用来运行用于在内燃机的排气系中的SCR‑催化器装置的还原剂溶液的配量系统的方法与流程

文档序号:11213200
用来运行用于在内燃机的排气系中的SCR‑催化器装置的还原剂溶液的配量系统的方法与流程

本发明涉及一种用来运行配量系统的方法,所述配量系统用于在内燃机的排气系(Abgasstrang)中的SCR-催化器装置的还原剂溶液,其中,所述配量系统包括至少一个可冷却的配量模块,该配量模块被连接到冷却剂循环(Kühlmittelkreislauf)处、尤其是被连接到冷却水循环处。



背景技术:

用于运行尤其是在机动车中的内燃机的方法和设备是已知的,在其排气区域中布置了SCR-催化器(SCR:选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)),该SCR-催化器将包含在内燃机的废气中的氮氧化物(NOx)在还原剂在场时还原为氮。

SCR-催化器的基本原理在于:在存在作为还原剂的NH3时,在催化器表面上的氮氧化物分子被还原为元素氮。所需的还原剂通常以尿素水溶液的形式配量到排气系中。为此,设置了带有配量模块的配量装置或者配量系统,该配量模块将所需的还原剂溶液在SCR-催化器的上游配量到排气系中。

所述配量模块能够以取决于在所述排气系中的安装位置的方式忍受高温,所述高温可能损伤构件或者甚至可能导致失灵。为了减少这种热负荷,原则上,两种不同的针对配量模块的冷却方案是已知的。一方面,使用纯空气冷却的配量模块。另一方面,使用带有水冷却的配量模块,其中,这些配量模块被连接到存在于机动车中的冷却水循环处。在用于配量阀——该配量阀位于所述配量模块中——的顶部的温度模型的基础上,所述配量模块能够在确定的运行条件下通过对液态还原剂的最小配给量的要求来额外地被冷却。在运行的马达中,就空气冷却的配量模块而言,仅能够通过对还原剂的最小配给量的这种要求来实现主动地受控制的冷却,而就水冷却的配量模块而言,也能够通过对冷却循环的特定的冷却功率的要求来主动地影响冷却。然而,冷却剂(冷却水)在进入到配量模块中时的温度一般来说并不是准确地已知的。为此,将下述温度测量量作为替代量来使用:该温度测量量远离所述配量模块地被检测到。

由德文公开文献DE 10 2011 088 549 A1已知一种用于SCR-系统的配量模块,该SCR-系统具有冷却体,在该冷却体中实施了冷却水流量调节。根据冷却体中的温度进行冷却水流量的改变,其中,为此在与温度有关的双金属条(Bimetallstreifen)的基础上使用了被动阀。

由德文公开文献DE 10 2014 103 986 A1已知一种用于阻止配量模块-热损害的方法。在此,计算出所需的冷却剂-冷却量用于阻止所述热损害。对马达冷却剂-冷却量进行计算,该马达冷却剂-冷却量根据耦接-水泵(Kupplungs-Wasserpumpe)的运行而改变。对所述耦接-水泵的运行状态进行检查,其方式为:将所需的冷却剂-冷却量与马达冷却剂-冷却量进行比较。如果耦接-水泵如此运行,使得所需的冷却剂-冷却量大于马达冷却剂-冷却量,那么所述耦接-水泵就停下来。在此,所需的冷却剂-冷却量通过配量模块的下述温度进行确定:在该温度的情况下,还原剂-冷却量和马达冷却剂-冷却量之和相对于废气总热能得到平衡(ausgeglichen)。



技术实现要素:

本发明的优点

根据本发明的方法由用来运行配量系统——该配量系统用于在内燃机的排气系中的SCR-催化器装置的还原剂溶液——的方法出发,其中,所述配量系统包括至少一个可冷却的配量模块,该配量模块被连接到冷却剂循环处、尤其是被连接到冷却水循环处。这个冷却水循环的主要功能例如能够是冷却所述内燃机。所述配量模块的冷却——为了避免在配量模块处的热损害所述冷却是必要的——通过要求冷却剂循环的冷却功率来进行。根据本发明,在要求冷却功率时考虑到了冷却剂的温度,其中,冷却剂的、在进入到配量模块内的入口(Eintritts)的区域中的温度基于模型来确定。本发明在此由此出发:在这个位置处、即在配量模块的区域中,不存在用于冷却剂的温度测量位置。对于冷却功率的符合需求的要求来说,冷却剂的、在进入到配量模块内的入口的区域中的温度基于模型来确定,其中,至少一个关于远离配量模块的冷却剂的温度的信息和至少一个关于在配量模块的区域中的温度的信息流入(einfließen)到所述模型中。这种建模(Modellierung)基于:冷却剂在进入到配量模块中时的温度处于两个边界值之间。其中一个边界值例如在冷却剂泵的区域中由可进一步远离地测量的或者可另外检测的冷却剂的温度值来确定。另一个边界值由在配量模块处的温度值来确定。通过合适地计算在所述两个边界值之间的温度,根据本发明,能够近似地确定冷却剂在进入到配量模块内时的温度,并且对于冷却功率的符合需求的要求而言能够将所述冷却剂的温度考虑在内。在传统的方法中,一般来说仅仅考虑到用于冷却剂的温度测量量,该温度测量量远离所述配量模块地、例如在冷却剂泵的区域中被检测到。在此保持未考虑所述冷却剂对于从温度测量位置直至配量模块的路径的热影响。因为冷却剂的温度在这个路径上能够显著地改变,所以基于冷却剂的这个仅仅远离所述配量模块测量到的温度值的冷却功率要求是不符合需求的。因此,通过对用于在配量模块的区域中的冷却剂的温度值的根据本发明的建模,能够以符合需求的方式实现特定的冷却功率的要求,该要求准确地适配于相应的所存在的(herrschenden)条件。

在根据本发明的方法中,关于远离配量模块的冷却剂的温度的信息优选由冷却剂温度传感器——该冷却剂温度传感器远离配量模块——的测量值来推导出,或者由对于远离配量模块的这种冷却剂温度传感器来说的替代值(Ersatzwert)来推导出。所述温度传感器在此例如能够位于内燃机的冷却器(例如水冷却器)的出口处,配量模块集成在其冷却循环中。没有温度传感器的冷却循环也是可行的。在这种情况下,能够将另一个传感器的与冷却循环的温度相关的值替代性地作为温度量来使用。例如,配量模块能够集成到吸入空气的冷却循环中,其中,能够将测量到的环境温度作为用于在冷却循环中的温度的替代量来使用。对于冷却剂温度传感器值来说的替代值例如也能够是指建模的值,该建模的值以本身已知的方式作为冷却剂的温度值被计算出来。

关于在配量模块的区域中的温度的信息优选是指在配量模块自身处的温度值。一般来说,所述配量模块包括可电操控的配量阀,从而为了这个目的能够例如使用磁线圈的温度值,即线圈温度值。所述线圈温度值能够以本身已知的方式由在配量模块内的配量阀的主动通电期间的电阻和电流来确定。

另外,至少一个关于在冷却剂循环中的冷却剂泵的当前输送功率的信息优选流入到所述模型中,该模型用于计算在配量模块的区域中的冷却剂温度。

在特别优选的方式中,所述模型——该模型用于对在进入到配量模块内时的冷却水温度进行建模——以在关于远离配量模块的冷却剂的温度的信息和关于在配量模块的区域中的温度的信息之间的线性内插(Interpolation)为基础。尤其能够借助于内插系数来进行线性内插。另外,在特别优选的方式中,关于冷却剂泵的当前输送功率的信息流入到这个内插系数的计算中。另外,能够在确定所述内插系数时进行过滤(Filterung)和/或平滑(Glättung)。

除此之外,本发明包括一种计算机程序,该计算机程序被设置用于实施根据本发明的方法的所描述的步骤。最后,本发明包括:一种机器可读取的存储介质,在该存储介质上存储了这样的计算机程序;以及一种电子控制器,该电子控制器被设置用于实施根据本发明的方法的步骤。根据本发明的方法作为计算机程序或者作为机器可读取的存储介质或者作为电子控制器来实施具有下述特别的优点:根据本发明的方法由此也能够在现有的机动车中使用,以便如此地优化对用于SCR-系统的配量模块的冷却。

根据本发明的方法的其他特征和优点从结合附图对实施例所作出的下述说明中得出。在此,各个特征能够分别就自身而言或者以彼此组合的方式来实现。

附图说明

在附图中示出:

图1是带有可冷却的配量模块的配量系统的部件的示意性视图,所述配量模块用于根据现有技术的SCR-催化器的还原剂溶液;和

图2是按照根据本发明的方法的一种优选的设计方案对冷却剂在进入到配量模块内的入口处的温度进行建模的示意性结构。

具体实施方式

图1示出了机动车的没有示出的内燃机的排气系10的截面(Ausschnitt)。所述排气系10包括SCR-催化器装置11,内燃机的废气沿流动方向12流过该SCR-催化器装置。配量模块20位于SCR-催化器装置11的上游,通过该配量模块以取决于需求的方式来喷入对于所述SCR-催化器装置11来说所需的还原剂溶液。所述配量模块20被供给以还原剂溶液,该还原剂溶液被储藏在箱(Tank)21中。借助于输送泵22将还原剂溶液经由吸入管道23从所述箱21中取出,并且在压力下通过供给管道24输送给所述配量模块20。为了能够冷却所述配量模块20,该配量模块20被连接到冷却剂循环30处,该冷却剂循环带有冷却剂入口31和冷却剂出口32。所述冷却剂循环30尤其是指冷却水循环,它主要是为了机动车的内燃机的冷却而被设置。在用于内燃机的在此没有进一步示出的冷却剂循环的区域中,设置了对冷却水或者冷却剂的温度测量。但是,在配量模块20的区域中不能对冷却剂进行直接的温度测量。根据本发明,在冷却剂进入到所述配量模块20中时进行温度的建模。在此,在用于冷却剂的两个临界温度之间进行了内插,所述两个临界温度在一方面由用于远离所述配量模块的冷却剂的测量值或者替代值所构成,并且在另一方面由在所述配量模块自身处的温度值所构成。

图2示出了对于冷却剂在进入到配量模块内时的温度来说的优选的建模,该建模以所描述的内插为基础,其中,在所述模型中考虑了在此没有进一步示出的冷却剂泵的当前存在的输送功率。用于远离所述配量模块的冷却剂的温度值110首先流入到所述模型中。此外,在配量模块的区域中被检测到的温度值120流入。在此,尤其能够涉及配量模块的可电操控的配量阀的磁线圈的线圈温度值,可由在配量阀的主动通电期间的电阻和电流来确定所述线圈温度值。所述温度值110和120在考虑到内插系数130的情况下被线性地内插,以便对用于在配量模块入口的区域中的冷却剂的温度值150进行建模。冷却剂泵的当前存在的输送功率140流入到所述内插系数130的计算中。在此,内插系数130通过与冷却剂泵的输送功率相关的特性曲线141以及在考虑到过滤或者平滑142的情况下来确定。特性曲线143作为用于平滑的时间常数流入到过滤或者平滑142中。在考虑到这些量的情况下,确定关于冷却剂在进入到所述配量模块内的入口处的温度值150,该温度值对于用于配量模块的特定的冷却功率的符合需求的要求来说被作为基础。

再多了解一些
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