用于控制用于内燃机的SCR系统的方法和装置与流程

用于控制用于内燃机的scr系统的方法和装置
技术领域
1.本发明涉及一种用于控制用于内燃机的scr系统(scr：selektive katalytische reduktion,选择性催化还原)的方法和装置。


背景技术：

2.带有一个或多个配量阀的用于scr催化器系统的配量系统通过将已知的有关各配量阀可能的流量和系统压力的信息传递给所述配量阀的操控部，尽可能及时和准确地执行由配量策略所要求的量要求。
3.在此，还原剂溶液，优选是尿素溶液借助于泵通过管道系统输送到限定的配量位置，在那里被配量到废气线路中。配量位置布置为，使得所配量的还原剂提供到已安装的scr催化器中。
4.为了防止尿素溶液的残留在配量位置、并且特别是在配量阀中停留较长时间，并且防止在那里形成沉积物，或者说防止配量阀因低温而出现冰裂的危险，系统在运行结束后要被排空。为此，该系统将尿素溶液部分吸回尿素罐中。然而，不能避免的是空气被引入到系统中。
5.对于随后的驾驶周期，这意味着在排空过程后，系统中的空气应首先被清除，以便能够以最佳方式运行系统。


技术实现要素：

6.本发明涉及一种用于控制用于内燃机的scr系统的方法和在存储介质上用于执行该方法的计算机程序。
7.在第一方面，本发明涉及一种用于控制scr系统的方法，该方法包括至少一个输送泵、至少一个回吸泵、液压供应管线和多个与所述液压供应管线连接的配量阀，其中，在每个scr催化剂的上游安装有配量阀，其中，至少两个scr催化器串联相继地布置在在废气线路中，其中，针对每个配量阀根据放行而执行排气和/或排空过程。
8.所述方法具有下述特别的优点，即借助于用于至少有两个配量阀的scr系统的通风策略能够优化地控制通风的需要和在提供的配量位置的回吸，因此在系统的启动阶段已经实现了废气净化的最佳效果。
9.因此，在有多个配量阀的系统中，能够优化用于还原剂溶液的配量加入的准备工作，并且因此减少可能的有害排放。
10.在执行还原剂溶液的配量加入之前，将配量阀排气也还提高配量的准确性。
11.该方法确保了在系统启动阶段中就能提高氮氧化物的转化率，因此能够更好地遵守排放法规，尤其是更有效地遵守。
12.此外，如果当前的scr系统压力超过能够预给定的最低压力，就会存在用于配量阀的排气的放行。
13.因此确保了稳健地执行用于排气的配量阀的排气。
14.此外，如果相应的scr催化器的当前温度超过能够预给定的温度，就会存在用于配量阀的排气的放行。
15.因为废气转化为清洁的代谢产品在很大程度上取决于催化器的转化温度窗口，因此将配量阀的排气与催化器的温度窗口联系起来是有意义的。
16.在有利的实施方案中，如果不存在当前的配量要求，则根据配量策略来放行用于配量阀的排气的放行。
17.因此，废气后处理不会受到配量阀放行策略的不利影响。
18.此外，如果由配量策略所要求的还原剂溶液的质量流超过能够预给定的阈值，则不授予用于配量阀的排气的放行。
19.此外，如果在所要求的质量流又低于所述能够预给定的阈值之前，经过了能够预给定的时间，则不执行用于配量阀进行排气。这具有特别的优点，即不执行对配量阀的冗余的排气，进而不执行对配量要求的不必要的中断。
20.替代地，如果在相应的scr催化器的当前温度超过能够预给定的温度之前，经过了能够预给定的时间，则不授予用于配量阀的排气的放行。
21.在另一构型中，配量阀的排气能够分别在时间上相继地单个地执行。
22.配量阀的个性化的排气导致在还原剂溶液的配量加入时精度的提高。还原剂溶液的错误的配量加入一方面会导致氨泄漏(ammoniakschlupf)，另一方面会导致未转化的废气泄漏(abgasschlupf)。
23.配量阀的相继个性化排气还具有下述优点，能够通过流动回读或压力降更好地监测排气过程。
24.此外，配量阀的排空能够在scr系统的关闭过程期间执行。排气的配量阀的排空具有下述优点，配量阀在冻结期间不会被膨胀的还原剂溶液损坏。配量阀的排空是有利的，因为由此能够减少由于干燥的还原剂溶液造成的配量阀粘连。
25.此外，仅当配量阀在scr系统运行期间执行了配量策略的配量要求时，才能执行或产生配量阀的排空的放行。这是特别的优点，因为排空没有湿润的配量阀会在排空时将空气带入配量系统，优选带入液压供应管线。
26.替代地，如果在能够预给定的时间段超过scr系统的能够预给定的最低压力，则能够执行配量阀的排空的放行。
27.已经证明，配量阀不是完全气密的，因此，由于配量阀相对于环境的非密封性而存在空气从配量阀中可能的自主逸出因此，在没有主动排气过程的情况下，处于压力下的配量阀被视为在经过一能够预给定的时间后进行排气。
28.此外，能够根据能够预给定的时间段来求取和执行用于配量阀的排空的打开持续时间。根据预给定的时间段执行排空的持续时间具有下述优点，能够因此执行优化地排空配量阀的还原剂溶液，而不会将空气引入液压供应管线道。
29.在另外的方面，本发明涉及一种装置，尤其是控制器和计算机程序，所述控制器和计算机程序设置、尤其编程为用于实施所述方法之一。在另外的方面，本发明涉及一种可机读的存储介质，该计算机程序存储在所述存储介质上。
附图说明
30.下面参照附图并借助实施例对本发明进行详细说明。在此示出了
31.图1示意性地示出了用于scr催化器的还原剂溶液的输送和配量系统的组件，该系统能够借助于根据本发明的方法的实施例来运行，
32.图2用于控制scr系统的程序的第一示例性流程。
具体实施方式
33.图1示意性地示出了具有输送泵10、液压供应管线(压力管)20和两个定量阀31、32的输送和配量系统的组件。抽吸阀11和压力阀12配属于输送泵10，其中，节流阀13位于压力阀12的上游。过滤器14位于抽吸阀11的上游。用于测量压力p的压力传感器21和脉冲阻尼器22位于供应管线20的区域中。借助于输送泵10，液体的还原剂溶液从供应装置(罐)60中通过过滤器61取出，并通过液压供应管线20中的t型支管输送到两个配量阀31、32，并在那里以根据需求地配量加入到这里没有示出的废气线路中。在此，所述废气线路具有至少两个串联的scr催化器，其中，每个scr催化器的上游分别连接有配量阀31、32。
34.为了从冰压敏感的配量阀31、32以及必要时从供应管线20回吸可冻结的还原剂溶液而设置有回吸泵单元40，该回吸泵单元与另外的过滤器48布置在系统的单独的回吸路径41中。回吸泵单元40包括原本的回吸泵42，所述回吸泵配属有抽吸阀43和压力阀44。与压力阀44并联地有带节流阀46的旁路管线45。在输送泵10的抽吸区的区域中和系统的回流路径中的回吸泵42的下游分别有冰压阻尼器15和47。输送和配量系统的不同元件被组合在输送模块50中，其中，输送模块50也包括回吸泵单元40。
35.内燃机关闭后，还原剂溶液借助于回吸泵42从配量阀31、32中并且必要时部分地或全部也从供应管线20中通过回吸通道41输送回到罐60中。输送泵10、回吸泵42和配量阀31、32的操控通过电子控制器70进行。
36.在图2中示出该方法的第一示例性流程。在第一步200中，scr系统1从静止运行状态转移到压力建立状态。运行状态的改变优选通过控制器70质性，其中，控制器70例如根据马达启动开始为scr系统1建立压力。
37.在优选的替代方案中，scr系统1的压力建立是根据最靠近马达布置的催化器的温度执行的。当最靠近马达的催化器的温度超过能够预给定的温度阈值时，执行scr系统1的压力建立。
38.接着在步骤205继续该方法。
39.在步骤205中，已安装的scr催化器的当前温度由控制器100在运行状态的变化期间求取。这优选借助于在scr催化器上安装的温度传感器或通过控制器70上计算的温度模型来完成。在优选的实施例中，限制为带有两个串联的scr催化器的系统。为第一scr催化器在废气线路上游布置有第一配量阀31，而为第二scr催化器在废气线路上游布置有第二配量阀32。
40.在此，第一温度对应于第一scr催化器的温度，而第二温度对应于第二scr催化器的温度。在此，第一scr催化器布置在第二scr催化器的上游，并且因此也更靠近内燃机地布置。
41.在步骤210中，第一scr催化器的第一温度与第一临界值s1比较，而第二scr催
化器的第二温度与第二阈值s2比较。如果第一温度超过第一阈值s1，则在控制器70中放行用于第一配量阀31的排气的放行。
42.如果第二温度超过第二阈值s2，则在控制器70中放行用于第二配量阀32的排气的放行。
43.由于在配量阀31、32主动排气时不能完全排除，部分还原剂溶液配两道废气线路中，所以必须执行部件保护以及防止氨泄漏。
44.在此，第一阈值s1相当于第一scr催化器的温度，在该温度下，在配量阀31的排气过程期间，将还原剂溶液配量加入到废气线路中不会导致氨泄漏和/或对第一或第二scr催化器的损坏。
45.在此，第二阈值s2相当于第二scr催化器的温度，在该温度下，在配量阀32的排气过程期间，将还原剂溶液配量加入到废气线路中不会导致氨泄漏和/或第二scr催化器上的损坏。
46.接着在步骤215继续该方法。
47.在步骤215中，当前的系统压力是p
act
借助于压力传感器或以已知方式通过输送泵的流动回读来求取。
48.如果当前系统压力p
act
超过能够预给定的最低压力p
min
，则控制器70中授予用于配量阀31、32的排气的放行。
49.只有在达到所述能够预给定的最低压力p
min
时才能执行配量阀31,32的排气。
50.借助于在控制器70上计算的运行协调器，根据求取的第一和第二配量阀31,32的放行来求取排气。
51.接着能够在步骤220中继续该方法。
52.在步骤220中，执行配量阀31、32的排气。由于所有的配量阀31,32都连接到相同的液压供应管线(压力管线)20上，出于压力监控的原因，排气只能单个地执行，也就是相继地执行。
53.因此，优选执行第一配量阀31的排气，并且当该排气完成后，进行第二配量阀32的排气过程。
54.替代地，同时对多个配量阀31、32进行排气也是可行的。在配量阀31,32的同时排气的情况下，对单个的配量阀进行推断的个性化监测只能在有限的范围内实现。
55.一旦配量阀31,32之一被成功排气，运行协调器就会进入准备配量的系统状态。在准备配量的系统状态下，在控制器70上计算的配量策略接管还原剂溶液到废气线路中的配量加入。
56.在特别的实施方式中，在成功地将配量阀31,32中的至少一个排气后，配量策略能够抑制其余配量阀的进一步排气，并直接通过配量阀31,32执行还原剂溶液的当前配量要求。
57.这意味着，如果至少一个配量阀31,32被排气，则配量策略能够从注入还原剂溶液开始。如果配量要求只通过已经排气的配量阀31,32进行，那么尚未排气的配量阀31,32能够在配量要求完成后被排气。
58.如果在另一情况下的配量要求非常大，以至于已排气的配量阀31和尚未排气的配量阀32被用来注入还原剂溶液，那么尚未排气的配量阀32也被认为是在完成配量要求后被
排气。
59.替代地，能够预给定的时间段t
verweil
是在达到scr系统1的能够预给定的最低压力p
min
时开始，如果该预给定的时间段被超过，则由此得出相应的配量阀31,32已经被排气，并且不再进行进一步的排气。
60.在此，时间是借助于控制器70求取。配量阀不是完全气密的，由此使得要考虑到由于配量阀相对于环境的非密封性而导致的空气从配量阀可能的自主逸出。
61.接着能够在步骤225中继续该方法。
62.如果在步骤225中求取scr系统1的关断过程(优选通过终端15的关机信号)，则scr系统1被关闭。为此，一方面液压供应管线(压力管线)20的压力p被降低，此外，检查用于配量阀31、32的排空的放行，并根据所述放行来执行配量阀31、32的排空过程。
63.如果在步骤220中执行的用于配量阀31,32的排气过程结束后，就能够授予用于配量阀31,32的放行。
64.此外，如果配量阀31,32的配量策略的配量要求被执行，就授予用于配量阀的排空的放行。
65.如果预给定的用于scr系统1的最低压力p
min
在一能够预给定的时间段t
verweil
被超过，则也授予用于配量阀31,32的排空的放行。
66.在优选的构型中，还原剂溶液从配量阀31、32被执行的回吸的持续时间能够根据自为配量阀执行排气以来所经过的时间来确定。
67.在此，时间借助于控制器70来求取。配量阀不是完全气密的，由此使得因此要考虑到由于配量阀相对于环境的非密封性而导致的空气从配量阀可能的自主逸出。
68.类似于排气过程地，个性化地为每个配量位置执行配量阀31,32的排空。
69.如果存在用于排空或从配量阀31,32回吸还原剂溶液的放行，则排空过程对每个配量阀个性化地执行。
70.为此，还原剂溶液以已知的方式通过回吸泵单元40从配量阀31，32并且必要时部分或全部也从供应管线20通过回吸路径41输送回到罐60中。
71.如果这个过程结束，则该方法能够结束或在步骤200中从头开始。