本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的方法。这样的方法用于操控能够以电的方式控制的还原剂配量阀，所述还原剂配量阀布置在燃烧马达的排气系统上并且具有伸到所述排气系统中的喷射口以及入口接头。所述入口接头通过输入管路液压地与泵相连接，所述泵在所述入口接头上产生喷射压力。控制器与所述还原剂配量阀的控制接头相连接并且用操控信号来操控所述还原剂配量阀，所述还原剂配量阀用通过所述入口接头与所述喷射口的液压的连接进行的打开对所述操控信号作出反应。根据在所述输入管路的泵侧的端部上存在的还原剂压力来形成所述操控信号。
除此以外，本发明涉及一种按独立的装置权利要求所述的还原剂配量装置。
背景技术
这样的方法和这样的装置从de102007017459中得到了公开。在所熟知的还原剂配量系统中通过还原剂配量阀的打开的操控持续时间和/或打开频率来控制有待喷射的还原剂量。在形成操控信号时根据瞬时在所述还原剂配量系统中所测量的压力部分地形成所述操控持续时间，部分地为了形成所述操控信号也仅仅使用标称的压力，所述标称的压力在所述还原剂配量系统中存在并且比如通过限压阀来预先给定。以满足废气净化系统、比如scr系统的还原剂需求为目的来形成所述操控信号。所述操控信号的形成因此比如根据有待净化的废气的质量流和成分来进行。对于所熟知的系统来说，已经产生在实际上所配量的还原剂量的、偏离应该用所确定的操控信号来喷射的还原剂量的偏差。这样的偏差可能对所述废气净化系统的功能产生不好的影响。
技术实现要素：
本发明在其方法方面与现有技术的区别在于权利要求1的特征性特征。本发明由其装置方面看来与现有技术的区别在于独立的装置权利要求的特征性特征。
通过额外地根据至少一个估计值来形成所述操控信号，来实现所述还原剂的配量的更高的精度，所述估计值用于所述喷射压力的在打开所述还原剂配量阀时在所述还原剂配量阀的入口接头上出现的压力扰动的对所喷射的还原剂量的影响。
本发明基于以下认识：在现有技术中通过还原剂配量阀来配量的还原剂质量流首先在配量的一开始偏离所预料到的数值。发明人已经认识到，这些偏差伴随着还原剂压力的、通过所述还原剂配量阀的打开来引起的振荡。由于所述还原剂配量阀的打开，所述还原剂配量阀中的还原剂压力立刻扰动，因为一方面从所述系统中取走质量，并且另一方面由于所述还原剂的惯性而还没有在还原剂泵与还原剂配量阀之间形成连续的质量流。在压力扰动的持续时间期间，流经所述还原剂配量阀的还原剂质量流比在没有这种压力扰动的情况下小。所述减小在所述压力扰动的时间长度内持续。只要在所述还原剂配量系统中存在压力传感器，那么它就通常被安置在所述还原剂泵的里面或者上面，所述还原剂泵远离所述还原剂配量阀来安装。由于有限的波传播速度、所述压力传感器的响应延迟以及所述还原剂泵与所述还原剂配量阀之间的管路的灵活性（elastizität），所述还原剂配量阀上的压力扰动仅仅随着传播时间延迟和所述压力传感器的响应延迟而反映在所述压力传感器的压力信号中。因此，如果在对所述压力信号进行处理的压力调节回路中运行所述还原剂泵，所述还原剂配量系统在其总体上本身既不能相互调节地（gegenregelnd）进行干预，它又不能在计算在操控持续时间之内已经配量的还原剂量时足够地对实际减小的喷射压力加以考虑。
这对于本发明来说通过以下方式来避免：根据用于所述喷射压力的扰动的、对所喷射的还原剂量的影响的估计值来形成所述操控信号。作为结果，产生所述还原剂的配量的更高的精度。
一种有利的设计方案的突出之处在于，在保存在所述控制器中的数据的基础上确定所述至少一个估计值，所述数据对于所述操控信号的预先确定的操控持续时间来说表明预先确定的、相对于在泵侧存在的还原剂压力的偏移。
也优选的是，确定用于有待喷射的还原剂量的目标值，打开地操控所述还原剂配量阀，重复地从在泵侧存在的还原剂压力和所述偏移中确定用于在所述还原剂配量阀的入口接头上存在的压力的瞬时值，在所述瞬时值的基础上确定在所述还原剂配量阀的已经连续的打开的期间所喷射的还原剂量的实际值并且将其与所述目标值进行比较，并且如果所述实际值达到所述目标值，就结束所述打开的操控。
能够实现所述打开时间的、这样的、在配量的期间在目标量相对于实际量的、在瞬时计算的偏差的基础上经过修正的延长，但是相当麻烦。在一种作为替代方案的设计方案中，容易地在用于整个打开持续时间的瞬时值的基础上确定在所述阀的已经连续的打开期间所喷射的还原剂量的实际值，其中从在所述泵侧存在的还原剂压力和所述偏移中确定在所述还原剂配量阀的入口接头上存在的压力。
也优选的是，确定用于有待喷射的还原剂量的目标值以及将所述还原剂配量阀打开的操控信号的对这种还原剂量的喷射来说所需要的操控持续时间，打开地操控所述还原剂配量阀，重复地从在泵侧存在的还原剂压力和所述偏移中确定用于在所述还原剂配量阀的入口接头上存在的压力的瞬时值，在所述瞬时值的基础上确定在所述还原剂配量阀的已经连续的打开的期间所喷射的还原剂量的实际值，重复地确定自所述打开的操控的开始起所过去的实际上的操控持续时间，将所述过去的实际上的操控持续时间与所述操控持续时间的目标值进行比较，并且如果所述过去的实际上的操控持续时间达到所述操控持续时间的目标值，就结束所述打开的操控。
也优选的是，用于在所述泵侧的端部上存在的还原剂压力的数值用布置在那里的压力传感器来确定。
另一种优选的设计方案的突出之处在于，用于在所述泵侧的端部上存在的还原剂压力的数值是预先确定的标称压力。
也优选的是，所述至少一个估计值相应地表明下述缺额，所述缺额被预先确定用于操控信号的操控持续时间的目标值或者所述还原剂量的预先确定的基值。此外优选的是，从所述控制器的存储器中读出所述缺额，为此用所述操控持续时间的预先确定的目标值或者所述还原剂量的基值来给所述存储器定址。
另一种优选的设计方案的突出之处在于，在形成所述操控信号时确定用于有待喷射的还原剂量的目标值，并且确定操控信号的对为了喷射与所述目标值相对应的还原剂量而需要的操控持续时间的目标值，其中将所述目标值确定为预先确定的标称值或者在泵侧所测量的还原剂压力的函数，从所述操控持续时间的目标值中通过对在所述控制器中所保存的数据的访问来确定缺额，所述缺额由于在所述还原剂配量阀的打开的期间能够预料到的压力扰动而产生，如此确定补充持续时间，使得所述操控持续时间的目标值的、以所述补充持续时间进行的延长引起补充量的喷射，所述补充量对所述缺额进行补偿，形成所述补充持续时间与所述操控持续时间的目标值的总和并且将其用于所述打开的操控，重复地从在泵侧存在的还原剂压力和所述偏移中确定用于在所述还原剂配量阀的入口接头上存在的压力的瞬时值，在所述瞬时值的基础上确定在所述还原剂配量阀的已经连续的打开的期间所喷射的还原剂量的实际值，重复地确定自所述打开的操控的开始起所过去的实际上的操控持续时间，将所述过去的实际上的操控持续时间与所述总和的数值进行比较，并且如果所述过去的实际上的操控持续时间达到所述总和的数值，就结束所述打开的操控。
由所述还原剂配量装置的设计方案看来，优选的是，所述控制器被设立用于尤其是被编程用于：控制按权利要求2到9中任一项所述的方法的流程。
另外的优点从从属权利要求、说明书和附图中得出。
不言而喻，前面所提到的以及下面还要待解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中而且也能够在其它组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在以下说明中进行详细解释。分别以示意性的形式：
图1示出了本发明的技术环境；
图2示出了还原剂配量阀的机械的和液压的细节；
图3示出了一种电流分布，用该电流分布来操控所述还原剂配量阀；
图4示出了信号的时间上的走势，其在本发明的技术环境中在喷射还原剂时出现;
图5作为按本发明的方法的第一种实施例示出了流程图；
图6作为按本发明的方法的第二种实施例示出了流程图；
图7作为按本发明的方法的第三种实施例示出了流程图；并且
图8作为按本发明的方法的第四种实施例示出了流程图。
具体实施方式
图1示出了一种具有排气系统12和控制器14的燃烧马达10。所述控制器14优选是下述控制器，该控制器控制所述燃烧马达10并且为此从传感装置16处接收关于所述燃烧马达10的工作参数的信号并且将其处理成用于所述燃烧马达10的调节机构18的调节量。所述传感装置16的信号允许所述控制器14典型地确定由所述燃烧马达10吸入的空气质量、所述燃烧马达10的曲轴的旋转角位置、所述燃烧马达10的温度等等。所述控制器14从这些信号中典型地形成调节量，所述调节量用于将燃料配量到所述燃烧马达10的燃烧室中、用于调节废气涡轮增压器的增压压力、废气再循环率等等。作为替代方案，所述控制器14是单独的控制器，该控制器与所述燃烧马达10的控制器通过总线系统进行通信。无论如何，所述控制器14被设立用于、尤其是被编程用于实施所述按本发明的方法和/或其下面所介绍的设计方案之一，也就是说相应地控制所述方法的流程并且实施对于输入信号的、对此来说必要的分析。
所述排气系统12具有氧化催化器20和scr催化器22。所述scr催化器的布置能够有别于所示出的布置。重要的是，在所述scr催化器22的入口之前布置了还原剂配量阀24，通过所述还原剂配量阀将来自储存容器28的还原剂26配量给废气。没有另外的组件处在所述还原剂配量阀与所述scr催化器之间。所述还原剂配量阀24以电磁的方式被操纵并且为此由所述控制器14用控制电流i来操控，所述控制电流贯穿流过所述还原剂阀24的电磁线圈。在此，通过输入管路30向所述还原剂阀24供给还原剂26，由泵32向所述输入管路馈给所述还原剂26，其中所述泵32产生用于通过所述还原剂配量阀24将还原剂26喷射到所述排气系统12中的喷射压力。由所述泵32在其连接所述还原剂管路30处产生的还原剂压力用布置在那里的压力传感器36来检测并且被传送给所述控制器14。所述还原剂配量阀24由此同样是由所述控制器14控制的调节机构。
图1由此尤其示出了下述技术环境，在所述技术环境中使用本发明。在此不言而喻，本发明不局限于在图1中示出的配置，该配置由具有排气系统12和所示出的传感器16、36以及调节机构18、24的燃烧马达10所构成。因此，作为替代方案的设计方案能够具有不同的传感器，所述传感器检测所述排气系统12的工作参数并且将相应的测量值提供给所述控制器14。这样的传感器在一种设计方案中是温度传感器和/或用于对所述scr催化器22之前和/或之后的废气中的nox浓度进行检测的传感器和/或下述传感器，所述传感器检测所述scr催化器22之后的废气中的氨浓度并且就这样允许测定还原剂26的过度配量。所述还原剂配量阀24也能够是以压电的方式受到控制的阀。
图2示出了所述还原剂配量阀24的机械的和液压的细节。所述还原剂配量阀24具有阀体38，该阀体在符合规范的使用时固定地与所述排气系统12相连接。在所述阀体38中以能够轴向运动的方式布置了密封体40、比如喷嘴针，所述密封体通过闭合力被挤压到阀座42上，通过打开力被从所述阀座42上提起并且在此释放通流横截面44，通过所述通流横截面将还原剂26配量到所述排气系统12中。图2由此尤其示出了伸到所述排气系统中的喷射口。
以电磁的方式来操纵所述喷嘴针。在一种替代方案中，进行压电的操纵。在这两种情况下通过所述控制器14进行操纵。
图3示出了电流分布46的一种设计方案，在进行电磁的操纵的情况下用所述电流分布来操控所述还原剂配量阀24并且所述电流分布具有两个在时间上彼此相随的部分区段48和50。在此，水平的虚线52标出保持电流水平52，需要所述保持电流水平以用于保持被打开的还原剂配量阀24的打开。在长度dt1的第一部分区段48中，将流经所述还原剂配量阀24的电磁线圈的电流i设定到比较高的第一数值i1上，用于快速地打开所述还原剂配量阀24。紧随着所述第一部分区段48，在长度dt2的第二部分区段50中设定更低的电流i2。但是，所述更低的电流i2还在所述标出保持电流水平52的虚线的上方伸展。结果，用所述电流分布46在时间间隔dt3内打开所述还原剂配量阀24并且将其保持打开。在有别于所描述的保持电流调节的情况下，也能够使用更简单的阀布线（ventilbeschaltung），对于所述阀布线来说用恒定的操控来运行所述阀。
图4示出了一种电流分布46，用该电流分布在时刻t1与t2之间针对操控持续时间dt3打开所述还原剂配量阀24。在右边的横坐标上为此绘示出以ma计的电流i的典型的数值。在打开时刻t1之前并且在关闭时刻t2之后所述还原剂配量阀24关闭。在打开之前，在所述还原剂配量阀24的上面下降的喷射压力p_24的数值大致等于在泵侧用所述压力传感器36测量的压力p_36，只要所述两个组件处于相同的测地高度上。这两个压力大致是恒定的。压力刻度在左边的横坐标上绘示出来。
紧接在打开所述还原剂配量阀24之后，所述喷射压力p_24剧烈地扰动并且在所述还原剂配量阀24关闭之后剧烈地上升。随后，所述喷射压力p_24在继续关闭所述还原剂配量阀24的情况下还剧烈地减幅振荡(nachschwingen)。用所述压力传感器36测量的压力p_36首先不太剧烈地对所述还原剂配量阀24的打开作出反应并且在总体上拥有比所述喷射压力p_24小的振幅。
在打开持续时间dt3期间，所述喷射压力p_24与所述在泵侧存在的还原剂压力p_36相差了偏移dp(t)。没有达到为也许用所述压力传感器36测量的压力p_36所确定的喷射量，因为所述喷射压力p_24小于所述在泵侧存在的压力p_36。在实际上所喷射的还原剂量与为所述还原剂压力p_36所计算的喷射量和操控持续时间相差了取决于dp(t)的走势的缺额。
图5作为按本发明的方法的第一种实施例示出了流程图。如果下面谈及步骤，那么这也能够是具有子步骤的程序模块。在用于对所述燃烧马达10进行控制的主程序54中，尤其重复地检查，是否应该将还原剂26配量到所述废气中。通常在配量策略与scr调节软件之间存在严格的区分，其中所述配量策略根据马达操控和废气传感器而要求相应的还原剂量，其中所述scr调节软件从这种要求中尤其计算对于所述还原剂配量阀的操控。如果应该将还原剂26配量到所述废气中，则在步骤56中确定用于有待用喷射脉宽、也就是电流分布46或者操控持续时间来配量的还原剂量的目标值。此外，检测所述还原剂的能够用所述还原剂泵上的压力传感器来测量的压力。也许要从这个压力中减去所测量的或者通过计算模型所获知的排气背压。如果布置在所述还原剂泵上的压力传感器是绝对压力传感器，则优选减去能够由环境压力传感器测量的环境压力。在压力传感器和还原剂配量阀的安装位置中的高度差时，也优选将流体静力的压力中的由此产生的差一同计算在内，从而在总体上产生尽可能精确的用于在实际上在所述还原剂配量阀上起作用的喷射压力的数值。
根据这个喷射压力和有待配量的还原剂量，同样还在步骤56中计算下述操控持续时间，在所述操控持续时间期间应该打开地操控所述还原剂配量阀，用于配量这种还原剂量。
随后在步骤58中打开地操控所述还原剂配量阀24。在步骤60中通过控制器内部的定时器来测量自打开所述还原剂配量阀起所过去的时间t。在步骤62中测量所述泵侧的压力p_36(t)。将这个压力值分配给所测量的时间t。在步骤64中，根据所测量的时间t来确定压力偏移dp(t)。这比如通过对在所述控制器14中所保存的特征曲线的访问来进行，所述特征曲线通过时刻t和压力偏移值dp(t)的数值来定义，以前已经学到或者在试验台上确定了所述数值。
在步骤66中，确定由所述在泵侧存在的压力p_36和所述压力偏移dp(t)的当前所确定的数值构成的总和，其中也许还要用排气背压（abgasgegendruck）、环境压力和流体静力的压力对所述在泵侧存在的压力进行修正。对于合适地预先确定的用于所述压力偏移的数值dp(t)来说，这个总和代表着用于在实际上起作用的喷射压力p_24的替代值或者是估计值。通过这种方式来模仿(nachbilden)在所述还原剂配量阀24上在实际上存在的喷射压力。
在步骤68中，为这个总和或者这个估计值分配流经所述还原剂配量阀24的质量流。这在所述控制器14中通过对所述还原剂配量阀24的、能够用所述喷射压力p_24来定址的流量特征曲线的访问来进行。在步骤70中对这个质量流进行积分。所述积分的数值由此相应地代表着直至在相关的操控持续时间之内的当前的时刻所喷射的还原剂量的实际值。在步骤72中将这个实际值与在步骤56中确定的目标值进行比较。只要没有达到所述目标值，所述程序就返回分支到步骤60中，在所述步骤60中重新确定自打开所述还原剂配量阀24起所过去的时间。由此只要实施(durchlaufen)由步骤60到72所构成的回环，直至所述实际值在步骤72中达到或者超过所述目标值。如果是这种情况，则在步骤74中关闭所述还原剂配量阀并且所述方法返回到在步骤54中所实施的、用于控制燃烧马达的主程序中。
图6示出了按本发明的方法的另一种优选的实施例。所述步骤54到70与图5的步骤54到70相同。在这种实施例中，首先在未经修正的压力的基础上获知用于所述配量的操控持续时间。不过，在配入的期间，连续地如在图5中一样形成用于在所述还原剂配量阀上有效地出现的喷射压力的估计值，并且由此计算当前的流经所述还原剂配量阀的质量流。在配量的期间对这个质量流求积分。由此，所配量的数量可能有别于原来所要求的数量，因为刚好现在考虑到了所述有效地起作用的喷射压力包括压力扰动。但是，在连续的操控的期间不再改变所述操控的持续时间。所述积分的数值包含下述份额，该份额对应于所述压力偏移的质量流贡献的积分。这个份额在这种实施例中代表着下述估计值，该估计值用于所述喷射压力的在打开所述还原剂配量阀时在所述还原剂配量阀的入口接头上出现的扰动的、对所喷射的还原剂量的影响。
在步骤70中对这个质量流求积分。所述积分的数值由此相应地代表着直至在相关的操控持续时间之内的当前的时刻所喷射的还原剂量的实际值。在步骤73中检查，是否到达了在步骤56中确定的操控持续时间的结束。只要不是这种情况，所述程序就返回分支到所述步骤60中，方法是：重新确定自打开所述还原剂配量阀24起所过去的时间。由此只要实施由步骤60到73构成的回环，直至实际上的操控持续时间达到其目标值、也就是在步骤56中所确定的操控持续时间。如果是这种情况，则在步骤74中关闭所述还原剂配量阀。此后所述方法返回到所述主程序54中。
图7示出了按本发明的方法的第三种实施例。在这里也在用于对所述燃烧马达10以及类似装置进行控制的主程序54中重复地检查，是否应该将还原剂26喷射到所述排气系统12中。如果是这种情况，则在步骤76中形成用于有待用所述还原剂配量阀的在操控持续时间里持续的打开来喷射的还原剂量的目标值。在步骤78中用所述压力传感器36来检测所述能够在泵侧测量的还原剂压力p_36。
作为替代方案，如果不存在压力传感器36，就为另一种方法使用标称压力，所述标称压力通过与所述输入管路30液压地连接的限压阀在设计上来确定。作为替代方案，也能够遵守所述标称压力，方法是：使用容积原理。如果由所述输送泵输送到所述系统中的还原剂量能够精确地确定（知道）并且所述系统关闭（无回流），则能够通过流入和流出的还原剂质量流的相同量来设定系统压力。
在步骤80中，根据在步骤76中所确定的、用于有待喷射的量的目标值和在步骤78中所检测到的还原剂压力来确定用于下述操控持续时间的目标值，用所述操控持续时间来喷射目标量，如果所述喷射压力p_24等于所述在泵侧存在的还原剂压力p_36。这种分配比如能够借助于在所述控制器14中所保存的特征场来进行，在所述特征场中相应地将操控持续时间的数值分配给由还原剂压力和量目标值构成的数值对。
随后，在步骤82中为所述操控持续时间的目标值分配操控持续时间-偏移，如此预先确定了所述操控持续时间-偏移，使得所述操控持续时间的以这个操控持续时间-偏移进行的延长对由于所述喷射压力p_24的压力扰动引起的缺额进行补偿。所述操控持续时间-偏移的、与这种要求相对应的数值以特征曲线的形式被保存在所述控制器14中，用所述操控持续时间的基值来给所述特征曲线定址。所述特征曲线的不同的数值对优选通过试验台试验来预先确定。在步骤84中形成由所述操控持续时间的基值和所述操控持续时间的偏移构成的总和，并且在步骤86中打开所述还原剂配量阀24。
在步骤88中测量下述持续时间，在所述持续时间期间所述还原剂配量阀24自在步骤86中进行的打开起打开。在步骤90中，将这个打开持续时间与在步骤84中所形成的总和的数值进行比较。只要在步骤88中相应地得到更新的操控持续时间的数值小于在步骤84中形成的总和的用作阈值的数值，那就重复地实施由步骤88和90构成的回环。如果所述打开持续时间达到或者超过所述阈值，则在步骤92中关闭所述还原剂配量阀92。而后，所述方法随后返回分支到步骤54中，在所述步骤54中对所述燃烧马达10进行其余的控制。
在这种实施例中，所述操控持续时间-偏移代表着下述估计值，所述估计值用于所述喷射压力的在打开所述还原剂配量阀时在所述还原剂配量阀的入口接头上出现的扰动的对所喷射的还原剂量的影响。
图8示出了按本发明的方法的第四种实施例。所述第四种实施例与所述第三种实施例的区别在于，所述修正不是在操控持续时间的基础上进行，而是在还原剂量的基础上进行。所述第四种实施例的步骤54、76和86到92与所述第三种实施例的步骤54、76和86到92相同。在所述第四种实施例中从步骤76到达步骤96，在所述步骤96中作为在步骤76中形成的量目标值的函数来确定由于所述喷射压力p_24的扰动引起的、作为还原剂量-偏移的缺额。这比如通过对预先确定的并且在所述控制器14中所保存的特征曲线的访问来进行。在步骤98中，形成在步骤76中确定的量目标值和在步骤96中形成的偏移的总和。在步骤100中检测所述在泵侧存在的还原剂压力p_36。这如已经描述的那样用所述压力传感器36来进行。作为替代方案，使用用于所述压力的、在设计上预先给定的标称值。在步骤102中，作为在步骤98中形成的总和与在步骤100中所检测到的压力的函数，来形成所述操控持续时间、也就是电流分布46的喷射脉宽，用其来打开地操控所述还原剂配量阀46。这比如借助于在所述控制器14中所保存的特征场来进行，在所述特征场中相应地关于由量和压力构成的数值对保存了所述操控持续时间的数值。
在这种实施例中，所述还原剂量-偏移、也就是在步骤96中所确定的缺额代表着下述估计值，所述估计值用于所述喷射压力的在打开所述还原剂配量阀时在所述还原剂配量阀的入口接头上出现的扰动的对所喷射的还原剂量的影响。