用來運行用于在內燃機的排氣系中的SCR?催化器裝置的還原劑溶液的配量系統的方法與流程

本發明涉及一種用來運行配量系統的方法，所述配量系統用于在內燃機的排氣系（abgasstrang）中的scr-催化器裝置的還原劑溶液，其中，所述配量系統包括至少一個可冷卻的配量模塊，該配量模塊被連接到冷卻劑循環（kühlmittelkreislauf）處、尤其是被連接到冷卻水循環處。

背景技術：

用于運行尤其是在機動車中的內燃機的方法和設備是已知的，在其排氣區域中布置了scr-催化器（scr：選擇性催化還原（selectivecatalyticreduction）），該scr-催化器將包含在內燃機的廢氣中的氮氧化物（nox）在還原劑在場時還原為氮。

scr-催化器的基本原理在于：在存在作為還原劑的nh3時，在催化器表面上的氮氧化物分子被還原為元素氮。所需的還原劑通常以尿素水溶液的形式配量到排氣系中。為此，設置了帶有配量模塊的配量裝置或者配量系統，該配量模塊將所需的還原劑溶液在scr-催化器的上游配量到排氣系中。

所述配量模塊能夠以取決于在所述排氣系中的安裝位置的方式忍受高溫，所述高溫可能損傷構件或者甚至可能導致失靈。為了減少這種熱負荷，原則上，兩種不同的針對配量模塊的冷卻方案是已知的。一方面，使用純空氣冷卻的配量模塊。另一方面，使用帶有水冷卻的配量模塊，其中，這些配量模塊被連接到存在于機動車中的冷卻水循環處。在用于配量閥——該配量閥位于所述配量模塊中——的頂部的溫度模型的基礎上，所述配量模塊能夠在確定的運行條件下通過對液態還原劑的最小配給量的要求來額外地被冷卻。在運行的馬達中，就空氣冷卻的配量模塊而言，僅能夠通過對還原劑的最小配給量的這種要求來實現主動地受控制的冷卻，而就水冷卻的配量模塊而言，也能夠通過對冷卻循環的特定的冷卻功率的要求來主動地影響冷卻。然而，冷卻劑（冷卻水）在進入到配量模塊中時的溫度一般來說并不是準確地已知的。為此，將下述溫度測量量作為替代量來使用：該溫度測量量遠離所述配量模塊地被檢測到。

由德文公開文獻de102011088549a1已知一種用于scr-系統的配量模塊，該scr-系統具有冷卻體，在該冷卻體中實施了冷卻水流量調節。根據冷卻體中的溫度進行冷卻水流量的改變，其中，為此在與溫度有關的雙金屬條（bimetallstreifen）的基礎上使用了被動閥。

由德文公開文獻de102014103986a1已知一種用于阻止配量模塊-熱損害的方法。在此，計算出所需的冷卻劑-冷卻量用于阻止所述熱損害。對馬達冷卻劑-冷卻量進行計算，該馬達冷卻劑-冷卻量根據耦接-水泵（kupplungs-wasserpumpe）的運行而改變。對所述耦接-水泵的運行狀態進行檢查，其方式為：將所需的冷卻劑-冷卻量與馬達冷卻劑-冷卻量進行比較。如果耦接-水泵如此運行，使得所需的冷卻劑-冷卻量大于馬達冷卻劑-冷卻量，那么所述耦接-水泵就停下來。在此，所需的冷卻劑-冷卻量通過配量模塊的下述溫度進行確定：在該溫度的情況下，還原劑-冷卻量和馬達冷卻劑-冷卻量之和相對于廢氣總熱能得到平衡（ausgeglichen）。

技術實現要素：

本發明的優點

根據本發明的方法由用來運行配量系統——該配量系統用于在內燃機的排氣系中的scr-催化器裝置的還原劑溶液——的方法出發，其中，所述配量系統包括至少一個可冷卻的配量模塊，該配量模塊被連接到冷卻劑循環處、尤其是被連接到冷卻水循環處。這個冷卻水循環的主要功能例如能夠是冷卻所述內燃機。所述配量模塊的冷卻——為了避免在配量模塊處的熱損害所述冷卻是必要的——通過要求冷卻劑循環的冷卻功率來進行。根據本發明，在要求冷卻功率時考慮到了冷卻劑的溫度，其中，冷卻劑的、在進入到配量模塊內的入口（eintritts）的區域中的溫度基于模型來確定。本發明在此由此出發：在這個位置處、即在配量模塊的區域中，不存在用于冷卻劑的溫度測量位置。對于冷卻功率的符合需求的要求來說，冷卻劑的、在進入到配量模塊內的入口的區域中的溫度基于模型來確定，其中，至少一個關于遠離配量模塊的冷卻劑的溫度的信息和至少一個關于在配量模塊的區域中的溫度的信息流入（einflie?en）到所述模型中。這種建模（modellierung）基于：冷卻劑在進入到配量模塊中時的溫度處于兩個邊界值之間。其中一個邊界值例如在冷卻劑泵的區域中由可進一步遠離地測量的或者可另外檢測的冷卻劑的溫度值來確定。另一個邊界值由在配量模塊處的溫度值來確定。通過合適地計算在所述兩個邊界值之間的溫度，根據本發明，能夠近似地確定冷卻劑在進入到配量模塊內時的溫度，并且對于冷卻功率的符合需求的要求而言能夠將所述冷卻劑的溫度考慮在內。在傳統的方法中，一般來說僅僅考慮到用于冷卻劑的溫度測量量，該溫度測量量遠離所述配量模塊地、例如在冷卻劑泵的區域中被檢測到。在此保持未考慮所述冷卻劑對于從溫度測量位置直至配量模塊的路徑的熱影響。因為冷卻劑的溫度在這個路徑上能夠顯著地改變，所以基于冷卻劑的這個僅僅遠離所述配量模塊測量到的溫度值的冷卻功率要求是不符合需求的。因此，通過對用于在配量模塊的區域中的冷卻劑的溫度值的根據本發明的建模，能夠以符合需求的方式實現特定的冷卻功率的要求，該要求準確地適配于相應的所存在的（herrschenden）條件。

在根據本發明的方法中，關于遠離配量模塊的冷卻劑的溫度的信息優選由冷卻劑溫度傳感器——該冷卻劑溫度傳感器遠離配量模塊——的測量值來推導出，或者由對于遠離配量模塊的這種冷卻劑溫度傳感器來說的替代值（ersatzwert）來推導出。所述溫度傳感器在此例如能夠位于內燃機的冷卻器（例如水冷卻器）的出口處，配量模塊集成在其冷卻循環中。沒有溫度傳感器的冷卻循環也是可行的。在這種情況下，能夠將另一個傳感器的與冷卻循環的溫度相關的值替代性地作為溫度量來使用。例如，配量模塊能夠集成到吸入空氣的冷卻循環中，其中，能夠將測量到的環境溫度作為用于在冷卻循環中的溫度的替代量來使用。對于冷卻劑溫度傳感器值來說的替代值例如也能夠是指建模的值，該建模的值以本身已知的方式作為冷卻劑的溫度值被計算出來。

關于在配量模塊的區域中的溫度的信息優選是指在配量模塊自身處的溫度值。一般來說，所述配量模塊包括可電操控的配量閥，從而為了這個目的能夠例如使用磁線圈的溫度值，即線圈溫度值。所述線圈溫度值能夠以本身已知的方式由在配量模塊內的配量閥的主動通電期間的電阻和電流來確定。

另外，至少一個關于在冷卻劑循環中的冷卻劑泵的當前輸送功率的信息優選流入到所述模型中，該模型用于計算在配量模塊的區域中的冷卻劑溫度。

在特別優選的方式中，所述模型——該模型用于對在進入到配量模塊內時的冷卻水溫度進行建模——以在關于遠離配量模塊的冷卻劑的溫度的信息和關于在配量模塊的區域中的溫度的信息之間的線性內插（interpolation）為基礎。尤其能夠借助于內插系數來進行線性內插。另外，在特別優選的方式中，關于冷卻劑泵的當前輸送功率的信息流入到這個內插系數的計算中。另外，能夠在確定所述內插系數時進行過濾（filterung）和/或平滑（gl?ttung）。

除此之外，本發明包括一種計算機程序，該計算機程序被設置用于實施根據本發明的方法的所描述的步驟。最后，本發明包括：一種機器可讀取的存儲介質，在該存儲介質上存儲了這樣的計算機程序；以及一種電子控制器，該電子控制器被設置用于實施根據本發明的方法的步驟。根據本發明的方法作為計算機程序或者作為機器可讀取的存儲介質或者作為電子控制器來實施具有下述特別的優點：根據本發明的方法由此也能夠在現有的機動車中使用，以便如此地優化對用于scr-系統的配量模塊的冷卻。

根據本發明的方法的其他特征和優點從結合附圖對實施例所作出的下述說明中得出。在此，各個特征能夠分別就自身而言或者以彼此組合的方式來實現。

附圖說明

在附圖中示出：

圖1是帶有可冷卻的配量模塊的配量系統的部件的示意性視圖，所述配量模塊用于根據現有技術的scr-催化器的還原劑溶液；和

圖2是按照根據本發明的方法的一種優選的設計方案對冷卻劑在進入到配量模塊內的入口處的溫度進行建模的示意性結構。

具體實施方式

圖1示出了機動車的沒有示出的內燃機的排氣系10的截面（ausschnitt）。所述排氣系10包括scr-催化器裝置11，內燃機的廢氣沿流動方向12流過該scr-催化器裝置。配量模塊20位于scr-催化器裝置11的上游，通過該配量模塊以取決于需求的方式來噴入對于所述scr-催化器裝置11來說所需的還原劑溶液。所述配量模塊20被供給以還原劑溶液，該還原劑溶液被儲藏在箱（tank）21中。借助于輸送泵22將還原劑溶液經由吸入管道23從所述箱21中取出，并且在壓力下通過供給管道24輸送給所述配量模塊20。為了能夠冷卻所述配量模塊20，該配量模塊20被連接到冷卻劑循環30處，該冷卻劑循環帶有冷卻劑入口31和冷卻劑出口32。所述冷卻劑循環30尤其是指冷卻水循環，它主要是為了機動車的內燃機的冷卻而被設置。在用于內燃機的在此沒有進一步示出的冷卻劑循環的區域中，設置了對冷卻水或者冷卻劑的溫度測量。但是，在配量模塊20的區域中不能對冷卻劑進行直接的溫度測量。根據本發明，在冷卻劑進入到所述配量模塊20中時進行溫度的建模。在此，在用于冷卻劑的兩個臨界溫度之間進行了內插，所述兩個臨界溫度在一方面由用于遠離所述配量模塊的冷卻劑的測量值或者替代值所構成，并且在另一方面由在所述配量模塊自身處的溫度值所構成。

圖2示出了對于冷卻劑在進入到配量模塊內時的溫度來說的優選的建模，該建模以所描述的內插為基礎，其中，在所述模型中考慮了在此沒有進一步示出的冷卻劑泵的當前存在的輸送功率。用于遠離所述配量模塊的冷卻劑的溫度值110首先流入到所述模型中。此外，在配量模塊的區域中被檢測到的溫度值120流入。在此，尤其能夠涉及配量模塊的可電操控的配量閥的磁線圈的線圈溫度值，可由在配量閥的主動通電期間的電阻和電流來確定所述線圈溫度值。所述溫度值110和120在考慮到內插系數130的情況下被線性地內插，以便對用于在配量模塊入口的區域中的冷卻劑的溫度值150進行建模。冷卻劑泵的當前存在的輸送功率140流入到所述內插系數130的計算中。在此，內插系數130通過與冷卻劑泵的輸送功率相關的特性曲線141以及在考慮到過濾或者平滑142的情況下來確定。特性曲線143作為用于平滑的時間常數流入到過濾或者平滑142中。在考慮到這些量的情況下，確定關于冷卻劑在進入到所述配量模塊內的入口處的溫度值150，該溫度值對于用于配量模塊的特定的冷卻功率的符合需求的要求來說被作為基礎。