CN110344915B

CN110344915B - 用于对具有至少两个配量阀的scr系统进行检查的方法

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Publication number: CN110344915B
Application number: CN201910270902.XA
Authority: CN
Inventors: E.波斯; J.斯坦巴克; J.G.穆勒; M.彻纽克斯; T.柯林格尔
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2019-04-04
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2039-04-04
Also published as: KR102652182B1; DE102018205137A1; CN110344915A; KR20190116918A

Abstract

本发明涉及一种用于对SCR系统进行检查的方法，所述SCR系统包括输送泵和多个配量阀（A、B），其中至少一个配量阀有故障。所述方法包括以下步骤：在一开始从还原剂溶液的通过所述输送泵（41）输送的质量（m_p）和还原剂溶液的通过所有配量阀（A、B）配入的标称质量（m_D）中求取（200）所述SCR系统（1）的总微调量（Y_g）。而后求取（300）用于所述配量阀之一（A）的还原剂溶液的质量份额（μ_A），在前一个适应周期（220）期间其中一个配量阀（A）已经配入了所述质量份额（μ_A）。

Description

用于对具有至少两个配量阀的SCR系统进行检查的方法

技术领域

本发明涉及一种用于借助于用于相应的配量阀的微调量对具有至少两个配量阀的SCR系统进行检查的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序，该计算机程序在其在计算器上运行时执行所述方法的每个步骤，并且本发明涉及一种机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质保存着所述计算机程序。最后，本发明涉及一种电子的控制器，该电子的控制器被设立用于执行所述按本发明的方法。

背景技术

目前，为了使机动车中的燃烧马达的废气中的氮氧化物（NOx）还原而尤其使用SCR催化器。DE 103 46 220 A1说明了SCR（Selective Catalytic Reduction（选择性催化还原））的基本原理。在此，处于SCR催化器表面上的氮氧化物分子在存在作为还原剂的氨（NH3）的情况下还原成元素氮。所述还原剂以商业上也作为AdBlue®为人所知的尿素-水-溶液的形式来提供，从所述尿素-水-溶液中分裂出氨。输送泵通过压力管路将还原剂溶液从还原剂储箱输送给至少一个配量模块。所述配量模块具有配量阀，而后通过所述配量阀将所述还原剂溶液在所述SCR催化器的上游配入到排气系中。对于配入的控制在电子的控制器中进行，在所述电子的控制器中保存了用于所述SCR系统的运行的配量策略。

在所述SCR系统的所谓的“容量的模式”中，通常利用所述输送泵的高的精度以及在稳定的状态中所述还原剂溶液的非常精确地知道的、通过输送泵输送的质量也作为所配量的质量又离开所述系统这种特性。在与所述还原剂溶液的通过所述输送泵输送的质量的较小的公差的组合中，平均出现高的质量精度。如果在所述容量的模式中所述质量平衡比如由于所述输送泵中或者所述配量模块中的故障而受到了干扰，那就再也不能直接检查所配入的质量。在这种情况下知道比如借助于压力传感器对压力进行监控。

DE 10 2015 216 222 A1说明了一种用于在SCR催化器系统的根据容量的原理来工作的配量系统中进行限制量误差的、调节压力的组件操控的方法。在这种方法中计算用于所述配量阀和所述输送泵的总微调量，从而在能预先给定的操控极限之内对所述配量系统进行的压力调节保证了所述配量系统的能预先给定的量精度。在此，为输送泵和配量阀个性化地如此计算这两个组件的最大允许的总微调量，以便从不超过能预先给定的、允许的用于所述配量系统的量误差。在所述两个组件之一有故障的情况下，通过对于另一个组件的操控的限制来防止在能预先给定的压力范围之内出现比所述能预先给定的量误差大的量误差。通过这种方式，依然处于技术条件（Spezifikation）之内的组件自动地对有故障的组件进行补偿，而不必知道所述故障。

目前在SCR系统中经常使用多个配量阀，通过所述配量阀将还原剂溶液配入到排气系中，其中所述配量阀通常配属于不同的SCR催化器。所述多个配量阀典型地通过压力管路的至少一个共同的部分与同一台输送泵相连接，所述输送泵为所有配量阀提供还原剂溶液。由此不可能明确地为仅仅一个配量阀分配所输送的质量。

DE 10 2012 218 092 A1说明了一种用于对至少一个配量阀进行功能监控的方法。借助于所述输送泵和所述至少一个配量阀来同步地（getaktet）配量所述还原剂溶液。在此在操控所述配量阀时检测所述压力并且借助于适应性的滤波器对其进行测评（ausgewertet）。随后对这些借助于适应性的滤波器来测评的压力值和所预料的比较数据实施比较。最后，在这种比较的基础上来确定（festgestellt）所述配量阀中和/或所述还原剂溶液的所配量的质量中的故障。

发明内容

说明一种用于对SCR系统进行检查的方法，所述SCR系统具有输送泵和至少两个配量阀、尤其是多个配量阀。所述输送泵通过压力管路将还原剂溶液输送给所述至少两个配量阀，所述至少两个配量阀而后将还原剂溶液配入到排气系中。在所述至少两个配量阀中，至少一个配量阀应该有故障。“有故障的配量阀”意味着，所述配量阀有缺陷（Defekt）或者配入还原剂溶液的错误的量或者错误的质量。

所述方法包括以下步骤：

在一开始求取从DE 10 2015 216 222 A1本身中知道的总微调量，以所述总微调量将所述SCR系统的系统压力调整到目标压力。所述总微调量Y_g可以从所述还原剂溶液的通过输送泵输送的质量m_P和所述还原剂溶液的通过所有配量阀来配入的标称质量m_D按照公式1来计算：

(公式1)。

借助于所述总微调量能够实施调整，以用于使所述还原剂溶液的由输送泵输送的质量和所述还原剂溶液的通过所有配量阀配入的质量彼此相适应。

此外，关于全部通过所有配量阀配入的质量来求取所述还原剂溶液的、在前一个适应周期期间由配量阀配入的质量的份额。为了为所述配量阀之一求取所述还原剂溶液的所谓的质量份额，将全部通过所有配量阀配入的质量设置为一，使得所述质量份额代表着无量纲的参量。前一个适应周期比如能够是下述周期，在所述周期中求取前面所描述的总微调量并且实施所述调整，并且前一个适应周期比如包括一百次配入。相应地，所有质量份额的总和刚好是一。在求取所述质量份额时，能够使用所述还原剂溶液的所配入的标称质量和在前一个适应周期中用于对相应的配量阀进行操控的参数。在每次操控所述配量阀时求取所配量的质量并且将其合计。因此，能够在适应周期结束时将所述配量阀的所合计的质量份额彼此置于关系中。

总微调量Y_g与用于配量阀的质量份额μ_n和微调量Y_n通过公式2处于关联之中：

（公式2）。

为了求取各个配量阀的微调量之间的比例，求取这些配量阀之间的压差比。所述微调量和所述压差对于相应的配量阀来说彼此处于相同的比例中：

（公式3）。

在此，Ψ_An表明在通过一个示范性的配量阀A进行配入时的压差Δp_A与在通过另外的配量阀之一进行配入时的至少一个压差Δp_n之间的压差比。μ_A是用于所述示范性的配量阀A的质量份额并且μ_n是用于所述另外的配量阀之一的质量份额。Y_A代表用于所述示范性的配量阀A的微调量并且Y_n代表所述另外的配量阀之一的微调量。每个配量阀的压差作为在通过这个配阀进行配入之前的压力与在通过这个配量阀进行配入之后的压力之间的差来计算。

有利地能够为了求取压差而通过相同的配量阀来执行大量的配入并且对所述大量的配入的压差求平均。这提供以下优点，即：在时间上受限制的干扰因素仅仅引起小的影响。

在求取所述压差比之后，计算用于所述配量阀之一的微调量。用于所述配量阀之一的微调量从所述总微调量、所述质量份额和所述压差比中来求取。

从公式2和公式3引出公式4并且公式4表明，能够如何求取用于示范性的配量阀A的微调量Y_A：

（公式4）。

这个公式中的符号对应于上面所提到的符号。不是通过所有质量份额来合计，而是也能够直接通过已经提到的、所有质量份额的总和是一这个关联来计算所述另外的配量阀的质量份额之一。

最后，如果所属的微调量高于第一上阈值或者低于第二下阈值、也就是说处于允许的范围之外，那就识别出配量阀有故障。

按照一个方面，能够以前面所描述的方式从所述总微调量、所述用于另一个配量阀的还原剂溶液的质量份额和所述压差比中求取所述至少一个另外的配量阀的另一个微调量。

不过优选从其中一个配量阀的微调量和所述压差比中计算所述另一个微调量。在公式5中示范性地为两个配量阀示出了所述计算：

（公式5）。

在此，Y_B表示所述另一个配量阀的微调量，Y_A表示其中一个配量阀的微调量并且Ψ_AB表示所述其中一个配量阀与所述另一个配量阀之间的压差比。如果标识所有另外的配量阀的符号n被标识另一个配量阀的符号B所取代，那就通过调整直接从公式3引出公式5。这种计算也可以套用到两个以上的配量阀上，如果已经求取了其它的微调量（除了其中一个还有待计算的微调量之外）。

在不取决于使用所述两种用于求取另一个配量阀的微调量的方式中的哪一种方式的情况下，如果所属的微调量高于第三阈值或者低于第四阈值，那就识别出所述另一个配量阀有故障。此外，对于所述配量阀中的每个配量阀来说能够在比较时使用自身的配对的阈值。

对于所述方法来说，能够设置特殊的配量策略，以便在相同的时间总是仅仅通过一个配量阀执行仅仅一次还原剂溶液的配入，因为否则再也不能将相应的压差分配给配量阀，这会导致所述压差比会被歪曲的结果。接下来介绍不同的配量策略，通过所述配量策略能够在进行配入时消除或者至少降低干扰影响。接下来的配量策略能够部分地或者完全地彼此组合。

在一种配量策略中能够规定，将同时的用于多个配量阀的配量要求划分为交替地先后执行的、用于所述配量阀的配量要求。由此实现这一点，即：通过不同的配量阀进行配入不是同时进行。

在另一种配量策略中，能够将所述还原剂溶液的有待配入的量划分到多次配入上。由此提高所实施的配入的数目并且由此随之也提高能测评的压差。

为了能够精确地求取在进行配入时的压差，必须的是，配入之前的压力和配入之后的压力足够稳定。因此，能够优选在不仅通过相同的配量阀而且通过不同的配量阀进行的、两次先后执行的配入之间等候一等候时间，在所述配入中所述压力会振荡。优选的等候时间优选大于200ms并且特别优选大于或者等于250ms。在求取在输送时的压差时也类似地适用这一点，即：输送之前的压力和输送之后的压力足够稳定。因此，能够在输送与配入之间等候相应的等候时间。

如果所述输送泵在配入期间输送还原剂，那就如此改变压力管路之内的压力，从而歪曲所求取的压差。相应地，证实有利的是，将在进行这种配入时所求取的压差比抛弃。

所述压差取决于所述SCR系统的刚性。因为所述配量阀液压地彼此连接，所以所述刚性同样地适用于所有配量阀。为了能够对用于不同的配量阀的压差进行比较，能够如此选择所述配量策略，使得所述刚性保持恒定。不过，所述刚性可能随着所述还原剂溶液中的所溶解的空气的份额而变化。因此，优选能够相对于彼此以窄小的时间间隔来求取用于不同的配量阀的压差。因此，比如将先后执行配入之间的等候时间选择得不要太大，比如大约为250ms。此外，所述刚性取决于所存在的压力水平。鉴于此，所述配入优选在基本上相同的压力水平之内进行。

所述SCR系统尤其在配量周期的开始不是没有空气，而是通常在所述压力管路中包含气泡。如果这些气泡在进行配入时同样被从所述压力管路中冲出去，那么所述压差就发生变化。因此，优选能够规定，在配量周期的开始不求取所述压差比。

按照一个方面，如果所述总微调量偏离1，因此如果所述还原剂溶液的、通过输送泵输送的质量和所述还原剂溶液的通过所有配量阀配入的标称质量彼此有别，那就能够额外地识别出故障。

所述计算机程序被设立成：尤其在所述方法在计算器或者控制器上被实施时实施所述方法的每个步骤。能够在传统的电子的控制器中实现所述方法，而不必对其进行结构上的改动。为此，所述计算机程序被保存在所述机器可读的存储介质上。

通过将所述计算机程序装载到传统的电子的控制器上，来得到所述电子的控制器，所述电子的控制器被设立成对具有至少两个配量阀的SCR系统进行检查。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下描述中进行详细解释。

图1示出了具有多个配量阀的SCR系统的示意图，能够借助于所述按本发明的方法的一种实施例来对所述SCR系统进行检查；

图2关于时间示出了图1的对于配量阀的操控、对于输送泵的操控以及SCR系统的压力的图表；

图3示出了所述按本发明的方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式

图1以示意图示出了一种用于至少一个（未示出的）SCR催化器的SCR系统1。所述SCR系统1包括两个配量模块21、22，其中第一配量模块21具有第一配量阀A并且第二配量模块22具有第二配量阀B。在另外的实施例中能够设置另外的配量阀。所述配量模块21、22通过压力管路3与输送模块4相连接，所述输送模块具有输送泵41，所述输送泵将还原剂溶液从还原剂储箱5输送到压力管路3中。所述压力管路3在共同的区段30的下游被划分为通向所述第一配量模块21的第一区段31和通向所述第二配量模块22的第二区段32。所述SCR系统1以容量的模式来工作，在所述容量的模式中所述还原剂溶液的通过输送泵4输送的质量完全通过所述配量阀A、B来配入。此外，在所述压力管路3的共同的区段30中布置有压力传感器6，所述压力传感器能够在那里测量压力p。所述压力传感器6、所述输送模块4、包括所述输送泵41以及所述配量模块21、22、包括所述配量阀A、B与共同的电子的控制器7相连接并且通过该电子的控制器来控制。

在图2中关于时间t示出了对于所述配量阀之一A或者B、比如第一配量阀A的操控100以及对于所述输送泵41的操控140的图表，其中所述操控100具有大量的、通过这个配量阀A进行配入101（为简明起见仅仅一次配入示范性地设有附图标记），并且其中所述操控140具有大量的泵升程141（同样仅仅一个泵升程设有附图标记），通过所述输送泵来将所述还原剂溶液输送到所述压力管路3中。此外示出了借助于所述压力管路3中的压力传感器6所测量的所产生的压力p。如果执行了泵升程141，那么所述压力p就剧烈地上升，并且如果执行配入101，那么所述压力p就逐级地减小。

借助于这张图表来对所使用的配量策略的方面进行解释。在这里所使用的配量策略规定，将所述还原剂溶液的有待配入的量分配到多次配入101上。此外规定，在配量周期的开始等候一些配入101、比如一百次具有总共三克还原剂溶液的配入，在这些配入中在这张图表中示出了三次配入，在这些配入中将可能在所述压力管路3中存在的气泡冲出去（geschwemmt）。

在所述图表中，三次配入用k、k+1和k+2来表示，在这三次配入中分别求取压差Δp_k、Δp_k+1、Δp_k+2。在两次先后执行配入k、k+1、k+2之间等候250ms的等候时间t_w，在所述等候时间里所述压力p振荡（einschwingt），并且随后测量所述压力p。在选择所述等候时间t_w时要注意，不要将其选择得太大，因为否则所述还原剂溶中的所溶解的空气的份额会变化，由此所述SCR系统1的刚性发生变化。示范性地示出了配入k之前的压力p_v,k和在配入k之后的压力p_n,k（这个压力相当于在下一次配入k+1之前的压力），从所述两个压力中计算用于这次配入k的压差Δp_k。为了求取所述压差Δp，能够通过多次配入101来求平均。

在紧挨着在泵升程141之前进行配入102期间并且/或者在配入103期间求取的压差被抛弃，其中对于所述配入103来说在进行了泵升程141之后所述压力p未进行振荡。

在关于图2的描述中所作出的解释同样适用于所有配量阀A、B。尤其为所有配量阀A 、B使用相同的配量策略，当然也能够对所述配量策略进行调整。此外，所述配量策略规定，将同时的用于多个配量阀A、B的配量要求划分为交替地先后执行的、用于所述配量阀A、B的配量要求。在图3中所述两个配量阀能够互换。为此，对每个参量来说，将标识着第一配量阀的符号（Index）A和标识着所述第二配量阀的符号B彼此交换并且在描述中所述第一配量阀A被所述第二配量阀B所取代并且反之亦可。

图3示出了所述按本发明的方法的一种实施例的流程图，所述方法适合用于检查两个配量阀。在一开始，总微调量Y_g作为由所述还原剂溶液的由输送泵41输送的质量m_P和所述还原剂溶液的通过配量阀A、B配入的质量m_D构成的商数按照公式1来计算200：

（公式1）。

如果在比较210中查明，所述总微调量Y_g不是一，那就输出所述SCR系统1的故障（Fehler）211。借助于基于所述总微调量Y_g的调整220，使由所述还原剂溶液的由输送泵41输送的质量m_P和所述还原剂溶液的通过配量阀A、B配入的质量m_D彼此相适应（angeglichen）。如果所述比较210表明，所述总微调量Y_g以小的公差结果是一，那就识别出没有故障并且能够继续所述方法。

在另一个步骤中，求取300在前一次调整220期间通过所述第一配量阀A配入的质量份额μ_A。这一点接下来要在一种实施例上予以说明。在所述调整220期间在一百次配入中总共配入三克还原剂溶液，在此通过所述第一配量阀A配入二克还原剂溶液并且通过所述第二配量阀B配入一克还原剂溶液。为了计算所述份额，将全部所配入的质量设置为一。从中在该实施例中产生所述第一配量阀A的0.67(

)的质量份额μ_A。

如结合图2已经提到的那样，在通过所述第一配量阀A执行配入401之前对压力p_v,A进行测量400。通过所述第一配量阀A执行配入401并且接着在所述配入401之后实施对于所述压力p_n,A的测量402。从配入401之前的压力p_v,A和所述配入401之后的压力p_n,A中，通过减法来计算403在所述通过第一配量阀A进行配入401中出现的压差Δp_A。如结合图2已经解释的那样，能够重复步骤400到403，以用于取代压差Δp_A而得到平均的压差。

此后，在通过所述第二配量阀B执行配入411之前的测量410压力p_v,B之前等候所述等候时间t_W。类似地，通过所述第二配量阀B来执行还原剂溶液的配入411，此后在所述配入411之后实施对于压力p_En,B的测量412并且从中计算413用于所述第二配量阀B的压差Δp_B。在这里，也能够为所述压差Δp_B实施已经描述的求平均，方法是：重复所述步骤410到413。在一种实施例中，首先如所描述的那样求取用于所述第一配量阀A的压差Δp_A并且接着求取用于所述第二配量阀B的压差Δp_B。在另一种实施例中，在求取所述压差之前交替地先后或者以其它的顺序来执行步骤400到403以及步骤410到413。在此要注意，所述步骤400到403以及所述步骤410到413不是同时进行。

从在通过所述第一配量阀A进行配入401时的压差Δp_E,A 与在通过所述第二配量阀B进行配入411时的压差Δp_E,B中按照公式3*来形成500所述压差比Ψ_AB：

（公式3*）。

接着从所述总微调量（Gesamtvertrimmung）Y_g、所述第一配量阀A的质量份额μ_A和所述压差比Ψ_AB中按照公式4*来求取600所述第一配量阀A的微调量Y_A：

（公式4*）。

将用于所述第一配量阀A的微调量Y_A与第一阈值S₁和第二阈值S₂进行比较610。如果所述第一配量阀A的微调量Y_A高于所述第一阈值S₁或者低于所述第二阈值S₂，那就识别出611这个第一配量阀A有故障。

现在从所述第一配量阀A的微调量Y_A与所述压差比（Ψ_AB）中按照公式5*来求取700所述第二配量阀B的微调量Y_B，而不必知道所述第二配量阀B的质量份额：

（公式5*）。

在这种实施例中，将所述第二配量阀B的微调量Y_B与第三阈值S₃和第四阈值S₄进行比较710。所述第三阈值S₃和所述第四阈值S₄也能够选择等于所述第一阈值S₁或者所述第二阈值S₂。如果所述第二配量阀B的微调量Y_B高于所述第三阈值S₃或低于所述第四阈值S₄，那就识别出711这个第二配量阀B有故障。

Claims

1.用于对SCR系统（1）进行检查的方法，所述SCR系统包括输送泵（41）和多个配量阀（A、B），其中至少一个配量阀有故障，所述方法包括以下步骤：

-从还原剂溶液的通过所述输送泵（41）输送的质量（m_p）和还原剂溶液的通过所有配量阀（A、B）配入的标称质量（m_D）中求取（200）所述SCR系统（1）的总微调量（Y_g）；

-求取（300）用于所述配量阀中的一个配量阀（A）的还原剂溶液的质量份额（μ_A），在前一个适应周期（220）期间，所述一个配量阀（A）已经配入了所述质量份额；

-求取（403、413）所述配量阀（A、B）的分别在通过所述配量阀（A、B）进行配入（401、411）之前的压力（p_v,A、p_v,B）与在所述配入（401、411）之后的压力（p_n,A、p_n,B）之间的压差（Δp_A、Δp_B）；

-从所述配量阀（A、B）之一的压差（Δp_A）与另一个配量阀（B、A）的压差（Δp_B、Δp_A）中求取（500）至少一个压差比（Ψ_AB）；

-从所述总微调量（Y_g）、所述一个配量阀（A）的还原剂溶液的质量份额（μ_A）和所述压差比（Ψ_AB）中求取（600）用于所述一个配量阀（A）的微调量（Y_A）；并且

-如果所述一个配量阀（A）的微调量（Y_A）高于第一阈值（S₁）或者低于第二阈值（S₂），那就识别出故障（611）。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：

-从所述总微调量（Y_g）、用于另一个配量阀（B）的还原剂溶液的质量份额（μ_B）和所述压差比（Ψ_AB）中求取所述另一个配量阀（B）的微调量（Y_B）；并且

-如果所述另一个配量阀（B）的微调量（Y_B）高于第三阈值（S₃）或者低于第四阈值（S₄），那就识别出故障（711）。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：

-从所述一个配量阀（A）的微调量（Y_A）和所述压差比（Ψ_AB）中求取（700）所述另一个配量阀（B）的微调量（Y_B）；并且

4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在配量策略中将同时的用于多个配量阀（A、B）的配量要求划分为交替地先后执行的、用于配量阀（A、B）的配量要求。

5.按前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在配量策略中将所述还原剂溶液的有待配入的量分配到多次配入上。

6.按前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在配量策略中在两次先后执行配入之间等候一等候时间（t_W）。

7.按前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为了求取所述压差（Δp_A、Δp_B）而通过相同的所述配量阀（A、B）来执行大量的配入（k、k+1、k+2）并且对所述压差（Δp_A、Δp_B）求平均。

8.按前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述总微调量（Y_g）偏离1，那就额外地识别出故障（211）。

9.机器可读的存储介质，在其上面保存了计算机程序，所述计算机程序被设立成实施按权利要求1到8中任一项所述的方法的每个步骤。

10.电子的控制器（7），所述电子的控制器被设立用于：借助于按权利要求1到8中任一项所述的方法对具有多个配量阀（A、B）的SCR系统（1）进行检查。