[发明专利]用于监控计量装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监控用于液体介质的计量装置的方法，该计量装置包括输送泵和至少一个计量阀，其中输送泵可以调节到能预定的介质压力上。

背景技术

已知用于运行尤其是汽车中的内燃机的方法和设备，在内燃机的排气区域内布置有SCR（选择性催化还原）催化转换器，该催化转换器将内燃机排气中含有氮氧化物（NOx）的废气用还原剂还原成氮。由此可以极大地减少排气中的氮氧化物含量。反应的进行需要氨（NH₃），氨与废气混合。因此使用NH₃或能分离出NH₃的试剂作为反应剂或还原剂。为此，通常使用尿素水溶液，它在SCR催化转换器前借助计量装置注入排气系。设还原剂料箱来贮藏尿素溶液。

还原剂料箱通常配设有吸管，以便能够将尿素溶液从料箱中吸出。使用泵来输送尿素溶液，泵经由计量装置的管路系统输送液体介质，从而使尿素溶液可以经由计量阀，例如电磁的喷射阀，在压力下按需喷射到排气系中。

SCR催化转换器系统的还原剂计量装置作为液压系统运行。对液体介质的计量起决定性的是还原剂压力，该还原剂压力被调节到一个能预定的额定压力。因此例如计量阀的打开会造成管路系统内的压力波动或压力变化，这种压力波动或压力变化通过输送泵马达的转速的变化来平衡。

为了实现最佳的排气后处理，需要十分准确和精确地按需将还原剂喷射到排气系中。计量阀因此被调节地触发。对正常的排气后处理而言起决定性的是计量阀的正常运行。为了监控计量阀，例如德国公开文本DE 10 2006 013 293 A1描述了一种方法，在该方法中，观察计量系统内的压力并通过与阈值的比较检验计量阀是否例如打开或关闭地夹紧。缺陷在于，该方法出于诊断目的需对计量过程进行干预。此外，用该方法只能确定阀的总故障。但不能量化地，亦即考虑到正常喷射量地监控计量阀。因为SCR催化转换器系统是一种与排放相关的系统，所以法律上要求以所谓的“在线诊断”（OBD）为形式的诊断，在线诊断允许识别还原剂溶液的错误的喷射量。所述方法无法实施这一点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种用于监控SCR催化转换器系统的计量装置的改良的方法，所述方法也允许了量化地监控喷射量。该技术问题通过一种如权利要求1的内容所述的用于监控计量装置的方法解决。这种方法的优选的设计方案由从属权利要求得出。

按本发明的方法基于一种用于液体介质的计量装置，该计量装置配备有输送泵和至少一个计量阀。在此尤其涉及用于尿素水溶液的计量装置，所述尿素水溶液为了还原氮氧化物而在SCR催化转换器上游被喷射到排气系中。液体介质的喷射在压力下进行，其中，在计量输入的量和输送泵上的负载之间给出液压的耦合。计量阀被周期性地打开和关闭，其中，在打开期间计量输入一个量。通过随之发生的压力下降，由输送泵输送更多的负载。泵例如经由PI调节器调节转速并且直接对已变化的负载作出反应。基于良好的耦合，转速的变化在此不是非常大以及在一定程度上是恒定的。泵上的负载可以经由调节器输出确定。调节器输出被转化成泵流并且因此是一种衡量泵功率或输送量的尺度。

按本发明的方法利用了在计量输入的量和输送泵上的负载之间的液压的耦合，其中，借助泵流冲程的量值或高度以及至少一个计量阀的触发之间的联系来监控计量装置的无故障性。在无故障的系统中，泵流冲程用一定的上升或下降对计量阀的每一次触发作出反应，亦即对计量阀的打开和关闭作出反应。一旦泵流冲程的变化在计量阀打开或关闭时与无故障的系统的泵流冲程的预期变化有所不同，那么按照本发明可知，存在故障。当例如泵流冲程的绝对变化小于泵流冲程的预期变化时，可知，输送量过小或配量过小。若泵流冲程的绝对变化大于泵流冲程的预期变化，那么可知，输送量或计量输入的量过大。这种按本发明的方法允许了能够对照预期的输送量或计量输入的量非常简单和耐用地识别输送量以及用非常简单的方式例如能够执行软件功能。因此按本发明的方法允许可以非常符合实际且成本低廉地监控计量装置。因此借助按本发明的方法可以一方面确定计量阀的总故障。另一方面，按本发明的方法也允许了量化地监控配量，由此例如满足“在线诊断”的法律要求，在线诊断需要证实喷射量有故障。涉及一种动态的监控方法，该方法在运行期间也可以诊断与规定的配量的较小偏差，从而必要时可以进行修正。由此可以极大提高计量的精确度。