用于控制用于存儲添加劑并將添加劑注入到發動機排放氣體中的系統的運行的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及一種用于控制SCR系統的組件（例如：注射器或加熱器）運行的方法。
【背景技術】
[0002] 關于車輛和卡車排放的法規其中有要求減少向大氣中排放氮氧化物NOx。為了實 現該目的，已知選擇性催化還原方法（英文為"Selective Catalytic Reduction"，縮寫為 SCR)，該方法允許通過將還原劑（一般為氨）注入排放線中來還原氮氧化物。該氨可以來 自于氨前驅體溶液的熱分解，其中所述氨前驅體的濃度可以是共晶混合物的濃度。該氨前 驅體通常是尿素溶液。
[0003] 利用SCR方法，以最優效率燃燒時在發動機中產生的呢的大量排放在發動機出 口處在催化劑中被處理。這種處理要求使用具有精確濃度且極高質量的還原劑。因此，精 確計量該溶液，并將其注入排放氣體流中，在該排放氣體流中，該溶液發生水解，然后將氮 氧化物（N0 X)轉化為氮氣（N2)和水（H20)。
[0004] 為此，必須為車輛配備裝有添加劑（通常是尿素）溶液的儲箱，以及用于計量所要 的添加劑量并將其注入排放線中的設備。這種設備通常被稱為注射器。
[0005] 因此，能夠精確地控制注射器是重要的。
[0006] 一般性地，能夠精確地控制SCR系統的所有關鍵組件是重要的。這些關鍵組件中 有加熱設備，該設備的功能在于在凍結條件下起動的情況下使添加劑溶液液化，以能夠將 其注入到排放線中。事實上，鑒于通常用于該目的的尿素水溶液（尿素重量比為32.5%的 共晶混合物）于-11°C凍結，設置這種加熱設備是必要的。
[0007] 已知多種用于控制注射器運行的方法。
[0008] 一種已知方法在于利用發動機圖表來估計將產生的量并利用基于布置在 SCR催化罐出口處的X傳感器的反饋回路。該已知方法的缺陷在于，該方法沒有考慮進入 排放物中的液體，因此對效率的控制完全取決于A傳感器，而A傳感器卻不能夠診斷N0 X 的不良或過度還原的起因。
[0009] 一般性地，尿素隨時間老化。該老化特別地由熱循環導致。因此，尿素的一部分轉 化為溶解的nh3，這改變了溶液的濃度。
[0010] 目前，存在能夠測量尿素濃度的傳感器。一般性地，已知用由這些傳感器提供的濃 度測量值來檢測與在裝有尿素的儲箱中引入不合適的液體相關的問題，然后向SCR系統的 控制器通告該問題。
【發明內容】
[0011] 本發明旨在提供一種用于控制SCR系統組件運行的方法，該方法精確簡單，并且 能夠考慮到溶液的老化。
[0012] 為此，本發明涉及一種用于管理用于存儲添加劑并將添加劑注入到內燃機的排放 氣體中的系統的至少一個組件的運行的方法，所述系統包括用于存儲添加劑的儲箱，所述 方法包括以下步驟：
[0013] -借助于安裝在儲箱內部的一個或多個測量傳感器，獲得儲箱內部的添加劑濃度 的瞬時測量值和/或添加劑堿度的瞬時測量值和/或溫度的瞬時測量值；
[0014]-根據儲箱內部的添加劑濃度的瞬時測量值和/或添加劑堿度的瞬時測量值和/ 或溫度的瞬時測量值，確定添加劑的還原能力；
[0015]-根據所確定的還原能力產生控制信號；
[0016]-向組件傳送所產生的控制信號。
[0017] 由此，本發明提出根據對添加劑的還原能力的估算來控制SCR系統的一個或多個 組件的運行。如在本說明書下文中可見，該還原能力的信息可以被用于修正要注入到排放 氣體中的添加劑的量和/或調節用于加熱策略的溫度閾值（即調節加熱設備的激活/停止 階段）。
[0018] 根據本發明，根據以下測量值中的至少一個或者其組合，產生用于控制組件運行 的控制信號：
[0019]-儲箱內部的添加劑濃度的瞬時測量值；
[0020] _儲箱內部的添加劑堿度的瞬時測量值；；
[0021] -儲箱內部的溫度的瞬時測量值。
[0022] 在一個具體的實施例中，待控制的SCR系統的組件是注射器。因此，要注入到排放 氣體中的添加劑（例如尿素）的量取決于添加劑的還原能力。
[0023] 在一個具體的實施例中，待控制的SCR系統組件是加熱設備。因此，根據添加劑的 還原能力來調整加熱策略。
[0024] 有利地，所述傳感器是電容（或多電容）傳感器。
[0025] 能夠測量添加劑（例如尿素）濃度的電容傳感器是已知的并且可以從市場上獲 得。因此在本文中不詳細描述電容傳感器。
[0026] 在一個有利的實施例中，提出：
[0027] _將所確定的還原能力和與還原能力最小準許值相關的預定閾值比較；
[0028] _如果所確定的還原能力小于或等于所述預定閾值，就激活要求更新添加劑的指 示器。
[0029] 由此，用還原能力的信息來確定是否需要更新裝在儲箱中的添加劑。例如，在需要 更新添加劑的情況下，激活車輛儀表盤上相應的指示燈（燈光指示器）。在另一示例中，可 以激活（在控制的意義上）顯示屏，使其向使用者示意顯示要求更新添加劑的消息。在另 一示例中，可以激活聲音指示器等。
[0030] 在本發明的范圍內，任何呈水溶液形式的氨前驅體（添加劑）都是合適的。本發明 利用共晶尿素溶液獲得良好的效果，對于共晶尿素溶液存在質量標準：例如，根據標準DIN 70070,在AdBlue? (注冊商標）溶液（商業尿素溶液）的情況下，尿素含量（重量百分 比）包含在31. 8%至33. 2%之間（即重量百分比為32. 5+/-0. 7%)，因此可用的氨的量包 含在 18. 0%至 18. 8%。
[0031] 本發明可以用于任何會在其排放氣體中產生內燃機。本發明有利地適用于 柴油發動機，并特別地適用于車輛的柴油發動機。
[0032] 在一個具體的實施例中，本發明還涉及一種控制系統，其用于管理用于存儲添加 劑并將添加劑注入到內燃機的排放氣體中的系統的至少一個組件的運行，所述存儲和注入 系統包括用于存儲添加劑的儲箱，所述控制系統的特征在于，該控制系統包括控制單元，該 控制單元能夠：
[0033] -接收來自于安裝在儲箱內部的一個或多個測量傳感器的信號，該信號傳遞儲箱 內部的添加劑濃度的瞬時測量值和/或添加劑堿度的瞬時測量值和/或溫度的瞬時測量值 的信息；
[0034] -根據儲箱內部的添加劑濃度的瞬時測量值和/或添加劑堿度的瞬時測量值和/ 或溫度的瞬時測量值，確定添加劑的還原能力；
[0035] -根據所確定的還原能力，產生控制信號；
[0036] -向組件傳送所產生的控制信號。
[0037] 在一個實施變型中，控制單元可以集成在車輛的電子計算器上。在另一實施變型 中，控制單元可以集成在燃料系統控制單元（有時稱為"FuelSystemControlUnit"，縮寫 為FSCU)中。
【具體實施方式】
[0038] 以下通過幾個示例來描述本發明。
[0039] 1.棹制注射器以精確計量尿素
[0040] 本發明通過在對要注入的添加劑的量的估算中集成以下信息中的至少一個而能 夠有利地改變該估算：堿