CN110030068B

CN110030068B - 用于控制具有多个计量阀的计量系统的方法

Info

Publication number: CN110030068B
Application number: CN201910027141.5A
Authority: CN
Inventors: E.博斯; S.伯姆
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: CN110030068A; DE102018200440A1; KR102601929B1; KR20190086385A

Abstract

本发明涉及用于控制具有多个计量阀的计量系统的方法。根据对计量阀的期望计量量要求和所有计量阀的、最大可能的总计量量来获取第一减少系数。

Description

用于控制具有多个计量阀的计量系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制具有多个计量阀的计量系统的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序以及一种机器能够读取的存储介质，所述计算机程序执行所述方法的每个步骤，所述存储介质储存所述计算机程序。最后，本发明涉及一种电子控制器，该电子控制器被设置用于执行所述方法。

背景技术

用于SCR-催化器系统的、具有一个或者多个计量阀的计量系统根据最佳的可能性、迅速且准确地实现由计量策略所请求的数量期望，其方式为：通过已知的信息而使数量要求转换成对计量阀的操控，所述信息是关于相应的计量阀的、可能的流量的信息或者是系统压力的信息。然而，如果数量期望超过了系统的物理容量（即，最大程度上能够由相应的计量阀计量的质量流或者最大程度上能够由供给单元再输送的质量流），则这种数量要求必须被恰好限制在该物理上限。然后所实现的量不再对应于来自计量策略的要求，所述计量策略于是如有必要必须随着增加的重新调整作用反应。

然而，在两个或者多个计量阀的情况下，总质量流目前也必须被限制到供给单元的物理上限，所述总质量流在一个时刻由所有阀计量出。当前的系统为此使用简单的优先次序；例如，就具有两个阀的系统而言，通常首先将发动机附近的阀的数量要求限制为最大可能的泵质量流，然后才将底部-计量阀（Unterflur-Dosierventil）的数量要求限制为可能残留的剩余差值，所述剩余差值在最大泵质量流和已经为第一阀请求的计量量之间。另一种优先次序选择在于计量位置的优选，所述计量位置具有较高的温度；第三种可能性在于计量位置的优选，所述计量位置提出较高的数量要求。但是，数量要求通常彼此程度不等。例如，底部阀门（Unterflurventil）通常具有低得多的数量要求。利用这些简单的优先次序，对催化器的计量需要的满足的程度是不平均的。这通常导致计量策略的液位控制器的高涨，因为最后一个阀经受更强的限制。

发明内容

所述方法基于以下认识：对所计量的质量流的所有限制应当如此进行，使得计量系统的多个计量阀的、所计量的质量流的比率对应于原始的数量要求的比率。这种方式最接近地对应于来自计量策略的要求。相反地，就程度不同的数量要求而言，单方面的限制也会导致液位控制器的高涨（Aufschwingen）。因此，为了控制具有多个计量阀的计量系统，设置了：根据对计量阀的期望计量量要求并且根据所有计量阀的、最大可能的总计量量来获取第一减少系数。在下文中，这个减少系数能够同样地被应用到所有计量阀的、所计量的质量流中，如果期望计量量要求超过了所有计量阀的、可能的总计量量。

该方法尤其能够被用于控制用于SCR-催化器系统的计量系统。在这种计量系统中设置有输送泵，所述输送泵输送来自罐的、待输送的流体并且将其运输到计量阀，所述待输送的流体在SCR-催化器系统的情况下为尿素水溶液（HWL）。如果存在这样的输送泵，则优选从输送泵的至少一个参数中获取最大可能的总计量量。该参数尤其是最大程度上能够由输送泵再输送（nachförderbar）的质量流。

在所述方法的一种实施方式中，借助于每个计量阀分别计量出计量量，所述计量量对应于相应的计量阀的期望计量量要求和第一减少系数的乘积。在此，第一减少系数具有最大为1的值，并且，相对于期望计量量要求如此减小实际的计量量，使得所计量的质量流的比率相对于期望计量量要求的比率保持不变。

优选地，当每个计量阀具有单独的输出级（完全独立的平行计量是可能的）时，或者，当计量系统的电子控制器每计量系统具有低侧并且此外对于所有计量系统来说存在公共的高侧时，应用所述方法的这种实施方式。这利用多个计量阀实现了平行计量，因为任意数量的计量阀能够同时是打开的。虽然打开过程有时必须被稍微延迟或者校正（entzerren），但是这没有显著地体现在对量的限制中。

在所述方法的另一种实施方式中设置了，借助于计量阀在计量间隔内分别依次计量出计量量。在此，相应的计量量对应于相应的计量阀的期望计量量要求、第一减少系数和第二减少系数的乘积。所述方法的这种实施方式尤其是得到应用，当计量系统的电子控制器具有用于所有计量阀的、公共的输出级时，在所述实施方式中除了第一减少系数还需要第二减少系数。这具有以下优点：能够在加热计量阀时进行温度调节，能够测量计量阀的饱和电流，并且，BIP（begin of injection point）和EIP（end of injection point）的测量也是可能的。这些可能性不可用，在使用每计量阀各自的低侧、然而使用公共的高侧并且同时运行所述阀时。然而，在这种计量系统中，借助于多个计量阀来同时计量是不可能的。由于在计量阀之间的切换需要计量暂停，因此计量阀不能够在计量间隔的整个长度上总计地计量。

优选地，能够通过以下方式来完成对第二减少系数的获取：所有计量阀的期望计量量要求、最大可能的总计量量、各个计量阀的最大可能的计量量、第一减少系数和相对可用的总计量持续时间得到考虑，所述总计量持续时间在计量间隔内。在此，相对可用的总计量持续时间被理解为计量间隔的百分比，在计量阀之间的切换不需要所述百分比并且因此所述百分比可用于计量。

第二减少系数实现了，在计量间隔内处理所有计量并且然而在此确保了，所计量的质量流的比率对应于期望计量量要求的比率。

所述方法的、不同的实施方式能够共同在一种计算机程序中得到实施，所述计算机程序被设置用于，执行所述方法的每个步骤，尤其是当它在计算机或者电子控制器上执行时。这借助于相同的策略实现了对具有分享的或者自己的输出级的计量系统的控制，即在统一架构（Unified Architecture）的框架中。为此，它被储存在机器能够读取的存储介质上。

通过在传统电子控制器上运行计算机程序，获得了电子控制器，该电子控制器被设置用于控制具有多个计量阀的计量系统。

附图说明

在附图中示出并且在以下描述中更详细地阐述本发明的实施例。

图1示意性地示出了SCR-催化器系统，所述SCR-催化器系统的计量系统能够借助于根据本发明的方法的实施例而得到控制。

图2示出了在根据本发明的方法的一个实施例中的多次计量的时间顺序。

具体实施方式

内燃机10在其排气系11中具有SCR-催化器系统20，所述SCR-催化器系统在图1中被示出。它具有两个SCR-催化器21、22，其中，第一SCR-催化器21的催化器材料布置在颗粒过滤器上（SCR on filter; SCRF）。为了将尿素水溶液计量到排气系11中，设置有计量系统30。它具有第一计量阀31和第二计量阀32，所述第一计量阀在第一SCR-催化器21的上游，所述第二计量阀在两个SCR-催化器21、22之间。输送泵33输送来自还原剂罐（未示出）的尿素水溶液。在此，该尿素水溶液通过还原剂管线被运输，所述还原剂管线在输送泵33的下游分支到两个计量阀31、32。第一计量阀31具有结构上相关的第一最大计量量dm_max,31，并且，第二计量阀32具有结构上相关的第二最大计量量dm_max,32。然而，两个计量阀31、32的最大可能总计量量dm_max,ges不对应于它们各自的最大计量量dm_max,31、dm_max,32的总和。相反，它较低，因为它受到尿素水溶液的质量流的限制，所述质量流能够最大程度地由输送泵33再输送。两个计量阀31、32和输送泵33由电子控制器40控制。

在本发明的第一实施例中，对于每个计量阀31、32来说，电子控制器40具有作为输出级的、各自的低侧。然而，存在用于两个计量阀31、32的、公共的高侧。借助于两个计量阀31、32的、不受限制的平行计量是可能的，为此，在电子控制器40中的所有驱动层（Treiberebenen）都是双重并且不受限制地存在。对于两个计量阀来说，数量要求是分开的并且被独立地接受，并且，原则上也被独立地处理。就第二计量阀32而言，相对于第一计量阀31，仅延迟了引入阶段。

如果在电子控制器40中存在总的期望计量量要求dm_Wunsch,ges，所述总的期望计量量要求由第一计量阀31的期望计量量要求dm_Wunsch,31和第二计量阀32的期望计量量要求dm_Wunsch,32得出，所述总的期望计量量要求大于所有计量阀31、32的、最大可能的总计量量dm_max,ges，所述最大可能的总计量量又由输送泵33的输送能力得出，则根据公式1来计算第一减少系数：

（公式1）

然后，进行借助于电子控制器40的、对计量阀31、32的操控而不基于相应的期望计量量要求dm_Wunsch,31、dm_Wunsch,32。代替地，根据公式2计算用于第一计量阀31的、受限的计量量要求dm_Dos,31：

（公式2）

以类似的方式，在使用第一减少系数的情况下，根据公式3计算出用于第二阀32的、受限的计量量要求dm_Dos,32：

（公式3）

在本发明的第二实施例中，电子控制器40具有用于两个计量阀31、32的、共同的输出级。首先，等待直到第一计量阀31完成其计量。然后，借助于在电子控制器40中的转换继电器，进行被分享的输出级的切换，并且，然后实现第二计量阀32的数量要求。在电子控制器40中固定地预先给定了这个顺序，以所述顺序处理对两个计量阀31、32的计量要求。

图2示出了在排气系11中对尿素水溶液的、三种不同的计量，所述尿素水溶液分别在计量间隔△t_ges内沉积。在所示出的三个计量间隔△t_ges中，第一计量阀31的计量持续时间△t₃₁和第二计量阀32的计量持续时间△t₃₂分别具有不同的长度，其中，在所示出的第三计量间隔△t_ges中，借助于第二计量阀32的计量的长度甚至为0。在计量之间分别进行切换暂停△t_u，所述切换暂停总是具有相同的长度。在此，根据公式4得出相对可用的总计量持续时间△t_rel，该总计量持续时间在计量间隔△t_ges内：

（公式4）

如果在电子控制器40a中存在总期望计量量要求dm_wunsch,ges，所述总期望计量量要求大于两个计量阀31、32的、最大可能的总计量量dm_max,ges，则在电子控制器中，首先例如在第一实施例中那样根据公式1计算出第一减少系数f₁。

此外，根据公式5，然而也计算出第二减少系数f₂：

（公式5）

然后，在使用两个减少系数f₁、f₂的情况下，并非根据公式2而是根据公式6来计算出受限的计量量要求dm_Dos,31，所述受限的计量量要求是操控第一计量阀31的基础：

（公式6）

以类似的方式，并非根据公式3而是根据公式7来计算出第二计量阀32的、受限的计量量要求dm_Dos,32：

（公式7）

在又一个实施例中，能够设置，第二减少系数f₂不被设置为由公式5得到的值、而是被设置为更低的值。

Claims

1.用于控制具有多个计量阀（31、32）的计量系统（30）的方法，其中，根据对所述计量阀（31、32）的期望计量量要求和所有计量阀（31、32）的、最大可能的总计量量来获取第一减少系数，其特征在于，从所述计量系统（30）的输送泵（33）的至少一个参数中获取所述最大可能的总计量量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于每个计量阀（31、32）分别计量出计量量，所述计量量对应于相应的计量阀的所述期望计量量要求和第一减少系数的乘积。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个计量阀（31、32）具有单独的输出级，或者，所述计量系统（30）的电子控制器（40）具有每计量阀（31、32）的低侧和用于所有计量阀（31、32）的、公共的高侧。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于所述计量阀（31、32）在计量间隔（△t_ges）内分别依次计量出计量量，所述计量量对应于相应的计量阀（31、32）的所述期望计量量要求、所述第一减少系数和第二减少系数的乘积。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计量系统（30）的电子控制器（40）具有用于所有计量阀（31、32）的、公共的输出级。

6.根据权利要求4或者5所述的方法，其特征在于，根据所述期望计量量要求、所述最大可能的总计量量、各个计量阀（31、32）的最大可能的计量量、所述第一减少系数和相对可用的总计量持续时间来获取所述第二减少系数，所述总计量持续时间在所述计量间隔（△t_ges）内。

7.计算机程序，该计算机程序被设置用于，执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法的每个步骤。

8.机器能够读取的存储介质，在所述存储介质上储存有根据权利要求7所述的计算机程序。

9.电子控制器（40），该电子控制器被设置用于，借助于根据权利要求1至6中任一项所述的方法来控制计量系统（30）。