通过收附被存储在化合物上的气体的存储系统的诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及气体存储系统的诊断方法，其中所述气体存储系统优选地被安装在机 动车上。
[0002] 特别地但非专一地，本发明适用于氨存储系统的诊断。
[0003] 非专一地，本发明还适用于氨存储系统的诊断。
[0004] W下描述包括塑料存储元件的氨存储系统的具体情况。氨例如用于被注射到车辆 的排放管线中，W减少排放气体中的氮氧化物（NOx)的量。当然，本发明适用于其他任何 类型的、期望获取其中的气体压强和/或期望获取其运行状态诊断结果的车载气体存储系 统。更具通常，本发明适用于任何能够通过收附（sorption)而被存储在化合物上的气体 (氨、氨气等）。
【背景技术】
[0005] 可W通过选择性催化还原（英文一般称为"SelectiveCatal^icRe化ction"或 SCR)技术来去除车辆、尤其是柴油车辆的排放气体中的氮氧化物。根据该技术，在催化剂上 游的排放管线中注入氨（NH3)，还原反应在催化剂处发生。目前，通过前体（一般为尿素水 溶液）的热分解来产生氨。标准化的尿素溶液（例如；WAdbIue?名称销售的、尿素含量为 32. 5%的低共烙尿素水溶液）的存储、输配和定量车载系统因此已经在市场中销售。
[0006] 另一技术在于通过在盐上的收附来存储氨，其中所述盐最常用的是碱±金属氯化 物。在该情况下，通常，存储系统包括被设计为用于容纳盐的容器和被配置为用于加热盐的 加热设备。由此，通过加热盐来释放氨。因此产生氨压强。在该样的氨存储系统中，期望获 取所释放的氨的压强，W例如验证该压强对应于所要求的氨压强，并（如有必要）进行修正 操作。还期望检测盐的加热设备是否过度加热。该在（由一个或多个存储元件构成的）容 器由塑料材料制成时尤为重要，塑料材料的机械特性对温度相当敏感。通常，使用压强传感 器或压强调节器，来测量所释放的氨的压强。然而，该些压强传感器和调节器成本高昂，并 且具有大的体积（相对于温度传感器）。通常，为了检测盐的加热设备是否过度加热，系统 使用温度传感器。由此，简单有效地检测是否过度加热。然而，在某些情况下，特别是为了 保证存储系统的安全运行和排放气体中的氮氧化物的有效减少，期望能够掌握其他诊断信 息。
[0007] 因此期望提供能够获取系统中的气体压强而不使用压强传感器或压强调节器的 气体存储系统诊断技术。
[000引还期望获取多方面与气体存储系统的运行相关的多种信息。
[0009] 还期望提供一种该样的技术，该技术无论所用气体和化合物如何实施起来都是简 单的。
【发明内容】
[0010] 在本发明的一个具体实施例中，提出一种气体存储系统诊断方法，其中所述气体 是通过收附而被存储在化合物上的，该系统被安装在车辆上，并包括能够容纳该化合物的 容器和能够控制加热设备W使化合物升温而释放气体的控制设备。该控制设备获取包括系 统的至少一个温度测量值的信息集合，然后通过使用预先确定的气体脱附动力学模型来估 计系统中的气体压强。
[0011] 由此，本发明提出使用存储系统的一个或多个温度测量值来推导出该系统中的气 体压强。该些温度测量值是借助于一个或多个已经存在于存储系统中的温度传感器来获得 的。在一个具体实施例中，用于估计存储系统内部的压强的信息集合包括一个或多个在当 前时刻测量的温度测量值（即瞬时测量值），W及温度测量值历史记录，即在当前时刻之前 的时刻测量的温度测量值的集合。在一个实施例变型中，该信息集合可W包括该些测量值 的历史记录的泛函。例如，该泛函（函数的函数）可W是W下类型的积分：泛函（t) =f(T) Tl(T)ClT从t-tl至t的积分，并且例如f(T) =A*T+B，其中，t表示时间，Tl为温度测 量值，tl、A和B为常数，T表示时间变量。
[0012] 通常已知通过收附存储在给定化合物上的给定气体的脱附动力学模型。如果该模 型不是已知的，那么可W简单地通过例如测量气体在加热设备运行期间的脱附曲线来获得 该模型。借助于脱附动力学模型，能够W特别精确的方式接近温度测量时刻存储系统中的 实际压强。符合本发明的方法由此允许W非常精确的方式计算系统中的气体压强，而没有 使用压强传感器或压强调节器，该导致明显改善了存储系统的安装并降低了该种系统的成 本。
[0013] 在一个优选的实施例中，控制设备例如W微处理器的形式被安装在车辆上。在另 一实施例中，控制设备例如是位于车辆外（例如位于实验室中）的计算机（或服务器）。实 际上，在被最终安装在目的车辆上之前，存储系统可W例如在测试阶段时被安装在测试工 作台上。例如，在该测试阶段，（起控制设备作用）的计算机可W校正要使用的气体的脱附 动力学模型。
[0014] 气体的脱附动力学模型例如被存储在能够被控制设备访问（即读取）的存储器 中。
[0015] 气体可W是任何类型的，优选地为氨或氨气。
[0016] 有利地，控制设备被配置为基于信息集合来确定系统的运行条件，并根据所确定 的运行条件在多个预先确定的气体脱附动力学模型中选择所用的模型。
[0017] 为了尽可能精确地估计系统中的气体压强，重要之处在于知道系统的运行条件。 实际上，系统的运行条件影响气体的脱附。该就是为什么根据本发明的一个优选实施例，控 制设备选择最适合于系统运行条件的气体脱附动力学模型。不同的气体脱附动力学模型例 如存储在能够被控制设备访问（即读取）的存储器中。在一个具体的实施例中，除了温度 测量值W外，信息集合还包括与加热设备所耗散的功率相关的信息（或历史记录）、与大气 压相关的信息（或历史记录）、或与车辆外部的环境温度相关的信息（或历史记录）。该信 息集合例如被存储在能够被控制设备访问（即读取）的存储器中。
[00化]有利地，所用模型是克劳修斯-克拉贝龙关系（relationde Clausius-Clapeyron) 〇
[0019] 所用模型为支配气体在化合物上的收附的压强-温度关系。符合本发明的方法 中所用的克劳修斯-克拉贝龙关系可W是来自于文献的、优选地经实验验证的理论关系 (曲线、表格、公式等）。可替代地，该关系可W通过在产品模型（maquette)和/或样件 (prototype)上的实验来建立。
[0020] 有利地，控制设备被配置为通过使用信息集合和W下模型中的至少一个来检测至 少一个关于系统运行状态的信息；预先确定的容器的运行模型；预先确定的加热设备的运 行模型。
[0021] 通常已知给定容器的运行模型和给定加热设备的运行模型。该些模型例如是 理论曲线、W实验方式获得的对于同时表征容器和加热设备运行的不同运行状态的图形 (cartographie)或包络线（enveloppe)。在一个优选的实施例中，将信息集合中的全部或 部分信息与预先确定的阔值范围比较，W诊断存储系统的运行状态。
[0022] 关于系统运行状态的信息可W例如是在大的加热功率设定点的情况下没有检测 到温度升高。关于系统运行状态的信息可W例如是检测到异常高的温度，即会对于容器的 长期性能而言过高的温度。关于系统运行状态的信息可W例如是容器的气体填充量。有利 地，预先生成各个可能的运行状态的清单，并将其存储在能够被控制设备访问（即读取）的 存储器中。
[0023] 根据一个有利的特征，所述容器包括设有W下传感器中至少一个的存储腔室 (alveole);温度传感器；热通量传感器。
[0024] 传感器可W被安装在腔室的内部或外部（例如安装在壁上）。有些传感器可W被 安装在腔室的内部，而有些传感器则可W安装在腔室的外部。传感器特别地根据腔室的几 何结构和所期望获得的诊断信息分布在腔室上和/或腔室中。
[0025]有利