CN110792494A - 用于液体还原剂的配量系统和用于运行液压系统的至少两个配量阀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于液体还原剂的配量系统，用于同时运行液压系统（1）的至少两个配量阀（110、120），该配量系统具有至少两个配量阀（110、120）。至少两个配量阀（110、120）中的每个配量阀（110、120）分别具有自己的操控器件。本发明还涉及一种用于同时运行液压系统（1）的至少两个配量阀的方法。在该方法中同时操控至少两个配量阀的操控器件，其中，至少两个配量阀中的每个配量阀分别具有自己的操控器件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于液体还原剂的配量系统和一种用于运行液压系统的至少两个配量阀的方法，涉及一种计算机程序、机器可读的存储介质以及电子控制设备。
背景技术
现今，在内燃机的废气处理方面，使用SCR方法（Selective Catalytic Reduction选择性催化还原）以还原废气中的氮氧化物（NOx）。DE 103 46 220 A1描述了基本原理。在此，将32.5％的尿素水溶液（HWL，商业上也称为AdBlue®）配量加入富氧的废气中。典型地，配量阀为此设置在配量模块内，用于将HWL在SCR催化器的上游配量加入废气流中。在SCR催化器中，HWL反应形成氨，然后氨与氮氧化物结合，由此产生水和氮气。借助具有输送泵的输送模块将HWL从还原剂罐经由压力管道输送到配量模块。
还已知SCR系统，其中在排气系中布置有多个SCR催化器，这些SCR催化器联合作用于废气。在此，排气系也可以在SCR催化器的上游分支。HWL的配量加入就要么通过布置在两个SCR催化器上游的共同的配量阀进行，要么通过多个配量阀进行，其中给每个SCR催化器配设一在上游前置的配量阀。通过后者，可以目标精确地配量加入所需质量的还原剂溶液。典型地，配量阀与共同的输送模块连接，其中这些配量阀共用共同的压力管道的至少一部分。
SCR配量系统中的配量阀通常通过高边电流调节和低边电流调节来操控，以便能够实现维持电流调节。
在现有技术中，这种阀要么完全共用输出级（其中例如通过继电器在阀之间切换），要么具有共同的高边并分别具有各自的低边。
如果系统具有多于一个配量阀，但不是每一个阀以一输出级（Endstufe）或输出级对来运行，则在此得出以下限制。
如果阀共用一个输出级，则发生第一种情况。在这种情况下，阀共用一个高边，但具有单独的低边输出级。在这种情况下，阀可以几乎同时打开。必要时，针对两个阀以时间偏移的方式施加启动电流，以便不超过最大电流限制。然而，在这种情况下，不能从电流曲线读取针对单个阀的典型特征，例如BIP（Begin of Injection Period喷射期开始）或EIP（End of Injection Period喷射期结束）。同样地，不能从电流曲线读取基于电流测量的其他性能，例如确定饱和电流并由此确定线圈电阻或线圈温度。也不能从温度调节，既从阀的加热运行来得出典型特征。
对于所有这些性能，配量事件必须人为地彼此分开，因为利用共同的高边也将始终测量通过所有阀的总电流。作为替代方案建议，还可以通过低边进行电流测量。然而，在此不能在维持电流运行中进行测量，因此也不能识别到EIP。
由此得出第二种情况：将一输出级或一输出级对用于多个阀。因此，阀基本上只能相继地被操控。优点在于，第一种情况中提到的限制现在不再适用，即现在可以单个地测量所有电流特征，因为当前总是只运行一个阀。这些测量可以配设给相应的活动的阀。这种布置的缺点在于阀的就绪情况（Einsatzbereitschaft）。在同一时间始终只能运行其中一个阀，因此极大地降低了最大可能的总配给数量。此外，当在两个阀之间切换时，存在必要的时间偏移。例如，在100ms的时间间隔内，可以操控第一阀最多40ms，接着必须保持10ms的暂停。然后，可以操控第二阀40ms长的时间，接着必须再次保持10ms的暂停。因此，在该100ms的时间窗口内的总配量时间对于两个阀来说总共是80ms。
在数量要求超过相应的可供使用的配量时间的情况下，必须进行复杂地优先化并且配量比所需数量小的数量。
发明内容
配量系统使用液体还原剂作为待配量的液体并且用于同时运行液压系统的至少两个配量阀。此外，配量系统用于独立地运行至少两个配量阀。在此，术语“独立”涉及到至少两个配量阀的电子操控。
液压系统优选是SCR配量系统。在这种情况下，液体还原剂是HWL。由此可以有利地将该配量系统用于以柴油马达运行的机动车辆中。
配量系统具有至少两个配量阀，并且其特征在于，至少两个配量阀中的每个配量阀分别具有自己的电子操控器件。
由此得出一系列优点。对于配量系统，特别是SCR配量系统，通过同时操控第二配量阀可以同时且彼此独立地确保两个SCR催化器的填充水平控制或数量转化，由此实现更好的转化，并且当在各个另外的配量点处进行配量时，填充水平不会下降。
此外，可以提高总配量数量。系统架构大大简化，因为可以将附加的阀作为模块添加或移除。由于阀配属有它自己的电子操控器件，因此不同的配量阀之间不存在相互作用。优选地，阀配属有数量路径、驱动器和输出级。数量路径（Mengenpfad）理解为在软件内对来自配量系统外部的数量要求（配量策略的要求）的处理直到对由该数量要求产生的操控需求的确定。
此外，通过对每个阀单独进行电流测量的可能性可以校正动态效应、例如打开延迟或关闭延迟，从而显著提高数量精度。
通过确定线圈电阻并由此确定线圈温度，既可以预防组件损坏，又可以校正与温度相关的数量偏差。
与利用切换装置的系统相比，优点在于可以提高配量频率，因为配量阀不必插入强制性的暂停。
另一个优点在于，系统可以更快地排空，并且可以在再填充时排气，因为两个阀可以同时保持打开。
还有另一个优点是可以更快地释放夹紧的阀，因为释放功能可以同时应用在两个阀上。
根据一种优选的实施方式，配量系统具有至少两个配量模块，其中，每个配量模块分别具有至少两个配量阀中的一个配量阀。
根据一种优选的实施方式，至少两个配量阀的每个电子操控器件分别具有输出级或由这种输出级组成。在借助输出级对来操控配量阀的情况下，至少两个配量阀的每个电子操控器件分别具有一输出级对。在此，至少两个配量阀的每个电子操控器件分别具有一驱动器。因此，每个配量阀配设有一驱动器和一输出级或一输出级对。与该特征相关的优点已在上文中结合电子操控器件的优点提到。
根据一种优选的实施方式，至少两个配量阀的每个电子操控器件分别布置在一控制设备中。这种控制设备可以称为域控制设备（英语：Domain Control Unit, DCU）。通过该特征有利地实现了：每个配量阀分别与一控制设备一起形成单独的模块，该模块可以作为整体进行安装。
根据一种优选的实施方式，至少两个配量阀的电子操控器件布置在一控制设备中、特别是唯一一个控制设备中。这种控制设备可以例如是马达控制设备。在这种情况下，配量系统的每个控制设备针对每个配量阀计算相应的配给数量或计算由此产生的操控。在相应的控制设备中，相应配给数量的计算或相应的操控优选是自给自足的。
本方法用于运行液压系统的至少两个配量阀。
如上所述，液压系统优选是SCR配量系统。在这种情况下，液体还原剂是HWL。由此可以有利地将该配量系统用于以柴油马达运行的机动车辆中。
根据本方法的第一步骤，同时操控至少两个配量阀的电子操控器件。在此，至少两个配量阀中的每个配量阀分别具有自己的电子操控器件。与该特征相关的优点已在上文中结合配量系统说明。
根据一种优选的实施方式，至少两个配量阀中的每个配量阀都具有自己的数量路径，即数量要求的单独积分和对由此产生的阀操控的计算。
根据一种优选的实施方式，至少两个配量阀中的至少两个以不同的打开频率运行。该特征有利地实现了：可以改变对车辆驾驶员来说可听到的噪声水平。
计算机程序设置用于执行本方法的每个步骤，特别是当该计算机程序在电子控制设备或计算设备上运行时。这使得在常规的电子控制设备中执行该方法成为可能，而不必在此进行结构上的改变。为此，该计算机程序存储在机器可读的存储介质上。通过将该计算机程序安装到传统的电子控制设备上，得到下述电子控制设备，其设置用于：执行用于运行液压系统的至少两个配量阀的方法。
附图说明
附图中示出了本发明的实施例，并且在接下来的说明中进行进一步阐述。
图1示出了根据本发明的实施方式的SCR配量系统的示意图，该SCR配量系统具有用于两个SCR催化器的两个配量阀。
具体实施方式
图1以示意图示出了具有两个配量模块11、12的SCR系统1，所述配量模块用于内燃机3的共同的排气系30中的两个SCR催化器21、22。第一配量模块11具有第一配量阀110，通过该第一配量阀将还原剂溶液在第一SCR催化器21的上游配量加入排气系30中。同样地，第二配量模块12具有第二配量阀120，通过该第二配量阀在第二SCR催化器22的上游，并且在该实施例中在第一SCR催化器21的下游配量加入还原剂溶液。配量模块11、12通过压力管道13与输送模块14连接，该输送模块具有输送泵140，该输送泵将还原剂溶液从还原剂罐15输送到压力管道13中。压力管道13在共同的区段130的下游分支成通向第一配量模块11的第一区段131和通向第二配量模块12的第二区段132。借助于输送模块14的输送泵140，还原剂溶液经由压力管道13的第一区段131提供给第一配量阀110，并且经由配量管道13的第二区段132提供给第二配量阀120，用于配量加入。SCR系统1以容积模式运行，其中通过输送泵140输送的还原剂溶液的质量完全通过配量阀110、120配量加入。这样操控输送泵140，从而使其输送两个配量阀110、120所需的全部还原剂溶液的质量，即两个配量阀110、120分别单独所需的还原剂溶液的质量的总和。因此，根据需要，将所需的还原剂溶液的总质量的百分比份额配设给相应的配量阀110、120。例如，向第一配量阀110以及因此向第一SCR催化器21配设所需的还原剂溶液的总质量的20%，并且因此向第二配量阀120或第二SCR催化器22配设所需的还原剂溶液的总质量的80%。在该实施例中，第一区段131显示为比第二区段132短。一般地，第二区段132也可以比第一区段131长，或者两个区段131、132可以一样长。为了排空SCR系统1，在输送模块140中设置有回送泵145，该回送泵将还原剂溶液从压力管道130回送到还原剂罐15中。
单独的电流I1、I2用于操控配量阀110、120，其中第一配量阀通过第一电流I1操控，并且第二配量阀通过第二电流I2操控。设置有电子控制设备4、5用于配量阀110、120。在此，电子控制设备4针对第一配量阀110借助于第一电流表41测量第一电流I1，并且电子控制设备5针对第二配量阀120借助于第二电流表42测量第二电流I2。电子控制设备4、5至少与输送模块14或输送泵140及回送泵145以及与两个配量模块11、12或两个配量阀110、120连接，并且操控它们。也可以只使用单个的控制设备来代替两个电子控制设备4、5。
Claims (10)
1.用于液体还原剂的配量系统，所述配量系统用于同时运行液压系统（1）的至少两个配量阀（110、120），所述配量系统具有：
至少两个配量阀（110、120），
其特征在于，所述至少两个配量阀（110、120）中的每个配量阀（110、120）分别具有自己的操控器件（4、5）。
2.根据权利要求1所述的配量系统，其特征在于，所述至少两个配量阀（110、120）的每个操控器件分别具有一输出级或分别具有一输出级对。
3.根据权利要求2所述的配量系统，其特征在于，所述至少两个配量阀的每个操控器件分别布置在一控制设备中。
4.根据权利要求1所述的配量系统，其特征在于，所述至少两个配量阀的操控器件布置在一控制设备中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的配量系统，其特征在于，所述液压系统是SCR配量系统。
6.用于同时运行液压系统（1）的至少两个配量阀的方法，具有以下步骤：同时操控至少两个配量阀的操控器件，其中，所述至少两个配量阀中的每个配量阀分别具有自己的操控器件。
7.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述至少两个配量阀中的至少两个以不同的打开频率来运行。
8.计算机程序，其设置用于执行根据权利要求6或7中任一项所述的方法的每个步骤。
9.机器可读的存储介质，根据前一权利要求所述的计算机程序存储在所述存储介质上。
10.电子控制设备，其设置用于执行根据权利要求6或7中任一项所述的方法的每个步骤。
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