本發(fā)明涉及一種用來(lái)運(yùn)行配量系統(tǒng)的方法,所述配量系統(tǒng)用于在內(nèi)燃機(jī)的排氣系(abgasstrang)中的scr-催化器裝置的還原劑溶液,其中,所述配量系統(tǒng)包括至少一個(gè)可冷卻的配量模塊,該配量模塊被連接到冷卻劑循環(huán)(kühlmittelkreislauf)處、尤其是被連接到冷卻水循環(huán)處。
背景技術(shù):
用于運(yùn)行尤其是在機(jī)動(dòng)車中的內(nèi)燃機(jī)的方法和設(shè)備是已知的,在其排氣區(qū)域中布置了scr-催化器(scr:選擇性催化還原(selectivecatalyticreduction)),該scr-催化器將包含在內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的氮氧化物(nox)在還原劑在場(chǎng)時(shí)還原為氮。
scr-催化器的基本原理在于:在存在作為還原劑的nh3時(shí),在催化器表面上的氮氧化物分子被還原為元素氮。所需的還原劑通常以尿素水溶液的形式配量到排氣系中。為此,設(shè)置了帶有配量模塊的配量裝置或者配量系統(tǒng),該配量模塊將所需的還原劑溶液在scr-催化器的上游配量到排氣系中。
所述配量模塊能夠以取決于在所述排氣系中的安裝位置的方式忍受高溫,所述高溫可能損傷構(gòu)件或者甚至可能導(dǎo)致失靈。為了減少這種熱負(fù)荷,原則上,兩種不同的針對(duì)配量模塊的冷卻方案是已知的。一方面,使用純空氣冷卻的配量模塊。另一方面,使用帶有水冷卻的配量模塊,其中,這些配量模塊被連接到存在于機(jī)動(dòng)車中的冷卻水循環(huán)處。在用于配量閥——該配量閥位于所述配量模塊中——的頂部的溫度模型的基礎(chǔ)上,所述配量模塊能夠在確定的運(yùn)行條件下通過(guò)對(duì)液態(tài)還原劑的最小配給量的要求來(lái)額外地被冷卻。在運(yùn)行的馬達(dá)中,就空氣冷卻的配量模塊而言,僅能夠通過(guò)對(duì)還原劑的最小配給量的這種要求來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)地受控制的冷卻,而就水冷卻的配量模塊而言,也能夠通過(guò)對(duì)冷卻循環(huán)的特定的冷卻功率的要求來(lái)主動(dòng)地影響冷卻。然而,冷卻劑(冷卻水)在進(jìn)入到配量模塊中時(shí)的溫度一般來(lái)說(shuō)并不是準(zhǔn)確地已知的。為此,將下述溫度測(cè)量量作為替代量來(lái)使用:該溫度測(cè)量量遠(yuǎn)離所述配量模塊地被檢測(cè)到。
由德文公開文獻(xiàn)de102011088549a1已知一種用于scr-系統(tǒng)的配量模塊,該scr-系統(tǒng)具有冷卻體,在該冷卻體中實(shí)施了冷卻水流量調(diào)節(jié)。根據(jù)冷卻體中的溫度進(jìn)行冷卻水流量的改變,其中,為此在與溫度有關(guān)的雙金屬條(bimetallstreifen)的基礎(chǔ)上使用了被動(dòng)閥。
由德文公開文獻(xiàn)de102014103986a1已知一種用于阻止配量模塊-熱損害的方法。在此,計(jì)算出所需的冷卻劑-冷卻量用于阻止所述熱損害。對(duì)馬達(dá)冷卻劑-冷卻量進(jìn)行計(jì)算,該馬達(dá)冷卻劑-冷卻量根據(jù)耦接-水泵(kupplungs-wasserpumpe)的運(yùn)行而改變。對(duì)所述耦接-水泵的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查,其方式為:將所需的冷卻劑-冷卻量與馬達(dá)冷卻劑-冷卻量進(jìn)行比較。如果耦接-水泵如此運(yùn)行,使得所需的冷卻劑-冷卻量大于馬達(dá)冷卻劑-冷卻量,那么所述耦接-水泵就停下來(lái)。在此,所需的冷卻劑-冷卻量通過(guò)配量模塊的下述溫度進(jìn)行確定:在該溫度的情況下,還原劑-冷卻量和馬達(dá)冷卻劑-冷卻量之和相對(duì)于廢氣總熱能得到平衡(ausgeglichen)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)本發(fā)明的方法由用來(lái)運(yùn)行配量系統(tǒng)——該配量系統(tǒng)用于在內(nèi)燃機(jī)的排氣系中的scr-催化器裝置的還原劑溶液——的方法出發(fā),其中,所述配量系統(tǒng)包括至少一個(gè)可冷卻的配量模塊,該配量模塊被連接到冷卻劑循環(huán)處、尤其是被連接到冷卻水循環(huán)處。這個(gè)冷卻水循環(huán)的主要功能例如能夠是冷卻所述內(nèi)燃機(jī)。所述配量模塊的冷卻——為了避免在配量模塊處的熱損害所述冷卻是必要的——通過(guò)要求冷卻劑循環(huán)的冷卻功率來(lái)進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明,在要求冷卻功率時(shí)考慮到了冷卻劑的溫度,其中,冷卻劑的、在進(jìn)入到配量模塊內(nèi)的入口(eintritts)的區(qū)域中的溫度基于模型來(lái)確定。本發(fā)明在此由此出發(fā):在這個(gè)位置處、即在配量模塊的區(qū)域中,不存在用于冷卻劑的溫度測(cè)量位置。對(duì)于冷卻功率的符合需求的要求來(lái)說(shuō),冷卻劑的、在進(jìn)入到配量模塊內(nèi)的入口的區(qū)域中的溫度基于模型來(lái)確定,其中,至少一個(gè)關(guān)于遠(yuǎn)離配量模塊的冷卻劑的溫度的信息和至少一個(gè)關(guān)于在配量模塊的區(qū)域中的溫度的信息流入(einflie?en)到所述模型中。這種建模(modellierung)基于:冷卻劑在進(jìn)入到配量模塊中時(shí)的溫度處于兩個(gè)邊界值之間。其中一個(gè)邊界值例如在冷卻劑泵的區(qū)域中由可進(jìn)一步遠(yuǎn)離地測(cè)量的或者可另外檢測(cè)的冷卻劑的溫度值來(lái)確定。另一個(gè)邊界值由在配量模塊處的溫度值來(lái)確定。通過(guò)合適地計(jì)算在所述兩個(gè)邊界值之間的溫度,根據(jù)本發(fā)明,能夠近似地確定冷卻劑在進(jìn)入到配量模塊內(nèi)時(shí)的溫度,并且對(duì)于冷卻功率的符合需求的要求而言能夠?qū)⑺隼鋮s劑的溫度考慮在內(nèi)。在傳統(tǒng)的方法中,一般來(lái)說(shuō)僅僅考慮到用于冷卻劑的溫度測(cè)量量,該溫度測(cè)量量遠(yuǎn)離所述配量模塊地、例如在冷卻劑泵的區(qū)域中被檢測(cè)到。在此保持未考慮所述冷卻劑對(duì)于從溫度測(cè)量位置直至配量模塊的路徑的熱影響。因?yàn)槔鋮s劑的溫度在這個(gè)路徑上能夠顯著地改變,所以基于冷卻劑的這個(gè)僅僅遠(yuǎn)離所述配量模塊測(cè)量到的溫度值的冷卻功率要求是不符合需求的。因此,通過(guò)對(duì)用于在配量模塊的區(qū)域中的冷卻劑的溫度值的根據(jù)本發(fā)明的建模,能夠以符合需求的方式實(shí)現(xiàn)特定的冷卻功率的要求,該要求準(zhǔn)確地適配于相應(yīng)的所存在的(herrschenden)條件。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中,關(guān)于遠(yuǎn)離配量模塊的冷卻劑的溫度的信息優(yōu)選由冷卻劑溫度傳感器——該冷卻劑溫度傳感器遠(yuǎn)離配量模塊——的測(cè)量值來(lái)推導(dǎo)出,或者由對(duì)于遠(yuǎn)離配量模塊的這種冷卻劑溫度傳感器來(lái)說(shuō)的替代值(ersatzwert)來(lái)推導(dǎo)出。所述溫度傳感器在此例如能夠位于內(nèi)燃機(jī)的冷卻器(例如水冷卻器)的出口處,配量模塊集成在其冷卻循環(huán)中。沒(méi)有溫度傳感器的冷卻循環(huán)也是可行的。在這種情況下,能夠?qū)⒘硪粋€(gè)傳感器的與冷卻循環(huán)的溫度相關(guān)的值替代性地作為溫度量來(lái)使用。例如,配量模塊能夠集成到吸入空氣的冷卻循環(huán)中,其中,能夠?qū)y(cè)量到的環(huán)境溫度作為用于在冷卻循環(huán)中的溫度的替代量來(lái)使用。對(duì)于冷卻劑溫度傳感器值來(lái)說(shuō)的替代值例如也能夠是指建模的值,該建模的值以本身已知的方式作為冷卻劑的溫度值被計(jì)算出來(lái)。
關(guān)于在配量模塊的區(qū)域中的溫度的信息優(yōu)選是指在配量模塊自身處的溫度值。一般來(lái)說(shuō),所述配量模塊包括可電操控的配量閥,從而為了這個(gè)目的能夠例如使用磁線圈的溫度值,即線圈溫度值。所述線圈溫度值能夠以本身已知的方式由在配量模塊內(nèi)的配量閥的主動(dòng)通電期間的電阻和電流來(lái)確定。
另外,至少一個(gè)關(guān)于在冷卻劑循環(huán)中的冷卻劑泵的當(dāng)前輸送功率的信息優(yōu)選流入到所述模型中,該模型用于計(jì)算在配量模塊的區(qū)域中的冷卻劑溫度。
在特別優(yōu)選的方式中,所述模型——該模型用于對(duì)在進(jìn)入到配量模塊內(nèi)時(shí)的冷卻水溫度進(jìn)行建?!栽陉P(guān)于遠(yuǎn)離配量模塊的冷卻劑的溫度的信息和關(guān)于在配量模塊的區(qū)域中的溫度的信息之間的線性內(nèi)插(interpolation)為基礎(chǔ)。尤其能夠借助于內(nèi)插系數(shù)來(lái)進(jìn)行線性內(nèi)插。另外,在特別優(yōu)選的方式中,關(guān)于冷卻劑泵的當(dāng)前輸送功率的信息流入到這個(gè)內(nèi)插系數(shù)的計(jì)算中。另外,能夠在確定所述內(nèi)插系數(shù)時(shí)進(jìn)行過(guò)濾(filterung)和/或平滑(gl?ttung)。
除此之外,本發(fā)明包括一種計(jì)算機(jī)程序,該計(jì)算機(jī)程序被設(shè)置用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的所描述的步驟。最后,本發(fā)明包括:一種機(jī)器可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì),在該存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)了這樣的計(jì)算機(jī)程序;以及一種電子控制器,該電子控制器被設(shè)置用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。根據(jù)本發(fā)明的方法作為計(jì)算機(jī)程序或者作為機(jī)器可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)或者作為電子控制器來(lái)實(shí)施具有下述特別的優(yōu)點(diǎn):根據(jù)本發(fā)明的方法由此也能夠在現(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車中使用,以便如此地優(yōu)化對(duì)用于scr-系統(tǒng)的配量模塊的冷卻。
根據(jù)本發(fā)明的方法的其他特征和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例所作出的下述說(shuō)明中得出。在此,各個(gè)特征能夠分別就自身而言或者以彼此組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
附圖說(shuō)明
在附圖中示出:
圖1是帶有可冷卻的配量模塊的配量系統(tǒng)的部件的示意性視圖,所述配量模塊用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的scr-催化器的還原劑溶液;和
圖2是按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案對(duì)冷卻劑在進(jìn)入到配量模塊內(nèi)的入口處的溫度進(jìn)行建模的示意性結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
圖1示出了機(jī)動(dòng)車的沒(méi)有示出的內(nèi)燃機(jī)的排氣系10的截面(ausschnitt)。所述排氣系10包括scr-催化器裝置11,內(nèi)燃機(jī)的廢氣沿流動(dòng)方向12流過(guò)該scr-催化器裝置。配量模塊20位于scr-催化器裝置11的上游,通過(guò)該配量模塊以取決于需求的方式來(lái)噴入對(duì)于所述scr-催化器裝置11來(lái)說(shuō)所需的還原劑溶液。所述配量模塊20被供給以還原劑溶液,該還原劑溶液被儲(chǔ)藏在箱(tank)21中。借助于輸送泵22將還原劑溶液經(jīng)由吸入管道23從所述箱21中取出,并且在壓力下通過(guò)供給管道24輸送給所述配量模塊20。為了能夠冷卻所述配量模塊20,該配量模塊20被連接到冷卻劑循環(huán)30處,該冷卻劑循環(huán)帶有冷卻劑入口31和冷卻劑出口32。所述冷卻劑循環(huán)30尤其是指冷卻水循環(huán),它主要是為了機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的冷卻而被設(shè)置。在用于內(nèi)燃機(jī)的在此沒(méi)有進(jìn)一步示出的冷卻劑循環(huán)的區(qū)域中,設(shè)置了對(duì)冷卻水或者冷卻劑的溫度測(cè)量。但是,在配量模塊20的區(qū)域中不能對(duì)冷卻劑進(jìn)行直接的溫度測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明,在冷卻劑進(jìn)入到所述配量模塊20中時(shí)進(jìn)行溫度的建模。在此,在用于冷卻劑的兩個(gè)臨界溫度之間進(jìn)行了內(nèi)插,所述兩個(gè)臨界溫度在一方面由用于遠(yuǎn)離所述配量模塊的冷卻劑的測(cè)量值或者替代值所構(gòu)成,并且在另一方面由在所述配量模塊自身處的溫度值所構(gòu)成。
圖2示出了對(duì)于冷卻劑在進(jìn)入到配量模塊內(nèi)時(shí)的溫度來(lái)說(shuō)的優(yōu)選的建模,該建模以所描述的內(nèi)插為基礎(chǔ),其中,在所述模型中考慮了在此沒(méi)有進(jìn)一步示出的冷卻劑泵的當(dāng)前存在的輸送功率。用于遠(yuǎn)離所述配量模塊的冷卻劑的溫度值110首先流入到所述模型中。此外,在配量模塊的區(qū)域中被檢測(cè)到的溫度值120流入。在此,尤其能夠涉及配量模塊的可電操控的配量閥的磁線圈的線圈溫度值,可由在配量閥的主動(dòng)通電期間的電阻和電流來(lái)確定所述線圈溫度值。所述溫度值110和120在考慮到內(nèi)插系數(shù)130的情況下被線性地內(nèi)插,以便對(duì)用于在配量模塊入口的區(qū)域中的冷卻劑的溫度值150進(jìn)行建模。冷卻劑泵的當(dāng)前存在的輸送功率140流入到所述內(nèi)插系數(shù)130的計(jì)算中。在此,內(nèi)插系數(shù)130通過(guò)與冷卻劑泵的輸送功率相關(guān)的特性曲線141以及在考慮到過(guò)濾或者平滑142的情況下來(lái)確定。特性曲線143作為用于平滑的時(shí)間常數(shù)流入到過(guò)濾或者平滑142中。在考慮到這些量的情況下,確定關(guān)于冷卻劑在進(jìn)入到所述配量模塊內(nèi)的入口處的溫度值150,該溫度值對(duì)于用于配量模塊的特定的冷卻功率的符合需求的要求來(lái)說(shuō)被作為基礎(chǔ)。