用于运行输送和计量系统的方法与流程

1.本发明涉及一种用于运行具有被阻塞的回流管路的输送和计量系统的方法。在此执行排气并且通过经验函数来获取操控时间。此外，本发明涉及一种计算机程序以及一种机器可读的存储介质，其中当所述计算机程序在计算设备上运行时，所述计算机程序实施所述方法的每个步骤，并且其中所述机器可读的存储介质存储所述计算机程序。最后，本发明涉及一种电子控制器，该电子控制器被设立用于实施根据本发明的方法。


背景技术：

2.目前，在内燃机的废气后处理中使用scr方法（选择性催化还原、selective catalytic reduction），以便还原废气中的氮氧化物（nox）。de 103 46 220 a1描述了基本原理。在此，将在商业上也作为adblue
®
而熟知的32.5%的尿素水溶液（hwl）配量到废气中。典型地为此设置带有输送模块和计量模块的输送和计量系统。借助于输送泵通过抽吸管路将hwl从还原剂箱输送至输送模块并且通过压力管路输送至计量模块。所述计量模块将处于scr催化器上游的hwl配量到废气流中。从hwl中裂解出氨，然后氨与scr催化器的反应表面结合。在那里，氨与氮氧化物化合，由此形成水和氮。输送和计量系统具有从输送模块到还原剂箱的回流部，多余的hwl能够通过该回流部被导回到还原剂箱中。
3.在内燃机停止时，来自输送和计量系统的hwl借助于输送泵被泵回到还原剂箱中。在此，打开计量模块，以便使空气进入到压力管路中并且进入到抽吸管路中。同时，hwl经常残留在返回管路中。在某些条件下、像比如在外部温度过低时，hwl可能结晶并且由此阻塞返回管路。
4.在内燃机重新起动时，在计量阀关闭时进行压力形成。因为空气尤其不能通过回流部来逸出，所以不能将压力形成到能预先给定的压力水平。已知的是，在这种情况下执行通风循环，在所述通风循环中打开所述计量模块，以便从系统的压力侧的部分中释放空气。因此，还原剂溶液能够从储备箱输送到抽吸管路、输送模块和压力管路中。相应地，新的还原剂溶液也流到回流部中，在那里它遇到由结晶的还原剂构成的堵塞。新的还原剂溶液尤其通过使结晶的还原剂溶解这种方式来将其去除，从而使所述回流部重又畅通。现在在输送和计量系统中不再包含空气，还原剂溶液能够达到对于配量所要求的压力水平并且输送和计量系统准备就绪。传统上要等待固定的操控时间，直到进行通风循环。事先不特定地针对输送和计量系统获取固定的操控时间并且然后将其套用到不同的配置上。
5.由de 10 2013 218 552 a1已知的是，输送和计量模块的压力侧的部分通过至少一个通风循环来进行排气并且为此预先给定与时间无关的释放条件，其中在所述通风循环中计量单元被打开。然而，在所提到的方法中，释放条件是用于压力的阈值，在进行排气之前必须超过所述阈值，以便因此防止朝废气系中的错误计量以及不必要的通风循环。


技术实现要素：

6.本发明涉及一种输送和计量系统，其具有输送模块和计量模块，所述输送模块和
计量模块通过压力管路相互连接。液态介质借助于输送模块的输送泵通过抽吸管路被从储备箱中输送出来并且通过压力管路在压力下被提供给计量模块，而后在那里该液态介质借助于计量阀被配量。此外，在输送模块与储备箱之间设置有回流部，通过该回流部使得液态介质又被导回到储备箱中。在此尤其涉及用于scr催化器的还原剂溶液、例如尿素水溶液的输送和计量系统，所述还原剂溶液由scr催化器上游的计量模块配量到内燃机的废气系中。
7.在内燃机停止时，还原剂溶液被从输送和计量系统泵回到还原剂箱中。在此，还原剂溶液经常残留在回流部中，所述还原剂溶液在某些条件下、像例如在外部温度过低时结晶并且由此阻塞返回管路。
8.在内燃机重新起动时，在计量阀关闭时进行压力形成。对于精确的和符合需求的计量而言，在计量模块上的还原剂溶液的压力是决定性的。因此，要预先给定以下压力水平，所述系统应当以所述压力水平来运行。因为空气尤其不能通过回流部来逸出，所以在压力形成的期间不能形成直至能预先给定的压力水平的压力。由此产生的结果是，如果在压力形成的期间压力管路中的压力在这里也被称为操控时间的特定的时间之后没有达到预先给定的压力水平，则可以认为，在输送和计量阀的压力侧的部分中存在空气并且所述空气不能通过回流部来逸出，也就是说，所述回流部被阻塞。
9.该方法规定，如果在操控时间之后在压力形成的期间没有达到预先给定的压力水平，那就对所述系统的压力侧的部分进行排气。在此，在一个通风循环中打开所述计量模块。空气现在能够从系统的压力侧的部分中经由计量模块来逸出。
10.在此规定，通过经验函数来获取所述操控时间。作为经验函数，使用建立在过去的观察、测量或其他分析的基础上的经验值之间的能再现的关系，而不必直接获取函数关系。
11.由此，对输送和计量系统来说，能够基于过去的通风循环及其操控以及直至压力达到预先给定的压力水平的相应时间来获取直至触发通风循环的操控时间。此外，对具有相同或至少相似的配置的相同类型的输送和计量系统来说，能够基于过去的通风循环及其操控以及直至压力达到预先给定的压力水平的相应时间来获取直到触发通风循环的操控时间。尤其在这样的配置中，所述输送和计量系统的几何形状是重要的。对相同车型的车辆来说，可以假设，其输送和计量系统具有相同的或至少相似的配置和几何形状。在获取时所考虑的过去的通风循环能够用于“正常”状态或者用于“带有问题的”状态或者用于“有缺陷的”状态或者所提到的状态的任意组合，其中在所述“正常”状态中所述压力形成和配量常规地进行并且尤其不存在阻塞管路的情况，其中在所述“带有问题的”状态中所述返回管路被阻塞并且所述阻塞借助排气而被解除，并且其中在所述“有缺陷的”状态中所述返回管路被阻塞并且尽管排气也不能消除所述阻塞。
12.这样的操控相对于具有固定的操控时间的常规操控具有以下优点，即：在操控时间的选择中考虑到所述输送和计量系统的实际配置，其中所述固定的操控时间事先被获取并且应用于多种不同的输送和计量系统。作为结果，能够专门为相应的输送和计量系统选择直至执行了通风循环的操控时间，并且与固定的操控时间相比明显降低该操控时间。由于降低的操控时间，排气相对更早地进行，由此还原剂溶液更早地被输送到抽吸管路、输送模块、压力管路和回流部，由此更早地去除回流部的阻塞，由此更早地达到对于配量所要求的压力水平并且由此最后所述输送和计量系统更早地准备就绪，以便有助于废气后处理。此外，通过经验函数的使用而降低用于校准不同的输送和计量系统的耗费。
13.上述描述首先适用于第一个通风循环的操控时间。如果该通风循环不足以将空气从输送和计量系统中完全去除或者去除回流部中的阻塞，则能够执行另外的通风循环。如果在前一个通风循环结束之后在另一个操控时间之后的另一次压力形成的期间所述压力管路中的压力没有达到预先给定的压力水平，那就分别执行另外的通风循环。预先给定的压力水平优选保持相同，因为它对应于用于运行scr催化器所要求的配给量，但也能够纯原则地对其进行匹配。对于相应的通风循环来说，另外的操控时间可以不同并且分别通过经验函数来获取。关于经验函数参见上述说明。
14.通过经验函数，如上所述，每个操控时间与传统的固定的操控时间相比能够被降低，从而能够降低操控的总时间。由此降低直至进行排气的总时间，由此将还原剂溶液更早地输送到抽吸管路、输送模块、压力管路和回流部中，由此更早地去除所述回流部的阻塞，由此更早地达到对于配量所要求的压力水平并且由此最后更早地将所述输送和计量系统准备就绪，以便有助于废气后处理。
15.优选地，所述经验函数（或每个函数）是自学习函数，该自学习函数在配量时的压力变化曲线的基础上找到用于“正常状态”的最优的操控时间，该最优的操控时间对应于直到相应的输送和计量系统中的压力在压力管路中没有空气并且在回流部中没有阻塞的情况下达到预先给定的压力的时间。所述自学习函数优选借助于神经网络来执行。作为输入参数来使用所述输送和计量系统的配置、对其的操控以及压力变化曲线，并且作为输出参数来获得用于该输送和计量系统的最优的操控时间。利用自学习函数，能够找到并且学习最优的操控时间，从而能够将直至执行排气的时间以及最后直至所述输送和计量系统准备就绪的（总）时间降低到最低限度。特地为所述输送和计量系统的每种配置并且由此尤其为每种车辆类型或者说为每个车辆获取所述最优的操控时间。
16.作为补充方案或替代方案，如果通过函数而确定空气被围在所述系统的压力侧的部分中，则能够进行通风循环。优选在此测量所述系统的压力侧的部分中、尤其是压力管路中的气体体积并且将所测量的气体体积与能预先给定的阈值进行比较。如果所测量的气体体积大于所述阈值，则执行通风循环。例如，所述阈值能够被选择为零。在这种情况下，一旦气体、即主要是空气存在于所述系统的压力侧的部分中，就执行通风循环。然而，也能够定义其他阈值。通过该阈值能够确定对于所述输送和计量模块的正确运行来说还可接受的气体体积。
17.优选地，数据库尤其是被设置在基于在线的计算机网络（云）上。在该数据库上能够存储直至达到预先给定的压力水平的时间和所获取的操控时间。所述经验函数、和尤其是自学习函数能够检索（abrufen）所存储的数据并且而后使用这些数据来获取用于当前系统的当前的操控时间。
18.对于在能预先给定的次数的通风循环之后所述压力没有达到预先给定的压力水平并且由此所述输送和计量系统没有准备就绪的情况来说，能够输出错误并且启动紧急措施、像例如内燃机的节流。
19.计算机程序被设立用于：尤其在该计算机程序在计算设备或控制器上被执行时执行所述方法的每个步骤。该计算机程序能够在传统的电子控制器中实现所述方法，而不必对其进行结构上的改变。为此，该计算机程序被存储在机器可读的存储介质上。
20.通过将所述计算机程序装载到传统的电子控制器上这种方式来获得一种电子控
制器，该电子控制器被设立用于运行所述输送和计量系统。
附图说明
21.本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。
22.图1a和图1b分别示出了具有被阻塞的返回管路的输送和计量系统的、在压力形成的期间（图1a）和排气的期间（图1b）的示意图。
23.图2示出了根据现有技术的用于不同情况的三条压力变化曲线的图表以及具有固定的操控时间的多个通风循环。
24.图3示出了压力变化曲线的图表，根据本发明的第一实施例由所述压力变化曲线借助于自学习函数来获取用于第一个通风循环的经匹配的操控时间。
25.图4示出了压力变化曲线的图表，根据本发明的第二实施例由所述压力变化曲线借助于识别出所述系统中的空气的函数来获取用于第一个通风循环的经匹配的操控时间。
26.图5示出了压力变化曲线——对于该压力变化曲线来说根据第一实施例执行了具有经匹配的操控时间的第一个通风循环——以及根据现有技术具有用于第一个通风循环的固定的操控时间的压力变化曲线的图表。
27.图6示出了压力变化曲线的图表，根据本发明的第三实施例由所述压力变化曲线借助于自学习函数来获取用于第二个通风循环的经匹配的操控时间。
28.图7示出了压力变化曲线——对于该压力变化曲线来说根据第三实施例执行了具有匹配的操控时间的第二个通风循环——以及根据现有技术具有用于第二个通风循环的固定的操控时间的压力变化曲线的图表。
29.图8示出了按照根据本发明的方法的一个实施例的压力变化曲线的图表以及具有匹配的操控时间的多个通风循环。
具体实施方式
30.图1a和图1b分别示出了输送和计量系统的在压力形成的期间（图1a）和在排气的期间（图1b）的示意图。所述输送和计量系统是机动车的scr系统的一部分并且被设立用于将尿素水溶液（hwl）从还原剂箱1配量到内燃机的未示出的废气系中。所述输送和计量系统具有输送模块2和计量模块3。借助于所述输送模块2的输送泵4通过抽吸管路5将hwl从还原剂箱1中输送出来，并且而后通过布置在输送模块2和计量模块3之间的压力管路6将其提供给计量模块3。对于精确的和符合需求的计量来说，所述计量模块3上的hwl的压力是决定性的。因此要预先给定压力水平p
s （参见下面的附图），所述系统应该以该压力水平来运行。在该示例中，预先给定的压力水平p
s
为7.5巴。所述输送和计量系统此外具有回流部7，该回流部将输送模块2与还原剂箱1连接起来并且被设立用于将多余的hwl导回到还原剂箱1中。
31.在所示出的情况中，在所述回流部7中存在堵塞8。该阻塞8例如由结晶的还原剂构成，该结晶的还原剂在不利的条件下、像比如在低于11.5℃的低温下可能由hwl产生。在图1a中示出了如下情况，即：所述输送和计量系统处于被排空的状态中并且在内燃机起动时执行了压力形成，以便达到上面提到的压力水平p
s
并且使其准备就绪。在被排空的状态下，空气l处于抽吸管路5中并且处于压力管路6中。所述计量模块3在这种状态中关闭并且所述回流部7如上所述被阻塞。结果，空气l不能逸出并且不能形成压力。这将结合图2再次详细
描述。在图1b中示出了所述输送和计量系统的排气。在通风循环中，所述计量模块3被打开并且空气l能够从系统逸出到废气系中，而同时hwl被从还原剂箱1中吸出并且被输送到输送模块2和回流部7中。通过新的hwl能够解除阻塞8。最终，空气l完全被从所述系统中挤出并且hwl也进入压力管路6中，从而能够形成压力。在这方面，参照以下附图。
32.在图2中，在压力p的图表中关于时间t示出了三条压力变化曲线10、11、12。此外，示出了多个通风循环90至95，其中如图1b所示，所述计量模块3被打开，以便使空气l从所述系统中逸出。根据现有技术，在固定的操控时间t
fest
之后触发第一个通风循环90，所述操控时间事先不特定地为输送和计量系统而确定并且例如为60秒。在执行了第一个通风循环90之后，能够根据情况（见下文）执行另外的通风循环91
‑
95。为了尽可能简单地保持该示例，在这里在先后进行的通风循环90
‑
95之间要分别等待固定的操控时间t
fest
。一般而言，根据现有技术的操控时间也能够是不同的，但是其中它们每次都事先已经加以确定。此外，绘出了预先给定的压力水平p
s
，应该以所述预先给定的压力水平p
s
来运行所述系统，以用于进行精确的且符合需求的配量。在该示例中，所述预先给定的压力水平p
s
为7.5巴。
33.所述第一压力变化曲线10代表了这样的情况，在该情况中压力形成已经以正常的方式在没有通风循环的情况下进行。在所述操控时间t
fest
结束之前，所述第一压力变化曲线10已经超过预先给定的压力水平p
s
。因此，不触发通风循环并且能够以正常的方式进行配量。所述第二压力变化曲线11代表了这样的情况，在该情况中在能够进行压力形成之前已经进行了四个通风循环90
‑
93。所述四个通风循环90
‑
93分别在所确定的操控时间t
fest
之后先后予以执行。由此产生总时间t
fest
_
g
，直到所述压力变化曲线11已经超过预先给定的压力水平p
s
并且由此所述系统准备好进行配量，该总时间为固定的操控时间t
fest
的四倍以上、也就是在该示例中为240秒以上。所述第三压力变化曲线12代表了这样的情况，在该情况中所述系统从未达到计量准备状态。在第六个通风循环95之后，所述第三压力变化曲线12也没达到预先给定的压力水平p
s
。要输出错误并且内燃机的功率受到节制。但是在这种情况下，只有在大于固定的操控时间t
fest
的六倍之后、也就是在该示例中在超过360秒之后才能确定所述错误。
34.在图3至7中在压力的图表中关于时间t分别示出了压力变化曲线。
35.下面借助于图3和4来描述用于从压力变化曲线100、110中获取用于第一个通风循环的经匹配的操控时间t
a1e
、t
a1l
的实施例。在图3中的第一实施例中设置有如下自学习函数，该自学习函数针对多次“正常的”配量——在所述“正常的”配量中在所述系统中没有空气并且所述回流部7未被阻塞——为当前的输送和计量系统分别学习压力变化曲线100以及预先给定的压力水平p
s
的所属的达到情况101（在图3中作为示例仅仅针对配量而示出）。然后由所学习的数据获取直至达到101预先给定的压力水平p
s
的最优的时间并且将其作为用于第一个通风循环的所学习的经匹配的操纵时间t
a1e
加以存储。在此，借助于神经网络进行学习。如在图3中可见，所学习的经匹配的操控时间t
a1e
短于典型地使用的固定的操控时间t
fest
。
36.在图4中的第二实施例中设置有如下函数，该函数借助于压力变化曲线110来确定，在所述压力管路6中是否存在空气l。如果所述压力变化曲线110在压力形成的期间最高一直上升到预先给定的、在该示例中为1.5巴的压力阈值p
l
（或者保持在其之下）并且接着重又下降，则识别119到所述压力管路6中的空气l。直到识别出所述压力管路6中的空气l的
时间作为匹配的操控时间t
a1l
针对第一个通风循环加以存储，其中以所述匹配的操控时间t
a1l
识别出空气l。如果执行重新的压力形成，则该函数被复位。如在图4中可见，经匹配的操控时间t
a1l
——以所述经匹配的操控时间t
a1l
识别出空气l——比直至所述压力变化曲线110达到111预先给定的压力水平p
s
的时间短并且尤其明显比典型地使用的固定的操控时间t
fest
短。
37.在图5中，在压力p的共同的图表中关于时间t示出了通过根据本发明的方法获得的压力变化曲线120和根据现有技术的压力变化曲线20。由此，能够将所述两条压力变化曲线20、120和所述操控时间t
a1e
、t
fest
相互比较。在根据现有技术的压力变化曲线20中，第一个通风循环22如通常那样只有在固定的操控时间t
fest
之后才进行，该固定的操控时间在该示例中为60秒。而在根据本发明的压力变化曲线120中，第一个通风循环122则根据第一实施例在用于第一个通风循环的所学习的、经匹配的操控时间t
a1e
之后就已经进行。所学习的、经匹配的操控时间t
a1e
小于固定的操控时间t
fest
，从而按照根据本发明的方法与传统的方法相比所述第一个通风循环122以在所学习的经匹配的操控时间t
a1e
与固定的操控时间t
fest
之间的时间差δt1更早地进行。
38.图6示出了在进行了第一个通风循环132之后的压力变化曲线130，所述压力变化曲线达到131预先给定的压力水平p
s
。在第三实施例中设置有如下自学习函数，该自学习函数为多次配量——在所述配量中为了给所述系统排气而进行一个通风循环——针对当前的输送和计量系统分别学习压力变化曲线130以及预先给定的压力水平p
s
的所属的达到情况101。从所学习的数据中学习第一个通风循环132与预先给定的压力水平p
s
的达到情况131之间的最优的时间并且将其作为用于第二个通风循环的所学习的操控时间t
a2e
加以存储。在此，所述学习借助于神经网络、优选借助于同一神经网络来进行。
39.也能够为第二个通风循环使用一种函数，该函数识别出压力管路中的空气l，以便获得经匹配的操控时间。在此，没有额外地示出使用该函数的第四实施例。在此，在进行第一个通风循环之后，与第二实施例（见图2）相类似地识别出空气l。
40.在图7中，在压力p的共同的图表中关于时间t示出了通过根据本发明的方法获得的压力变化曲线140和根据现有技术的压力变化曲线40。由此，能够将所述两条压力变化曲线40、140和操控时间t
a2e
、t
fest
相互比较。在按照现有技术的压力变化曲线中，第二个通风循环43如通常那样只有在固定的操控时间t
fest
之后才紧接在第一个通风循环42之后进行，其中所述固定的操控时间t
fest
在本示例中为60秒。而在根据本发明的压力变化曲线140中，第二个通风循环143则根据第三实施例已经在用于第二个通风循环的所训练的经匹配的操控时间t
a2e
之后紧接在第一个通风循环142之后进行。用于第二个通风循环143的所学习的经匹配的操控时间t
a2e
小于固定的操控时间t
fest
，使得所述第二个通风循环143按照根据本发明的方法与传统的方法相比以在所学习的经匹配的操控时间t
a2e
与固定的操控时间t
fest
之间的时间差δ
t2
更早地进行。
41.在图8中在压力p的图表中关于时间t示出了按照根据本发明的方法的实施例的压力变化曲线150。此外，示出了多个通风循环152至156。第一个通风循环152按照所述方法在根据第一实施例或者第二实施例来获取的经匹配的操控时间t
a1
之后被触发。在执行了第一个通风循环152之后，在经匹配的操控时间
ta2
之后触发第二个通风循环153。用于第二个通风循环153的操控时间t
a2
能够根据第三实施例或者第四实施例来获取。在所述第二个通风
循环153之后，能够执行另外的通风循环154
‑
156。在进行了先前的通风循环153
‑
155之后，能够与第三实施例或者第四实施例相类似地获取另外的经匹配的操控时间t
a3
至t
a5
。经匹配的操控时间t
a1
至t
a5
匹配于相应的通风循环并且因此彼此不同。此外，绘出了预先给定的压力水平p
s
，应该以该预先给定的压力水平来运行所述系统，以用于进行精确的且符合需求的配量。在该示例中，所述预先给定的压力水平p
s
为7.5巴。
42.作为结果，获得经匹配的操控时间t
a1
至t
a5
，所述操控时间专门地针对当前的输送和计量系统予以匹配。由此，对于每个输送和计量系统来说并且由此也对于每种车辆类型或者说每个车辆来说获得比较小的总时间t
a_g
，直至所述压力p达到预先给定的压力水平p
s
。所获取的操控时间t
a1
‑
t
a5
和所获取的总时间t
a_g
然后被发送给基于在线的计算机网络（云）200并且在那里被存储在数据库中。所述自学习函数能够借助于该数据库来更新。
43.对于所述压力p在能预先给定的通风循环次数之后——例如在六个通风循环之后——没有达到预先给定的压力水平p
s
的情况来说，例如向车辆的驾驶员输出错误并且内燃机的功率受到节制。由于上述原因，直至识别出所述错误的时间同样较小。