用于对用来将液体喷射到道路机动车的燃烧马达的废气流中的配量模块进行冲洗的方法与流程

文档序号:15515599发布日期:2018-09-25 17:58阅读:196来源:国知局

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的、用于对用来将液体喷射到机动车的燃烧马达的排气设备中的配量模块进行冲洗的方法以及一种按独立装置权利要求的前序部分所述的、被设立用于对所述方法的流程进行控制的控制器,所述配量模块被安装在所述排气设备的壁体中并且伸到所述排气设备中。

据此关于方法方面来规定,检测所述燃烧马达的自上次冲洗所过去的运行持续时间,并且冲洗的触发将自上次冲洗所过去的运行持续时间超过预先确定的第一阈值假定为必要的条件。

根据装置方面来规定,所述控制器被设立用于:检测所述燃烧马达的自上次冲洗所过去的运行持续时间,并且只有在自上次冲洗所过去的运行持续时间超过预先确定的最小持续时间时才触发冲洗。



背景技术:

对于柴油燃烧马达来说,为了进行废气后处理而使用喷射系统,所述喷射系统紧挨着在氧化催化器之前将燃料喷射到废气流中。借助于这种燃料喷射,能够产生高的废气温度,所述高的废气温度引起在所述氧化催化器的下游布置在所述废气流中的颗粒过滤器的再生。用于喷射的配量模块被安装在排气设备的壁体中并且伸入到所述废气流中。因此所述配量模块被热耦联到所述热的壁体和所述热的气体上。

比如为颗粒过滤器的再生而进行的燃料喷射对于废气后处理系统来说通常仅仅在较长的间隔中才有必要。比如仅仅大约每2000km才进行再生,这对于50km/h的平均速度来说导致两次再生之间的大约40个运行小时的时间间隔。

在所述配量模块中被围住的燃料因此可能在许多运行小时的范围内经受高温,这导致燃料的不期望的老化。为了限制所述不期望的老化,也在再生过程之间不时地通过短时间的打开来为所述配量模块进行冲洗。“短时间”这个概念在此意味着,在进行短时间的冲洗时的阀打开时间比在再生过程中小。两次这样的短时间的冲洗过程之间的典型的时间间隔约为6到8小时。在每次再生之后或者在每次冲洗之后启动定时器。一旦自所述配量模块的上次打开所过去的持续时间超过预先确定的时间阈值(比如6h),则要求新的冲洗过程。

对于所述冲洗过程来说,在现有技术中要求特有的马达运行模式。这一点尤其是必要的,以便废气中的温度不会变得太高,这否则可能作为不期望的副作用而发生。对于不期望的高的废气温度来说,可能进行所述颗粒过滤器的自发的并且不期望的再生。有利的是,能够避免或者减轻这种直接的对马达管理系统的干预。目前没有对冲洗时刻进行优化。周期性地要求冲洗过程并且在冲洗期间转换马达工作点。

从de102004005072中已经知道,利用从gps信号、所述机动车的导航系统、交通通讯服务部等等中提供的道路机动车的路线数据,以用于影响马达控制功能并且尤其也影响废气后处理功能或者废气传感器功能,其目的是:以最小可能的燃料消耗和添加剂消耗和/或最大可能的构件保护(使用寿命)和/或最大可能的马达功率或者最大可能的舒适性优化上述功能的减少有害物质的作用原理、达到或者维持上述功能的运行准备和/或测量精度和/或诊断能力。

作为这样的马达控制功能和废气后处理功能或者废气传感器功能的实例,在这里要明确地提到颗粒过滤器或者nox储存式催化器的再生控制。这些废气后处理组件的减少有害物质的作用必须不时地通过所述马达的专门的运行来重建。为此,必须如此运行所述马达,从而在不取决于驾驶员的加速踏板愿望的情况下并且在不取决于辅助机组对马达功率、转速和转矩的要求的情况下在排气系中在特定的持续时间里关于废气温度、废气质量流量和混合物状态(o2含量、再生剂浓度、比如co或者hc等等)设定合适的比例。

再生控制的这项任务能够在利用关于车辆的所预料的里程的信息的情况下得到优化,方法是:只有在前面的路线所要求的马达工作点对这种再生的必要的废气状态来说是有利的并且按照预料也存在足够长的时间时,才优选开始这些再生过程。根据de102007027182此外知道,为此目的其它的、比如在前面行驶的车辆的行驶数据和路线数据也能够有利地包括在内。由此,能够提高对于马达工作点的预测的开始的精度或者可能性。此外,根据de102008008566,预测的改进能够通过以下方式来进行:额外地识别并且就这样分配驾驶员所独有的路线和行驶方式,使得所述路线和行驶方式能够在当前的行驶中在所述马达运行的预测中得到考虑。在de102008041617中为此提出,如何能够分配这些驾驶员所特有的数据并且将其转化为发送给驾驶员的反馈。



技术实现要素:

相对于开头所提到的现有技术,本发明关于其方法方面的特征在于,检查自上次冲洗所过去的运行持续时间是否大于比第一阈值大的第二阈值,并且如果自上次冲洗所过去的运行持续时间大于所述第二阈值,就触发冲洗,并且如果自上次冲洗所过去的运行持续时间大于所述第一阈值并且小于所述第二阈值,就检测至少一个废气参数的当前的数值,检查所述至少一个废气温度的当前的数值是否处于预先确定的范围内,预测所述至少一个废气参数的数值的将来的发展,并且冲洗的触发额外地取决于所述废气参数的当前的数值并且取决于所述废气参数的所预测的将来的发展。

由本发明的与控制器相关的方面看来,本发明的特征于独立的控制器权利要求的特征性特征。

利用废气后处理中的状态预测能够估计,所述废气参数在较近的未来(几分钟到几小时)会如何有倾向地发展。由此,能够对喷射系统的冲洗的时刻进行优化:本发明在这个方面规定,如果冲洗条件将会变差,就宁愿进行所述系统的冲洗,并且如果冲洗条件将会得到改进,则推迟所述系统的冲洗。

通过所述优先选择来减少对于马达运行方式的干预,而没有显著地影响冲洗过程的质量。

如果状态预测可用,则能够在这个时间(比如5.5h)结束之前就已经检查用于冲洗过程的条件的发展。这在温度这个实例上看起来是如下情况:

废气温度是低的并且根据状态预测将要提高,因为比如面临着高速公路行驶。这意味着,冲洗条件刚好是有利的并且可能将会变差。在这种情况下立即触发所述冲洗。

在另一种实施例中,废气温度刚好是高的并且根据状态预测将会降低,因为比如面临着城市路线。这意味着,所述冲洗条件刚好是不利的并且可能将会得到改进。在这种情况下,首先不触发冲洗过程。而后在后来的时刻开始所述冲洗过程。

由此,优选在好的冲洗条件下实施冲洗过程。对于所述马达运行模式的干预没有必要或者仅仅在较短的时间里有必要。

如果废气温度的表现和所预料的不一样并且甚至持续地变差,那么这一点就是不利的但是并不关键。而后在后来的时刻实施所述冲洗过程并且所述冲洗过程持续更长的时间。但是平均下来冲洗过程中的条件利用所述预测将会得到改进。

所述冲洗过程的质量没有显著地受到影响。小的延时并非不利,因为如果冲洗在半小时之内提早或者推迟进行,燃料的老化状态仅仅稍许变化。由于冲洗间隔的变化,用于冲洗过程的燃料消耗可能会最小程度地变化,其中所述变化取决于行驶特征。因为每次冲洗过程的体积仅仅大约为10ml,所以这并不关键。

另外的优点从从属权利要求、说明书和附图中得出。

不言而喻,前面所提到的和下面还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中使用,而且也能够在其它的组合中或者单独地使用,而不离开本发明的范围。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下说明中进行详细解释。在此,相同的附图标记在不同的附图中分别表示相同的或者至少根据其功能相类似的元件。附图分别以示意性的形式示出如下:

图1示出了本发明的技术环境;并且

图2作为按本发明的方法的实施例示出了一种流程图。

具体实施方式

图1详细示出了一种燃烧马达10,该燃烧马达具有进气系统12、排气设备13、不同的执行机构14、传感装置16、控制器18以及再生剂配量系统20。

所述进气系统12具有空气质量测量计24,该空气质量测量计测量流入到所述燃烧马达10的燃烧室中的空气的质量并且将其测量值转交给所述控制器18。所述控制器18额外地接收所述燃烧马达10的另外的传感器的测量值,所述另外的传感器的总体在图1中形成所述传感装置16。

所述排气设备13具有废气后处理组件。在所示出的实施例中,这是氧化催化器26和布置在所述氧化催化器26的下游的颗粒过滤器28。

除此以外,所述排气设备13具有不同的传感器,所述传感器测量废气参数并且将其测量值转交给所述控制器18。在所示出的实施例中,这些传感器是对颗粒过滤器28上的压差进行测量的压差传感器30和在氧化催化器26与所述颗粒过滤器28之间伸入到废气中的并且检测废气温度的温度传感器32以及伸到所述废气流中的并且检测废气组成部分、比如氧气的浓度的废气传感器33。所述排气设备13也能够具有另外的传感器、尤其是λ探测器和另外的温度传感器。

所述再生剂配量系统20具有再生剂储备容器34、从所述储备容器34中馈给的并且产生喷射压力的再生剂泵36、配给单元38和配量模块40。所述配给单元38在所示出的实施例中由所述控制器18来控制,该控制器也操控所述燃烧马达10的剩余的执行机构。为了将再生剂在所述氧化催化器26的上游喷射到废气流中,所述控制器18操控所述配给单元38。由所述再生剂泵36向所述配给单元38供给处于压力之下的再生剂,并且所述配给单元让再生剂通过优选受到压力控制的配量模块40流到所述废气中。所述再生剂比如是燃料,将所述燃料直接在所述氧化催化器26的上游喷射到所述废气流中。结合在所述废气中存在的氧气和所述氧化催化器26的催化的作用,如此剧烈地对所述废气进行加热,使得在所述颗粒过滤器28中所贮存的炭黑点燃并且被燃烧。所述配量模块40被固定在所述排气设备13的壁体42的开口中并且由此与所述排气设备13的可能热的壁体42以及可能同样热的废气处于热接触之中。所述配量模块比如拥有喷嘴针,在所述配给单元38将还原剂泵36的喷射压力接通到所述配量模块40上时所述喷嘴针在压力控制的情况下离开密封座并且由此打开朝向废气的喷射截面。在同样通过对于所述配给单元38的操控来切断所述喷射压力时,所述配量模块又关闭。在此,小量的燃料在所述配量模块40关闭之后留在所述配量模块40中。这种小量的燃料不时地也在两次再生过程之间得到更新,在所述再生过程中为了使所述颗粒过滤器再生而打开所述配量模块40。由此比如避免由于老化而已变得坚硬或者粘稠的再生剂的沉积。

此外,所述控制器18根据所述燃烧马达10的传感装置16的信号以及不同的布置在所述排气设备13中的并且测量废气参数的传感器30、32和33的信号以及可能存在的另外的传感器的信号来控制所述燃烧马达10的执行机构14。在控制所述配给单元38时或者在控制进入废气流中、也就是进入到所述废气设备13中的再生剂供给时,为了预测冲洗条件的发展也优选由所述控制器44对导航系统和/或移动无线电通信系统43的数据进行处理。

除此以外,所述控制器18被设立、尤其是被编程用于控制按本发明的方法的流程。为此目的,所述控制器18尤其具有计算机程序产品,该计算机程序产品包括指令,所述指令使所述控制器执行按本发明的方法的方法步骤。所述计算机程序产品被保存在计算机可读的介质44、比如所述控制器18的存储器上。

图2作为按本发明的方法的实施例示出了一种流程图,其中虚线的程序路径105属于现有技术并且在图2所示出的实施例中被步骤114到120所取代。下面首先对下述方法部分进行解释,所述方法部分也已经能够在现有技术中实施。

主程序100在所述用于控制燃烧马达10的控制器中运行。从这个主程序100出发,以预先确定的方式重复地到达步骤102,在该步骤中检测所述燃烧马达的自所述配量模块40的上次打开所过去的运行持续时间t。所述运行持续时间t在所述燃烧马达的运行中连续地通过在所述控制器18中存在的定时器来更新。在所述步骤102之后所到达的步骤104中,将所检测到的运行持续时间t与预先确定的第一阈值sw1进行比较。所述第一阈值比如为六个小时并且比如相当于在现有技术中所使用的、用于对所述配量模块40的冲洗进行控制的阈值。

如果所述运行持续时间在现有技术中不大于所述第一阈值sw1,在现有技术中则返回到所述主程序中,这在图2中通过虚线的程序路径105来表现。

如果所述运行持续时间大于所述第一阈值sw1,则在所述步骤104之后到达步骤106,在该步骤中检测废气参数,所述废气参数显示,刚好存在的运行条件是否对所述配量模块40的冲洗有利。所述废气参数比如是废气温度t,该废气温度由所述废气温度传感器32来测量并且被转交给所述控制器18,或者该废气温度由所述控制器18用计算模型从所述燃烧马达10的传感装置16的信号并且可能也从布置在所述排气设备13中的传感器33的信号中计算。

如果所述废气温度t足够高,以使得为了对所述配量模块40进行冲洗而配量的再生剂在所述氧化催化器26中完全与废气中的氧气进行放热反应,并且同时所述废气温度还如此之低,使得这样的反应没有导致在所述颗粒过滤器28中所贮存的炭黑的无意的点燃,那就比如存在对冲洗有利的、下面也被称为冲洗条件的运行条件。如果存在这样有利的冲洗条件,则在所述步骤108之后实施步骤112,在该步骤中通过喷射少量的还原剂这种方式对所述配量模块40进行冲洗。只不过每次冲洗过程所喷射的再生剂量较少(比如大约10ml)。所述再生剂优选是同一种燃料,也用所述同一种燃料来运行所述燃烧马达10。

而如果在所述步骤108中发现刚好存在的冲洗条件对冲洗是不利的,则在所述步骤108之后在有待在所述步骤112中实施的冲洗之前到达步骤110。所述步骤110用于设定对所述冲洗来说有利的冲洗条件。如开头所描述的那样,这个步骤在本发明中应该尽可能地加以避免。在所述步骤112中进行冲洗之后,所述方法返回到所述主程序100中。事先在所述步骤113中还将定时器针对自所述配量模块40的上次打开所过去的时间复位到零。

由所述步骤100到112所构成的步骤次序虽然形成所述按本发明的方法的一部分,但是也已经在所熟知的方法中得到实施。

所述按本发明的方法相对于现有技术的区别在紧接着对所述步骤104中的询问的否定之后而产生,在所述步骤104中检查,自所述配量模块40的上次打开所过去的时间t是否大于第一阈值sw1。如果这个时间不大于所述第一阈值sw1,所述程序则在现有技术中通过所述虚线的路径105直接返回到所述主程序100中。

而在本发明的在图2中示出的实施例中,对于在步骤104中进行的询问的否定则没有返回到所述主程序中,而是首先进行到步骤114。在所述步骤114中检查,所述燃烧马达的、自所述配量模块40的上次打开所过去的运行持续时间是否超过比所述第一阈值sw1小的第二阈值sw2。如果所述第一阈值sw1比如为6小时,那么所述第二阈值sw2就比如能够为5.5小时。

如果这种询问被肯定,这意味着,所述配量模块40的自上次打开所过去的时间t处于所述(较小的)第二阈值sw2与所述(较大的)第一阈值sw1之间,则在所述步骤114之后到达所述步骤116。所述步骤116比如相当于所述步骤106。因此,在所述步骤116中检测废气参数,所述废气参数显示,恰好存在的运行条件是否对所述配量模块40的冲洗有利。所述废气参数比如是废气温度t,该废气温度由废气温度传感器32来测量并且被转交给所述控制器18,或者该废气温度由所述控制器18用计算模型从所述燃烧马达10的传感装置16的信号并且可能也从布置在所述排气设备13中的传感器33的信号中计算。

在所述步骤116之后到达步骤118,在步骤118中预测所述废气参数的将来的发展。预测范围优选为几分钟到数小时。所述预测比如在大概可能的里程的基础上进行,所述大概可能的里程比如从所述车辆的当前的位置和由所述机动车的导航仪和/或移动无线电通信系统中计算的、用于接下来数分钟的里程中产生。对于所述废气参数的发展的预测也被称为状态预测。

如果将废气温度t用作废气参数,那么,在当前的废气温度是低的并且面临着高速公路行驶时所述状态预测就将比如预测废气温度的提高。这能够被视为用于废气参数的下述发展的实例,在所述发展中当前的冲洗条件大概将会变差。在这种情况下,有利的是立即开始所述冲洗过程。

而如果当前的废气温度是高的并且根据状态预测可能的是,废气温度值将会下降,因为大概可能的里程为下坡路或者穿过城区,那么当前的冲洗条件倒不如说是差的并且可能的是,所述冲洗条件将会改进。在这种情况下有利的是,不是立即开始冲洗过程,而是等候所述改进。

在步骤120中检查,当前是否存在好的冲洗条件并且所述冲洗条件的变差是否可能。如果所述废气温度既不是如此之高以至于面临无意的炭黑点燃,又不是如此之低以至于面临不完全的转换,则比如存在良好的冲洗条件。在面临变差的情况下,通过在这种替代方案中在所述步骤120之后所到达的步骤120来触发冲洗过程。由此,与现有技术相比已经在时刻t=sw1之前进行所述冲洗,而不必在所述步骤110中对所述燃烧马达的控制进行本身不期望的干预。在所有其它的情况中,所述程序从所述步骤120返回到所述主程序100中。

所述步骤102到120优选以所描述的方式彼此先后相随。不过在此,能够分别在两个步骤之间执行其它的在所述主程序100中所实施的步骤,用于控制其它的功能、像比如对于输送给所述燃烧马达的进气和燃料供给进行干预。而后能够分别在这里所描述的方法的一个特定的步骤之间暂时返回到所述主程序中,从而在那里执行所述主程序的优先权更高的程序部分。所述主程序而后又分支到这里所描述的方法中,其中这种方法而后用紧随在所述特定的步骤之后的方法来继续。为了说明这一点,能够分别在两个步骤或者两组步骤102到120之间插入一个方框100,但是这出于简明原因而没有在图2中示出。

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