Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitungssystem für eine Abgasnachbehandlung mittels einer Eindosierung eines wässrigen Reduktionsmittels in einen Abgasstrang von Kraftfahrzeugen umfassend mindestens zwei Medienleitungen zum Transport des Reduktionsmittels, die jeweils eine Heizeinrichtung aufweisen zur Erwärmung des in der Medienleitung befindlichen Reduktionsmittels, wobei die Enden jeder Medienleitung jeweils einen Anschlussverbinder aufweisen.

Ein derartiges Leitungssystem ist aus der DE 10 2013 016 855 A1 bekannt. Dieses Leitungssystem weist für die vorhandenen Heizeinrichtungen eine Spannungsquelle auf, die die beiden Heizeinrichtungen gemeinsam mit elektrischer Energie versorgt, so dass die vorhandenen Heizeinrichtungen stets den gleichen Betriebszustand aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das bekannte

Leitungssystem derart zu verbessern, dass eine bedarfsgerechte Betriebsweise der Heizeinrichtungen der Medienleitungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch das Leitungssystem gemäß den Merkmalen des

Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Heizeinrichtung können die Heizeinrichtungen jeder der vorhandenen Medienleitungen unabhängig voneinander mit elektrischer Energie von der vorhandenen Spannungsquelle versorgt werden, oder aber gleichzeitig oder auch zeitlich überlappend. Somit können die Heizeinrichtungen bedarfsgerecht zum Beispiel in Abhängigkeit von der vorhandenen Temperatur im Abgasstrang des Kraftfahrzeuges und/oder von der Umgebungstemperatur angesteuert werden.

Zudem ist eine Berücksichtigung der Leitungslänge, der thermischen Masse, d. h. des Volumens des Reduktionsmittels möglich. Die erfindungsgemäße

Steuereinrichtung ermöglicht zudem eine Optimierung des Einschaltstromes sowie der gesamten Leistungsaufnahme der Heizeinrichtungen.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei Leitungssystemen von Vorteil, bei denen zum Beispiel an zwei beabstandeten Stellen des Abgasstrangs eine

Einspritzung des Reduktionsmittels, insbesondere einer Harnstofflösung, erfolgt. Bei einer derartigen Anwendung ermöglicht die Erfindung eine optimale Anpassung der Beheizung der an die jeweiligen Einspritzeinrichtungen (Injektoren)

angeschlossenen Medienleitungen in Bezug auf die Einschaltdauer und den

Einschalt- und Abschaltzeitpunkt.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die

Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipansicht einer ersten Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Leitungssystems,

Fig. 2 eine Prinzipansicht einer zweiten Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Leitungssystems,

Fig. 3 ein Schaltplan für ein Leitungssystem gemäß Fig. 2,

Fig. 4

bis Fig. 6 Prinzipansichten unterschiedlicher Ausführungsvarianten des

Leitungssystems nach Fig. 2, und Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines Leitungsverbinders des Leitungssystems gemäß Fig. 2 und

Fig. 8 Prinzipdarstellung der Fleizstromverläufe bei einer PWM-Steuerung.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.

Zu der anschließenden Beschreibung wird beansprucht, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr ist jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in

Kombination mit Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels von Bedeutung für den Gegenstand der Erfindung.

Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, kann ein Abgasstrang 1 aus einer

Abgasleitung 2 bestehen, die von einem Verbrennungsmotor 3 weggeführt ist und in der in Strömungsrichtung X des Abgases hintereinander ein Oxi-Katalysator 4, ein so genannter Stickoxidspeicher-Katalysator, auch LNT genannt, ein erster SCR- Katalysator 5 und ein zweiter SCR-Katalysator 6 hintereinander eingebaut sein können, wobei die Bezeichnung SCR für einen selektiven katalytischen

Reduktionsvorgang steht. Im Bereich des ersten SCR-Katalysators 5 und im Bereich des zweiten SCR-Katalysators 6 wird jeweils in den vorhandenen Abgasstrom ein Reduktionsmittel, insbesondere eine Harnstofflösung, so genanntes Ad-Blue, über jeweils eine Dosiereinrichtung (ein so genannter Injektor) 5a und 6a eingespritzt. Hierbei ist der Injektor 5a dem Katalysator 5 und der Injektor 6a dem Katalysator 6 zugeordnet. Jeder der beiden Injektoren 5a, 6a ist über eine Medienleitung 7 bzw. eine Medienleitung 8 mit einer Pumpeinheit 9 an einem Tank 10 für das

Reduktionsmittel angeschlossen. Jede der Medienleitungen 7, 8 ist jeweils mit einer eigenen Heizeinrichtung 11 , 12 versehen, so dass mittels der Heizeinrichtungen 11 , 12 eine Erwärmung des in den Medienleitungen 7, 8 vorhandenen Reduktionsmittels erfolgen kann. Die Heizeinrichtungen 11 , 12 der Medienleitungen 7, 8 sind jeweils an eine Steuereinrichtung 13 angeschlossen, mit der die Heizeinrichtungen 11 , 12 an eine elektrische Spannungsquelle zur Versorgung mit elektrischer Energie angeschlossen werden.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausbildung eines erfindungsgemäßen Leitungssystems dargestellt, wobei funktionsmäßig gleiche Teile bzw. Vorrichtungen dieselben Bezugsziffern haben wie die Teile bzw. Vorrichtungen in Fig. 1. Im Unterschied zu der Ausführung zu Fig. 1 sind die Dosiereinrichtungen 5a, 6a über drei

Medienleitungen 14, 15, 16 mit der Pumpeinheit 9 verbunden. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass hierdurch die Gesamtlänge der benötigten Medienleitungen verkürzt werden kann. Jede der drei Medienleitungen 14, 15, 16 weist wiederum eine eigene Heizeinrichtung 14a, 15a, 16a auf. Diese Heizeinrichtungen 14a, 15a, 16a sind jeweils mit der Steuereinrichtung 13 elektrisch verbunden und werden von dieser mit elektrischer Energie versorgt. Die Medienleitungen 14, 15, 16 sind mit einem Ende jeweils über den zugehörigen Anschlussabschnitt 17, 18, 19 an ein Verbinderstück 20 angeschlossen, siehe zum Beispiel Fig. 5 und 6, so dass sie untereinander fluidisch verbunden sind. Mit ihrem anderen Ende ist die

Medienleitung 14 mittels eines Anschlussabschnitts 17a an die Pumpeinheit 9 und die Medienleitung 15 mit einem Anschlussabschnitt 18a an die Dosiereinrichtung 5a und die Medienleitung 16 mit einem Anschlussabschnitt 19a an die

Dosiereinrichtung 6a angeschlossen.

Die Steuereinrichtung 13, siehe Fig. 1 , 2 und 3, ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die Heizeinrichtungen 11 , 12 bzw. 14a, 15a und 16a der zugehörigen Medienleitungen 7, 8 bzw. 14, 15, 16 derart ansteuern kann, dass folgende

Betriebszustände vorliegen:

1. Alle Heizeinrichtungen 11 , 12 bzw. 14a, 15a, 16a sind gleichzeitig in Betrieb, 2. Die Heizeinrichtungen 11 , 12 bzw. 14a, 15a, 16a sind nicht gleichzeitig in Betrieb, wobei die Zeitdauer der Inbetriebnahme in Bezug auf jede der Heizeinrichtungen variabel sein kann, wobei zum Beispiel auch eine überlappende Inbetriebnahme der Heizeinrichtungen möglich ist.

3. Zwei der Heizeinrichtungen 14a, 15a, 16a sind gleichzeitig in Betrieb und die dritte Heizeinrichtung ist unabhängig hiervon hinsichtlich ihrer Inbetriebnahme und der Dauer ihres Betriebszustands.

Die Steuerung der Betriebszustände 1 , 2 und 3 erfolgt insbesondere mittels einer PWM-Steuerung (Pulse Width Modulation) der in den Heizeinrichtungen fließenden Heizströme iu, iis, he, siehe Fig. 8.

Weiterhin kann mittels der Steuereinrichtung 13 auch die Höhe der jeweils wirksamen elektrischen Ströme, d. h. deren Stromstärke, gesteuert werden, so dass eine gleich große oder auch unterschiedliche Heizwirkung in den einzelnen

Medienleitungen 7, 8 bzw. 14, 15, 16 erzielt werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine unterschiedliche Erwärmung in den jeweiligen

Medienleitungen, zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Durchflussmengen des Reduktionsmittels, wünschenswert ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist es zweckmäßig, wenn Temperaturfühler 21 zumindest im Bereich der Dosiereinrichtungen 5a, 6a für eine temperaturabhängige Steuerung vorhanden sind. Zudem kann zum Beispiel auch ein Temperaturfühler 22 vorhanden sein, um eine jeweils herrschende Außentemperatur zu messen und für eine temperaturabhängige Steuerung der Steuereinheit 13 mit zu berücksichtigen.

In Fig. 4 ist eine Verbindung von den drei Medienleitungen 14, 15, 16 derart dargestellt, dass die mit der Pumpeinheit 9 verbundene Medienleitung 16 mit dem Verbinderstück 20 zum Beispiel durch eine stoffschlüssige Verbindung,

insbesondere durch eine Laserschweißung, im Bereich ihres Anschlussabschnitts 19 mit einem gegenüberliegenden Anschlussabschnitt 23 des Verbinderstücks 20 zum Beispiel fest verbunden ist, d. h. nur durch eine Zerstörung der Verbindung trennbar ist. Die beiden anderen Medienleitungen 14, 15 sind jeweils über eine lösbare Steckverbindung ihrer Anschlussabschnitte 17, 18 mit dem Verbinderstück 20 verbunden, so dass ein Lösen aus der Verbindungsstellung möglich ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Heizeinrichtung 14a der Medienleitung 14, die zum Beispiel im Bereich des in Strömungsrichtung X ersten SCR-Katalysators 5 an dessen Dosiereinrichtung 5a angeschlossen ist, einzeln, d. h. unabhängig von den Heizeinrichtungen 15a, 16a der Medienleitungen 15, 16 mit der Steuereinrichtung 13 verbunden. Die Heizeinrichtungen 15a, 16a der Medienleitungen 15, 16 sind elektrisch in Reihe geschaltet, so dass sie an die Steuereinheit 13 gemeinsam angeschlossen sind und von dieser angesteuert werden, so dass die Versorgung mit elektrischer Energie für diese beiden Medienleitungen 15, 16 gemeinsam erfolgt.

Die Ausbildung gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausbildung gemäß Fig. 4 dadurch, dass die Medienleitung 15, die zum Beispiel mit dem in Strömungsrichtung X zweiten SCR-Katalysator 6 über die Dosiereinrichtung 6a verbunden ist, mit dem Anschlussabschnitt 24 des Verbinderstücks 20 zum Beispiel ebenfalls fest verbunden ist, zum Beispiel durch eine Laserverschweißung.

In Fig. 6 ist eine Ausbildung dargestellt, bei der die Medienleitungen 14, 15, 16 mit dem Verbinderstück 20, wie in Fig. 4 dargestellt, verbunden sind. Jedoch ist gemäß Fig. 6 jede der Heizeinrichtungen 14a, 15a, 16a einzeln mit der Steuereinrichtung 13 verbunden, so dass jede der Heizeinrichtungen 14a, 15a und 16a der

Medienleitungen 14, 15 und 16 einzeln unabhängig voneinander ansteuerbar ist und somit unabhängig voneinander mit elektrischer Energie durch Anschluss einer Spannungsquelle verbindbar ist.

In Abweichung von der Verschaltung der elektrischen Heizeinrichtungen 14a, 15a und 16a gemäß den Figuren 4 und 5 sind die Heizeinrichtungen 14a, 15a, 16a der Medienleitungen 14, 15 und 16 mit der Steuereinrichtung 13 einzeln ansteuerbar verbunden. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn die Heizeinrichtungen 14a, 15a, 16a der Medienleitungen 14, 15, 16, soweit eine Serienschaltung von zwei

Heizeinrichtungen vorhanden ist, anstatt durch eine elektrische Serienschaltung durch eine elektrische Parallelschaltung miteinander elektrisch verbunden sind. So kann beispielsweise durch eine entsprechende Umschaltung mittels der

Steuereinrichtung 13 eine Veränderung der durch die Heizeinrichtung fließenden Stromstärke erreicht werden.

Es ist von Vorteil, wenn die Anschlussabschnitte 17, 17a, 18, 18a, 19, 19a der Medienleitungen 14, 15, 16 jeweils ein elektrisches Heizelement aufweisen, das mit der elektrischen Heizeinrichtung 14a, 15a, 16a der Medienleitungen 14, 15, 16 zweckmäßigerweise elektrisch in Reihe geschaltet ist. Jedoch ist auch hier eine elektrische Parallelschaltung möglich. Zudem kann auch eine Weiterführung der Heizeinrichtung 14a, 15a, 16a der jeweiligen Medienleitung 14, 15, 16 auf die zugehörigen Anschlussabschnitte vorhanden sein.

Die Heizeinrichtungen 11 , 12 bzw. 14a, 15a, 16a der Medienleitungen 7, 8 bzw.14, 15, 16 können aus einem oder zwei am Umfang der Medienleitung 14, 15, 16 spiralförmig gewickelten, elektrisch leitenden Heizdraht oder parallel zueinander spiralförmig gewickelten, elektrisch leitenden Heizdrähten bestehen. Das

Heizelement der Anschlussabschnitte der Medienleitungen kann aus einem am Umfang des jeweiligen Anschlussabschnitts spiralförmig gewickelten, elektrisch leitenden Heizdraht gebildet sein. Die Heizeinrichtungen 11 , 12 bzw. 14a, 15a, 16a können auch aus Leitungen aus elektrisch leitendem Kunststoff und/oder aus metallischen Heizlitzen oder metallischen Heizbändern gebildet werden.

Wie in Fig. 7 dargestellt, kann das Verbinderstück 20 einschließlich der jeweiligen angeschlossenen Anschlussabschnitte der Medienleitungen 14, 15, 16 von einem Gehäuse 20a zum mechanischen Schutz und zur thermischen Isolierung

umschlossen sein. Aufgrund der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Leitungssystem in Bezug auf die Leitungslängen möglichst kompakt auszulegen. Hierbei können die Leitungs- Innendurchmesser der Medienleitungen 7, 8 bzw. 14, 15, 16 möglichst klein gewählt werden, wobei die Medienleitungen 7, 8 bzw. 14, 15, 16 jeweils einen einheitlichen Durchmesser aufweisen können. Je nach Auswahl der Dosiereinrichtung 5a, 6a und des jeweils vorhandenen, durch die Verbindung der Medienleitung untereinander vorhandenen Leitungspfades können vergleichbare hydraulische Bedingungen bereitgestellt werden. Der erfindungsgemäße mögliche selektive Betrieb der einzelnen Medienleitungen ermöglicht eine Beheizung der Medienleitungen in Abhängigkeit von dem in den Medienleitungen fließenden Medium. Zudem können transiente Zustände durch die selektive Beheizbarkeit der Medienleitung,

beispielsweise in Form einer Prioritätsschaltung, ermöglicht werden. Zudem kann die thermische Masse bzw. die Menge des gefrierfähigen Mediums im

Leitungssystem minimiert werden. Zudem kann die Steuerung und/oder Regelung der Heizströme in den Heizeinrichtungen auch insbesondere in Abhängigkeit von der Motortemperatur und der Abgastemperatur erfolgen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen

Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die

Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen

Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sind. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen beziehungsweise durch mindestens ein an anderer Stelle der

Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Bezuqszeichenliste

1 Abgasstrang

2 Abgasleitung

3 Verbrennungsmotor

4 Oxi-Katalysator

5 Erster SCR-Katalysator

5a Dosiereinrichtung

6 Zweiter SCR-Katalysator

6a Dosiereinrichtung

7 Medienleitung

8 Medienleitung

9 Pumpeinheit

10 Tank

1 1 Heizeinrichtung

12 Heizeinrichtung

13 Steuereinrichtung

14 Medienleitung

14a Heizeinrichtung

15 Medienleitung

15a Heizeinrichtung

16 Medienleitung

16a Heizeinrichtung

17 Anschlussabschnitt von 14

17a Anschlussabschnitt

18 Anschlussabschnitt von 15

18a Anschlussabschnitt

19 Anschlussabschnitt von 16

19a Anschlussabschnitt Verbindungsstück20a Gehäuse Temperaturfühler innen

Temperaturfühler außen

Anschlussabschnitt von 20

Anschlussabschnitt von 20 Heizströme

Heizströme

Heizströme