用于控制用于存储添加剂并将添加剂注入到发动机排放气体中的系统的运行的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种用于控制SCR系统的组件（例如：注射器或加热器）运行的方法。
【背景技术】
[0002] 关于车辆和卡车排放的法规其中有要求减少向大气中排放氮氧化物NOx。为了实 现该目的，已知选择性催化还原方法（英文为"Selective Catalytic Reduction"，缩写为 SCR)，该方法允许通过将还原剂（一般为氨）注入排放线中来还原氮氧化物。该氨可以来 自于氨前驱体溶液的热分解，其中所述氨前驱体的浓度可以是共晶混合物的浓度。该氨前 驱体通常是尿素溶液。
[0003] 利用SCR方法，以最优效率燃烧时在发动机中产生的呢的大量排放在发动机出 口处在催化剂中被处理。这种处理要求使用具有精确浓度且极高质量的还原剂。因此，精 确计量该溶液，并将其注入排放气体流中，在该排放气体流中，该溶液发生水解，然后将氮 氧化物（N0 X)转化为氮气（N2)和水（H20)。
[0004] 为此，必须为车辆配备装有添加剂（通常是尿素）溶液的储箱，以及用于计量所要 的添加剂量并将其注入排放线中的设备。这种设备通常被称为注射器。
[0005] 因此，能够精确地控制注射器是重要的。
[0006] 一般性地，能够精确地控制SCR系统的所有关键组件是重要的。这些关键组件中 有加热设备，该设备的功能在于在冻结条件下起动的情况下使添加剂溶液液化，以能够将 其注入到排放线中。事实上，鉴于通常用于该目的的尿素水溶液（尿素重量比为32.5%的 共晶混合物）于-11°C冻结，设置这种加热设备是必要的。
[0007] 已知多种用于控制注射器运行的方法。
[0008] 一种已知方法在于利用发动机图表来估计将产生的量并利用基于布置在 SCR催化罐出口处的X传感器的反馈回路。该已知方法的缺陷在于，该方法没有考虑进入 排放物中的液体，因此对效率的控制完全取决于A传感器，而A传感器却不能够诊断N0 X 的不良或过度还原的起因。
[0009] 一般性地，尿素随时间老化。该老化特别地由热循环导致。因此，尿素的一部分转 化为溶解的nh3，这改变了溶液的浓度。
[0010] 目前，存在能够测量尿素浓度的传感器。一般性地，已知用由这些传感器提供的浓 度测量值来检测与在装有尿素的储箱中引入不合适的液体相关的问题，然后向SCR系统的 控制器通告该问题。
【发明内容】
[0011] 本发明旨在提供一种用于控制SCR系统组件运行的方法，该方法精确简单，并且 能够考虑到溶液的老化。
[0012] 为此，本发明涉及一种用于管理用于存储添加剂并将添加剂注入到内燃机的排放 气体中的系统的至少一个组件的运行的方法，所述系统包括用于存储添加剂的储箱，所述 方法包括以下步骤：
[0013] -借助于安装在储箱内部的一个或多个测量传感器，获得储箱内部的添加剂浓度 的瞬时测量值和/或添加剂碱度的瞬时测量值和/或温度的瞬时测量值；
[0014]-根据储箱内部的添加剂浓度的瞬时测量值和/或添加剂碱度的瞬时测量值和/ 或温度的瞬时测量值，确定添加剂的还原能力；
[0015]-根据所确定的还原能力产生控制信号；
[0016]-向组件传送所产生的控制信号。
[0017] 由此，本发明提出根据对添加剂的还原能力的估算来控制SCR系统的一个或多个 组件的运行。如在本说明书下文中可见，该还原能力的信息可以被用于修正要注入到排放 气体中的添加剂的量和/或调节用于加热策略的温度阈值（即调节加热设备的激活/停止 阶段）。
[0018] 根据本发明，根据以下测量值中的至少一个或者其组合，产生用于控制组件运行 的控制信号：
[0019]-储箱内部的添加剂浓度的瞬时测量值；
[0020] _储箱内部的添加剂碱度的瞬时测量值；；
[0021] -储箱内部的温度的瞬时测量值。
[0022] 在一个具体的实施例中，待控制的SCR系统的组件是注射器。因此，要注入到排放 气体中的添加剂（例如尿素）的量取决于添加剂的还原能力。
[0023] 在一个具体的实施例中，待控制的SCR系统组件是加热设备。因此，根据添加剂的 还原能力来调整加热策略。
[0024] 有利地，所述传感器是电容（或多电容）传感器。
[0025] 能够测量添加剂（例如尿素）浓度的电容传感器是已知的并且可以从市场上获 得。因此在本文中不详细描述电容传感器。
[0026] 在一个有利的实施例中，提出：
[0027] _将所确定的还原能力和与还原能力最小准许值相关的预定阈值比较；
[0028] _如果所确定的还原能力小于或等于所述预定阈值，就激活要求更新添加剂的指 示器。
[0029] 由此，用还原能力的信息来确定是否需要更新装在储箱中的添加剂。例如，在需要 更新添加剂的情况下，激活车辆仪表盘上相应的指示灯（灯光指示器）。在另一示例中，可 以激活（在控制的意义上）显示屏，使其向使用者示意显示要求更新添加剂的消息。在另 一示例中，可以激活声音指示器等。
[0030] 在本发明的范围内，任何呈水溶液形式的氨前驱体（添加剂）都是合适的。本发明 利用共晶尿素溶液获得良好的效果，对于共晶尿素溶液存在质量标准：例如，根据标准DIN 70070,在AdBlue? (注册商标）溶液（商业尿素溶液）的情况下，尿素含量（重量百分 比）包含在31. 8%至33. 2%之间（即重量百分比为32. 5+/-0. 7%)，因此可用的氨的量包 含在 18. 0%至 18. 8%。
[0031] 本发明可以用于任何会在其排放气体中产生内燃机。本发明有利地适用于 柴油发动机，并特别地适用于车辆的柴油发动机。
[0032] 在一个具体的实施例中，本发明还涉及一种控制系统，其用于管理用于存储添加 剂并将添加剂注入到内燃机的排放气体中的系统的至少一个组件的运行，所述存储和注入 系统包括用于存储添加剂的储箱，所述控制系统的特征在于，该控制系统包括控制单元，该 控制单元能够：
[0033] -接收来自于安装在储箱内部的一个或多个测量传感器的信号，该信号传递储箱 内部的添加剂浓度的瞬时测量值和/或添加剂碱度的瞬时测量值和/或温度的瞬时测量值 的信息；
[0034] -根据储箱内部的添加剂浓度的瞬时测量值和/或添加剂碱度的瞬时测量值和/ 或温度的瞬时测量值，确定添加剂的还原能力；
[0035] -根据所确定的还原能力，产生控制信号；
[0036] -向组件传送所产生的控制信号。
[0037] 在一个实施变型中，控制单元可以集成在车辆的电子计算器上。在另一实施变型 中，控制单元可以集成在燃料系统控制单元（有时称为"FuelSystemControlUnit"，缩写 为FSCU)中。
【具体实施方式】
[0038] 以下通过几个示例来描述本发明。
[0039] 1.棹制注射器以精确计量尿素
[0040] 本发明通过在对要注入的添加剂的量的估算中集成以下信息中的至少一个而能 够有利地改变该估算：碱