CN103161549A - 用于加热scr催化器系统中输送模块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加热SCR催化器系统中输送模块的方法。该方法包括确定SCR催化器系统中至少一个温度值、监控输送模块（2）中第一往复活塞泵（22）的第一磁线圈的温度并且在SCR催化器系统的解冻阶段中通过磁线圈的脉宽调制触发将第一磁线圈的温度调节到预先给定的值上。

Description

用于加热SCR催化器系统中输送模块的方法
技术领域
本发明涉及一种用于加热SCR催化器系统中输送模块的发方法。此外，本发明涉及一种计算机程序，其在计算设备或控制设备上运行时实施按本发明的方法的所有步骤。此外，本发明涉及一种具有程序代码的计算机程序产品，该计算机程序产品保存在机器可读的载体上，从而在程序于计算机或控制设备上运行时实施所述方法。
背景技术
为了满足越来越严格的排气立法，需要减少内燃机尤其柴油机的废气中的二氧化氮。为此公开了在内燃机的废气区域内布置SCR催化器（选择性催化还原），该催化器将包含在内燃机废气中的氮氧化物（NOX）在还原剂现场还原成氮。由此能够显著降低废气中氮氧化物的份额。对于反应过程来说需要氨（NH3），该氨混合在废气中。因此，作为还原剂使用NH3或者说解离NH3的试剂。通常为此使用水性的尿素溶液（尿素水溶液；HWL），该溶液在SCR催化剂前面喷入排气管路中。由该溶液形成了用作还原剂的氨。32.5%水性的尿素溶液在商业上在AdBlue®商标名下获得。
尿素水溶液在-11℃的温度下结冰。因此，在较低的环境温度下需要在SCR催化器系统的液压系统可以运行之前对其进行解冻。为此，处于SCR催化器系统的箱中的还原剂溶液用箱子内部空间中的加热装置进行加热。箱子内部空间中的加热装置加热围绕加热装置的还原剂溶液、用于水准高度确定的传感器、过滤器系统以及吸入位置。然而加热功率不足以解冻SCR催化器系统的整个液压系统。因此，必须单独加热液压的泵系统也称作输送模块。
发明内容
按本发明的用于加热SCR催化器系统中输送模块的方法包括确定SCR催化器系统中至少一个温度值、监控输送模块中第一往复活塞泵的第一磁线圈的温度，并且通过磁线圈的脉宽调制触发（PWM触发）在SCR催化器系统的解冻阶段之后将第一磁线圈的温度调节到预先给定的值上。“监控”按本发明理解为连续的检测。“解冻阶段”按本发明理解为SCR催化器系统的运行状态，其中加热系统的元件并且尚未输送还原剂溶液。通过脉宽调制触发加热第一磁线圈。第一往复活塞泵的置入的加热足以通过将第一往复活塞泵热连结到输送模块的液压通道上来对所述通道进行解冻并且即使在周围温度比较低时也保持解冻。由第一磁线圈产生的热量通过第一往复活塞泵的磁性衔铁并且通过泵膜片传播到还原剂溶液中。也可以将热导体如此喷入输送模块中，使得热量直接传导到通道处。也就是通过按本发明的方法能够放弃液压通道系统的区域内的其它加热装置。
优选通过控制设备中的软件实现对第一磁线圈的温度的监控。尤其在监控中检测还原剂溶液的例如能够通过装在还原剂箱的水准传感器中的温度传感器测量的温度、第一磁线圈在开始温度调节之前的温度，也就是在还没有加热磁线圈的状态下的温度以及周围环境温度，例如布置了SCR催化器系统的汽车的环境温度。
第一磁线圈的温度在整个加热过程中进行监控并且也进行调节。由此确保所述磁线圈具有最佳的加热温度，也就是不会将太少的热量置入液压系统中，然而也不会使线圈太热，因为否则的话会出现线圈金属线的烧穿以及泵机构的损坏。
第一磁线圈的温度可以通过检测第一往复活塞泵的泵流来进行监控。
所述第一磁线圈的温度例如可以通过线性的调节或者两点调节来进行调整。在线性调节中例如一旦达到预先给出的线圈温度就通过脉宽调制触发来降低线圈的损耗功率并且由此也降低线圈本身中的热量进入。在两点调节中开始交替地运行磁线圈，其中接通脉宽调制触发直到达到预先给出的第一温度，并且随后一直保持断开直到第一磁线圈的温度降低到预先给出的第二温度，随后进行重新触发。这种调节一直进行，直到SCR催化器系统解冻，也就是说在还原剂箱中以及在输送模块中不再存在冰冻的还原剂溶液。
如果SCR催化器系统的输送模块包括用于回吸还原剂溶液的第二往复活塞泵并且仅仅为第一往复活塞泵设置流动监测，那么可以监控该第二往复活塞泵的第二磁线圈的温度，方法是通过计算模块从第一磁线圈的温度中确定第二磁线圈的温度。这是可以的，因为在这种情况下所述两个往复活塞泵相互靠近地构造。如果以这种方式监控第二磁线圈的温度，那么可以通过脉宽调制触发在SCR催化器系统的解冻阶段中控制该第二磁线圈的温度。所述第二往复活塞泵尤其可以比第一往复活塞泵更好地连结到液压系统上，从而实现液压系统的特别有利的加热。
在往复活塞泵的输送量很小时，在SCR催化器系统的计量阶段中或者说输送模块的泵浦阶段中通过触发第一磁线圈以及必要时触发第二磁线圈引起的热量进入不足以在周围环境温度很低时保持对液压系统的解冻。在这种情况下，即使在计量阶段中也通过脉宽调制触发按本发明优选将第一磁线圈以及必要时第二磁线圈的温度调节到预先给定的值上。这按本发明例如可以通过以下方法实现，即为了在泵运行中提高磁线圈温度将磁线圈的通电时间段延长超过对于泵浦往复来说所需的时间段。在此，额外通电的电能不需要用于泵，更确切地说而是用于额外地将热能输入磁线圈。也可以在泵运行中达到更高的磁线圈温度，方法是热流通过磁线圈的脉宽调制触发注入。优选如此选择该热流，使得其大得足够加热磁线圈，然而也足够小，从而不会触发额外的泵过程。
按本发明的计算机程序在其于计算设备上运行时实施按本发明的方法的所有步骤。这实现了在存在的SCR催化器系统中执行按本发明的方法，而不必进行结构上的改变。此外，按本发明的具有程序代码的计算机程序产品可以在程序于计算机或控制设备上运行时实施按本发明的方法，其中程序代码保存在机器可读的载体上。
附图说明
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。
图1示出了SCR催化器系统，其输送模块可以用按本发明的方法进行加热。
具体实施方式
在图1中示出了SCR催化剂的计量系统。其包括带有水准传感器以及集成的温度传感器、过滤器和加热器的HWL储箱单元1、输送模块2、计量模块3以及控制设备4。尿素水溶液从输送模块2的储箱单元1输出。在此，尿素水溶液通过吸入阀21并且吸入活塞式膜片式泵22中。该活塞式膜片式泵包括用于按体积输送尿素水溶液的膜片221、往复式活塞222、具有磁性衔铁的往复磁体223（没有示出）以及压力弹簧224，所述往复式活塞的线性振荡运动传递到膜片221上，所述往复磁体在其通电时提升往复式活塞222，所述压力弹簧在往复磁体223不再通电时将往复式活塞222再度压回到其支座中。在往复式活塞222的泵运动中，所述吸入阀21打开，使得尿素水溶液能够流入活塞式膜片式泵22中。如果往复式活塞返回其支座中，那么吸入阀21关闭并且尿素水溶液从活塞式膜片式泵22中通过压力阀23压出，该压力阀同时用作活塞式膜片式泵22的防护。所述溶液通过脉冲缓冲器24并且从输送模块2输送到计量模块3中，溶液从该计量模块计量进入排气管路中。通过输送模块2中的回吸模块25能够吸回尿素水溶液。该回吸模块25包括吸入阀251、回吸泵252以及压力阀253。离开回吸模块25的尿素水溶液可以通过冰压缓冲器26吸回到储箱单元1中。
在按本发明的方法的实施方式中，控制设备4中的计算机程序确定了储箱单元1中尿素水溶液的温度THWL、活塞式膜片式泵22的磁线圈的温度T22以及周围环境温度TU。所述回吸泵252的磁线圈的温度T252通过计算模型从活塞式膜片式泵22的磁线圈的温度T22中算出。两个磁线圈的温度T22和T252在SCR催化器系统的整个解冻过程中进行监控并且也进行调节。在按本发明的方法的实施方式中，在此通过调节功能将两个温度T22和T252线性地调节到例如110℃上。在本发明的另一实施方式中，在交替的运行中实现了两个磁线圈温度T22和T252的两点调节，其中在磁线圈温度小于100℃时接通加热运行并且在磁线圈温度大于120℃时断开加热运行。该调节功能一直保持，直到HWL储箱单元1和输送模块2解冻，也就是说假定超过-11℃的温度。关于这方面的要求例如从EPA（US Environmental Protection Agency（US环境保护机构））的规定中获得。

Claims (10)

1.用于加热SCR催化器系统中输送模块（2）的方法，包括
-确定SCR催化器系统中的至少一个温度值，
-监控输送模块（2）中第一往复活塞泵（22）的第一磁线圈的温度T22，并且
-在SCR催化器系统的解冻阶段中通过磁线圈的脉宽调制触发将第一磁线圈的温度T22调节到预先给定的值上。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，确定SCR催化器系统中还原剂溶液的温度THWL、开始温度调节之前第一磁线圈的温度T22以及周围环境温度TU。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过检测第一往复活塞泵（22）的泵流来监控第一磁线圈的温度T22。
4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，通过线性调节或两点调节来调整第一磁线圈的温度T22。
5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，监控输送模块（2）中第二往复活塞泵（252）的第二磁线圈的温度T252并且在SCR催化器系统的解冻阶段中通过第二磁线圈的脉宽调制触发来控制该温度，其中通过计算模型从第一磁线圈的温度T22中确定第二磁线圈的温度T252。
6.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，在SCR催化器系统的计量阶段中通过各个磁线圈的脉宽调制触发将第一磁线圈的温度T22以及必要时第二磁线圈的温度T252调节到预先给定的值上。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，为了在输送模块（2）的泵浦阶段中提高磁线圈温度，将磁线圈的通电时间段延长超过对于泵浦往复来说所需的时间段。
8.按权利要求6所述的方法，其特征在于，为了在计量阶段中提高磁线圈温度通过磁线圈的脉宽调制触发将热流注入。
9.计算机程序，该计算机程序当其在计算设备或控制设备（4）上运行时执行按权利要求1到8中任一项所述方法的所有步骤。
10.具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码保存在机器可读的载体上，以便在程序于计算机或控制设备（4）上运行时实施按权利要求1到8中任一项所述的方法。
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