專利名稱：與scr系統(tǒng)的給料單元有關(guān)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與用于凈化發(fā)動(dòng)機(jī)的排出氣體的SCR系統(tǒng)有關(guān)的方法，該SCR系統(tǒng)包 括向排氣導(dǎo)管供應(yīng)還原制劑的給料單元。本發(fā)明還涉及包含用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的 計(jì)算機(jī)的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及用于排氣凈化的SCR系統(tǒng)的設(shè)備和裝 配有該設(shè)備的機(jī)動(dòng)車輛。
背景技術(shù)：
今天的車輛使用例如尿素作為在包括SCR催化劑的SCR (選擇性催化還原)系統(tǒng) 中的還原劑，在該催化劑中，所述還原劑和NOx氣體可發(fā)生反應(yīng)，并轉(zhuǎn)換成氮?dú)夂退?。各種 類型的還原劑可用在SCR系統(tǒng)中。車用尿素(AdBlue)是通常所使用的還原劑的示例。
一種類型的SCR系統(tǒng)包括用于還原劑的容器。SCR系統(tǒng)還可具有泵，該泵適于經(jīng)由 抽吸軟管從容器抽出所述還原劑并適于經(jīng)由耐壓軟管將它供應(yīng)到位于車輛的排氣系統(tǒng)附 近(例如相鄰于排氣系統(tǒng)的排氣管處)的給料單元。給料單元適于根據(jù)存儲(chǔ)在車輛的控制單 元中的操作例程將必要數(shù)量的還原劑噴射到在SCR催化劑的上游的排氣管中。為了使當(dāng)沒(méi) 有或只有少量還原劑被給料時(shí)調(diào)節(jié)壓力變得更容易，系統(tǒng)還包括從系統(tǒng)的壓力側(cè)倒流至容 器的回流軟管。該配置能夠使得借助于還原劑來(lái)冷卻給料單元，該還原劑在冷卻期間經(jīng)由 泵和給料單元從容器流動(dòng)并回到容器。因此向給料單元提供了主動(dòng)式冷卻。從給料閥到容 器的回流可以是基本恒定的。
在SCR系統(tǒng)的操作期間，熱能被存儲(chǔ)在排氣系統(tǒng)中。該熱能例如可以傳遞到給料單元。
在用于給料單元的冷卻流是不足的特定操作情況會(huì)涉及以下風(fēng)險(xiǎn)給料單元在功 能上降級(jí)、變得過(guò)熱并遭受永久性損壞或甚至完全崩潰。對(duì)于SCR系統(tǒng)的硬件而言即使不 是臨界的溫度，但也將導(dǎo)致在其中的還原劑可能遭受太高溫度的不利影響的風(fēng)險(xiǎn)，這可能 導(dǎo)致潛在地弓I起例如給料單元的阻塞的結(jié)晶。
WO 2009/020541描述了用于將出自噴射系統(tǒng)的還原物質(zhì)倒空的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有 連接到噴射器的加熱器，該加熱器具有例如蒸發(fā)來(lái)自噴射器的物質(zhì)的對(duì)象，以避免噴射系 統(tǒng)中的阻塞。然而，加熱器占據(jù)了空間，并且其操作包括了與研發(fā)、裝配、操作期間的監(jiān)管以 及維修相關(guān)的成本。
WO 2008/006840描述了用于在排氣系統(tǒng)中存儲(chǔ)和供應(yīng)添加物質(zhì)的系統(tǒng)。
WO 2010003424 Al的說(shuō)明書主要涉及已發(fā)現(xiàn)排氣導(dǎo)管壁的溫度在特定溫度以上 (例如，200攝氏度)，從而在將還原制劑供應(yīng)到排氣導(dǎo)管的噴嘴中產(chǎn)生尿素沉積物。在特定 溫度以上，因此采用以下操作模式不時(shí)使用還原制劑以將噴嘴的沉積物吹干凈。
因此存在改善當(dāng)前SCR系統(tǒng)以便減少或消除上述缺陷的需要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于提高SCR系統(tǒng)的性能的新穎和有利的方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種在給料單元有不足或沒(méi)有冷卻流時(shí)用于提高SCR 系統(tǒng)的性能的新穎和有利的方法。
本發(fā)明的另一目的是提出一種用于提高SCR系統(tǒng)的性能的新穎和有利的SCR系統(tǒng) 的設(shè)備以及新穎和有利的計(jì)算機(jī)程序。
本發(fā)明的另一目的是提出一種在給料單元有不足或沒(méi)有冷卻流時(shí)用于提高SCR 系統(tǒng)的性能的新穎和有利的SCR系統(tǒng)的設(shè)備以及新穎和有利的計(jì)算機(jī)程序。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種關(guān)于SCR系統(tǒng)的方法，該方法導(dǎo)致減小了 SCR系統(tǒng) 的部件的不期望的功能降級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)和/或減少了 SCR系統(tǒng)的部件(例如給料單元)關(guān)于還原 制劑阻塞的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提出關(guān)于SCR系統(tǒng)的可選方法和關(guān)于SCR系統(tǒng)的可選計(jì)算機(jī) 程序以及SCR系統(tǒng)的可選設(shè)備。
這些目的采用根據(jù)權(quán)利要求1的與用于排氣凈化的SCR系統(tǒng)有關(guān)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的一個(gè)方面提出了一種與用于凈化發(fā)動(dòng)機(jī)的排出氣體的SCR系統(tǒng)有關(guān)的 方法，所述SCR系統(tǒng)包括向排氣導(dǎo)管供應(yīng)還原制劑的給料單元，所述方法包括確定是否存 在所述給料單元的不期望的溫度水平的步驟。所述方法還包括如果發(fā)現(xiàn)存在所述不期望的 溫度水平，則通過(guò)將變熱的還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管來(lái)從所述給料單元中移除所述變 熱的還原制劑的步驟；其包括
-基于所述給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的還原制劑的數(shù)量，并將所計(jì)算的 數(shù)量的還原制劑移除；或者
-將以所述給料單元的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的還原 制劑從所述給料單元移除到所述排氣導(dǎo)管。
這將減小還原制劑的副廣品在給料單兀中形成的風(fēng)險(xiǎn)，該還原制劑的副廣品在給 料單元中的形成可能會(huì)導(dǎo)致故障，例如，控制系統(tǒng)的錯(cuò)誤代碼。這些副產(chǎn)品也可能導(dǎo)致SCR 系統(tǒng)的排放物未被減少到期望的程度。
可以在排氣流停止之后進(jìn)行是否存在所述不期望的溫度水平發(fā)生的所述確定。在 高功率下運(yùn)行中止之后SCR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)被關(guān)閉的操作情況下，將給料單元中的變熱的還 原制劑排空可以有助于降低給料單元不期望的高溫度。
該方法可以包括借助所述還原制劑的流動(dòng)來(lái)連續(xù)冷卻所述給料單元的步驟。通過(guò) 所述還原制劑連續(xù)冷卻給料單元和將來(lái)自給料單元的變熱的還原制劑給料到排氣導(dǎo)管中 的結(jié)合將引起積極的協(xié)同效果，從而改善了給料單元的冷卻，特別是在SCR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī) 已被關(guān)閉之后。
該方法可以包括通過(guò)將所述還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管來(lái)從所述給料單元中 間歇性地移除還原制劑的步驟。間歇性地移除還原制劑能夠使得給料單元與還原制劑之間 的熱傳遞以受控形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此可以提高還原劑的能量值。將給料單元變熱的還原劑的 至少部分在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間給料到SCR系統(tǒng)的排氣導(dǎo)管中。
在緊隨排氣導(dǎo)管的排氣流停止之后，需要限制還原制劑被移除的數(shù)量，以使得避 免太多還原制劑被供應(yīng)到排氣導(dǎo)管。在SCR系統(tǒng)的啟動(dòng)期間，排氣導(dǎo)管將變熱并有助于蒸 發(fā)以常規(guī)方式使用在SCR催化劑中的還原制劑被移除的數(shù)量。
所述不期望的溫度水平處于預(yù)定范圍內(nèi)，例如，80-130攝氏度。可以基于相應(yīng)的還原制劑的特征來(lái)選擇所述不期望的溫度水平的合適值。
該方法可以包括連續(xù)確定所述給料單元的當(dāng)前溫度以便連續(xù)確定是否存在給料 單元的不期望的溫度水平的步驟。該結(jié)果是關(guān)于SCR系統(tǒng)的可靠方法，由此可以基于相關(guān) 的輸入數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算還原制劑將被移除的數(shù)量。
該方法可以包括基于給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的還原制劑的數(shù)量的步 驟。這能夠使得最優(yōu)化還原制劑從給料單元移除到排氣導(dǎo)管中的數(shù)量?？梢栽诖_定的合適 時(shí)間對(duì)所計(jì)算的數(shù)量的還原制劑進(jìn)行給料?？梢院线m的方式間歇性地對(duì)所計(jì)算的數(shù)量的還 原制劑進(jìn)行給料。
該方法可以包括從所述給料單元中移除預(yù)定量的還原制劑的步驟。預(yù)定量的還原 制劑可以是給料單元的基本上全部的可用的變熱的還原制劑。該步驟所具有的優(yōu)點(diǎn)為組 成了涉及較少計(jì)算容量的方案。
該方法可以包括通過(guò)所述給料單元中的所述還原制劑的現(xiàn)有增壓來(lái)從所述給料 單元中移除還原制劑的步驟。所述現(xiàn)有增壓可以通過(guò)SCR系統(tǒng)的泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)可替換方 案，可以通過(guò)SCR系統(tǒng)的內(nèi)部壓力來(lái)移除所述還原制劑。
所述還原制劑可以是基于尿素的還原制劑，例如，車用尿素(AdBlue)。
本發(fā)明的一方面提出一種用于凈化發(fā)動(dòng)機(jī)的排出氣體的SCR系統(tǒng)的設(shè)備,所述 SCR系統(tǒng)包括向排氣導(dǎo)管供應(yīng)還原制劑的給料單元，所述設(shè)備包括用于確定是否存在所 述給料單元的不期望的溫度水平的裝置；以及用于如果發(fā)現(xiàn)存在所述不期望的溫度水平， 則通過(guò)將變熱的所述還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管來(lái)從所述給料單元中移除所述變熱的 還原制劑的裝置；其包括使用
-用于基于所述給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的還原制劑的數(shù)量并將所計(jì)算 的數(shù)量的還原制劑移除的裝置；或者
-用于將以所述給料單元的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的 還原制劑從所述給料單元移除到所述排氣導(dǎo)管的裝置。
可以在排氣流停止之后進(jìn)行是否存在所述不期望的溫度水平的所述確定。
該設(shè)備可以包括用于借助所述還原制劑的流動(dòng)來(lái)連續(xù)冷卻所述給料單元的裝置。
該設(shè)備可以包括用于通過(guò)將所述還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管來(lái)從所述給料單 元中間歇性地移除還原制劑的裝置。
該設(shè)備可以包括用于連續(xù)確定給料單元的當(dāng)前溫度以便連續(xù)確定是否存在給料 單元不期望的溫度水平的裝置。
該設(shè)備可以包括用于基于給料單元的當(dāng)前溫度計(jì)算可移除的變熱的還原制劑的 數(shù)量的裝置。
該設(shè)備可以包括用于從所述給料單元中移除預(yù)定量的還原制劑的裝置。
該設(shè)備可以包括用于通過(guò)所述給料單元中的還原制劑的現(xiàn)有增壓來(lái)從所述給料 單元中移除還原制劑的裝置。
以上目的也采用包括SCR系統(tǒng)中在本文描述的設(shè)備特征的機(jī)動(dòng)車輛來(lái)實(shí)現(xiàn)。車輛 可以是卡車、公共汽車或客車。
本發(fā)明的一方面提出了一種與用于排氣凈化的SCR系統(tǒng)有關(guān)的計(jì)算機(jī)程序，所述 計(jì)算機(jī)程序包含用于使電子控制單元或連接到電子控制單元的另一計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的步驟的程序代碼。
本發(fā)明的一方面提出了一種與用于排氣凈化的SCR系統(tǒng)有關(guān)的計(jì)算機(jī)程序，所述 計(jì)算機(jī)程序包含存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程序代碼，所述程序代碼用于使電子控制單元 或連接到電子控制單元的另一計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的步驟。
本發(fā)明的一方面提出了一種包含存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程序代碼的計(jì)算機(jī) 程序產(chǎn)品，當(dāng)所述程序在電子控制單元或連接到電子控制單元的另一計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所 述程序代碼用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法步驟。
該方法易于在現(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車輛中實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的與用于排氣凈化的SCR系統(tǒng) 有關(guān)的軟件可在車輛的制造期間安裝在車輛的控制單元中。車輛的購(gòu)買者可因此具有選擇 該方法的功能作為可選項(xiàng)的可能性?？商鎿Q地，包括應(yīng)用關(guān)于用于排氣凈化的SCR系統(tǒng)的 創(chuàng)新方法的程序代碼的軟件可在服務(wù)站升級(jí)的時(shí)候安裝在車輛的控制單元中，在這種情況 下，軟件可被裝入控制單元中的存儲(chǔ)器中。特別是因?yàn)闆](méi)有另外的傳感器或部件需要安裝 在車輛中，實(shí)現(xiàn)該創(chuàng)新方法因此是成本有效的。目前已經(jīng)在車輛中提供了相關(guān)的硬件。本 發(fā)明因此代表了對(duì)上面指出的問(wèn)題的成本有效的解決方案。
包括與用于排氣凈化的SCR系統(tǒng)有關(guān)的程序代碼的軟件可易于更新或更換。而 且，包含關(guān)于與排氣凈化的SCR系統(tǒng)有關(guān)的程序代碼的軟件的不同部分可獨(dú)立于彼此而被 更換。該模塊化配置從維修觀點(diǎn)來(lái)看是有利的。
根據(jù)以下詳述并還通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，本發(fā)明另外的目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征對(duì)本領(lǐng) 域技術(shù)人員將變得明顯。雖然下面描述了本發(fā)明，應(yīng)注意，本發(fā)明并不限于所描述的特定細(xì) 節(jié)。接受本文教導(dǎo)的專業(yè)人員將認(rèn)識(shí)到在本發(fā)明的范圍內(nèi)的在其它領(lǐng)域內(nèi)的另外的應(yīng)用、 修改和合并。


為了更充分理解本發(fā)明及其另外的目的和優(yōu)點(diǎn)，下面闡述的詳細(xì)描述應(yīng)連同附圖 一起被閱讀，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記在不同圖中表示類似的部件，且在附圖中
圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛；
圖2示意性示出在圖1中描繪的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛的子系統(tǒng)；
圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的示意性流程圖3b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的更詳細(xì)的示意性流程圖；以及
圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
圖1描繪了車輛100的側(cè)視圖。所例示的車輛100包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)150的牽引機(jī) 單元110和拖車112。車輛可以是重型車輛，例如卡車或公共汽車。可替換地，車輛可以是 客車。
應(yīng)該注意，本發(fā)明可適用于任何SCR系統(tǒng)，且因此并不限于機(jī)動(dòng)車輛的SCR系統(tǒng)。 根據(jù)本發(fā)明一方面的關(guān)于SCR系統(tǒng)的創(chuàng)新方法和設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)備非常適合于除了機(jī)動(dòng)車 輛以外的具有SCR系統(tǒng)的其它平臺(tái)(例如船只)。船只可以是任何種類，例如汽艇、汽船、渡 船或輪船。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的關(guān)于SCR系統(tǒng)的創(chuàng)新方法和設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)備也非常適 合于各種發(fā)電廠，例如包括柴油發(fā)電機(jī)的發(fā)電廠。
關(guān)于SCR系統(tǒng)的創(chuàng)新方法和設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)備非常適合于包括例如在機(jī)車或某個(gè) 其它平臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)和SCR系統(tǒng)的任何發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
關(guān)于SCR系統(tǒng)的創(chuàng)新方法和設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)備非常適合于包括NOx發(fā)生器和SCR系 統(tǒng)的任何系統(tǒng)。
術(shù)語(yǔ)“鏈路”在本文指通信鏈路，其可以是諸如光電通信線路的物理連接、或諸如 無(wú)線連接的(例如無(wú)線電鏈路或微波鏈路)非物理連接。
術(shù)語(yǔ)“線路”在本文指用于容納和輸送流體(例如以液體形式的還原劑)的通道。線 路可以是任何合適尺寸的管。線路可以由任何合適的材料(例如塑料、橡膠或金屬)制成。
術(shù)語(yǔ)“還原劑”或“還原制劑”在本文指用于與SCR系統(tǒng)中的特定排放物發(fā)生反應(yīng) 的制劑。這些排放物可例如是NOx氣體。術(shù)語(yǔ)“還原劑”和“還原制劑”在本文被同義地使 用。根據(jù)一種方案的所述還原劑是所謂車用尿素。當(dāng)然可使用其它種類的還原劑。車用尿 素在本文作為還原劑的示例被引用，但專業(yè)人員們將認(rèn)識(shí)到，在用于根據(jù)創(chuàng)新方法執(zhí)行軟 件代碼的控制算法中，創(chuàng)新方法和創(chuàng)新設(shè)備采用其它類型的經(jīng)受必要適應(yīng)的還原劑是可行 的，該必要適應(yīng)例如涉及開始了給定還原劑的功能降級(jí)的溫度水平。
圖2示出車輛100的子系統(tǒng)299。子系統(tǒng)299位于牽引機(jī)單元110中。子系統(tǒng)299 可以是SCR系統(tǒng)的一部分。子系統(tǒng)299在該示例中包括設(shè)置為容納還原劑的容器205。容 器205適于容納合適數(shù)量的還原劑并在必要時(shí)可被再裝滿。該容器可例如容納75或50升 的還原劑。
第一線路271適于將還原劑從容器205引到泵230。泵230可以是任何合適的泵。 泵230可以是隔膜泵。泵230適于由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。泵230適于經(jīng)由第一線路271從容器205 抽出還原劑并經(jīng)由第二線路272將其供應(yīng)到給料單元250。給料單元250包括電氣控制的 給料閥，所增加的還原劑的流出量可借助該給料閥來(lái)控制。泵230適于對(duì)第二線路272中 的還原劑加壓。給料單元250設(shè)置有節(jié)流閥單元，還原劑的所述壓力對(duì)著該節(jié)流閥單元在 子系統(tǒng)299中增大。
給料單元250適于將所述還原劑供應(yīng)到車輛100的排氣系統(tǒng)(未示出)的排氣導(dǎo)管 240。排氣導(dǎo)管240適于將排出氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)150引到SCR系統(tǒng)的周圍。更具體地，給料單 元250適于以受控的方式將適當(dāng)數(shù)量的還原劑供應(yīng)到車輛100的排氣導(dǎo)管240。根據(jù)該方 案,SCR催化劑(未不出)位于排氣系統(tǒng)中實(shí)施還原劑供應(yīng)的位置的下游。根據(jù)一種方案，在 排氣系統(tǒng)中供應(yīng)的該數(shù)量的還原劑旨在以常規(guī)的方式使用在SCR催化劑中，以便按已知的 方式減少不期望有的排放量。根據(jù)本發(fā)明的一種方案，在適用情況下，還原劑的給料量并不 主要旨在直接使用于SCR催化劑中，而是采用該還原劑將熱能從給料單元250傳送到排氣 導(dǎo)管240。
給料單元250位于排氣導(dǎo)管240附近，該排氣導(dǎo)管適于將來(lái)自車輛100的內(nèi)燃機(jī) 150的排出氣體引到SCR催化劑。給料單元250與車輛100的排氣系統(tǒng)處于熱接觸。這意 味著存儲(chǔ)在例如排氣導(dǎo)管240、消音器和SCR催化劑中的熱能可因此被引到給料單元250。 存在于給料單元250的還原劑因此也變熱。
給料單元250設(shè)置有適于處理與控制單元200的通信的電子控制卡。給料單元250還包括因?yàn)樘邷囟榷赡苋刍蛞粤硗夥绞奖徊焕绊懙乃芰虾?或橡膠部件。
給料單元250自身對(duì)在特定值(例如120攝氏度)以上的溫度是敏感的。當(dāng)例如車 輛100的排氣導(dǎo)管240、消音器和SCR催化劑超過(guò)該溫度值時(shí)，存在給料單元可能在車輛的 操作期間或之后如果未被提供冷卻而變得過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。
應(yīng)注意，存在于給料單元250中的還原劑可能受明顯低于上面指出的120攝氏度 的溫度不利地影響。在例如高于70攝氏度的溫度處，在可能在稍微更高的溫度處結(jié)晶之前 還原制劑可能會(huì)變得不穩(wěn)定，并因此潛在地引起給料單元250的阻塞。
第三線路273在給料單元250與容器205之間延伸。第三線路273適于將供給到 給料閥250的特定量的還原劑引回到容器205。該配置有利地實(shí)現(xiàn)給料單元250的冷卻。 當(dāng)還原劑通過(guò)給料單元250由泵230泵送到容器205時(shí)，給料單元250因此通過(guò)還原劑的 流動(dòng)而被冷卻。在車輛已被關(guān)閉并且排氣導(dǎo)管中的排氣流已經(jīng)停止之后，也可以采用通過(guò) 第三線路的回流來(lái)冷卻給料單元。如果該冷卻被證實(shí)對(duì)于給料單元250是不足的，使用包 括以下步驟的創(chuàng)新方法將是有利的，該步驟為將給料單元250中已變熱的還原制劑的至少 一部分排出到排氣導(dǎo)管240。
第一控制單元200設(shè)置成經(jīng)由鏈路221與第一溫度傳感器220通信。第一溫度傳 感器220適于檢測(cè)給料單元250的當(dāng)前溫度。第一溫度傳感器220適于將包含關(guān)于給料單 元250的當(dāng)前第一溫度Tl的信息的信號(hào)連續(xù)地發(fā)送到第一控制單元200。
第一控制單元200設(shè)置成經(jīng)由鏈路231與泵230通信。第一控制單元200適于控 制泵230的操作，以便例如調(diào)節(jié)在子系統(tǒng)299內(nèi)的還原劑流量。第一控制單元200適于通 過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的電動(dòng)機(jī)來(lái)控制泵230的操作功率。
第一控制單元200設(shè)置成經(jīng)由鏈路281與第二溫度傳感器280通信。第二溫度傳 感器280適于檢測(cè)排氣導(dǎo)管240的當(dāng)前溫度T2。第二溫度傳感器280適于將包含關(guān)于排氣 導(dǎo)管240的當(dāng)前溫度T2的信息的信號(hào)連續(xù)地發(fā)送到第一控制單元200。
第一控制單元200適于基于從第二溫度傳感器280接收的信號(hào)計(jì)算給料單元250 的當(dāng)前溫度。
第一控制單元200設(shè)置成經(jīng)由鏈路251與給料單元250通信。第一控制單元200 適于控制給料單元250的操作，以便例如調(diào)節(jié)用于車輛100的排氣系統(tǒng)的還原劑供應(yīng)。根 據(jù)示例，第一控制單元200適于控制給料單元250的操作，以便例如調(diào)節(jié)供應(yīng)到容器205的 還原劑回流。
根據(jù)本創(chuàng)新方法的一方面,第一控制單兀200適于根據(jù)一種方案,將從第一溫度 傳感器220和/或第二溫度傳感器280接收的信號(hào)用作在必要的情況下(即，如果發(fā)現(xiàn)存在 所述給料單元的不期望的溫度水平)用于通過(guò)將變熱的還原劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管來(lái)從所 述給料單元中移除變熱的還原劑的基礎(chǔ)，其包括
-基于給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的還原制劑的數(shù)量，并將所計(jì)算的數(shù)量 的還原制劑移除；或者
-將以所述給料單元的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的還原 制劑從所述給料單元移除到所述排氣導(dǎo)管。
具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)本創(chuàng)新方法的一方面，第一控制單元200適于根據(jù)一種方案將從 第一溫度傳感器220和/或第二溫度傳感器280接收的信號(hào)用作在必要的情況下用于基于給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的變熱的還原劑的數(shù)量的基礎(chǔ)。
第二控制單元210設(shè)置成經(jīng)由鏈路201與第一控制單元200通信。第二控制單 元210能夠可拆卸地連接到第一控制單元200。第二控制單元210可以是在車輛100外部 的控制單元。第二控制單元210可適于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的創(chuàng)新方法的步驟。第二控制單元 210可用于將軟件，特別是用于應(yīng)用創(chuàng)新方法的軟件交叉裝載(cross-load)到第一控制單 元200。第二控制單元210可以可選地設(shè)置成經(jīng)由車輛中的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與第一控制單元200 通信。第二控制單元210可適于執(zhí)行與第一控制單元200的功能實(shí)質(zhì)上類似的功能，例如 確定是否存在給料單元250的不期望的溫度水平，并且，如果存在，則將給料單元的合適數(shù) 量的變熱的還原制劑給料到排氣導(dǎo)管240中。該創(chuàng)新方法可由第一控制單元200或第二控 制單元210或由第一控制單元200和第二控制單元210兩者來(lái)應(yīng)用。
圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與用于凈化來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的排出氣體的SCR系統(tǒng)有關(guān) 的方法的示意性流程圖，該SCR系統(tǒng)包括向排氣導(dǎo)管供應(yīng)還原制劑的給料單元。該方法包 括第一步驟s301。方法步驟s301包括確定是否存在所述給料單元的不期望的溫度水平的 步驟，以及如果發(fā)現(xiàn)存在所述不期望的溫度水平，則通過(guò)將還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管 來(lái)從所述給料單元中移除變熱的還原制劑，其包括
-基于給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的還原制劑的數(shù)量，并將所計(jì)算的數(shù)量 的還原制劑移除；或者
-將以所述給料單元的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的還原 制劑從所述給料單元移除到所述排氣導(dǎo)管。該方法在步驟s301之后結(jié)束。
圖3b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與用于凈化來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)150的排出氣體的SCR系統(tǒng) 有關(guān)的方法的示意性流程圖，該SCR系統(tǒng)包括向排氣導(dǎo)管240供應(yīng)還原制劑的給料單元 250。
該方法包括第一步驟s310。方法步驟s310包括的步驟為確定給料單元250的 當(dāng)前溫度。這通過(guò)直接測(cè)量在給料單元250鄰近處的當(dāng)前溫度來(lái)進(jìn)行。步驟s310測(cè)量表 示給料單元250的當(dāng)前溫度的第一溫度值Tl。步驟s310之后是步驟s320。
方法步驟s320包括的步驟為間接地確定給料單元250的估計(jì)當(dāng)前溫度。這通過(guò) 在除了給料單元250以外的SCR系統(tǒng)的某個(gè)其它部件鄰近處的溫度測(cè)量來(lái)進(jìn)行。步驟s310 測(cè)量除了給料單元250以外的某個(gè)其它部件的第二溫度值T2。測(cè)量溫度T2可用于確定給 料單元250的第一估計(jì)當(dāng)前溫度Tlest?？商鎿Q的是可借助于計(jì)算模型來(lái)確定(計(jì)算)給料 單元250的第二估計(jì)當(dāng)前溫度T2est，該計(jì)算模型具有除了 SCR系統(tǒng)的部件的溫度以外的某 個(gè)其它參數(shù)作為輸入值。這樣的輸入?yún)?shù)例如可以是發(fā)動(dòng)機(jī)150上的當(dāng)前負(fù)荷。應(yīng)注意， 步驟s310和s320可實(shí)質(zhì)上被同時(shí)或以相反的順序執(zhí)行。也應(yīng)注意，根據(jù)一種方案，可以僅 使用給料單元250的測(cè)量溫度Tl來(lái)如下地確定最高溫度值Tmax。在特定情況下，使用估計(jì) 當(dāng)前溫度Tlest和T2est中的至少一個(gè)和測(cè)量溫度Tl來(lái)如下地確定最高溫度值Tmax將是 有利的,從而導(dǎo)致更牢靠的方法。步驟s320之后是步驟s330。
方法步驟s330包括的步驟為將所確定的給料單元250的第一溫度Tl與給料 單元250的估計(jì)當(dāng)前溫度Tlest和T2est中的至少一個(gè)進(jìn)行比較。步驟s330之后是步驟 s340o
方法步驟s340包括的步驟為將估計(jì)當(dāng)前溫度Tlest和T2est中的至少一個(gè)與所確定的第一溫度Tl之間所述比較的結(jié)果用作用于在所比較的值當(dāng)中選擇最高值的基礎(chǔ)。 該最高溫度值也稱為Tmax。步驟s340還包括在所述給料單元250適于向排氣導(dǎo)管供應(yīng)還 原制劑的情況下確定是否存在給料單元的不期望的溫度水平的步驟。這可通過(guò)與諸如預(yù)定 溫度值的極限值Tth (例如70或100攝氏度，取決于在SCR系統(tǒng)中使用哪種還原劑)比較 來(lái)進(jìn)行。如果Tmax大于或等于Tth,將會(huì)發(fā)現(xiàn)存在給料單元不期望的溫度水平。如果Tmax 小于Tth，將會(huì)發(fā)現(xiàn)不存在給料單元不期望的溫度水平。步驟s340之后是步驟s350。
根據(jù)可替換的方案，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，如上所述，可以僅基于給料單元的測(cè) 量溫度Tl來(lái)確定是否存在給料單元250不期望的溫度水平，從而導(dǎo)致不太復(fù)雜的方法。
方法步驟s350包括的步驟為使用所選擇的值Tmax作為用于計(jì)算還原制劑將要 從給料單元250中移除的數(shù)量。這將借助存儲(chǔ)的計(jì)算模型來(lái)進(jìn)行。因此能夠確定適合的給 料配置，例如，關(guān)于還原制劑在不同時(shí)間將被移除的相應(yīng)量。步驟s350之后是步驟s360。
方法步驟s360包括的步驟為使用所選擇的值Tmax作為用于采用測(cè)量量的基礎(chǔ)， 該測(cè)量量用于影響給料單元250的溫度。隨后在適合的時(shí)間將確定量的還原制劑的移除。 結(jié)果是可以在相應(yīng)的確定時(shí)間對(duì)各種不同量的還原制劑進(jìn)行給料。該方法在步驟s360之 后結(jié)束。
圖4是設(shè)備400的方案的視圖。參照?qǐng)D2描述的控制單元200及210在一方案中 可包括設(shè)備400。設(shè)備400包括非易失性存儲(chǔ)器420、數(shù)據(jù)處理單元410和讀/寫存儲(chǔ)器 450。非易失性存儲(chǔ)器420具有存儲(chǔ)用于控制設(shè)備400的功能的計(jì)算機(jī)程序(例如操作系統(tǒng)) 的第一存儲(chǔ)器元件430。設(shè)備400還包括總線控制器、串行通信端口、I/O裝置、A/D轉(zhuǎn)換器、 時(shí)間和數(shù)據(jù)輸入及傳送單元、事件計(jì)數(shù)器和中斷控制器(未示出)。非易失性存儲(chǔ)器420還 具有第二存儲(chǔ)器元件440。
所提出的計(jì)算機(jī)程序P包括用于確定是否存在給料單元250不期望的溫度水平的 例程，該給料單元250用于將還原制劑供應(yīng)到排氣導(dǎo)管。根據(jù)本創(chuàng)新方法的一方面，該程序 P包括當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在不期望的溫度水平時(shí)，用于通過(guò)將還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管240來(lái) 從給料單元250中移除變熱的還原制劑的例程，其包括
-基于給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的還原制劑的數(shù)量，并將所計(jì)算的數(shù)量 的還原制劑移除；或者
-將以所述給料單元的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的還原 制劑，從所述給料單元移除到所述排氣導(dǎo)管。
該程序P包括用于連續(xù)確定給料單元的當(dāng)前溫度以便連續(xù)確定是否存在給料單 元不期望的溫度水平的例程。該程序P包括用于基于給料單元的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的 變熱的還原制劑的數(shù)量的例程。該程序P包括用于借助所述還原制劑的流動(dòng)來(lái)連續(xù)冷卻給 料單元250的例程。
該程序P包括用于通過(guò)將還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管來(lái)從所述給料單元中間 歇性地移除還原制劑的例程。
該程序P可以以可執(zhí)行形式或以壓縮形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器460中和/或讀/寫存儲(chǔ) 器450中。
在數(shù)據(jù)處理單元410被描述為執(zhí)行特定功能的情況，意味著數(shù)據(jù)處理單元410實(shí) 現(xiàn)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器460中的程序的特定部分或存儲(chǔ)在讀/寫存儲(chǔ)器450中的程序的特定部分。
數(shù)據(jù)處理設(shè)備410可經(jīng)由數(shù)據(jù)總線415與數(shù)據(jù)端口 499通信。非易失性存儲(chǔ)器420 旨在用于經(jīng)由數(shù)據(jù)總線412與數(shù)據(jù)處理單元410通信。單獨(dú)的存儲(chǔ)器460旨在經(jīng)由數(shù)據(jù)總 線411與數(shù)據(jù)處理單元410通信。讀/寫存儲(chǔ)器450適于經(jīng)由數(shù)據(jù)總線414與數(shù)據(jù)處理器 單元410通信。數(shù)據(jù)端口 499例如可具有連接到其的鏈路201、221、231、251和281 (參見 圖2)。
當(dāng)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)端口 499上被接收到時(shí)，將它們臨時(shí)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器元件440中。 當(dāng)所接收的輸入數(shù)據(jù)被臨時(shí)存儲(chǔ)時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元410準(zhǔn)備如上所述地實(shí)現(xiàn)代碼執(zhí)行。根 據(jù)一種方案，在數(shù)據(jù)端口 499上接收的信號(hào)包含關(guān)于給料單元250的第一測(cè)量溫度Tl的信 息。根據(jù)一種方案，在數(shù)據(jù)端口 499上接收的信號(hào)包含關(guān)于并非給料單元250而是SCR系 統(tǒng)的部件的第二測(cè)量溫度T2的信息。在數(shù)據(jù)端口 499上接收的信號(hào)可以在適用的情況下 由設(shè)備400來(lái)適用，以將SCR系統(tǒng)的給料單元250中的變熱的還原制劑移除。
本文所描述的方法的部分由可借助數(shù)據(jù)處理單元410的設(shè)備400來(lái)實(shí)現(xiàn)，該數(shù)據(jù) 處理單元410運(yùn)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器460或讀/寫存儲(chǔ)器450中的程序。當(dāng)設(shè)備400運(yùn)行程序 時(shí)，執(zhí)行本文描述的方法。
為了說(shuō)明和描述的目的提供本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的前述描述。并不旨在排他的或 將本發(fā)明限制到所述變形。很多修改和變形對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然是明顯的。實(shí)施例已被 選擇并描述，以便最好地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，并因此能夠使得專業(yè)人員通過(guò) 各種實(shí)施例并以適合于旨在使用的各種修改來(lái)理解本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種與用于凈化發(fā)動(dòng)機(jī)(150)的排出氣體的SCR系統(tǒng)有關(guān)的方法，所述SCR系統(tǒng)包括向排氣導(dǎo)管(240)供應(yīng)還原制劑的給料單元(250)，所述方法包括 -確定(s340)是否存在所述給料單元(250)的不期望的溫度水平的步驟， 其特征在于以下步驟 -如果發(fā)現(xiàn)存在所述不期望的溫度水平，則通過(guò)將變熱的所述還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管(240)來(lái)從所述給料單元(250)中移除(s360)所述變熱的還原制劑，其包括 -基于所述給料單元(250)的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算(s350)可移除的還原制劑的數(shù)量，并將所計(jì)算的數(shù)量的還原制劑移除，或者 -將以所述給料單元(250)的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的還原制劑從所述給料單元移除(s360)到所述排氣導(dǎo)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在排氣流停止之后進(jìn)行是否存在所述不期望的溫度水平的所述確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，包括借助所述還原制劑的流動(dòng)來(lái)連續(xù)冷卻所述給料單元(250)的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，包括通過(guò)將所述還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管(240)來(lái)從所述給料單元(250)中間歇性地移除(s360)還原制劑的步驟。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述不期望的溫度水平處于預(yù)定范圍內(nèi)，例如，80-130攝氏度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括 -連續(xù)確定所述給料單元(250)的當(dāng)前溫度，以便連續(xù)確定是否存在所述給料單元(250)的不期望的溫度水平的步驟。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括 -通過(guò)所述給料單元(250)中的所述還原制劑的現(xiàn)有增壓來(lái)從所述給料單元中移除(s360)還原制劑的步驟。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述還原制劑是基于尿素的還原制劑。
9.一種用于凈化發(fā)動(dòng)機(jī)(150)的排出氣體的SCR系統(tǒng)的設(shè)備，所述SCR系統(tǒng)包括向排氣導(dǎo)管(240)供應(yīng)還原制劑的給料單元(250)，所述設(shè)備包括 -用于確定是否存在所述給料單元(250)的不期望的溫度水平的裝置(200 ；210 ；400)； 其特征在于 -用于如果發(fā)現(xiàn)存在所述給料單元(250)的所述不期望的溫度水平，則通過(guò)將變熱的所述還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管(240)來(lái)從所述給料單元(250)中移除所述變熱的還原制劑的裝置(200 ；210 ;400)，其包括使用 -用于基于所述給料單元(250)的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算可移除的還原制劑的數(shù)量并將所計(jì)算的數(shù)量的還原制劑移除的裝置(200 ；210 ;400)，或者 -用于將以所述給料單元(250)的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的還原制劑從所述給料單元移除到所述排氣導(dǎo)管的裝置(200 ；210 ;400)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，在排氣流停止之后進(jìn)行是否存在所述不期望的溫度水平的所述確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，包括 用于借助所述還原制劑的流動(dòng)來(lái)連續(xù)冷卻所述給料單元(250 )的裝置(230 )。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括用于通過(guò)將所述還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管(240)來(lái)從所述給料單元(250)中間歇性地移除還原制劑的裝置(200 ；210 ；400)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述不期望的溫度水平處于預(yù)定范圍內(nèi)，例如，80-130攝氏度。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中9-13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括 -用于連續(xù)確定所述給料單元(250)的當(dāng)前溫度以便連續(xù)檢測(cè)所述給料單元(250)的任何出現(xiàn)的不期望的溫度水平的裝置(200 ；210 ;400)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中9-14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括 -用于通過(guò)所述給料單元(250)中的所述還原制劑的現(xiàn)有增壓來(lái)從所述給料單元中移除還原制劑的裝置(200 ;210 ;400)。
16.一種機(jī)動(dòng)車輛(100; 110)，包括根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的機(jī)動(dòng)車輛(100;110)，所述車輛是卡車、公共汽車或客車中的任一種。
18.一種與用于排氣凈化的SCR系統(tǒng)有關(guān)的計(jì)算機(jī)程序(P)，所述計(jì)算機(jī)程序(P)包含用于使電子控制單元(200;400)或連接到所述電子控制單元(200;400)的另一計(jì)算機(jī)(210;400)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的步驟的程序代碼。
19.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包含存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程度代碼，所述程序代碼用于當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在電子控制單元(200; 400 )或連接到所述電子控制單元(200; 400 )的另一計(jì)算機(jī)(210;400)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種與用于凈化發(fā)動(dòng)機(jī)(150)的排出氣體的SCR系統(tǒng)有關(guān)的方法，所述SCR系統(tǒng)包括向排氣導(dǎo)管(240)供應(yīng)還原制劑的給料單元(250)，所述方法包括確定(s340)是否存在所述給料單元(250)的不期望的溫度水平的步驟。該方法還包括如果發(fā)現(xiàn)存在所述不期望的溫度水平，則通過(guò)將變熱的還原制劑供應(yīng)到所述排氣導(dǎo)管(240)來(lái)從所述給料單元(250)中移除(s360)所述變熱的還原制劑的步驟；其包括-基于所述給料單元(250)的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算(s350)可移除的還原制劑的數(shù)量，并將所計(jì)算的數(shù)量的還原制劑移除；或者-將以所述給料單元(250)的基本上全部的所述變熱的還原制劑的形式的預(yù)定量的還原制劑從所述給料單元移除(s360)到所述排氣導(dǎo)管。本發(fā)明還涉及包含用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)(200;210)的程序代碼(P)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及一種SCR系統(tǒng)的設(shè)備和裝配有該設(shè)備的機(jī)動(dòng)車輛(100)。
文檔編號(hào)F01N3/20GK103003540SQ201180035558
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者A·利耶斯特蘭德, P·布倫貝里, D·阿維德松 申請(qǐng)人:斯堪尼亞商用車有限公司