關閥6中存在的濕氣可能結冰。如果不是這種情況，則在方法的終點20處分支。相反，如果溫度小于或等于結冰溫度，則在分支21處繼續實施該方法。在該分支中檢查，是否應該執行第一或第二運行方式。為此，優選檢查，環境溫度是否小于環境溫度閾值，儲箱的儲箱溫度是否小于流體溫度閾值，和/或儲箱內部壓力是否小于儲箱內部壓力閾值。如果滿足所述條件中的至少一個，則執行第一運行方式，否則執行第二運行方式。
[0029]為了執行第一運行方式，分支至步驟22，其中開關閥6被施加大于激勵電流閾值Is的激勵電流I以用于加熱。在此，激勵電流I可以基于目標加熱功率來選擇，該目標加熱功率又尤其取決于環境溫度和/或儲箱2的容量。在第一運行方式中在把激勵電流I施加到開關閥6上之后，例如在確定的時間段上，則在分支23中檢查，環境溫度是否大于結冰溫度，和/或閥設備4的至少一個溫度是否大于該溫度。如果不是這種情況，則分支返回至步驟22。否則所述方法結束在終點20處。
[0030]相反，如果應該執行第二運行方式，則由分支21響應步驟24。在該步驟期間，把小于激勵電流閾值Is的激勵電流I施加到開關閥6上。隨后，在分支25中與分支23類似地檢查，環境溫度和/或閥設備4的溫度是否大于結冰溫度。如果不是這種情況，則再次執行步驟24。否則所述方法結束在終點20處。
[0031]附圖標記列表:
[0032]I儲箱系統
[0033]2 儲箱
[0034]3儲箱通風設備
[0035]4 閥設備
[0036]5過濾器設備
[0037]6開關閥
[0038]7橫截面調節件
[0039]8執行器
[0040]9限壓閥
[0041]10限壓閥
[0042]11通風連接
[0043]12出口安全裝置
[0044]13儲箱內部空間
[0045]14沖洗空氣連接
[0046]15輸送設備
[0047]16 連接
[0048]17開關閥
[0049]18起始點
[0050]19 分支
[0051]20 終點
[0052]21 分支
[0053]22 步驟
[0054]23 分支
[0055]24 步驟
[0056]25 分支
【權利要求】
1.一種用于運行機動車的儲箱系統⑴的方法，其中儲箱系統⑴具有儲箱⑵以及儲箱通風設備(3)，所述儲箱通風設備具有至少一個能被激勵電流施加的開關閥￠)，僅當激勵電流在確定的時間段上超過了激勵電流閾值時，開關閥(6)才打開，其特征在于，在第一運行方式中，至少暫時地當儲箱(2)的通風不被儲箱系統(I)的控制器預先規定時把一大于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥(6)上以用于加熱。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當環境溫度小于環境溫度閾值時和/或當儲箱(2)的儲箱溫度、尤其是位于儲箱(2)中的流體的流體溫度小于流體溫度閾值時和/或當儲箱內部壓力小于儲箱內部壓力閾值時，執行所述第一運行方式。
3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在第一運行方式中在一如下的時間段上把激勵電流施加到開關閥(6)上，該時間段被選擇為使開關閥(6)保持關閉。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在第二運行方式中至少暫時地把小于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥上以用于加熱。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，當環境溫度大于環境溫度閾值時和/或當儲箱(2)的儲箱溫度、尤其是位于儲箱(2)中的流體的流體溫度大于流體溫度閾值時和/或當儲箱內部壓力大于儲箱內部壓力閾值時，執行所述第二運行方式。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過加熱所述開關閥(6)使與開關閥(6)傳熱連接且與該開關閥并聯的至少一個限壓閥(9、10)升溫。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，周期性地或連續地把激勵電流施加到開關閥(6)上。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助于脈沖寬度調制進行周期性的施加。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，基于目標加熱功率來選擇激勵電流。
10.一種機動車的儲箱系統(I)，尤其用于實施根據前述權利要求中一項或多項所述的方法，所述儲箱系統具有儲箱(2)以及儲箱通風設備(3)，所述儲箱通風設備具有至少一個能被激勵電流施加的開關閥￠)，僅當激勵電流在確定的時間段上超過了激勵電流閾值時，開關閥(6)才打開，其特征在于，儲箱系統(I)的控制器設計用于，在第一運行方式中，至少暫時地當儲箱(2)的通風不被控制器預先規定時把一大于激勵電流閾值的激勵電流施加到開關閥(6)上以用于加熱。
【文檔編號】B60K15/035GK104245386SQ201380016377
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月23日 優先權日:2012年3月24日
【發明者】H·哈根 申請人:奧迪股份公司