液体を調量して供給する装置を運転する方法

本発明は、液体を調量(ドージング)して供給する装置を運転する方法に関する。このような装置は、圧送装置および/または調量装置と呼ばれることもある。このような装置は、たとえば自動車において、この自動車に設けられた排ガス処理装置に排ガス浄化のための液状の添加剤を供給する目的で使用することができる。運転のために液状の添加剤が必要となる排ガス処理装置では、たとえば選択触媒還元法(SCR法;SCR=Selective Catalytic Reduction)が実施される。この方法では、内燃機関の排ガス中の窒素酸化物化合物が還元剤によって還元される。還元剤として、通常、アンモニアが使用される。アンモニアは、通常、自動車内に直接的には蓄えられず、還元剤前駆溶液の形態で蓄えられる。この還元剤前駆溶液は液体としてタンク内に貯蔵され、前述した方法により運転することができる相応の装置によって供給される。これに関連して特に頻繁に使用される液体は尿素水溶液である。この尿素水溶液は、排ガス浄化の目的のために、32.5%の尿素含量を伴って「AdBlue(登録商標)」という商品名で入手可能である。

成果のある排ガス浄化のためには、液体を排ガス処理装置に正確に調量して添加すること、すなわち、添加される液体の量が、排ガス処理装置における需要に可能な限り正確に対応していることが必要となる。その上、液体を調量して供給する装置は、可能な限り廉価に製造可能であると共に運転可能であることが望ましく、また、前述した液体が低い温度で凍結してしまうので、装置の内部の凍結した液体によって可能な限り損傷を受けないようにすることが望ましい。低い温度は、自動車では、たとえば長い停止段階の間に生じる。

このような液体を圧送するためには、タンクから、排ガス処理装置に設けられたインジェクタへの分岐なしの圧送管路を有する装置が特に有利であることが判っている。このような供給装置は、典型的には、この装置を通ってタンク内に戻る液体の循環圧送を可能にする戻し管路を有していない。このような戻し管路は、この戻し管路を介して装置内の空気泡を容易にかつ確実に取り除くことができるので以前は設けられていた。しかしながら、このような戻し管路はコストの増加を招いてしまう。

装置による液体の調量は、好ましくは、電子的に制御して開閉することができるインジェクタ(ドージングバルブ)によって行われる。装置により放出される液体の量は、典型的には、インジェクタの開放時間に比例している。このためには、インジェクタに加えられる液体の圧力が、設定値に可能な限り正確に合致していなければならない。なぜならば、設定された開放時間の間にインジェクタにより調量される液体の量が、インジェクタにおける液体の圧力と強い関係性を有しているからである。

インジェクタの複数回の個々の調量過程中には、インジェクタに調量要求が課せられた場合に直ぐにインジェクタが液体を所望のように調量することができるようにするために、ポンプとインジェクタとの間の吐出管路区分内の液体の圧力がほぼ一定に保たれることが所望されている。

液体を供給する装置は、液体を圧送しかつインジェクタにおける圧力を維持するために、典型的に少なくとも1つのポンプを有している。しかしながら、このような装置に通常使用されるポンプは、このポンプを通して液体の戻り流が生じてしまうという欠点を有している。この戻り流によって、インジェクタにおける圧力が変動してしまい、ひいては、調量精度が低下してしまう。

これらのことを前提として、本発明の課題は、先行技術に関連して説明した技術的な問題を解決するかもしくは少なくとも緩和することである。特に本発明の目的は、液体の供給の特に高い調量精度を達成することができる、液体を調量して供給する装置を運転する特に有利な方法を提供することである。

この課題は、請求項1の特徴を有する方法によって解決される。この方法のさらに有利な態様は、従属請求項に記載してある。特許請求の範囲に個々に記載した特徴は、技術的に好適な任意の形式で互いに組合せ可能であり、明細書に基づき説明する実態によって補足することができる。この場合、本発明の別の変化態様が挙げられる。

したがって、液体を調量して供給する装置であって、この装置が、少なくとも、液体を圧送するための少なくとも1つのポンプを有しており、この少なくとも1つのポンプが、少なくとも1つの流入部と少なくとも1つの流出部とを備えたポンプハウジングを有しており、このポンプハウジングに偏心体が配置されており、この偏心体とポンプハウジングとの間に変形可能なダイヤフラムが配置されており、この変形可能なダイヤフラムとポンプハウジングとが、少なくとも1つの流入部から少なくとも1つの流出部に通じる少なくとも1つの圧送路を画定していて、この圧送路の少なくとも1つのシール部を形成しており、この少なくとも1つのシール部が、液体の圧送のための偏心体の運動によって圧送路に沿って移動可能である、液体を調量して供給する装置を運転する方法が提案される。本発明では、この方法が、少なくとも、 a) 要求される液体調量量を求めるステップと、 b) 少なくとも1つのポンプを作動させて、この少なくとも1つのポンプによって液体を圧送するステップと、 c) 圧送された液体量が、要求された調量量に相当した場合に、少なくとも1つのポンプの運転停止を決定するステップと、 d) 偏心体が、設定された停止位置にある場合に、少なくとも1つのポンプをオフにするステップと を有する。

装置は、好ましくは吸込管路を有している。この吸込管路は、少なくとも1つのポンプを起点として、液体が内部に貯蔵されているタンクに向かって延びている。吸込管路は、好ましくはポンプの流入部に接続されている。さらに、装置は、好ましくは吐出管路を有している。この吐出管路は、ポンプを起点として、液体を排ガス処理装置に添加するための添加箇所に向かって延びている。吐出管路は、ポンプの流出部に接続されている。基本的には、複数の(並列な)吸込管路が、(たとえば異なる圧送出力の)複数のポンプに通じていて、これらのポンプが、それぞれ(特に分岐なしに)吐出管路を介してただ1つのインジェクタまたは複数のインジェクタに接続されていることも可能である。好適には、装置の管路系統の更なる分岐路は設けられていない。特に好ましくは、タンクに通じるポンプの流出部の接続路を成す戻し管路は存在していない。

前述した構造を備えたポンプは、オービタルポンプと呼ぶことができる。圧送路は、変形可能なダイヤフラムとポンプハウジングとの間のギャップによって形成される。変形可能なダイヤフラムは、好ましくは偏心体とポンプハウジングとの間に配置されていて、このポンプハウジングと偏心体との間の少なくとも1つのシール部の領域で押し潰されるようになっている。これによって、変形可能なダイヤフラムとポンプハウジングとの間のギャップが、少なくとも1つのシール部の領域で流体密に閉鎖される。ギャップもしくは圧送路は、装置の運転の間、液体で満たされている。圧送路に沿って、この圧送路を少なくとも1つのシール部が分割しており、これによって、少なくとも1つの(閉鎖された)圧送容積が形成されている。偏心体の運動によるシール部の移動によって、圧送容積が圧送方向でポンプの流入部を起点としてポンプの流出部に向かって移動させられる。これによって、液体の圧送が行われる。

ポンプのポンプハウジングは、好ましくは、偏心体が内部に(センタに)配置されたリングまたは円筒状のチャンバである。ポンプハウジングをポンプの(外側の)ステータと見なすことができるのに対して、偏心体は(内側の)ロータと呼ぶことができる。しかしながら、前述したポンプの別の態様によれば、ポンプハウジングが、ポンプの、偏心体により取り囲まれている内側のステータを形成することも可能である。この態様では、偏心体が外側のロータを形成している。流入部と流出部とはポンプハウジングに配置されていて、このポンプハウジング内へのもしくは変形可能なダイヤフラムとポンプハウジングとの間の圧送路内への液体の流入および流出を可能にしている。

ポンプには、好ましくは、流出部から流入部への液体の望ましくない戻り流を阻止する少なくとも1つの分離部も設けられている。この分離部は、たとえばポンプハウジングに設けられた凹部として形成されていてもよいし、変形可能なダイヤフラムに設けられた凸部として形成されていてもよい。分離部は、ポンプの流出部と流入部との間に(永続的にもしくは位置不変に)配置されている。分離部は、ポンプハウジングに対して相対的な偏心体の運動によって、いずれかの時点で流出部から流入部への液体のための直接的な接続が形成されることを阻止している。また、分離部は、変形可能なダイヤフラムが流出部と流入部との間でハウジングに緊定、ねじ締結または接着されていることによって保証されていてもよい。

偏心体は、好ましくは複数の部分から形成されている。偏心体は、好ましくは、偏心的な回転運動を実施する(内側の)偏心領域と、この偏心領域を取り囲む(外側の)軸受リングとを有している。偏心領域と軸受リングとの間には、好ましくは少なくとも1つの軸受が設けられている。この軸受は玉軸受またはころ軸受であってよい。偏心体の偏心領域は、運転中に回転軸線周りの回転運動を実施する。偏心体の外形によって、偏心領域の表面の偏心的な運動が生じる。この偏心的な運動は軸受リングへ伝達される。偏心領域と軸受リングとの間の軸受によって、偏心領域の回転運動が偏心的な運動と一緒に軸受リングに伝達されることは阻止される。偏心領域と、軸受リングと、両者の間に配置された軸受との組合せによって、偏心領域の偏心的な回転運動を回転運動成分なしの軸受リングの偏心的な揺動運動に変換することができる。軸受リングの運動が回転運動成分を有していないという事実によって、変形可能なダイヤフラム内の剪断応力を減少させることが可能となる。好ましくは、変形可能なダイヤフラムには偏心体によって揉み運動しか付与されない。変形可能なダイヤフラムに対する偏心体の接触面には、好ましくは押圧力だけが作用し、変形可能なダイヤフラムに対する接触面が回転運動成分をも有している場合にダイヤフラムにおける偏心体の摩擦によって生じるような摩擦力は実質的に作用しない。偏心体が外側のロータであって、このロータが、内側のステータを形成するハウジングを取り囲むように配置されている場合でも、偏心体を偏心領域と軸受リングとに相応して分割することが可能である。

本発明に係る方法による装置の運転時には、まず、要求される液体調量量が求められる(ステップa))。これは、たとえば、液体に対する排ガス処理装置の要求を監視して、この要求に相応した、装置により供給すべき液体量を決定する制御装置によって実施することができる。これに続いて、ステップb)において、少なくとも1つのポンプが作動させられて、要求された調量量(だけ)が(正確に)圧送され、液体を添加するための添加箇所に供給される。その際には、ポンプが(電気的な)駆動装置によって駆動され、これによって、偏心体が運動を実施する。

次いで、ステップc)では、少なくとも1つのポンプにより圧送された液体量が、要求された調量量に相当する時点が求められる。これは、たとえば、偏心体の回転量に対応する角度もしくはステップb)の開始以降に偏心体が実施した回転の回数が評価されることによって行うことができる。このことは、特に当該角度もしくは回転の回数が、圧送された液体量に比例している場合に可能となる。また、少なくとも1つのポンプの下流側(たとえば添加箇所)において、どの程度の量の液体がすでに排ガス処理装置に達しているのかを求める通流量測定を行うことも可能である。圧送された量が、要求された調量量に相当していることが確認されると、ポンプの運転停止が決定される。このことは、好ましくは同じく制御装置で行われる。

しかしながら、運転停止が決定された場合、いずれにせよ、ポンプを直接オフにすることは行われない。ステップd)によれば、ポンプをオフにすることは、偏心体が、設定された停止位置にある場合に初めて行われる。設定された停止位置とは、ハウジングに対して相対的な偏心体の規定の角度位置である。したがって、運転停止の決定によって、偏心体の目下のポジション/位置も検査され、この目下の位置が、設定された(場合によりポンプ固有の)1つ/複数の停止位置と比較される。すなわち、偏心体は、場合により、ステップc)後、設定された停止位置に達するまで、まだ引き続き運動させられる。つまり、少なくとも1つのポンプを「オフにする」ことは、特にポンプもしくは偏心体の停止に該当しているものの、必ずしも(直接的な)運転準備の終了に通じている必要はない。

本発明に係る方法の根底には、偏心体を規定の停止位置でのみ停止させることが有利であるという考えがある。これによって、ハウジングに対して相対的な偏心体の位置の特に正確な監視が可能になる。離散的な数の規定の停止位置への制限によって、特にハウジングに対して相対的な偏心体のあらゆる可能な位置に対して、偏心体の位置を監視するための手段を設けることが不要となる。

本発明に係る方法は、偏心体が、設定された停止位置で力平衡状態にあると特に有利である。

力平衡状態とは、偏心体が、これに作用する多種の力によって回動させられないように、これらの力が相互に相殺されていることを意味している。力平衡状態を維持するために、特に積極的に付加的なエネルギが加えられる必要はない。たとえば、力平衡状態を維持するために、ポンプの駆動装置に電気的なエネルギを供給することは不要である。偏心体には、たとえば、ポンプもしくは圧送路の内部の液体の圧力により加えられる押圧力が作用する。さらに、ポンプの複数の可動の構成要素同士の間の摩擦により発生させられる摩擦力が作用する。さらに、偏心体の回転に対する、たとえば変形可能なダイヤフラムの変形により生じる内部の抵抗も存在し得る。作用する全ての力は、設定された停止位置において補償され、その結果、偏心体の運動が生じないようになっている。一般的には、変形可能なダイヤフラムが強く変形させられればさせられるほど、このダイヤフラムにより偏心体に加えられる力はますます大きくなる。変形可能なダイヤフラムが特に強く変形させられている場合、この変形可能なダイヤフラムにより偏心体に加えられる力は規則的に特に大きく、場合によっては、液体の圧力により偏心体に加えられる力よりも大幅に大きくさえある。したがって、偏心体の設定された停止位置は、好ましくは、変形可能なダイヤフラムが比較的少なく変形させられているように規定されている。

付加的には、オービタルポンプの駆動装置の内部の力が、オービタルポンプの力平衡状態に影響を与えてもよい。駆動装置のこのような内部の力は、たとえば駆動装置の電磁石によって発生させることができる。特にポンプの駆動装置が少なくとも1つの永久磁石を有している場合には、この永久磁石が(駆動装置が停止させられている場合でも)偏心体に力を加える。この力は、偏心体における力平衡状態に影響を与えることができ、これによって、偏心体に合成力を加えることなく、少なくとも1つの永久磁石によって、設定された停止位置が移動させられている。

本発明に係る方法は、設定された少なくとも1つの停止位置において、少なくとも1つのシール部が、ポンプの少なくとも1つの流出部を閉鎖していると特に有利である。

ポンプの全ての流出部が、少なくとも1つのシール部によって閉鎖されていると特に好適である。圧送路内の液体はその圧力に基づき偏心体もしくは変形可能なダイヤフラムに力を加える。偏心体の向きに応じて、この力は半径方向および/または接線方向で作用し得る。この場合、半径方向の力は偏心体の回転軸線に向けられており、接線方向の力は偏心体の回転軸線に対して接線方向に延びている。半径方向に向けられている力は基本的に問題ないが、接線方向の力は、場合により、偏心体にトルクを発生させる。少なくとも1つのシール部がポンプの少なくとも1つの流出部を閉鎖しているかもしくは少なくとも1つの流出部に直に向かい合って位置決めされているように、設定された停止位置が調整されている場合には、流出部から変形可能なダイヤフラムもしくは偏心体に半径方向の押圧力しか作用し得ない。流出部を起点とした押圧力は、偏心体に作用するトルクに対して重要となる。なぜならば、ポンプの流出部における圧力が、ポンプの流入部における圧力を規則的に大幅に上回っているからである。これによって、シール部によるポンプの流出部の閉鎖が、変形可能なダイヤフラムもしくは偏心体に作用するトルクを減少させる。好ましくは、変形可能なダイヤフラムとポンプハウジングとの間の全圧送路は、ポンプの流入部に接続されており、これによって、偏心体が設定された停止位置にある場合に、流入部との圧力補償を行うことができるようになっている。こうして、一貫した圧力を圧送通路内に達成することができる。この場合、押圧力により生じる、偏心体に作用するトルクは、相互に補償される。

したがって、停止位置の設定によって、ポンプの複数回の調量過程の間の待機時間中のポンプの偏心体の望ましくない回動を阻止することが可能となる。なお、待機時間とは、ステップd)と、本発明に係る方法の新たな実施(ステップa)での開始)との間の期間を表している。したがって、ポンプからインジェクタへの吐出管路内の圧力を維持することができる。なお、このために、エネルギの利用は不要である。

本発明に係る方法は、設定された停止位置において、少なくとも1つのシール部が、圧送方向で見て、設定された角度だけポンプの流入部の下流側に配置されていると特に有利である。この場合、圧送方向は、偏心体が圧送時に回転させられる、流入部から流出部への偏心体の回転方向に相当している。設定された角度は、好ましくは5°〜45°である。

流入部と流出部とは、通常、流出部から流入部に戻る流れを阻止する少なくとも1つの分離部の直ぐ周辺に配置されている。分離部の周辺とは、この分離部の前後の偏心体の回動角範囲を意味している。まさに分離部の周辺では、変形可能なダイヤフラムが偏心体によって典型的に特に十分に変形させられる。なぜならば、分離部が、変形可能なダイヤフラムのために提供された容積を付加的に減少させているからである。したがって、特に(偏心体が分離部もしくは流出部に向かって運動させられる場合には)分離部の手前にかつ/または(偏心体が分離部もしくは流出部から離れる方向に運動させられる場合には)分離部の背後に、付加的な内部の力が加えられる。この力は、変形可能なダイヤフラムによって生じ、偏心体における力平衡状態に影響を与える。この理由から、偏心体が、(第1の)設定された角度だけ流入部もしくは分離部の背後にかつ/または第2の設定された角度だけ流出部もしくは分離部の手前に配置されているように、設定された停止位置が配置されていると有利である。(第1の)設定された角度は、好ましくは最小5°であり、最大45°である。第2の設定された角度は、好ましくは最大45°であり、最小5°である。前述した両方の設定された停止位置(流入部の手前の停止位置および流出部の背後の停止位置)が設けられていてもよい。

(第1の)設定された角度だけ流入部の下流側に設けられた設定された停止位置では、典型的に、変形可能なダイヤフラムにより生じた力が存在している。この力は、偏心体の圧送方向に作用し、トルクを偏心体に加える。同時に液体によって偏心体に加えられる逆回転の力が存在している。これら両力は相互に補償される。

本発明に係る方法は、偏心体が、完全な1回転時に、設定された停止位置を少なくとも1回通過するように、ポンプが形成されているとさらに有利である。

これは、たとえば、偏心体が正確に1つ(ただ1つ)のシール部を形成しており、このシール部がポンプの1つ(ただ1つ)の流出部を、設定された停止位置で閉鎖するように、この設定された停止位置が形成されていることによって保証することができる。その後、偏心体が360°引き続き回転させられると、シール部が流出部を再度閉鎖するので、偏心体が、設定された停止位置に再び位置している。

また、ポンプが複数の流出部を有しているかまたは偏心体が複数のシール部を形成しており、これによって、たとえばポンプの完全な1回転に際して、2つの設定された停止位置または、たとえば3つもしくは4つの設定された停止位置を設けることも可能である。好ましくは2つの設定された停止位置が存在している場合には、偏心体が、180°だけ回動させられた場合に再び、設定された停止位置に達する。3つの設定された停止位置が存在している場合には、偏心体が、所定の設定された停止位置から次の設定された停止位置に達するように、好ましくは正確に120°だけ引き続き回動させられなければならない。

設定された停止位置が多く存在すればするほど、所定の設定された停止位置から次の設定された停止位置に達するための偏心体の更なる回動量に相当する角度はますます小さくなり、本発明に係る方法による装置の圧送もしくは運転をますます正確に行うことができる。つまり、この場合、調量精度をより細かく分けて正確に調整することができる。

さらに、本発明に係る方法は、少なくとも1つのポンプの少なくとも1つの流出部に吐出管路が続いており、この吐出管路が、液体を調量して放出するためのインジェクタに通じており、放出される液体量が、吐出管路内の圧力とインジェクタの開放時間とに関連して調整可能であると有利である。

前述した装置のポンプは、吐出管路内の圧力を増加させるために使用される。吐出管路には、好ましくは、この吐出管路内の圧力を監視する圧力センサが配置されている。吐出管路内の圧力が減少すると、常にポンプが作動させられ、これによって、吐出管路内の圧力が再び増加させられる。

このように形成された装置が、本発明に係る方法を実施するために使用される際には、場合により、偏心体が、所定の設定された停止位置から次の設定された停止位置に運動させられるときに、インジェクタにより調量される液体量が、ポンプにより圧送された圧送量の複数倍に正確に合致していることが所望されている。同時に、本発明に係る方法の実施によって、液体の極めて正確な調量を実施することが可能となる。特に調量される液体量は二重に監視される、つまり、まず、インジェクタの開放時間のコントロールによって監視され、もう1つには、ポンプによる液体の(規定された)圧送によって監視される。

さらに、本発明に係る方法は、少なくとも1つのポンプの少なくとも1つの流出部に蓄圧器とインジェクタとが続いており、ポンプが、液体を蓄圧器内に圧送するようになっており、装置により放出される液体量が、蓄圧器内の圧力とインジェクタの開放時間とに関連して調整可能であると有利である。

通常、蓄圧器はその容積との圧力関連性によって特徴づけられている。蓄圧器内の圧力がどのくらい高いかに関連して、蓄圧器の容積が増減させられる。蓄圧器を備えた装置は、好ましくは、たとえば5bar〜10barであってよい運転圧範囲内で運転することができる。インジェクタにより規定の開放時間の間に添加される液体量は、運転圧の範囲内では、圧力とほんの僅かな関連性しか有していない。したがって、インジェクタにより液体の正確な調量を実施することができるようにするために、蓄圧器内の圧力が、規定の圧力に正確に合致している必要はない。もっとも、調量過程のためにポンプにより圧送される調量量が、実際にインジェクタにより調量される量に正確に合致している必要はないことが、蓄圧器によって可能となる。万一過度に多く圧送された液体量は、蓄圧器内に一時的に蓄えることができる。また、蓄圧器は、ポンプによる過度に少なく圧送された液体量を補償することもできる。したがって、ポンプとインジェクタとの間への蓄圧器の形成によって、実際にインジェクタにより調量される液体量の、蓄圧器がポンプとインジェクタとの間に設けられていない場合よりも正確な適合が可能となる。

また、蓄圧器が、インジェクタからポンプに通じる弾性的なもしくはフレキシブルな吐出管路によって形成されていることも可能である。このような吐出管路は、たとえば弾性的なプラスチックチューブによって形成されていてよい。

さらに、本発明に係る方法では、少なくとも1つのポンプは、偏心体が、所定の設定された停止位置から次の設定された停止位置にさらに運動させられる場合に少なくとも1つのポンプにより圧送される最小の圧送体積を有しており、蓄圧器は、この蓄圧器内の圧力が、最小の運転圧から最大の運転圧に増加した場合の蓄圧器の容積の変化分に当たる最大の蓄圧器運転容積を有しており、この最大の蓄圧器運転容積が、少なくとも最小の圧送体積と等しい大きさに設定されていると有利である。

最小の圧送体積は、ポンプの内部の圧送路の容積と、360°の偏心体の1回転時の設定された停止位置の個数とによって規定される。最小の運転圧と最大の運転圧とは、それぞれ圧力限界値を成している。この両圧力限界値の間で装置のインジェクタを、このインジェクタにより正確な調量を達成したい場合に運転することができる。最小の運転圧によって、蓄圧器は、規則的な運転の間に発生させることができる最小の蓄圧器容積を有している。最大の運転圧によって、蓄圧器は、装置の規則的な運転の間に発生させることができる最大の蓄圧器運転容積を有している。最小の運転圧は、たとえば5barに相当していてよい。最大の運転圧は、たとえば10barに相当していてよい。蓄圧器運転容積は、規則的な運転の間の蓄圧器の最大の蓄圧器容積と最小の蓄圧器容積との間の差である。蓄圧器運転容積がポンプの最小の圧送体積よりも大きい場合には、調量のために、ポンプの偏心体の位置を考慮する必要なしに、インジェクタによって、任意の各液体量を調量することができることが確保されている。

さらに、少なくとも、内燃機関と、この内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス処理装置と、この排ガス処理装置に液体を圧送するための装置とを有する自動車も提案される。この自動車では、液体を圧送するための装置が、本発明に係る方法により運転されるように調整されており、液体が、尿素水溶液である。

排ガス処理装置内には、好ましくはSCR触媒が設けられている。このSCR触媒によって、選択触媒還元の方法を実施することができる。この方法では、内燃機関の排ガス中の窒素酸化物化合物が液体によって還元されて、無害の物質が生成される。液体を圧送するための装置は、本発明に係る方法に関連して説明した全ての構成特徴を有することができる。方法ステップは、たとえば内燃機関の別個のコントロールユニットおよび/または制御装置にファイルされていてよい。このコントロールユニットおよび/または制御装置は、少なくとも1つのポンプの電気的な駆動装置、インジェクタ、圧力センサ、限界値のための記憶素子およびこれに類するものと要求に即して相互作用することができる。

本発明ならびに周辺技術を以下に図面に基づき詳しく説明する。なお、付言しておくと、図面および特に図面に描いたサイズ比は概略的なものでしかない。

ポンプの第1の実施の形態を示す図である。

本発明に係る方法を実施することができる装置を示す図である。

ポンプの第2の実施の形態を示す図である。

ポンプの第3の実施の形態を示す図である。

本発明に係る方法を実施することができる装置を有する自動車を示す図である。

本発明に係る方法を実施する間の装置の蓄圧器の圧力と容積との線図である。

図1には、ポンプ2が示してある。このポンプ2は、流入部4と流出部5とを備えたポンプハウジング3を有している。このポンプハウジング3の内部には、偏心体6が配置されている。この偏心体6とポンプハウジング3との間には、変形可能なダイヤフラム7が位置している。この変形可能なダイヤフラム7とポンプハウジング3との間には、流入部4から流出部5に延びる圧送路8が存在している。この圧送路8は一箇所でシール部9によってシールされている(閉鎖されている)。このシール部9では、変形可能なダイヤフラム7がポンプハウジング3に直接接触している。偏心体6の偏心的な運動によって、シール部9を移動させることができる。これによって、流入部4から流出部5への圧送方向27での液体の圧送が行われる。偏心体6は、内側の偏心領域22と外側の軸受リング21とに分割されている。内側の偏心領域22は、外側の軸受リング21から軸受20によって分離されている。偏心領域22が、圧送方向27に相当する回転方向23で軸線24周りに回転させられると、軸受リング21が、前述した偏心的な運動を実施する。流入部4と流出部5との間には、本実施の形態では、変形可能なダイヤフラム7を局所的に押し潰す突起として形成された分離部19が設けられている。この分離部19は、流出部5から流入部4に戻る液体の流れを阻止している。

圧送路8の内部には、運転の間、液体が規定の圧力で存在している。この圧力は、圧送路8の、流入部4に接続された領域において、圧送路8の、流出部5に接続された領域よりも著しく低く設定されている。シール部9が流出部5を閉鎖するように偏心体6の停止位置10を決定することによって、圧送路8の主要な部分が流出部5に接続されないことが達成される。したがって、偏心体6に作用する複数の接線方向力25を減少させることができるかまたは複数の接線方向力25が相互に補償されることを確保することさえできる。この場合、流出部5では、偏心体6に半径方向力26しか作用しない。しかしながら、この半径方向力26は偏心体6にトルクを加えない。

図1には、択一的な設定された停止位置10も示してある。この停止位置10は、圧送方向27もしくは回転方向23で見て、設定された角度41だけポンプ2の流入部4の下流側に配置されている。偏心体6は、図1では、この提案された択一的な設定された停止位置10に位置していない。

図2には、ポンプ2と、このポンプ2の流入部4をタンク28に接続する吸込管路29と、ポンプ2の流出部5をインジェクタ12に接続する吐出管路11とを有する装置1が示してある。吐出管路11は、圧力下にある液体が内部に蓄えられる蓄圧器13を形成している。

図3には、前述した装置1に用いられるポンプ2の第2の実施の形態が示してある。このポンプ2では、図1に示したポンプと異なり、偏心体6と変形可能なダイヤフラム7とが、2つのシール部9を形成している。両シール部9は、ポンプハウジング3に対して相対的な偏心体6の回転運動によって、圧送路8に沿って移動させられる。ポンプ2のこの実施の形態では、互いに異なる2つの設定された停止位置10も設けられている。両停止位置10では、ポンプ2の流出部5がシール部9によって閉鎖されている。両方の設定された停止位置10は、互いに180°の角度を成して配置されている。偏心体6が180°だけさらに運動させられる場合に、一方の設定された停止位置10から次の設定された停止位置10への偏心体6の運動が可能となる。しかしながら、このポンプ2では、偏心体6が、軸受リングと偏心領域とに分割されていない。偏心体6は、この実施の形態では、偏心体6と変形可能なダイヤフラム7との間の接触面40に摩擦力が生じるように回転させられる。この摩擦力は、接触面40の相応の減摩性の構成によって回避させられる。

図4には、極めて概略的にポンプ2の別の実施の形態が示してある。この実施の形態では、ポンプハウジング3が内部に配置されていて、偏心体6が外部でポンプハウジング3を取り囲んで配置されている。この実施の形態でも、変形可能なダイヤフラム7は、ポンプハウジング3と偏心体6との間に位置している。流入部4と流出部5とはポンプハウジング3に配置されており、流出部5から流入部4に戻る液体の流れを阻止するための分離部19が存在している。

図5には、自動車17が示してある。この自動車17は、内燃機関18と、この内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス処理装置16とを有している。この排ガス処理装置16内には、SCR触媒30が配置されている。排ガス処理装置16には、液体をインジェクタ12によって供給することができる。このインジェクタ12は、液体をタンク28から取り出してポンプ2によってインジェクタ12に圧送する装置1の構成要素である。少なくともポンプ2とインジェクタ12とは、前述した方法を実施することができる制御装置31に接続されている。前述した方法は、制御装置31においてルーチンとして実行することができる。

図6には、圧力曲線34と容積曲線35とが線図で例示してある。両曲線34,35は、それぞれ時間軸33上の時間に対する垂直軸32上にプロットされている。圧力曲線34は、前述した方法の実施時に、前述した装置の蓄圧器内で生じる。この蓄圧器内の圧力は、前述した方法の実施の間、最小の運転圧14と最大の運転圧15との間で変動する。圧力に関連して、蓄圧器内には、容積曲線35によって線図に示した蓄圧器容積が生じる。この蓄圧器の容積は、最小の蓄圧器容積36と最大の蓄圧器容積37との間で変動する。最小の蓄圧器容積36と最大の蓄圧器容積37との間の差が、蓄圧器運転容積38を成している。この蓄圧器運転容積38は、偏心体が、所定の設定された停止位置から次の設定された停止位置に移り変わる際の圧送の間にポンプが圧送する最小の圧送体積39よりも大きく設定されている。

念のために付言しておくと、複数の技術的な特徴の図示の組合せは、必ずしも限定されているわけではない。すなわち、1つの図面の技術的な特徴を別の図面および/または明細書に記載した別の技術的な特徴に組み合わせることができる。ただし、複数の特徴の組合せの有効性が明確に証明された場合および/または当該組合せ以外では装置の基本機能をもはや満たすことができないことが当業者に判っている場合には、この限りでない。

前述した方法は、特に有利である。なぜならば、液体の正確な調量を1つの装置によって行うことができるからである。この場合、圧送と調量とを実施するために、同時に最小限のエネルギ需要が生じる。

1 装置 2 ポンプ 3 ポンプハウジング 4 流入部 5 流出部 6 偏心体 7 変形可能なダイヤフラム 8 圧送路 9 シール部 10 設定された停止位置 11 吐出管路 12 インジェクタ 13 蓄圧器 14 最小の運転圧 15 最大の運転圧 16 排ガス処理装置 17 自動車 18 内燃機関 19 分離部 20 軸受 21 軸受リング 22 偏心領域 23 回転方向 24 軸線 25 接線方向力 26 半径方向力 27 圧送方向 28 タンク 29 吸込管路 30 SCR触媒 31 制御装置 32 垂直軸 33 時間軸 34 圧力曲線 35 容積曲線 36 最小の蓄圧器容積 37 最大の蓄圧器容積 38 蓄圧器運転容積 39 最小の圧送体積 40 接触面 41 設定された角度