CN109219692A - 用于清空scr催化器的还原剂输送***的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清空SCR催化器的还原剂输送***的方法，该还原剂输送***具有输送管线和返回输送管线，它们分别将还原剂罐与输送模块连接，并且具有压力管线，该压力管线将所述输送模块与计量阀连接。所述方法包括以下步骤：关闭（50）计量阀;通过将转换阀从第一位置切换（51）到第二位置，将输送模块从输送运行切换到返回输送运行。之后，将来自返回输送管线的还原剂溶液通过输送模块（10）和输送管线返回输送（52）到还原剂罐中。随后打开（53）计量阀;将来自计量阀和压力管线的、以及进一步来自返回输送管线的还原剂溶液通过输送管线返回输送（54）到还原剂罐（30）中。此后再次关闭（55）计量阀以排空（56）所述返回输送管线和输送模块。

Description

用于清空SCR催化器的还原剂输送***的方法

技术领域

本发明涉及一种用于清空SCR催化器的还原剂输送***的方法。 此外，本发明涉及一种计算机程序，当该计算机程序在计算设备上运行时，该计算机程序执行根据本发明的方法的每个步骤，以及存储计算机程序的机器可读存储介质。最后，本发明涉及一种电子控制装置，其被设置用于执行根据本发明的方法。

背景技术

如今，在废气的后处理中，SCR（选择性催化还原）方法用于减少废气中的氮氧化物（NOx）。SCR方法重点用于机动车。这里，尿素水溶液（HWL），商业上也称为AdBlue^®，被引入到富氧废气中。为此目的，使用计量模块，其包括喷嘴以将HWL喷射到废气流中。此外，实施一种计量阀，其可以控制通过计量模块的流量。在SCR催化器中，HWL反应成氨，其然后与氮氧化物结合生成水和氮气。 HWL通过输送模块从罐泵送到计量模块。此外，输送模块通过返回管线与罐连接，从而可以返回多余的HWL。必须在行驶结束时将HWL从***中移除，因为否则HWL可能会冻结，尤其是在外部温度较低时，这可能会损坏输送模块。通常，输送模块通过进到罐中的输送管线来清空。在这种情况下，通过计量模块和压力管线进行通风。然而，在清空过程的最初几秒内，HWL的水组分可能蒸发，这导致尿素结晶。这可能导致计量模块、特别是计量阀的堵塞。如果是这种情况，则无法通过压力管线来清空输送模块，并且无法进行压力补偿

DE 10 2007 028 480 AI描述了如上所述的SCR装置。在这种情况下，附加地连接用于还原剂的第二储存容器，一旦第一储存容器低于最小填充量，就接通该第二储存容器。通过泵，流体被输送到计量模块，并且可以通过返回管线返回到储存容器中。该***不需要在上述管线中的阀。

DE 102 54 981 A1涉及一种用于从SCR***中去除还原剂的装置。该***具有一个额外的压力空气泵以及两个控制阀和一个返回管线。在清空时，在第一步骤中，压力空气泵通过控制阀如此连接，使得该压力空气泵首先清空进到排气管的混合室中的计量阀，或者首先清空进到还原剂存储器中的计量阀。在第二步骤中，压力空气泵通过两个控制阀以一种方式连接，使得压力空气泵可以将进到还原剂储存容器中还原剂管线以及返回管线清空。第二步骤中的布置在此与计量模块无关。因此，无论剂量模块的状态如何，该装置都能够清空***的大部分。

DE 10 2013 210 858 A1涉及用于运行尤其是用于SCR***中的还原剂的液压输送和计量***的方法，该***具有输送路径和单独的返回路径。一个泵和两个止回阀分别位于两条路径中。当清空***时，返回泵将输送路径以及计量模块清空。此外提到的是：在返回路径中存在缺陷的情况下，压力补偿可以通过计量阀进行。

发明内容

本方法涉及一种SCR催化器的还原剂输送***，该还原剂输送***具有输送管线和返回输送管线，它们分别将输送模块与还原剂罐连接，其中，所述返回输送管线不沉入到还原剂罐的还原剂溶液中。此外，它还有一条压力管线，该压力管线将输送模块与计量阀连接起来。反转阀可以在两个位置之间切换。在第一位置中，输送模块以输送模式工作，在第二位置中可以切换到输送模块的返回输送运行。在输送模式中，还原剂溶液通过输送模块由还原剂罐输送到压力管线中，并从那里引导至计量模块。另外，一部分还原剂溶液从输送模块经由返回输送管线返回到还原剂罐中。返回输送模式用于清空。在这种情况下，还原剂溶液借助于输送模块由***中泵回到还原剂罐中。

开始时，在该方法中开始降低在压力管线中的压力。为此，关闭计量阀，该计量阀控制出自计量模块的还原剂通过压力管线的流量。另外，转换阀从第一位置切换到第二位置，使得输送模块由输送模式切换到返回输送运行中。现在开始清空过程。通过关闭计量阀并且以返回输送运行来运行输送模块，在压力管线中生成低压。当打开计量模块时，必须确保在压力管线中没有过压，以阻止还原剂溶液滴入排气管中。一旦达到低压，返回输送管线就通过输送管线清空到罐中。通过打开计量阀，计量阀和压力管线的一部分也可以通过输送管线清空，其间返回输送管线的清空同时进行。如果计量阀关闭，则导致限定的状态，并且借助于低压，剩余的返回输送管线以及输送模块和输送管线可以被清空。该清空过程与计量阀中还原剂溶液的结晶无关，因为只有当计量阀已经再次关闭时才发生结晶。清空后的压力补偿通过清空的返回输送管线和还原剂罐进行。

根据另一方面，可以设置的是，输送模块中的泵在该输送模块切换到返回输送运行之后以第一功率（Leistung）运行。第一管线（Leitung）可以优选地在泵的20％和40％的利用率之间。在此，压力管线中的绝对压力从8.5巴到11.5巴的运行压力降低到低于1巴的压力。如果压力管线中的压力低于第一压力阈值、优选高于1巴且低于2巴，则进行清空过程。现在泵以第二功率运行，该第二功率大于第一功率。优选地，该管线在泵的60％至100％的利用率的范围内。由此，能够有效地产生低压，该低压导致返回输送管线的清空。

优选地，当压力管线中的绝对压力低于第二压力阈值时，压力管线通过输送管线清空到还原剂罐中。以这种方式可以确保压力管线中没有过压。

另一方面限定了第一时间段，在该第一时间段之后再次关闭打开的计量阀。该第一时间段优选在3秒至15秒的范围内。因此，在关闭计量模块之后，可以清空返回输送管线。此外，输送模块可以通过输送管线清空到还原剂罐中。优选地，在第二时间段之后关闭泵，在该第二时间段之后返回输送管线被清空。优选的是，第二时间段在5秒至15秒的范围内。此外，转换阀可以再次切换回第一位置，即切换到输送运行中。优选地，这在预定的第三时间段之后发生，在该第三时间段之后关闭泵。第三时间段可以优选为3秒至10秒。这具有以下优点：可以补偿输送模块中存在的低压。压力补偿在此通过空的返回输送管线和还原剂罐进行，而不是通过压力管线和计量阀。

计算机程序被设置用于执行该方法的每个步骤，特别是当该计算机程序在计算设备或控制装置上执行时。它实现了在传统的电子控制装置中实施该方法，而不必在此进行结构上的改变。为此，该计算机程序存储在机器可读的存储介质上。

通过在传统的电子控制装置上运行所述计算机程序，获得了根据本发明的电子控制装置，其被设置用于借助于根据本发明的方法来控制SCR催化器的还原剂输送***的清空。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且在下面的描述中更详细地阐述了本发明的实施例。附图示出：

图1示意性地示出了SCR催化器的还原剂输送***，其可以借助于根据本发明的方法的实施例进行清空。

图2示出了根据本发明的方法的实施例的流程图。

图3根据本发明的方法的实施方式示出压力随时间变化的图表（上部），以及转换阀和计量阀的切换状态随时间变化的图表（下部），和泵的利用率随时间变化的图表（下部）。

具体实施方式

在图1中示出SCR催化器的还原剂输送***1。它包括输送模块10，该输送模块可以由转换阀12控制并且包括泵14。此外，该***包括计量模块20，该计量模块包括计量阀22，计量阀22将还原剂溶液喷射到（未示出的）废气流中。此外，该***包括还原剂罐30和多个管线。输送管线41从还原剂罐30通向输送模块10。输送模块经由压力管线42与计量阀22连接。此外，返回输送管线43从输送模块10返回到还原剂罐30，其中，所述返回输送管线43不沉入到还原剂罐30的还原剂溶液中。输送模块10（包括转换阀12和计量阀22）由电子控制装置32控制。

转换阀12可以采用两个位置。在第一位置中，还原剂输送***1处于输送模式。这里，还原剂溶液被泵14由还原剂罐30通过输送管线41输送到输送模块10中，并从那里出发进一步通过压力管线42引导至计量模块20，在那里，它通过计量阀22喷射到废气流中。输送模块10中的过量还原剂可以通过返回输送管线43返回到还原剂罐30中。在转换阀12的第二位置中，还原剂输送***1切换到返回输送运行。在此，根据本发明方法的一个实施例，出自计量模块20、输送模块10和压力管线42、输送管线41和返回输送管线43的还原剂溶液借助于输送模块10通过输送管线41输送到还原剂罐30中

图2示出了根据本发明的、在一个实施例中的方法的流程图。在第一步骤50中，计量阀关闭，并且在压力管线42中进行了压力降低。为此，在第二步骤51中，转换阀12切换到第二位置，使得还原剂输送***1处于返回输送运行。在整个清空过程中，转换阀12保持在第二位置中。此外，当计量阀22关闭时，泵14以第一功率运行。这对应于泵14的25％的利用率μ。

如果压力管线42中的绝对压力p低于第一压力阈值p₁（该第一压力阈值在此是1.6巴）（参见图3），则执行第三步骤52。在该第一清空阶段，泵14以第二功率运行，该第二功率对应于泵14的75％的利用率μ。因此，第二功率高于第一功率。作为关闭的计量阀22的结果，低压在压力管线42中被建立，并且返回输送管线43通过输送模块10和输送管线41被清空到还原剂罐30中。

一旦压力管线42中的压力p达到第二压力阈值P₂（该第二压力阈值低于1巴）（参见图3），则计量阀22在第四步骤53中被打开，并且第二清空阶段开始。在另一实施方式中，第四步骤53以及因此第二清空阶段也可以在第三步骤52之后在一事先限定的时间段之后进行。现在，由于出自（未示出的）排气管的废气通过所述喷射模块20和计量阀22能够流入到压力管线42中，所以所述泵14负责在第五步骤54中经由输送模块10和输送管线41将压力管线42、计量模块20和计量阀22清空到还原剂罐30中。与此同时，还有通过返回输送管线43的还原剂流。

在第四步骤53中打开计量阀22之后，在第六步骤55中，第三清空阶段在第一时间段t₁之后开始，该第一时间段t₁为5秒。在第六步骤55中，计量阀22再次关闭，直到清空过程结束。接下来是第七步骤56，其中，类似于在第三步骤52中那样，将返回输送管线43清空到还原剂罐30中。此外，在这种情况下，输送模块10和返回输送管线43也通过输送管线41清空到还原剂罐30中。

在第二时间段t₂之后，第八步骤57跟随第七步骤56进行。在该第八步骤中，进行压力补偿，其方式为空气通过返回管线43从还原剂罐30流到还原剂输送***1中，从而不包括低压。为此，关闭泵14并且通过清空的返回输送管线43和还原剂罐30进行压力补偿。

同时，在第八步骤57中进行压力补偿。在第三时间段t₃之后，转换阀12在第九步骤58中再次切换回第一位置，并且关闭还原剂输送***。

在图3中示出一图表，在其上部示出压力p随时间的变化，并且在下部示出转换阀12的切换状态61和计量阀22的切换状态62以及泵14的利用率μ随时间的变化。特别地，这里示出了压力阈值p₁和p₂以及时间段t₁、t₂和t₃。

在运行模式中，压力p在10巴的运行压力下开始。计量阀22的切换状态62为闭合，这在此通过0示出。另外，转换阀12的切换状态61处于第一位置中。泵14的利用率μ为15％。24秒后，根据流程图开始清空过程。在这种情况下，转换阀12的切换状态61切换到第二位置，即返回输送运行。在这种情况下，泵14的利用率μ增加到25％。压力降低导致压力p从10巴下降至低于1巴。

从第一压力阈值p₁（该第一压力阈值在此约为1.6巴）开始进行清空。泵14的功率最大化，其特征在于泵14的利用率μ跳跃到75％。在该实施方式中，第二压力阈值p₂在由压力p转变到一低压时低于1巴，并且处于40秒的时间。现在，根据第三步骤52，计量阀22的切换状态62设定为1，因此计量阀22打开。在第一时间段t₁之后，计量阀22的切换状态62被重置为0，因此计量阀22再次关闭。根据图3所示的实施例，第一时间段t₁是5秒。

在这种情况下，第二时间段t₂是26秒。在这段时间之后，关闭泵，使得所述泵14的利用率μ下降到0％，从而使清空过程结束。 随后，在第三时间段t₃期间（此处为5秒）进行压力补偿。在该第三时间段t₃之后，转换阀12的切换状态61被重置到位置1，并且还原剂输送***1被关闭。第九步骤58在图3以59秒示出，因此整个过程35在该实施例中持续35秒。

Claims (9)

1.用于清空SCR催化器的还原剂输送***（1）的方法，该还原剂输送***具有输送管线（41）和返回输送管线（43），它们分别将还原剂罐（30）与输送模块（10）连接，并且具有压力管线（42），该压力管线将所述输送模块（10）与计量阀（22）连接，所述方法包括以下步骤：

- 关闭（50）计量阀（22）;

- 通过将转换阀（12）从第一位置切换（51）到第二位置，将输送模块（10）从输送运行切换到返回输送运行;

- 将来自返回输送管线（43）的还原剂溶液通过输送模块（10）和输送管线（41）返回输送（52）到还原剂罐（30）中;

- 打开（53）计量阀（22）;

- 将来自计量阀（22）和压力管线（42）的还原剂溶液通过输送管线（41）返回输送（54）到还原剂罐（30）中;

- 关闭（55）计量阀;

- 通过输送管线（41）将返回输送管线和输送模块清空（56）到还原剂罐（30）中;并且

- 通过出自还原剂罐（30）的返回输送管线（43）来执行压力补偿（57）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在切换（51）之后，在输送模块（10）中的泵（14）以第一功率运行，直到在压力管线（42）中的压力（p）低于第一压力阈值（p₁），并且泵（14）随后以第二功率运行，该第二功率大于第一功率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当在压力管线（42）中的压力（p）低于第二压力阈值（p₂）时，进行计量阀（22）的打开（53）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在预定的第一时间段（t₁）之后，打开的计量阀（22）再次关闭（55）。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在重新关闭（55）计量阀（22）之后，在预定的第二时间段（t₂）之后关闭（56）泵（14）。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在关闭（56）泵（14）之后，在预定的第三时间段（t₃）之后，转换阀（12）再次切换（58）回第一位置。

7.计算机程序，该计算机程序被设置用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法的每一步。

8.机器可读的存储介质，其上存储有根据权利要求7所述的计算机程序。

9.电子控制装置（32），其设置用于：借助于根据权利要求1至6中任一项所述的方法来清空SCR催化器的还原剂输送***（1）。