CN114174647A - 用于运行具有多个配给阀的系统的方法 - Google Patents

Abstract

提出一种用于运行具有用于SCR催化器系统的多个配给阀（34、35）的配给系统（32）的方法，在所述SCR催化器系统中，对于所述配给阀（34、35）基于配给量要求计算用于喷射还原剂的打开时间。在所述打开时间的计算中使用配给阀特有的适配因子，其中，为了计算所述配给阀特有的适配因子，使用在所述配给系统（32）中的系统压力（p_ist）与额定压力（p_soll）的偏差（Δp）以及加权因子。所述加权因子取决于所述相应的配给阀（34、35）的所要求的配给量（（公式1）、（公式2））在所有配给阀（34、35）的总配给量（（公式1）+（公式2））中的份额（r₃₄、r₃₅）。

Description

用于运行具有多个配给阀的系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有用于SCR催化器系统的多个配给阀的配给系统的方法。 此外，本发明涉及一种实施该方法的每个步骤的计算机程序以及一种存储该计算机程序的机器可读的存储介质。最后，本发明涉及一种电子控制器，该电子控制器设置用于实施该方法。

背景技术

用于减少氮氧化物排放的废气后处理系统例如使用SCR催化器。氮氧化物的选择性催化还原（selective catalytic reduction，SCR）通过将还原剂溶液（其通常是尿素水溶液（尿素水溶液； HWL））配给到排气系中以释放氨。这在SCR催化器中与废气中存在的氮氧化物反应生成氮和水。如果多个SCR催化器相继地布置在排气系中，那么可以规定，在每个SCR催化器的上游分别布置有配给阀，以便将还原剂溶液配给到排气系中。在此，所有配给阀与共同的配给系统连接，该配给系统被调节到还原剂溶液的额定压力上。

为此，通常实现闭合的压力调节回路，其中，与额定压力的压力偏差通过合适的泵操控来修正，而为了实现所要求的配给量m_req这样操控配给阀，使得基于标称的阀特性曲线Q_nom(p)，阀的操控持续时间由该特性曲线在当前系统压力P_sys下的值得出（t_i=m_req/Q_nom(P_sys)）。由于经常为此使用的系统压力传感器检测泵附近的系统压力p_sys，因此此外可以尝试，为了更高的量精度借助泵附近的系统压力P_sys的认知的模型来计算配给部位（配给阀）处的压力，p_inj=f(p_sys），并且相应地在计算阀打开持续时间时加以考虑。

发明内容

该方法用于运行具有用于SCR催化器系统的多个配给阀的配给系统。尤其用于运行具有两个SCR催化器的SCR催化器系统的两个配给阀。与在没有预控制的情况下具有闭合的压力调节回路的现有技术相比，在所提出的方法中，泵和配给阀都纯粹预控制地基于配给量要求运行，在此尤其是后者基于系统额定压力运行。在纯标称、即无公差的系统中，由此在转换所要求的配给量时自动设定额定压力。相反，如果致动器、即泵和阀具有相对其标称值的由制造造成的偏差则一方面产生了与额定压力有偏差Δp的稳态系统压力，并且另一方面产生了与额定配给量的配给量偏差，其中，泵的公差决定性地确定了配给量偏差，并且配给阀的公差对于出现的压力偏差是决定性的。

在所提出的方法中，对该压力偏差的认知用于识别阀与其标称值的偏差并且随后通过适配相应的阀特性曲线来补偿。在此，是否使用压力传感器或压力模型来确定系统压力并因此确定系统压力偏差Δp对于工作原理来说不重要。

该适配优选地通过为每个配给阀计算适配因子a来进行。在计算每个配给阀的相应的打开持续时间时，适配因子于是流入到相应的配给阀的阀特性曲线中，即适配的阀特性曲线Q_adap由标称特性曲线Q_nom与相应的适配因子a相乘得到Q_adap=a·Q_nom，并且阀的操控持续时间t_i由该经适配的特性曲线在系统额定压力p_soll（t_i=m_req/Q_adap（p_soll））下的值得到。因为传统的配给策略规定，每个配给阀的打开持续时间借助阀特性曲线从其相应的配给量要求中确定，所以这种处理方式能够实现配给阀的修整，而在此不必对其控制软件进行显著的改变。

每个适配因子优选地借助加权因子计算。在此，每个加权因子取决于相应配给阀的所要求的配量相对于所有的配给阀的总配给量的份额。可以借助公式1计算：

（公式1）。

在此，r_x表示配给阀x的加权因子，

表示配给阀x的所要求的配给量，并且y表示 配给阀的数量。

对于在公式1中使用的所有配给量，优选使用在当前配给量要求之前在可预先给定的时间间隔内进行的对相应的配给阀的配给量要求的平均值。这是有利的，因为可能偏离额定压力的系统压力基于系统惯性在多个单独的配给上出现并且因此不仅取决于当前的配给，而且还取决于在此之前的一定时间间隔中的配给。

由相应的配给阀的份额计算加权因子可以通过函数进行。特别地，加权因子可以取决于相应份额的平方。

每个适配因子的计算优选分别通过PI调节器进行。在此，为每个配给阀设置单独的PI调节器，以便因此实现配给量的配给阀特有的适配。

所有PI调节器的积分器优选地不是基于时间的而是基于事件的。这使得能够在配给阀的输送泵的每个泵行程中执行积分。

此外优选的是，仅当系统压力与额定压力的偏差处于可预先给定的范围之外时，才进行适配。因此，不尝试对系统压力接近额定压力的配给系统的配给量进行适配。在不利的情况下，例如系统压力的不准确检测，这可能导致配给特性的恶化。

该计算机程序设置用于执行该方法的每个步骤，尤其是当该计算机程序在计算设备上或在电子控制器上运行时。这能够实现在电子控制器上实施该方法的不同的实施方式，而不必在电子控制器上进行结构上的改变。为此，其存储在机器可读的存储介质上。通过将计算机程序加载到传统的电子控制器上，获得电子控制器，该电子控制器设置用于借助该方法运行配给系统的多个配给阀。

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详细阐述。

图1示意性地示出SCR催化器系统的元件，该SCR催化器系统的配给阀能够借助根据本发明的方法的实施例来运行。

图2示出了根据本发明的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

在图1中示出的内燃机10具有排气系11。在排气系11中依次布置有NSC催化器21，布置在柴油颗粒过滤器上的第一SCR催化器22和与CuC催化器（clean up catalyst）组合的第二SCR催化器23。在还原剂罐30中储存有HWL，在还原剂罐的底部上布置有输送模块31。这通过输送模块31中的输送泵输送到配给系统32中，该配给系统由分支的管路系统构成。压力传感器33测量配给系统32中的系统压力。在配给系统32的管路系统的两个端部上布置有第一配给阀34和第二配给阀35。第一配给阀34在排气系11中布置在第一SCR催化器上游。第二配给阀35在排气系11中布置在第二SCR催化器23上游。借助两个配给阀34、35将HWL配给到排气系11中，在那里氨从该排气系被释放。氨在SCR催化器22、23中在选择性的催化反应中与内燃机10的氮氧化物排放反应成氮和水。电子控制器40控制内燃机10、输送模块31和两个配给阀34、35。其接收压力传感器33的测量数据。

如图2中所示，当对两个配给阀34、35提出配给量要求时，开始50根据本发明的方 法的一个实施例。接着，在借助压力传感器33或压力模型确定的系统压力p_ist与在当前例如 为6bar额定压力p_soll之间进行差形成51。随后进行检查52，通过该差形成获得在系统压力 p_ist与额定压力p_soll之间的偏差Δp是否处于预先给定的公差范围之外。如果不是这种情 况，则在当前系统状态下不进行进一步的适配，并且借助最后计算的适配因子来降低HWL配 给。否则，首先计算61配给阀34的所要求的配给量在两个配给阀34、35的总配给量中的份额 r₃₄。 为此，过去提供给两个配给阀34、35的配给量要求的平均值

、

，并且借助公式2 计算份额r₃₄：

（公式2）。

通过根据公式3的平方形成62，计算用于第一配给阀34的加权因子f₃₄：

（公式3）。

该加权因子f₃₄现在在与当前的或适当过滤的压力偏差Δp相乘之后被输送给第一配给阀34的基于事件的PI调节器，以便执行第一配给阀34的适配因子a₃₄的计算63。该适配因子a₃₄被输送64给第一配给阀34的阀特性曲线。

总配给量的第二配给阀35的所要求的配给量的份额r₃₅的计算原则上可以根据类似于与根据公式2的做法的公式4进行：

（公式4）。

然而，因为第一配给阀34的份额r₃₄已经被计算出来，所以为了节省在电子控制器40中的计算时间而使用该值，以便根据公式5计算71第二配给阀35的份额r₃₅作为第一配给阀34的份额r₃₄与1的差值：

（公式5）。

由该份额r₃₅在根据公式6的另一计算72中类似于根据公式3的做法计算第二配给阀35的加权因子f₃₅：

（公式6）。

第二配给阀35的加权因子f₃₅类似于在第一阀中的做法被输送给第二配给阀35的基于事件的PI调节器，以便获得第二配给阀35的适配因子a₃₅。第二配给阀35的适配因子a₃₅被输送给第二配给阀35的阀特性曲线。

该方法连续地执行，即一旦当前的系统压力偏差超过可任意施加的阈值，则计算适配因子a₃₄和a₃₅的新值。当现在为了借助配给阀34、35下调配给量而从所要求的配给量和相应的经适配的阀特性曲线中确定阀打开时间时，适配因子a₃₄、a₃₅引起阀打开时间的适配并且由此也引起所下调的配给量的适配，从而由此能够再次将系统压力p_ist朝着额定压力p_soll的方向调整。

在该方法的另一实施方式中也存在如下可能性，即，除了阀特性曲线的适配之外，还适配泵的所存储的输送特性，其方式为：除了阀适配因子的计算之外，附加地经由PI调节器以压力偏差Δp作为输入来计算用于泵的所存储的输送体积的适配因子。这在该方法的特定实施方式的范围内尤其适用于如下情况：在具有多个阀的系统运行时，所得到的阀适配因子全部采用非常相似的值，具有与标称值1.0的明显偏差（例如a₃₄≈a₃₅>1.15或a₃₄≈a₃₅<0.85）。 系统的这种行为可想而知，系统的主要公差影响在于输送泵与其标称值的偏差。在这种情况下，阀适配因子分别设置为1.0，并且取而代之的是，通过PI调节器以压力偏差Δp作为输入计算泵的所存储的输送体积的适配因子，与应用到两个阀门上的方法相当，但这里不使用加权因子。

Claims (12)

1.用于运行具有用于SCR催化器系统的多个配给阀（34、35）的配给系统（32）的方法，在所述SCR催化器系统中，对于所述配给阀（34、35）基于配给量要求计算用于喷射还原剂的打开时间，其中，在所述打开时间的计算中使用配给阀特有的适配因子，其中，为了计算所述配给阀特有的适配因子，使用在所述配给系统（32）中的系统压力（p_ist）与额定压力（p_soll）的偏差（Δp）以及加权因子，并且所述加权因子取决于相应的配给阀（34、35）的所要求的配给量（

、

）在所有配给阀（34、35）的总配给量（

+

）中的份额（r₃₄、r₃₅）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述适配通过如下方式进行：针对每个配给阀（34、35）连续地计算（63、73）适配因子（a₃₄、a₃₅），并且所述适配因子在计算所述配给阀（34、35）的相应的打开持续时间时流入到相应的配给阀（34、35）的阀特性曲线中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了计算所述加权因子，分别使用相应的配给阀（34、35）的所要求的配给量（

、

）在对相应的配给阀的当前配给量要求之前的预先给定的时间间隔的所有配给阀（34、35）的总配给量（

+

）上的平均值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，每个加权因子（f₃₄、f₃₅）取决于相应份额（r₃₄、r₃₅）的平方。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，每个适配因子（a₃₄、a₃₅）分别通过PI调节器来计算。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述PI调节器的所有积分器基于事件地运行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅当所述偏差（Δp）处于可预先给定的范围之外时，才进行所述适配。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，除了阀适配因子之外，通过另一PI调节器以压力偏差Δp作为输入附加地计算用于所述泵的所存储的输送体积的适配因子。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在具有多个阀的系统运行时所得到的阀适配因子全部采用非常相似的具有与标称值1.0的明显偏差的值的情况下，所述阀适配因子分别设置为1.0，并且取而代之的是，仅通过PI调节器以压力偏差Δp作为输入来计算用于所述泵的所存储的输送体积的适配因子。

10.一种计算机程序，所述计算机程序设置用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的每个步骤。

11.一种机器可读的存储介质，在所述机器可读的存储介质上储存有根据权利要求10所述的计算机程序。

12.一种电子控制器（40），所述电子控制器被设置用于借助根据权利要求1至9中任一项所述的方法运行所述配给系统（32）的多个配给阀（34、35）。

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