CN104428506A - 涉及scr系统的方法和scr系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涉及SCR系统的方法，其中向来自发动机(231)的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化废气，并且其中所述SCR系统包括被设置在催化剂装置(260；262)的上游的蒸发部分(361)，所述方法包括如下步骤：-(s410)连续监测所述蒸发部分的温度(Tmod)的变化。所述方法还包括如下步骤：-基于所述蒸发部分的温度(Tmod)的所述变化来控制(s420，s430)所述发动机(231)的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机(231)，并且同时避免在所述蒸发部分(261)中形成晶体。本发明还涉及包括程序代码(P)的计算机程序产品，所述程序代码(P)用于使计算机(200；210)实施根据本发明的方法。本发明还涉及SCR系统和配备有SCR系统的机动车辆。

Description

涉及SCR系统的方法和SCR系统
技术领域
本发明涉及一种涉及SCR系统的方法。本发明还涉及包括用于使计算机实施根据本发明的方法的程序代码的计算机程序产品。本发明还涉及SCR系统和配备有SCR系统的机动车辆。
背景技术
现今，车辆使用例如尿素作为SCR(选择性催化还原)系统中的还原剂，SCR系统包括SCR催化剂，其中所述还原剂和NOx气体可以发生化学反应并且转化成氮气和水。SCR系统中可以使用各种类型的还原剂。AdBlue是常用还原剂的示例。
一种类型的SCR系统包括容纳还原剂的容器。SCR系统还具有泵，其被设置为经由抽吸软管从容器吸入所述还原剂并且经由压力软管将所述还原剂供应到投配单元，投配单元位于与车辆的排气系统相邻的位置，例如，与排气系统的排气管道相邻的位置。投配单元被设置为根据存储在车辆控制单元中的操作例程来向SCR催化剂上游的排气系统中注入必要量的还原剂。为了使得在投配量很小或没有投配量时更容易调节压力，系统还包括从系统的压力侧返回到容器的回流软管。
SCR系统包括蒸发部分，供应的还原剂在蒸发部分中被蒸发，以便在由SCR基板处理之前得到有效混合。在大剂量投配所述还原剂时出现的问题是，蒸发模块被冷却到可以出现形成所述还原剂的晶体的温度。这种状况是不期望出现的，因为形成还原剂的晶体可能导致所述SCR系统性能下降，并且在长期上还会导致SCR系统堵塞。晶体形成通常与所述SCR系统的清洁困难或必要的净化燃烧相关联。因此，期望的是避免还原剂的积累以及所述SCR基板上游的所述还原剂的晶体形成。
US 201039249描述了机动车辆的SCR系统，其中测量了SCR催化剂的温度。
US 200040194451描述了用于内燃机的控制系统，其中可以基于所测量的催化剂的温度来控制发动机的燃料喷射角度。
EP 2211033描述了用于出于在低废气温度下减少来自SCR系统的NOx的含量的目的而控制混合动力车辆中的内燃机的方法和装置。
发明内容
本发明的一个目的是提出涉及SCR系统的新颖并且有利的方法。
本发明的另一个目的是提出新颖并且有利的SCR系统和涉及SCR系统的新颖并且有利的计算机程序。
本发明的其它目的是提出用于在可以使NOx转化最大化的同时减小SCR系统的还原剂的晶体形成的风险的方法、SCR系统和计算机程序。
本发明的又一个目的是提出涉及SCR系统的替代的方法、替代的SCR系统和涉及SCR系统的替代的计算机程序。
这些目的中的一些目的是由根据权利要求1所述的涉及SCR系统的方法实现的。其它目的是由根据权利要求7所述的SCR系统实现的。在从属权利要求中揭示了有利的实施例。
根据本发明的一方面，提供了涉及SCR系统的方法，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化废气，并且其中SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，所述方法包括如下步骤：
-连续监测所述蒸发部分的温度的变化；以及
-基于蒸发部分的温度的所述变化来控制所述发动机的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机，并且同时避免在所述蒸发部分中形成晶体。
由此实现了涉及SCR系统的方法，其中可以基于催化剂装置的所述蒸发部分的建模/计算/预测/测量的温度来控制所述发动机的操作模式。
由此实现了鲁棒的方法，其中减小、最小化或消除了在SCR催化剂上游，例如在所述蒸发部分中形成晶体的风险。由此可以保持关于NOx的高转化性能，这不仅从环境的角度来看是有利的。
由此，实现了对上述问题的鲁棒的解决方案，其中使形成尿素结石的风险最小化，同时关于蒸发部分的可用蒸发性能优化了发动机的燃料消耗。
控制操作模式的步骤可以包括如下步骤：
-在蒸发部分的所述温度低于特定温度阈值时，操作模式从对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式转换为对应于较高燃料消耗和所述废气的较低NOx含量的第二操作模式。通过减少废气的NOx的含量，减小了对还原剂的需求，这又导致所述蒸发部分未被该减小量的还原剂冷却。通过这种方式，提高了所述蒸发部分的温度，并且因此避免了形成尿素结石。
控制操作模式的步骤可以包括如下步骤：
-将操作模式从对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式转换为实现所述废气温度提高的操作模式。
可以通过影响例如车辆发动机的EGR含量或通过影响车辆发动机的燃料喷射压力来实现操作模式的所述转换。由此实现了根据本发明的自动化的方法，并且因此实现了环境友好的方法。
控制操作模式的步骤可以包括如下步骤：
-在蒸发部分的所述温度达到或超过特定温度阈值时，将操作模式从对应于高燃料消耗和废气的低NOx含量的第二操作模式转换为对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式。在蒸发部分的所述温度达到所述温度阈值时，不再有形成尿素结石的任何风险，并且可以将操作模式转换回燃料节省操作模式。
可以通过影响例如车辆发动机的EGR含量或通过影响车辆发动机的燃料喷射压力来实现操作模式的所述转换。由此实现了根据本发明的自动化的方法，并且因此实现了环境友好的方法。
方法还可以包括如下步骤：
-基于废气温度、废气质量流、还原剂的投配量和所述还原剂的温度这些参数的至少其中之一来连续地对蒸发部分的所述温度进行建模。由此实现了根据本发明的准确并且鲁棒的方法。
所述发动机的操作模式的所述控制可以包括在适合数量的预定操作模式之间转换操作模式。由此实现了根据本发明的变化的方法，其中可以考虑燃料经济性以及催化剂装置的SCR基板上游的尿素团块的形成的风险来选择适合的操作模式。
方法还可以包括如下步骤：
-在所述蒸发部分的所述温度低于预定阈值水平时减少还原剂的投配。由此实现了根据本发明的一方面的可靠的方法。
根据本发明的一方面，提供了涉及SCR系统的方法，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化废气，并且其中SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，所述方法包括如下步骤：
-连续确定所述蒸发部分的温度变化；以及
-通过选择所述发动机的操作模式来控制所述蒸发部分的温度，以使得在蒸发部分的所述温度已经下降到预定温度区间内时执行操作模式的转换，其中从对应于期望的低燃料消耗和废气的高NOx含量的操作模式转换为对应于较高燃料消耗和废气的较低NOx含量的操作模式。
根据本发明的一方面，提供了涉及SCR系统的方法，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化废气，并且其中SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，所述方法包括如下步骤：
-连续监测蒸发部分的所述温度的变化；
-基于蒸发部分的温度的所述变化来连续控制所述发动机的操作模式，用于避免在所述蒸发部分中不希望地形成晶体，并且尽可能在期望的最优状况期间操作所述发动机。
可以在现有机动车辆中实施该方法。可以在制造车辆期间在车辆的控制单元中安装根据本发明的涉及SCR系统的程序代码。因此车辆购买者可能能够作为选项来选择所述方法的功能。替代地，可以在服务站升级时在车辆的控制单元中安装用于执行涉及SCR系统的创新方法的程序代码，在该情况下，可以将程序代码加载到控制单元中的存储器中。因此实施该创新方法是成本高效的。因此本发明表示上述问题的成本高效的解决方案。
可以更新或替换包括涉及SCR系统的程序代码的程序代码。此外，可以彼此独立地更换涉及SCR系统的程序代码的不同部分。从维护的角度看，该模块化结构是有利的。
根据本发明的一方面，提供了SCR系统，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，SCR系统包括：
-被设置为连续监测蒸发部分的所述温度的变化的单元；
-被设置为基于蒸发部分的温度的所述变化来控制所述发动机的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机并且同时避免在所述蒸发部分中形成晶体的单元。
SCR系统还可以包括：
-被设置为将操作模式从对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式转换为对应于较高燃料消耗和废气的较低NOx含量的第二操作模式的单元。
SCR系统还可以包括：
-被设置为将操作模式从对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式转换为实现所述废气的温度提高的操作模式的单元。
SCR系统可以包括：
-被设置为将操作模式从对应于高燃料消耗和所述废气的低NOx含量的第二操作模式转换为对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式的单元。
SCR系统还可以包括：
-被设置为基于废气温度、废气质量流、还原剂的投配量和所述还原剂的温度这些参数的至少其中之一来连续地对所述蒸发部分的所述温度进行建模的单元。
SCR系统可以包括：
-被设置为以实现适合数量的预定操作模式之间的转换的方式来控制所述发动机的所述操作模式的单元。
SCR系统还可以包括：
-被设置为在所述蒸发部分的所述温度低于预定阈值水平时减少还原剂的投配的单元。
根据本发明的一方面，提供了包括所述SCR系统的机动车辆。机动车辆可以是卡车、公共汽车或小客车中的任一种。
根据本发明的一方面，提供了涉及SCR系统的计算机程序，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中所述SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，其中所述计算机程序包括存储在计算机可读介质上的程序代码，所述程序代码用于使电子控制单元或连接到电子控制单元的另一个计算机执行根据权利要求1-6中的任一项所述的步骤。
根据本发明的一方面，提供了涉及SCR系统的计算机程序，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中所述SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，其中所述计算机程序包括用于使电子控制单元或连接到电子控制单元的另一个计算机执行根据权利要求1-6中的任一项所述的步骤的程序代码。
根据本发明的一方面，提供了用于控制内燃机的涉及SCR系统的计算机程序，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中所述SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，其中所述计算机程序包括用于使电子控制单元或连接到电子控制单元的另一个计算机执行根据权利要求1-6中的任一项所述的步骤的程序代码。
根据本发明的一方面，提供了用于控制内燃机的涉及SCR系统的计算机程序，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中所述SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分，其中所述计算机程序包括用于使电子控制单元或连接到电子控制单元的另一个计算机执行根据权利要求1-6中的任一项所述的步骤的程序代码。
根据本发明的一方面，提供了包括存储在计算机可读介质上的程序代码的计算机程序产品，当所述计算机程序在电子控制单元或连接到电子控制单元的另一个计算机上运行时，所述程序代码用于执行根据权利要求1-6中的任一项所述的方法步骤。
根据以下细节并且还通过将本发明投入实践，本发明的其它目的、优点和新颖特征对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。尽管下文描述了本发明，但是应该注意的是，本发明不限于所描述的具体细节。本领域技术人员在接触了本文中的教导之后将认识到，其它应用、修改和在其它领域内的合并都在本发明的范围内。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其其它目的和优点，应该结合附图来阅读下文给出的具体实施方式，附图中的相同附图标记属于各图中的相似项目，
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的车辆；
图2a示意性地示出了根据本发明的实施例用于图1中所描绘的车辆的子系统；
图2b示意性地示出了根据本发明的实施例用于图1中所描绘的车辆的子系统；
图3示意性地示出了根据本发明的一方面的阐述本发明的示图；
图4a是根据本发明的实施例的方法的示意性流程图；
图4b是根据本发明的实施例的方法的更详细的示意性流程图；以及
图5示意性地示出了根据本发明的实施例的计算机。
具体实施方式
图1描绘了车辆100的侧视图。此处例示的车辆100包括牵引单元110和拖车112。车辆可以是重型车辆，例如卡车或公共汽车。替代地，车辆可以是小汽车。
应该指出，本发明适合于任何SCR系统中，并且因此不限于机动车辆的SCR系统。根据本发明的一个方面的创新方法和创新SCR系统同样适合于除了机动车辆之外的包括SCR系统的其它平台，例如船舶。船舶可以是任何种类的船舶，例如摩托艇、汽船、轮渡或舰船。
根据本发明的一个方面的创新方法和创新SCR系统例如还适合于包括工业用发动机和/或发动机驱动的工业机器人的系统。
根据本发明的一个方面的创新方法和创新SCR系统还适合于各种发电厂，例如具有柴油发电机的发电厂。
创新方法和创新SCR系统还适合于包括发动机的任何发动机系统，例如火车头或一些其它平台上的发动机系统。
创新方法和创新SCR系统还适合于包括NOx发生器的任何系统。
术语“链路”在本文中是指通信链路，其可以是诸如光电通信线路之类的物理连接或诸如无线连接之类的非物理连接，例如无线电链路或微波链路。
术语“线路”在本文中是指用于保持并输送例如液体形态的还原剂的流体的通道。线路可以是具有任何尺寸的管道并且可以由任何适合的材料制成，例如由塑料、橡胶或金属制成。
术语“还原剂”或“还原试剂”在本文中是指用于与SCR系统中的特定排放物进行化学反应的试剂。这些排放物可以例如是NOx气体。在本文中同义地使用术语“还原剂”和“还原试剂”。在一种形式中，所述还原剂是所谓的AdBlue。当然也可以使用其它种类的还原剂。在本文中引用AdBlue作为还原剂的示例，但是本领域的技术人员将领会到，在根据创新方法的控制算法中，创新方法和创新SCR系统在进行必要改变后可以用于其它类型的还原剂。
图2a描绘了车辆100的子系统299。子系统299位于牵引单元110中，并且可以是SCR系统的一部分。在该示例中，子系统299包括被设置为容纳还原剂的容器205。容器适用于容纳适合量的还原剂，并且还可以根据需要进行补充。容器可以适用于容纳例如75或50升的还原剂。
第一线路271被提供为将还原剂从容器205引向泵230。泵230可以是任何适合的泵。泵230可以被设置为由电动机(未描绘)驱动。泵230可以适用于经由第一线路271从容器205吸入还原剂并且经由第二线路272向投配单元250供应还原剂。投配单元250包括电控制的投配阀，通过该电控制的投配阀，可以控制添加到排气系统的还原剂流。泵230适用于对第二线路272中的还原剂加压。投配单元250具有节流单元，借助该节流单元，可以在子系统299中建立还原剂的所述压力。
投配单元250适用于向车辆100的排气系统(见图2b)供应所述还原剂。更具体地，投配单元250适用于以受控的方式向车辆100的排气系统供应适合量的还原剂。在该形式中，SCR催化剂(未描绘)位于排气系统中的进行还原剂供应的位置的下游。
投配单元250可以位于与例如排气管相邻的位置，排气管被提供为将来自车辆100的内燃机231的废气引向SCR催化剂。
在投配单元250与容器205之间运行的第三线路273适用于将馈送到投配阀250的一定量的还原剂引回容器205。该配置实现了投配单元250的有利冷却。因此，在将还原剂流通过投配单元250从泵230泵送到容器205时，由该还原剂流来冷却投配单元250。
第一控制单元200被设置为用于经由链路L292与泵230通信。第一控制单元200被设置为控制所述泵230的操作，以便例如调整子系统299内的还原剂流。第一控制单元200被设置为通过控制电发动机来控制泵230的操作功率。
第一控制单元200被设置为经由链路L250与投配单元250通信。第一控制单元200被设置为控制所述投配单元250的操作，以便例如控制到车辆100的排气系统的还原剂的投配。第一控制单元200被设置为控制投配单元250的操作，以便例如调整到容器205的所述还原剂的回流。
第二控制单元210被设置为用于经由链路L210与第一控制单元200通信。该第二控制单元210可以可拆卸地连接到第一控制单元200。第二控制单元210可以是车辆外部的控制单元。第二控制单元210可以适用于执行根据本发明的创新方法步骤。第二控制单元210可以用于向第一控制单元交叉加载软件，尤其是用于应用创新方法的软件。替代地，第二控制单元210可以被设置为用于经由车辆的内部网络与第一控制单元200通信。第二控制单元210可以适用于执行实质上与第一控制单元200类似的功能，例如基于蒸发部分的温度变化来控制所述发动机的操作模式，以便基于关于燃料经济性和废气净化方面的要求来操作所述发动机，并且同时避免在所述蒸发部分中形成晶体。创新方法可以由第一控制单元200或第二控制单元210或它们两者来执行。
图2b示出了根据本发明的实施例的图1中所示车辆的子系统289。子系统289可以组成创造性SCR系统的一部分。
在操作期间，发动机231使得经由第一通道235引向SCR催化剂装置260的废气流动。SCR催化剂装置包括蒸发模块261和催化剂部分262。第二通道245被设置为从所述SCR催化剂装置260向车辆100周围输送废气。
第一控制单元200被设置为转换发动机231的操作模式M。第一控制单元200被设置为根据本文中所描绘的创造性方法在适合数量的操作模式之间进行转换。第一控制单元被设置用于经由链路L231与发动机231通信。
本文中描绘了蒸发部分，其包括所述催化剂部分262上游的区域，所投配的还原剂可以在该区域被蒸发。所述蒸发部分可以包括蒸发模块261和第一通道235的一部分。
第一控制单元200被设置为控制投配单元250的操作，以便向第一通道235中投配还原剂。所述蒸发模块261被设置为蒸发所述投配的还原剂，以便实现废气与还原剂的混合，用以通过所述SCR部分262来进行处理。所述蒸发模块261可以包括混合器(未示出)，用于将所述蒸发的还原剂与废气混合。所述混合器可以被设置为与所述SCR催化剂262相邻，即，在所述蒸发模块261下游较远处。以任何适合方式形成所述蒸发模块261。所述蒸发模块261被配置为尽可能实现所提供的还原剂的最有效的蒸发。本文中，所述蒸发模块提供可以以有效方式进行所提供的还原剂的蒸发的大表面。所述蒸发模块261可以由金属或金属合金构成。
第一NOx传感器240被设置在所述第一通道235处的所述SCR催化剂装置260的上游。所述第一NOx传感器240被设置为用于经由链路L240与第一控制单元200通信。第一NOx传感器240被设置为连续确定第一通道235中的NOx的主导(prevailing)含量。第一NOx传感器240被设置为经由链路L240向第一控制单元200连续发送包括与NOx的主导含量相关的信息的信号。
第二NOx传感器270被设置在所述第二通道245处的所述SCR催化剂装置260的下游。所述第二NOx传感器270被设置为用于经由链路L270与第一控制单元200通信。第二NOx传感器270被设置为连续确定第二通道245中的NOx的主导含量。第一NOx传感器270被设置为经由链路L240向第一控制单元200连续发送包括与NOx的主导含量相关的信息的信号。
所述第一NOx传感器240和所述第二NOx传感器270可以用于分别提供关于第一通道235和第二通道245中的NOx的主导含量的信息。由此所述第一控制200单元可以被设置为基于其信息来以适合的方式向第一通道235中投配还原剂。
根据一个实施例，第一控制单元200可以被设置为通过存储器中存储的计算模块来分别确定第一通道235和第二通道245中的NOx的主导含量。由此第一控制单元200被设置为分别基于与所述第一通道235和第二通道245中的NOx的所述计算的主导含量有关的信息来以适合的方式向第一通道235中投配还原剂。
温度传感器280被设置在所述第一通道235处的所述SCR催化剂装置260的上游。所述温度传感器280被设置为经由链路L280与第一控制单元200通信。温度传感器280被设置为连续确定第一通道235中的废气的主导温度Tmeas。温度传感器280被设置为经由链路L280向第一控制单元200连续发送包括与废气的主导温度Tmeas相关的信息的信号。
根据一个实施例，第一控制单元200被设置为通过其中存储的计算模型来确定第一通道235中的所述废气的主导温度Tmeas。可以基于例如所确定的废气质量流和注入到发动机230中的燃料量来确定第一通道235中的废气的所述主导温度Tmeas。
用于测量主导废气质量流MF的传感器(未示出)可以设置在第一通道235中。所述废气质量流传感器被设置为连续确定第一通道235中的主导废气质量流MF，并且经由适合的链路(未示出)向第一控制单元200发送包括其信息的信号。
根据一个实施例，第一控制单元200被设置为通过其中存储的计算模型来确定第一通道235中的主导废气质量流MF。可以基于例如所确定的发动机230的操作模式来确定第一通道235中所述主导废气质量流MF。
用于测量所述还原剂的主导温度的传感器(未示出)可以设置在SCR系统的适合位置。所述温度传感器被设置为连续确定所述还原剂的主导温度并且经由适合的链路(未示出)向第一控制单元200发送包括其信息的信号。
根据实施例，提供了温度传感器281。所述温度传感器281被设置为连续地或间断地测量所述蒸发部分的温度。所述温度传感器281可以被设置在所述SCR催化剂装置260处。所述温度传感器281可以被设置在所述蒸发模块261处。所述温度传感器281可以被设置在第一通道235处。所述温度传感器281被设置为用于经由链路L281与第一控制单元200通信。温度传感器281被设置为连续确定SCR系统的蒸发表面的主导温度。温度传感器281被设置为经由链路L281向第一控制单元200连续发送包括与所述蒸发部分的主导温度相关的信息的信号。
应该注意，可以通过如下方式来执行创造性方法：由所述温度传感器281测量的温度用于控制所述发动机231。由此，基于所述蒸发部分的建模的温度，使用由所述温度传感器281测量的所述温度作为替代或作为补充来控制所述发动机231。由此，根据创造性方法的一方面，第一控制单元200被设置为以任何适合的方式使用所述测量的温度。
第一控制单元200被设置为通过存储的模型来连续预测蒸发模块261的主导温度Tmod。第一控制单元200被设置为通过存储的模型来连续预测所述蒸发部分的主导温度Tmod。通过利用还原剂蒸发所接触的实际表面的预测温度，实现了SCR系统，其比现有技术更稳定，并且可以更正确地确定是否存在形成尿素结石的风险。第一控制单元200被设置为基于第一通道235中的废气的所述所确定的温度Tmeas，通过所述模块来计算蒸发模块261的主导温度。第一控制单元200被设置为基于投配到第一通道235中的还原剂的量，通过所述模块来计算蒸发模块261的主导温度Tmod。根据示例，第一控制单元200被设置为基于投配到第一通道235中的还原剂的量和第一通道235中的废气的所述所确定的温度Tmeas，通过所述模型来计算蒸发模块261的主导温度。根据示例，第一控制单元200被设置为基于投配到第一通道235中的还原剂的量、第一通道235中的废气的所述所确定的温度Tmeas和第一通道235中的主导废气质量流MF，通过所述模型来计算蒸发模块261的主导温度。
根据示例，第一控制单元200被设置为基于第一通道235中的还原剂的投配量，通过所述模型来计算蒸发模块261的主导温度Tmod，其中第一通道235中的废气的所述所确定的温度和所述所投配的还原剂的主导温度。由此子系统299可以设置有温度传感器(未示出)，用于测量还原剂的主导温度。
第一控制单元200被设置为基于来自所述温度传感器281的所述信号，连续地或间断地确定所述蒸发部分的主导温度。
根据示例，第一控制单元200被设置为控制所述发动机231的操作以提高或降低来自所述发动机231的所述废气的温度。由此，第一控制单元200可以被设置为首先提高来自所述发动机231的所述废气的所述温度并且随后降低所述温度。由此，第一控制单元200可以被设置为首先降低来自所述发动机231的所述废气的所述温度并且随后提高所述温度。由此可以分别连续提高和降低所述温度。由此可以采用一些适合的步骤来分别提高和降低所述温度。由此可以连续或间断地将所述温度控制到最终改变的优选温度。由此，可以在适当的时候实现所述废气温度的提高，以便以有效的方式提高所述温度，以允许在所述蒸发部分处的所投配的还原剂的有效蒸发。
图3示意性地示出了根据本发明的一方面的阐述本发明的示图。在示图中，示出了与特定时段期间的不同操作参数相关联的三个曲线图。
在第一个曲线图中，示出了作为时间t的函数的所测量的废气温度Tmeas和蒸发部分261处的建模的温度Tmod。
在第二个曲线图中，示出了作为时间t的函数的发动机230的操作模式M。
在第三个曲线图中，示出了作为时间t的函数的还原剂的投配量D。
此外，提供了一些时间点a-f。根据该示例，在由时间点零(0)和f所限定的时间段期间，所述发动机231的主导负载大体上恒定(静态)。
在时间点a处，SCR系统处开始投配还原剂D。由此以水平D2投配还原剂。所述水平D2可以是适合的水平。由此，蒸发部分261的建模的温度Tmod开始下降。在时间点b处，所述温度Tmod低于预定值T1，这触发第一控制单元200将发动机的操作模式M从主导操作模式M3转换为操作模式M1。所述预定值T1可以是适合的值，例如200摄氏度。可以基于所述还原剂的特性的信息来确定所述预定值T1。所述预定值T1可以对应于使所投配的还原剂形成晶体的风险增大的温度。
可以将操作模式M3表示为对应于期望的低燃料消耗和发动机的废气的高NOx含量的第一操作模式。可以将操作模式M1表示为第二操作模式，其对应于与M3相比更高的燃料消耗和废气的比M3低的NOx含量。
由此，蒸发部分261的建模的温度Tmod开始升高并且对提供还原剂的需求减少，由此将所述还原剂的投配从水平D2降低到较低水平D1。所述水平D1可以是适合的水平。
在时间点c处，建模的温度Tmod达到预定温度T2，这触发第一控制单元200将发动机230的操作模式M从操作模式M1转换为操作模式M3。由此可以将还原剂的供应从水平D1提高到水平D2，由此蒸发模块261的建模的温度Tmod再次下降。所述预定值T2可以是适合的值，例如200摄氏度。可以基于还原剂的特性的信息来确定所述预定值T2。
在时间点d处，蒸发部分261的建模的温度Tmod下降到预定温度T1以下，由此，操作模式M1转换为操作模式M2，可以将操作模式M2表示为第三操作模式，其对应于与M3相比更高的燃料消耗和废气的与M3相比更低的NOx含量。由此，将还原剂的投配从水平D2降低到例如水平D1，或低于水平D2的任何其它适合的水平。
根据实施例，可以以适合数量的步骤来降低所述操作模式，每个步骤表示唯一的适合的操作模式。所述操作模式可以是预定的。在每次降低之间，可以针对第一控制单元200执行关于燃料经济性和所述还原剂形成晶体的风险方面的评估。由此，可以通过更优化的方式执行操作模式的转换，注意到所述燃料经济性和所述还原剂形成晶体的风险。
在时间点e处，建模的温度Tmod达到预定温度水平T2，并且第一控制单元200从操作模式M2转换为操作模式M3。
在时间点f处，增大发动机的负载，这导致废气的温度Tmeas升高，由此，蒸发部分的建模的温度Tmod不会下降到第一温度水平T1以下并且可以根据操作模式M3来连续推进车辆100。
图4a示意性地示出了根据本发明的实施例的涉及SCR系统的方法的流程图，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，用以针对其中NOx的含量来净化废气，并且其中SCR系统包括被设置在催化剂装置的上游的蒸发部分。方法包括第一方法步骤s401。步骤s401包括如下步骤：
-连续监测所述蒸发部分的温度的变化；
-基于蒸发部分的温度的所述变化来控制所述发动机的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机，并且同时避免在所述蒸发部分中形成晶体。在步骤s401之后，方法结束。
图4b示意性地示出了根据本发明的实施例的涉及SCR系统的方法的流程图，其中向来自发动机的废气流提供还原剂，用以针对其中NOx的含量来净化废气，并且其中SCR系统包括被设置在SCR催化剂装置260的SCR基板上游的蒸发部分。
方法包括第一方法步骤s410。方法步骤s410包括连续计算SCR系统的蒸发模块261的温度Tmod的步骤。可以基于与来自车辆发动机230的废气的温度Tmeas、主导废气质量流MF和第一通道235处的还原剂的投配量有关的信息来计算蒸发模块261的温度Tmod。在方法步骤s410之后执行随后的方法步骤s420。
方法步骤s420包括如下步骤：在蒸发部分的所述计算的温度Tmod低于预定温度T1时，将操作模式从对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式M3转换为对应于较高燃料消耗和废气的较低NOx含量的第二操作模式M1。在方法步骤s420之后执行随后的方法步骤s430。
方法步骤s430包括如下步骤：在蒸发部分的所述计算的温度Tmod超过预定温度T2时，将操作模式从对应于较高燃料消耗和废气的较低NOx含量的第二操作模式M1转换为对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量的第一操作模式M3。在方法步骤s430之后，方法结束。
图5是设备500的一种形式的示图。在一种形式中，参考图2所描述的控制单元200和210可以包括设备500。设备500包括非易失性存储器520、数据处理单元510和读/写存储器550。非易失性存储器520具有第一存储器元件530，其中存储了计算机程序，例如操作系统，用于控制设备500的功能。设备500还包括总线控制器、串行通信端口、I/O模块、A/D转换器、时间和日期输入和传输单元、事件计数器和中断控制器(未描绘)。非易失性存储器520还具有第二存储器元件540。
提供了计算机程序P，其包括用于连续监测所述蒸发部分的所述温度的变化的例程。
计算机程序P包括用于基于蒸发部分的温度Tmod的所述变化来控制所述发动机230的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机并且同时避免在所述蒸发部分中形成晶体的例程。
计算机程序P包括用于将操作模式从第一操作模式转换为第二操作模式的例程，第一操作模式对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量，第二操作模式对应于较高油耗和所述废气的较低NOx含量。
计算机程序P包括用于将操作模式从第二操作模式转换为第一操作模式的例程，第二操作模式对应于高燃料消耗和废气的低NOx含量，第一操作模式对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量。
计算机程序P包括用于基于以下参数的至少其中之一来连续对蒸发部分361的所述温度进行建模：废气温度Tmeas、废气质量流MF、还原剂的投配量D和所述还原剂的温度。
计算机程序P包括用于在适合数量的预定操作模式之间转换操作模式的例程。
计算机程序P包括用于在所述蒸发部分的所述温度低于预定阈值水平时减少还原剂的投配的例程。
计算机程序P可以以可执行形式或者以压缩形式存储在存储器560中和/或存储在读/写存储器550中。
在将数据处理单元510描述为执行特定功能时，这表示数据处理单元510实施存储器560中存储的程序的特定部分，或实施读/写存储器550中存储的程序的特定部分。
数据处理设备510可以经由数据总线515与数据端口599通信。非易失性存储器520旨在用于经由数据总线512与数据处理单元510通信。单独的存储器560旨在用于经由数据总线511与数据处理单元510通信。读/写存储器550适用于经由数据总线514与数据处理单元510通信。数据端口599可以例如具有连接到其上的链路L210、L230、L240、L250、L270、L280、L281和L292(见图2)。
当在数据端口599上接收数据时，数据暂时存储在第二存储器元件540中。当已经暂时存储了输入数据时，数据处理单元510准备好如上所述地进行代码执行。根据一个实施例，数据端口599处接收的信号包括与第一通道235中的废气的主导质量流有关的信息。根据一个实施例，数据端口599上接收的信号包括与第一通道235中的废气的主导温度Tmeas有关的信息。根据一个实施例，数据端口599处接收的信号包括与第一通道235和第二通道245中的废气的NOx含量有关的信息。数据端口599上接收的信号可以由设备500使用，用以连续监测所述蒸发部分261的温度Tmod的变化，并且基于蒸发部分的温度Tmod的所述变化来控制所述发动机231的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机，并且同时避免在所述蒸发部分261中形成晶体。
可以由设备500通过数据处理单元510来实施本文中所描述的方法的部分，数据处理单元510运行存储器560或读/写存储器550中存储的程序。在设备500运行程序时，执行了本文中所描述的方法。
出于说明性和描述性的目的提供了本发明的优选实施例的前述描述。其并不是详尽的，也不是要将本发明限制于所描述的变型。对于本领域的技术人员而言，很多修改和变化将是显而易见的。已经选择并描述了实施例，以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，并且因此使得本领域的技术人员能够针对不同实施例并且利用适合于预期用途的各种修改来理解本发明。

Claims (16)

1.一种涉及SCR系统的方法，其中，向来自发动机(231)的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中，所述SCR系统包括设置在催化剂装置(260；262)的上游的蒸发部分(361)，所述方法包括如下步骤：
-(s410)连续监测所述蒸发部分的温度(Tmod)的变化；
所述方法的特征在于如下步骤：
-基于所述蒸发部分的温度(Tmod)的所述变化来控制(s420，s430)所述发动机(231)的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机(231)，并且同时避免在所述蒸发部分(261)中形成晶体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制操作模式的步骤包括如下步骤：
-将操作模式从第一操作模式(M3)转换(s420)为第二操作模式(M1；M2)，所述第一操作模式(M3)对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量，所述第二操作模式(M1；M2)对应于较高燃料消耗和所述废气的较低NOx含量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，控制操作模式的所述步骤包括如下步骤：
-将操作模式从第二操作模式(M1；M2)转换(s430)为第一操作模式(M3)，所述第二操作模式对应于高燃料消耗和所述废气的低NOx含量，所述第一操作模式对应于所述期望的低燃料消耗和高NOx含量。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括如下步骤：
-基于以下参数的至少其中之一来连续对(s410)所述蒸发部分(361)的所述温度(Tmod)进行建模：废气温度(Tmeas)、废气质量流量(MF)、还原剂的投配量(D)和所述还原剂的温度。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述发动机(231)的操作模式的所述控制可以包括在适当数量的预定操作模式(M1；M2；M3)之间转换操作模式。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括如下步骤：
-在所述蒸发部分的所述温度(Tmod)低于预定阈值水平(T1)时，减少还原剂的投配。
7.一种SCR系统，其中，向来自发动机(231)的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中所述SCR系统包括设置在催化剂装置(260；262)的上游的蒸发部分(261)，所述SCR系统包括：
-被设置为连续监测所述蒸发部分的所述温度(Tmod)的变化的单元(240；200；210；500)；
所述SCR系统的特征在于：
-被设置为基于所述蒸发部分的温度(Tmod)的所述变化来控制所述发动机(231)的操作模式，以便基于关于燃料经济性以及废气净化方面的要求来操作所述发动机(231)并且同时避免在所述蒸发部分(261)中形成晶体的单元(240；200；210；500)。
8.根据权利要求7所述的SCR系统，还包括：
-被设置为将操作模式从第一操作模式(M3)转换为第二操作模式(M1；M2)的单元(200；210；500)，所述第一操作模式对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量，所述第二操作模式对应于较高燃料消耗和所述废气的较低的NOx含量。
9.根据权利要求7所述的SCR系统，包括：
-被设置为将操作模式从第二操作模式(M1；M2)转换为第一操作模式(M3)的单元(200；210；500)，所述第二操作模式对应于高燃料消耗和所述废气的低NOx含量，所述第一操作模式对应于期望的低燃料消耗和高NOx含量。
10.根据权利要求7-9中的任一项所述的SCR系统，还包括：
-被设置为基于以下参数的至少其中之一来连续对所述蒸发部分的所述温度(Tmod)进行建模的单元(200；210；500)：废气温度(Tmeas)、废气质量流量(MF)、还原剂的投配量和所述还原剂的温度。
11.根据权利要求7-10中的任一项所述的SCR系统，包括：
-被设置为以实现适当数量的预定操作模式(M1；M2；M3)之间的转换的方式来控制所述发动机(231)的所述操作模式的单元(200；210；500)。
12.根据权利要求7-11中的任一项所述的SCR系统，还包括：
-被设置为在所述蒸发部分的所述温度(Tmod)低于预定阈值水平(T1)时减少还原剂的投配的单元(250；200；210；500)。
13.一种机动车辆(100；110)，所述机动车辆包括根据权利要求7-12中的任一项所述的SCR系统。
14.根据权利要求13所述的机动车辆(100；110)，其中，所述机动车辆是卡车、公共汽车或小汽车中的任意一种。
15.一种涉及SCR系统的计算机程序(P)，其中，向来自发动机(230)的废气流提供还原剂，以针对其中NOx的含量来净化所述废气，并且其中所述SCR系统包括设置在催化剂装置(260)的上游的蒸发部分(261)，其中，所述计算机程序(P)包括用于使电子控制单元(200；500)或连接到所述电子控制单元(200；500)的另一个计算机(210；500)执行根据权利要求1-6中的任一项所述的步骤的程序代码。
16.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的程序代码，在所述计算机程序在电子控制单元(200；500)或连接到所述电子控制单元(200；500)的另一个计算机(210；500)上运行时，所述程序代码用于执行根据权利要求1-6中的任一项所述的方法步骤。
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