本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行試劑配量系統(tǒng)的方法以及一種用于實(shí)施所述方法的裝置，其中所述試劑配量系統(tǒng)在SCR-催化器之前在上游將試劑配量到內(nèi)燃機(jī)的廢氣道中。

此外，本發(fā)明涉及一種控制器以及一種控制器程序產(chǎn)品，其中借助所述控制器運(yùn)行所述試劑配量系統(tǒng)，所述控制器程序產(chǎn)品具有存儲(chǔ)在機(jī)器可讀的載體上的程序代碼用于實(shí)施所述方法。

背景技術(shù)：

為了對(duì)內(nèi)燃機(jī)的廢氣進(jìn)行后處理，能夠以降低廢氣中的NO_x為目的而使用選擇催化還原法（Selective Catalytic Reduction=SCR）。在此，將規(guī)定量的選擇性生效的試劑配量到內(nèi)燃機(jī)的廢氣道中。所述試劑能夠是氨，氨例如由形式為尿素水溶液的預(yù)備階段在廢氣道中通過(guò)水解獲得。

這種試劑配量系統(tǒng)例如由公開(kāi)文獻(xiàn)DE 196 07 073 A1公開(kāi)。在此將尿素水溶液通過(guò)管路從儲(chǔ)箱輸送到配量閥并且在SCR-催化器之前在上游配量到內(nèi)燃機(jī)的廢氣道中，其中配量率借助于所述配量閥來(lái)確定。

在實(shí)際的試劑配量系統(tǒng)中，如本申請(qǐng)人的以DENOXTRONIC命名的試劑配量系統(tǒng)所公開(kāi)的那樣，泵從試劑儲(chǔ)箱吸入所述尿素水溶液并且將所述尿素水溶液壓縮到對(duì)于霧化而言所需要的例如3-9 bar（巴）的系統(tǒng)壓力。在考慮例如實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)和催化器數(shù)據(jù)的情況下，將所述試劑的配量率調(diào)整到盡可能最大的NO_x減少率上。

通常所使用的、在DIN標(biāo)準(zhǔn)中所定義的尿素水溶液具有下述特性：在大約-11℃時(shí)凍結(jié)。所述尿素水溶液的伴隨著凍結(jié)而產(chǎn)生的體積膨脹會(huì)導(dǎo)致對(duì)管路和其他組件像例如泵或者配量閥的損壞。因此，能夠規(guī)定的是，在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)之后或者說(shuō)在所述試劑配量系統(tǒng)切斷之后，將所述尿素水溶液從所述試劑配量系統(tǒng)、尤其從所述配量閥回吸到儲(chǔ)箱中。由此實(shí)現(xiàn)了：所述試劑配量系統(tǒng)能夠在溫度為-11℃或者低于-11℃時(shí)凍結(jié)，而不用擔(dān)心由于凍結(jié)的尿素水溶液的體積膨脹而帶來(lái)的損壞。

在公開(kāi)文獻(xiàn) DE 10 2011 076 429中描述了這樣一種試劑配量系統(tǒng)，其中泵能夠由正向運(yùn)行轉(zhuǎn)換到反向運(yùn)行，從而使得所述泵除了構(gòu)造預(yù)先給定的系統(tǒng)壓力外還附加地實(shí)現(xiàn)了所述試劑的回吸。

純?cè)瓌t上可行的是，替代由轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的泵而設(shè)置磁執(zhí)行器、具體為往復(fù)活塞泵，在所述往復(fù)活塞泵中由磁線圈環(huán)繞的銜鐵實(shí)施往復(fù)運(yùn)動(dòng)。對(duì)這種往復(fù)活塞泵的操控例如通過(guò)周期性重復(fù)的矩形信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，在一個(gè)周期之內(nèi)以下述方式調(diào)節(jié)操控持續(xù)時(shí)間：即實(shí)現(xiàn)浸入式銜鐵的完整的沖程。

就這種磁執(zhí)行器或者說(shuō)往復(fù)活塞泵而言缺點(diǎn)在于銜鐵碰撞時(shí)的高的噪聲生成。因此，專利文獻(xiàn)DE 10 2007 028 059 B4描述了一種用于輸送流體的往復(fù)活塞泵，其中設(shè)置了由彈性體制成的沖擊緩沖器用于降低噪聲。附加地，往復(fù)活塞的動(dòng)力學(xué)的能量通過(guò)復(fù)位彈簧和液壓阻尼吸收。所述往復(fù)活塞泵的機(jī)械構(gòu)造相應(yīng)比較昂貴。這導(dǎo)致高的制造成本。此外，在機(jī)械方面承受巨大負(fù)載的沖擊緩沖器遭受提高了的、減少所述往復(fù)活塞泵的壽命預(yù)期的磨損。

公開(kāi)文獻(xiàn)DE 10 2011 088 701 A1 公開(kāi)了一種尤其在試劑配量系統(tǒng)的輸送模塊中用于監(jiān)控往復(fù)活塞磁泵的銜鐵運(yùn)動(dòng)的方法。對(duì)此，查找流過(guò)所述往復(fù)活塞磁泵的磁線圈的電流變化曲線中的局部最小值并且將其作為銜鐵碰撞到銜鐵止擋上的時(shí)刻進(jìn)行識(shí)別。為了確定所述局部最小值能夠使用所述電流變化曲線的第一時(shí)間導(dǎo)數(shù)的交零。

公開(kāi)文獻(xiàn)DE 197 19 602 A1描述了一種對(duì)具有銜鐵的電磁閥的操控。所述銜鐵從閥的關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)到打開(kāi)位置并且保持在該打開(kāi)位置中。所述操控設(shè)備以下述方式設(shè)計(jì)：即所述操控設(shè)備向閥的磁線圈直到松開(kāi)所述銜鐵都提供相對(duì)較高的電壓、在銜鐵的飛行階段期間提供較低的電壓并且在到達(dá)打開(kāi)位置之后又提供高的保持電壓。根據(jù)一種實(shí)施方式，用于電壓之間的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換時(shí)刻能夠依賴于流過(guò)磁線圈的電流的時(shí)間上的變化曲線來(lái)確定。電流曲線在此示出了對(duì)銜鐵運(yùn)動(dòng)的已知的表征性的依賴性。在飛行階段期間降低的電壓導(dǎo)致了所述銜鐵的減小的加速度。由此出現(xiàn)了下述速度，所述速度足夠大以便確?？煽康仃P(guān)閉閥，然而又如此小從而減少在銜鐵碰到末端止擋上時(shí)的噪聲生成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法和一種裝置，利用所述方法和裝置獲得往復(fù)活塞泵的噪聲生成的減少。

所述任務(wù)通過(guò)在獨(dú)立的方法權(quán)利要求中以及在并列的裝置權(quán)利要求中所指明的特征相應(yīng)地得以解決。

根據(jù)本發(fā)明的處理方式涉及一種用于運(yùn)行試劑配量系統(tǒng)的方法，所述試劑配量系統(tǒng)在SCR-催化器之前在上游將試劑配量到內(nèi)燃機(jī)的廢氣道中，其中在配量運(yùn)行結(jié)束之后所述試劑配量系統(tǒng)的至少一部分借助于往復(fù)活塞泵通過(guò)回吸排空。根據(jù)本發(fā)明的處理方式的特征在于，在回吸期間碰撞獲取設(shè)備獲取所述往復(fù)活塞泵的往復(fù)活塞從開(kāi)始時(shí)刻直到碰撞時(shí)刻的飛行時(shí)間；比較器將所獲取的飛行時(shí)間與飛行時(shí)間閾值進(jìn)行比較，并且如果所獲取的飛行時(shí)間小于所述飛行時(shí)間閾值，那么降低所述往復(fù)活塞泵的操控功率。

在實(shí)際的這種種類的試劑配量系統(tǒng)中使用用于將試劑從試劑配量系統(tǒng)回吸到儲(chǔ)箱中的往復(fù)活塞泵，以防止所述試劑的可能的凍結(jié)。如果將尿素水溶液設(shè)置為試劑，那么從低于-11℃的溫度起必須要考慮到所述凍結(jié)。

能夠設(shè)置僅設(shè)置用于回吸的往復(fù)活塞泵。作為替代方案，能夠設(shè)置下述往復(fù)活塞泵，所述往復(fù)活塞泵不僅提供試劑的運(yùn)行壓力而且也實(shí)現(xiàn)了回吸，其中在該情況下需要用于在正常的配量運(yùn)行與回吸之間轉(zhuǎn)換的閥。

往復(fù)活塞泵在銜鐵或者說(shuō)往復(fù)活塞碰撞到末端止擋上時(shí)產(chǎn)生噪聲，所述噪聲在缺少試劑的情況下劇烈地增大，因?yàn)樵谠撉闆r下缺少在活塞沖程期間作用到往復(fù)活塞上的液壓反作用力。由此，所述往復(fù)活塞以相應(yīng)較高的能量碰撞到所述末端止擋上。提高了的噪聲生成由于下述事實(shí)以特別干擾的方式出現(xiàn)：即提高了的噪聲會(huì)在已經(jīng)停機(jī)的內(nèi)燃機(jī)中出現(xiàn)。

通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的處理方式在往復(fù)活塞泵的輸送沖程中識(shí)別磁力過(guò)剩并且因此降低所述往復(fù)活塞泵的磁線圈的電流并且由此降低磁吸引力。將所述電流的降低實(shí)現(xiàn)到下述值上，所述值繼而導(dǎo)致對(duì)所述往復(fù)活塞泵的操縱，但是在此在所述往復(fù)活塞碰撞到末端止擋上時(shí)的噪聲生成顯著小于將全部操控功率提供給往復(fù)活塞泵的情況。

根據(jù)發(fā)明的處理方式的有利的改進(jìn)方案和設(shè)計(jì)方案是從屬的方法權(quán)利要求的主題。

根據(jù)一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定，所述碰撞獲取設(shè)備借助于對(duì)流過(guò)所述往復(fù)活塞泵的磁線圈的電流的時(shí)間上的電流變化曲線的評(píng)估來(lái)獲取所述往復(fù)活塞泵的往復(fù)活塞在末端止擋處的碰撞的到達(dá)。充分利用了下述事實(shí)：即在到達(dá)末端止擋時(shí)磁回路的感應(yīng)率在短時(shí)間內(nèi)具有較大的階躍。通過(guò)所述感應(yīng)率的快速提高而引起的電流擾動(dòng)能夠通過(guò)對(duì)所述電流的第一時(shí)間導(dǎo)數(shù)和/或第二導(dǎo)數(shù)的獲取和評(píng)估來(lái)識(shí)別。

一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定，所述往復(fù)活塞泵的平均操控功率借助于脈寬調(diào)制的信號(hào)來(lái)確定。所述平均操控功率的降低則能夠簡(jiǎn)單地借助于所述脈寬調(diào)制的信號(hào)的特征參量的改變、例如通過(guò)脈沖持續(xù)時(shí)間的縮短來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)另一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定，在降低了所述往復(fù)活塞泵的平均操控功率之后，繼續(xù)獲取活塞直到到達(dá)止擋的飛行時(shí)間；繼續(xù)將所述飛行時(shí)間與所述飛行時(shí)間閾值進(jìn)行比較，并且隨后當(dāng)所述飛行時(shí)間超過(guò)所述飛行時(shí)間閾值時(shí)，結(jié)束對(duì)平均操控功率的降低。這種情況在所述往復(fù)活塞泵又被有待回吸的試劑填充時(shí)出現(xiàn)，因?yàn)橛捎谒鐾鶑?fù)活塞泵的降低的操控功率所述飛行時(shí)間在存在試劑的情況下顯著提高，從而超過(guò)所述飛行時(shí)間閾值。利用該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有適配過(guò)程或者測(cè)試沖程的情況下簡(jiǎn)單地并且特別快速地回到所述往復(fù)活塞泵的正常的回吸運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的、用于實(shí)施所述方法的裝置設(shè)置了一種專門(mén)布置的控制器，所述控制器能夠?qū)嵤└鱾€(gè)方法步驟并且引起所需要的行動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的控制器程序規(guī)定：當(dāng)所述程序在控制器上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。

根據(jù)本發(fā)明的控制器程序產(chǎn)品具有存儲(chǔ)在機(jī)器可讀的載體上的程序代碼，當(dāng)程序在控制器上運(yùn)行時(shí)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。

此外，根據(jù)本發(fā)明的處理方式的有利的改進(jìn)方案和設(shè)計(jì)方案由說(shuō)明書(shū)給出。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在接下來(lái)的說(shuō)明中得到詳細(xì)闡述。

圖1示出了其中運(yùn)行根據(jù)本發(fā)明的方法的技術(shù)環(huán)境，并且

圖2和圖3 示出了關(guān)于時(shí)間的信號(hào)變化曲線。

具體實(shí)施方式

圖1示出了試劑配量系統(tǒng)10，所述試劑配量系統(tǒng)在SCR-催化器20之前在上游將貯存在儲(chǔ)箱12中的試劑14配量到內(nèi)燃機(jī)18的廢氣道16中。所述試劑14優(yōu)選為尿素水溶液，所述尿素水溶液是在SCR-催化器20中所需要的試劑氨的預(yù)備階段。下文中僅使用概念試劑14。

所述試劑14由泵22帶入到運(yùn)行壓力上，所述運(yùn)行壓力例如處于3-9 bar的范圍內(nèi)。所述試劑14的配量率利用配量閥24來(lái)確定，所述配量閥由控制器26利用配量信號(hào)28來(lái)操控。

依賴于對(duì)試劑14的設(shè)計(jì)方案，所述試劑14能夠在特定的溫度之下凍結(jié)。如果將尿素水溶液設(shè)置為試劑14，那么必須考慮到低于-11℃時(shí)的凍結(jié)。為了避免試劑配量系統(tǒng)10中的損壞，因此設(shè)置了對(duì)試劑14的回吸，至少當(dāng)考慮到環(huán)境溫度下降到所述試劑14的凍結(jié)溫度之下時(shí)。

所述試劑配量系統(tǒng)10的排空應(yīng)在所述控制器26的空程中實(shí)現(xiàn)，其中在內(nèi)燃機(jī)18停機(jī)之后并且在配量運(yùn)行結(jié)束之后為了實(shí)施其他任務(wù)仍為所述控制器26供電。為了回吸所述試劑，設(shè)置了往復(fù)活塞泵30。在所示出的實(shí)施例中，將所述往復(fù)活塞泵30設(shè)置為單獨(dú)的泵，所述單獨(dú)的泵除所述泵22之外而存在。作為替代方案，能夠設(shè)置唯一的往復(fù)活塞泵，其中在該情況下必須設(shè)置閥，以便能夠在配量運(yùn)行與回吸運(yùn)行之間轉(zhuǎn)換。在圖1中所示出的實(shí)施例中，所述泵22由泵信號(hào)32操控，所述泵信號(hào)由所述控制器26提供。

當(dāng)應(yīng)切斷內(nèi)燃機(jī)18時(shí)，在所述控制器26的空程的框架中出現(xiàn)切斷信號(hào)40，其中在所述空程的框架內(nèi)還為所述控制器26供應(yīng)能量，所述切斷信號(hào)被提供給操控設(shè)備42。所述操控設(shè)備42提供操控信號(hào)44，所述操控信號(hào)被提供給所述往復(fù)活塞泵30。所述操控信號(hào)44優(yōu)選是脈寬調(diào)制的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)所述往復(fù)活塞泵30的簡(jiǎn)單的功率調(diào)節(jié)。

在所述切斷信號(hào)40出現(xiàn)之后，在圖2和3中所示出的開(kāi)始時(shí)刻TS提供操控信號(hào)44并且開(kāi)始回吸過(guò)程。所述往復(fù)活塞泵30的未進(jìn)一步示出的往復(fù)活塞基于對(duì)所述往復(fù)活塞泵的磁線圈通電流i來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中所述往復(fù)活塞與所述活塞泵30的未進(jìn)一步示出的銜鐵連接。由于所述磁線圈的感應(yīng)率，電流i能夠不階躍形地升高，而是具有至少大概如其在圖2和3中所示出的那樣的變化曲線，其中所述感應(yīng)率依賴于磁線圈自身，但也依賴于由所述往復(fù)活塞泵30的銜鐵和活塞構(gòu)成的整個(gè)磁回路。

如果在回吸時(shí)用所述試劑14填充所述往復(fù)活塞泵30，就會(huì)出現(xiàn)正常的運(yùn)行噪聲，所述運(yùn)行噪聲尤其通過(guò)所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞在末端止擋處的碰撞引起。但是如果在所述往復(fù)活塞泵30中存在小氣泡或者幾乎不存在試劑14，該噪聲就會(huì)劇烈地提高。在這種情況下，缺少通過(guò)所述試劑14引起的反作用力，從而在未改變向所述往復(fù)活塞泵30的功率供應(yīng)的情況下所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)變快并且所述碰撞噪聲會(huì)相應(yīng)地變大。噪聲的增大尤其對(duì)于所述試劑配量系統(tǒng)10的使用者而言是不適的，因?yàn)樵诨匚鲈噭?4的時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)18已經(jīng)被切斷，從而降低了普遍的噪聲水平并且使得由于所述往復(fù)活塞泵30而產(chǎn)生的干擾噪聲更加強(qiáng)烈地凸顯。

因此根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，當(dāng)負(fù)載由于所述往復(fù)活塞泵30中的小氣泡形成而降低時(shí)，降低提供給所述往復(fù)活塞泵30的平均功率。作為代表所述往復(fù)活塞泵30的機(jī)械負(fù)載的降低的量度，考慮所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞的飛行時(shí)間TZ。規(guī)定所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞的飛行時(shí)間TZ的獲取在開(kāi)始時(shí)刻TS開(kāi)始直到在碰撞時(shí)刻TA到達(dá)末端止擋。隨后將所述飛行時(shí)間TZ與飛行時(shí)間閾值進(jìn)行比較。

如果所述飛行時(shí)間TZ小于所述飛行時(shí)間閾值，那么降低所述往復(fù)活塞泵30的操控功率。降低了的功率導(dǎo)致較緩慢地實(shí)現(xiàn)所述往復(fù)活塞的運(yùn)動(dòng)，從而也以低噪聲的方式實(shí)現(xiàn)了所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞到末端止擋上的碰撞。

根據(jù)一種設(shè)計(jì)方案，所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞或者說(shuō)銜鐵的飛行時(shí)間TZ借助于在回吸期間對(duì)電流i的評(píng)估來(lái)獲取，所述電流由電流傳感器46檢測(cè)。為此，碰撞獲取設(shè)備48通過(guò)形成例如所述電流i的第一和/或第二時(shí)間導(dǎo)數(shù)i^'、 i^''來(lái)評(píng)估所述電流i。一旦所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞或者說(shuō)銜鐵到達(dá)末端止擋，在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)上面所詳細(xì)描述的感應(yīng)回路的感應(yīng)率的大的變化。所述感應(yīng)率的劇烈提高造成在碰撞時(shí)刻TA所述電流i的表征性的擾動(dòng)。所述電流i的改變能夠?qū)е滤鲭娏鱥的第一導(dǎo)數(shù)i^'的交零。所述電流i的改變也能夠以下述方式實(shí)現(xiàn)：即在電流變化曲線中出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)能夠借助于對(duì)時(shí)間上的電流變化曲線的第二導(dǎo)數(shù)i^''的評(píng)估來(lái)識(shí)別。

一旦所述碰撞獲取設(shè)備48已經(jīng)識(shí)別在碰撞時(shí)刻TA到達(dá)末端止擋，就由所述開(kāi)始時(shí)刻TS與所述碰撞時(shí)刻TA之間的時(shí)間差來(lái)獲取所述飛行時(shí)間TZ并且將其提供給比較器50。所述比較器50將所述飛行時(shí)間TZ與所述飛行時(shí)間閾值52進(jìn)行比較。如果所獲取的飛行時(shí)間TZ小于所述飛行時(shí)間閾值52，那么所述比較器50提供轉(zhuǎn)換信號(hào)54，所述轉(zhuǎn)換信號(hào)促使所述操控設(shè)備42以下述方式改變所述往復(fù)活塞泵30的操控信號(hào)44：即將較小的平均功率提供給所述往復(fù)活塞泵30。

如果將所述操控信號(hào)44的已經(jīng)描述的設(shè)計(jì)方案設(shè)置為脈寬調(diào)制的操控信號(hào)，那么能夠以簡(jiǎn)單的方式通過(guò)改變所述脈寬調(diào)制的信號(hào)的特征參量、例如縮短脈沖持續(xù)時(shí)間來(lái)降低平均功率。

通過(guò)降低提供給所述往復(fù)活塞泵30的平均功率使得所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞或者說(shuō)銜鐵的運(yùn)動(dòng)延緩。功率的降低帶來(lái)了下述結(jié)果：即所述往復(fù)活塞泵30的往復(fù)活塞繼續(xù)到達(dá)末端止擋，但在此減少了噪聲生成。減少的功率優(yōu)選根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取。

一旦再次用所述試劑14填充所述往復(fù)活塞泵30，就回到以全部功率運(yùn)行的正常的回吸運(yùn)行?；氐揭酝鶑?fù)活塞泵30的正常的功率運(yùn)行的正常的回吸運(yùn)行能夠通過(guò)下述簡(jiǎn)單的措施進(jìn)行：即所述碰撞識(shí)別設(shè)備48繼續(xù)獲取所述飛行時(shí)間TZ并且將其提供給所述比較器50。所述比較器50繼續(xù)將實(shí)際的飛行時(shí)間TZ與所述飛行時(shí)間閾值52進(jìn)行比較。由于通過(guò)存在的試劑14提高了所述往復(fù)活塞泵30的負(fù)載，所述飛行時(shí)間TZ延緩。如果現(xiàn)在確定：所述飛行時(shí)間TZ提高并且超過(guò)所述飛行時(shí)間閾值52，那么所述比較器50撤回所述轉(zhuǎn)換信號(hào)54，接著所述操控設(shè)備42重新提供正常的操控信號(hào)44而不降低平均功率。