[发明专利]用于调节SCR系统的泵的方法

说明书

本发明涉及用于调节SCR系统的泵的方法，还涉及使得能够应用该方法的系统。

由于关于排放（尤其是重型卡车的排放）的欧IV标准在2005年生效，必须将针对NOx（即氮氧化物）的污染控制的装置落实到位。

大部分重型卡车厂家用于把NO_x排放降低到要求值的系统一般在于利用还原剂比如尿素来进行选择性催化反应（“尿素SCR”，或者使用通过分解尿素在尾气中原地生成的氨的选择性催化还原）。

为此，需要给车辆配备装有尿素溶液的罐、要注入尾气线路的尿素的计量装置、向该尿素注入计量装置供应尿素溶液的装置。通常而言，该供应装置包括由马达驱动的泵。

在现有技术中，提出了多种控制上述泵的运行的系统。

以本申请人名义的申请WO 2008/087153描述了一种控制SCR系统的泵的运行的方法，该泵由电动机驱动并且受控制器控制，根据该方法，ECM（电子控制模块）向控制器发送PWM（脉宽调制）控制信号，该信号的占空比随泵所希望的运行状态而改变，并且根据该方法，控制器作用于电动机以使所述运行状态应用于泵。

在该方法中，为了确保泵尽快和尽可能准确地在运行压强下输送（换言之：泵的出口压强迅速和正确地与ECM发送的设定点压强相一致），控制器被连接至压强传感器，系统还包括压强调节器（一般为PID（即比例-积分-微分）型）和电动机转速控制器。这样，使得能够在环中在合适的情况下（即当泵运行时）将压强设定点值与传感器测量的值进行比较，并据此通过转速控制器来作用于电动机的转速。

一般而言，上述调节器执行希望压强与测得压强之间的比较，并对电动机转速控制器生成误差信号。

尽管在实践中上述方法获得了良好的结果，但其涉及到使用压强传感器，而事实上压强传感器作为一种昂贵的装置，可能占上述系统总成本的很大一部分。

而且，压强传感器常常不太耐冻结，该现象可能导致退化或者引起偏差。不采用压强传感器的控制可避免这个问题。

不过，在某些版本的SCR系统——尤其那些使用有刷或无刷直流马达类型的马达（无刷直流电动马达被称作无刷DC或BLDC马达）的系统中，泵可选地由泵的转子与定子之间的磁性耦合来驱动，该耦合自身连接到马达的机械驱动轴——因此可自动获得关于泵马达的转速和马达线圈中的电流的信息（尤其用于执行对系统的诊断），从而无需安装专门的传感器来测量这些信息。

本申请人曾设想过研究上述信息，并发现基于对电流的测量可以建立在所需压强值附近、公差裕度在±0.5巴以内的压强的映像。

实际上，可以通过下列等式对双向供电、径向、三相的DC马达进行建模：

u=2Ri+2(L-M)didt+2e′---(1)]]>

e′＝λω  （2）

C_m=2λi    （3）

Jdωdt=Cm-Cr---(4)]]>

其中

-R：是线圈的电阻

-L：线圈的自感系数

-M：一个线圈与其它线圈之间的互感系数

-i：线圈中的恒定换相电流

-e'：反电动势（back-electromotive force）

-ω：转速