用于确定流体的质量流的方法、计算单元和计算机程序技术

本发明专利技术涉及一种用于确定流体(121)的要引入内燃机的废气系统(170)中的质量流的方法，其中，求取在所述废气系统(170)中的内壁(176)的区域(184)的壁温度，在所述区域(184)，在质量流太高的情况下，可能形成由于所述流体(121)而引起的壁膜(182)，并且其中，在考虑所述壁温度的情况下，确定所述流体(121)的能引入所述废气系统(170)而在后来不形成固态的沉积物的质量流。积物的质量流。积物的质量流。

【技术实现步骤摘要】
用于确定流体的质量流的方法、计算单元和计算机程序


[0001]本专利技术涉及一种用于确定流体的可以最大限度地无沉积物地引入到内燃机的废气系统中的质量流的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。

技术介绍

[0002]在机动车中的废气的后处理中，可以使用所谓的SCR方法(英语：Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)来还原氮氧化物(NO
x
)。在此，将尿素水溶液(HWL)作为还原剂溶液导入通常富含氧气的废气中。为此，配量模块或者配量阀可以作为流体供给系统的组成部分使用，所述配量模块或者配量阀包括喷嘴，以便将尿素水溶液喷射或者引入到废气流中。在SCR催化器上游，尿素水溶液反应形成氨，所述氨接着在SCR催化器上与氮氧化物结合，由此产生水和氮气。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术，提出根据本专利技术的用于确定流体的质量流的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。有利构型是优选实施方式和随后说明的内容。
[0004]本专利技术致力于机动车中的废气后处理并且在此尤其致力于流体、例如尿素水溶液到废气系统中的引入。在这里，典型地使用流体供给系统，以便将流体引入废气管路中，在所述废气管路中设置有例如SCR催化器。
[0005]所谓的SCR催化器将氨存储在催化器表面上。用于存储氨的存储器容量决定性地取决于催化器表面的基底温度并且随着温度的升高而下降。在催化器表面上的还原剂供应越大，也就是说，越多的氨结合在催化器上，则在SCR催化器中的NO
x
转化越成功。只要SCR催化器的存储器容量还没有被充分利用，就会存储过多地被引入或者说配入到废气系统中的还原剂；如果配量模块提供比对于当前存在于废气中的氮氧化物的转化可能会必要的更少的还原剂，则由于在催化器表面上继续发生的NO
x
转化而使氨降低。
[0006]例如，用于SCR系统的配量策略可以具有填充高调节，所述填充度调节在SCR催化器中设定呈用于氨填充度的应有值形式的工作点。该工作点可以这样选择，使得氨填充度足够高，以便不但确保高的NO
x
转化率而且也确保对于在SCR催化器前面短时间地出现的NO
x
峰值进行缓冲。在此，可以选择离最大存储量尽可能远的填充度，以避免在基底温度快速升高时的氨滑脱。
[0007]因此，好的NO
x
还原的前提是以氨进行充分的供给，所述供给应由好的还原剂蒸发和因此在热解和水解时的高转化率来确保。在此，除了优化温度之外，这也视还原剂在废气中的好的、均匀的分布而定。通常，这个要求可以仅通过注射时的优化雾化和接着的好的混合路段或混合器来满足。还原剂在废气中均匀分布的质量和因此可以被用于还原剂蒸发的废气函的比例可以例如通过所谓的“Load Index”或者说负载指数来说明。
[0008]因此，可以借助于负载指数、废气质量流和废气温度来定义还原剂质量流，所述还原剂质量流在当前可以在混合路段或者混合器中完全地蒸发。
[0009]为了设定所提到的、用于好的NO
x
还原的工作点，必需求取所期望的还原剂应有配量量，该求取例如在电子控制单元中进行。然后，例如用于运行和监控SCR系统的策略也存储在该电子控制单元中。
[0010]固然，在确定的操作点时可能导致，所期望的还原剂或者说还原剂溶液的量比当前在废气系统中可能蒸发的量更高。尽管如此，如果还原剂或者说还原剂溶液的该提高的量被引入，则该提高的量在废气流中不会完全蒸发并且在废气系统中局部地形成由还原剂溶液引起的液态壁膜。特别是在温度低于160℃的情况下，如已被证实的那样，存在这样的风险：作为还原剂溶液组分的水部分比还原剂或者说尿素部分又更快地蒸发。因此，这导致还原剂浓缩，所述还原剂最终可以作为固体沉积在废气系统中的内壁(或者管壁)的各个部位上。如果一旦这些固态的沉积物产生，则存在这些固态沉积物变大并且废气系统的对于废气而言可用的横截面被减小。这导致可能的还原剂预处理和因此NO
x
还原的进一步减少。此外，在废气系统上的压力损失增加，这提高车辆的燃料消耗。在极端情况下，废气系统可能这样强烈地被耗尽，使得车辆完全地停止运转。
[0011]基于此，可以设置例如这样的功能：所述功能例如同样地在控制单元上运行并且限界所请求的配量量或者说质量流。这些限界或者说限制可以例如通过特性曲线或者计算公式例如基于负载指数来定义并且基本上直接地取决于废气温度和废气质量流。这样的限制的目的在于，在各个运行确保还原剂几乎完全地蒸发并且避免还原剂的沉积。
[0012]用于限制流体或者说还原剂溶液的质量流的功能基本上可以使用废气质量流和废气温度，以便估计，在当前运行点可以预处理多少还原剂或者说还原剂溶液。
[0013]这里，现在在本专利技术的框架下，有利地也考虑混合路段或者混合器的壁温度，也就是废气系统中的内壁的在配量量太高或质量流太大的情况下还原剂或者说还原剂溶液沉积(形成壁膜)在其中的区域的壁温度。在壁温度足够高的情况下，如被证实的那样，也可以引入提高的配量量，因为在废气系统的壁上产生的壁膜可以非常快速地再次蒸发。尤其是在壁温度超过160℃的情况下，不发生还原剂的浓缩和因此不发生固态沉积。由于还原剂或者说还原剂溶液在壁温度高的情况下的喷射的提高，可以给SCR催化器提供更多的氨以供使用，这可以改进该催化器的NO
x
还原。
[0014]在此背景下提出，在考虑废气系统中的这样的区域的壁温度的情况下确定被引入或要引入废气系统中的流体、例如还原剂溶液)的质量流(或者说配量量)：在所述区域中，在配量率太高或者说质量流太大的情况下流体可能会形成壁膜。尤其是，待确定的质量流是这样的极限(极限值)：当局部管壁温度低于160℃时，不应超过所述极限(极限值)、即最大值，以避免固态沉积。典型地，内壁的该区域是配量模块和催化器之间的区域。尤其是，壁温度可以基于模型来求取。
[0015]因此，所提出的方法提供这样的可能性：尤其给SCR催化器暂时地提供更高量的氨以供使用并且因此改进NO
x
还原，而不提高还原剂沉积的风险。同时，例如在冷起动时，只要壁温度太低，则可以更有效率地限界配量量，以避免沉积。
[0016]即，如果壁温度高于例如所提到的160℃的阈值，则将质量流可以提高到超过该提到的极限值；相反，如果壁温度低于该阈值，则质量流可以继续被限于该极限值。
[0017]机动车的根据本专利技术的计算单元、控制器、尤其是发动机控制器或者废气后处理控制器尤其是在程序技术方面设置为用于，执行根据本专利技术的方法。
[0018]根据本专利技术的方法以具有用于执行所有的方法步骤的程序代码的计算机程序或者计算机程序产品形式的实现也是有利的，因为这导致特别低的成本，尤其是当进行实施的控制器还被使用于另外的任务并且因此总会存在时。最终，设置一种机器可读的存储介质，该存储介质具有如以上所说明的、存储在其上的计算机程序。用于提供计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于确定流体(121)的质量流的方法，所述质量流要被引入到内燃机的废气系统(170)中，该方法包括：求取在废气系统(170)中的内壁(176)的这样的区域(184)的壁温度(T
W
)：在该区域(184)中在质量流太大的情况下可能通过所述流体(121)形成壁膜(182)，并且确定所述流体(121)的这样的质量流在考虑所述壁温度(T
W
)的情况下所述质量流能被引入到所述废气系统(170)中而在后来不形成固态沉积物。2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于模型求取所述壁温度(T
Wand
)，其中，在该模型中，考虑对于冲击到所述内壁(176)上的流体所必要的蒸发热和在内壁、废气和周围环境之间的热流。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述壁温度(T
W
)低于预给定的阈值(T
min
)时，将所述流体(121)的能引入到所述废气系统(170)中而在后来不形成固态沉积物的质量流限于极限值内，并且，其中，当所述壁温度(T
W
)高于所述预给定的阈值(T
min
)时，确定所述流体的高于所述极限值的质量流4.根据权利要求3所述的方法，其中，这样选择所述极限值(T
min
)，使得在所述废气系统(170)中不形成流体(121)的壁膜(182)，或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：