DE102017204972A1 - Method for controlling an SCR system with two metering valves - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines SCR-Systems mit zwei Dosierventilen und einer Förderpumpe, wobei die beiden Dosierventile so angesteuert werden, dass eine Reduktionsmittellösung nacheinander abwechselnd über die beiden Dosierventile eindosiert wird.The invention relates to a method for controlling an SCR system with two metering valves and a feed pump, wherein the two metering valves are controlled so that a reducing agent solution is metered in succession alternately via the two metering valves.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines SCR-Systems mit zwei Dosierventilen, wobei eine Reduktionsmittellösung nacheinander abwechselnd über die beiden Dosierventile eindosiert wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The present invention relates to a method for controlling an SCR system with two metering valves, wherein a reducing agent solution is metered in succession alternately via the two metering valves. Furthermore, the invention relates to a computer program that performs each step of the method when it runs on a computing device, and a machine-readable storage medium that stores the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control device which is set up to carry out the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Heutzutage wird bei der Nachbehandlung von Abgasen einer Verbrennungsmaschine das SCR-Verfahren (Selective Catalytic Reduction) eingesetzt, um Stickoxide (NOx) im Abgas zu reduzieren. Die DE 103 46 220 A1 beschreibt das grundlegende Prinzip. Dabei wird eine 32,5%ige Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL), kommerziell auch als AdBlue®bekannt, in das sauerstoffreiche Abgas eindosiert. Typischerweise ist hierfür ein Dosierventil innerhalb eines Dosiermoduls vorgesehen, um die HWL stromaufwärts eines SCR-Katalysators in den Abgasstrom einzudosieren. Im SCR-Katalysator reagiert die HWL zu Ammoniak, welches sich anschließend mit den Stickoxiden verbindet, woraus Wasser und Stickstoff entstehen. Die HWL wird mittels einem Fördermodul mit einer Förderpumpe aus einem Reduktionsmitteltank durch eine Druckleitung zum Dosiermodul gefördert.Today, in the after-treatment of exhaust gases of an internal combustion engine, the SCR (Selective Catalytic Reduction) method is used to reduce nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. The DE 103 46 220 A1 describes the basic principle. Here, a 32.5% urea-water solution (HWL), commercially known as AdBlue ®, metered into the oxygen-rich exhaust gas. Typically, a metering valve is provided within a metering module for metering the HWL into the exhaust gas flow upstream of an SCR catalytic converter. In the SCR catalyst, the HWL reacts to ammonia, which then combines with the nitrogen oxides, resulting in water and nitrogen. The HWL is conveyed by means of a delivery module with a feed pump from a reducing agent tank through a pressure line to the dosing.

Es sind ferner SCR-Systeme bekannt, bei denen mehrere SCR-Katalysatoren im Abgasstrang angeordnet sind, welche kombiniert auf das Abgas einwirken. Dabei kann der Abgasstrang zudem stromaufwärts der SCR-Katalysatoren aufgezweigt sein. Die Eindosierungen der HWL erfolgt dann entweder über ein gemeinsames Dosierventil, welches stromaufwärts der beiden SCR-Katalysatoren angeordnet ist, oder über mehrere Dosierventile, wobei jedem SCR-Katalysator ein stromaufwärts vorangestelltes Dosierventil zugeordnet ist. Durch letzteres kann die gewünschte Masse der Reduktionsmittellösung zielgenau eindosiert werden. Typischerweise sind die Dosierventile mit einem gemeinsamen Fördermodul verbunden, wobei sich die Dosierventile zumindest einen Teil einer gemeinsamen Druckleitung teilen.There are also SCR systems are known in which a plurality of SCR catalysts are arranged in the exhaust system, which act in combination on the exhaust gas. In this case, the exhaust gas line can also be branched upstream of the SCR catalysts. The dosing of the HWL is then either via a common metering valve, which is arranged upstream of the two SCR catalysts, or via a plurality of metering valves, each SCR catalyst is associated with an upstream upstream metering valve. By the latter, the desired mass of the reducing agent solution can be accurately metered. Typically, the metering valves are connected to a common delivery module, with the metering valves sharing at least part of a common delivery line.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das Verfahren betrifft ein SCR-System mit zwei Dosierventilen und einer Förderpumpe, die Reduktionsmittellösung aus einem Reduktionsmitteltank fördert und den Dosierventilen zur Verfügung stellt. Insbesondere können die beiden Dosierventile über zumindest einen Teil einer gemeinsamen Druckleitung mit der Förderpumpe verbunden sein. Die beiden Dosierventile werden so angesteuert, dass die Reduktionsmittellösung nacheinander abwechselnd über die beiden Dosierventile eindosiert wird. Vorzugsweise ist jedes Dosierventil einem separaten SCR-Katalysator vorangestellt und dosiert die Reduktionsmittellösung direkt seinem zugeordneten SCR-Katalysator ein.The method relates to an SCR system with two metering valves and a feed pump that delivers reductant solution from a reductant tank and provides the metering valves. In particular, the two metering valves can be connected to the feed pump via at least part of a common pressure line. The two metering valves are controlled so that the reducing agent solution is metered in succession alternately via the two metering valves. Preferably, each metering valve is preceded by a separate SCR catalyst and doses the reducing agent solution directly into its associated SCR catalyst.

Die Dosierventile können wie folgt befüllt werden: Durch die Förderpumpe wird Reduktionsmittellösung aus dem Reduktionmitteltank gefördert und ein Druck im SCR-System aufgebaut. Daraufhin wird eines der Dosierventile geöffnet, sodass ein zu diesem Druckventil führender Teil der Druckleitung mit Reduktionsmittellösung befüllt wird. Anschließend wird dieses Druckventil wieder geschlossen. Optional kann jetzt eine Wartezeit vorgesehen sein, bis sich erneut ein Druck aufgebaut hat. Danach wird das andere Dosierventil geöffnet, sodass zumindest ein zu diesem anderen Druckventil führender Teil der Druckleitung befüllt wird. Die Schritte können solange wiederholt werden, bis die Druckleitung mit einer festlegbaren Masse der Reduktionsmittellösung befüllt ist. Durch das nacheinander ausgeführte Öffnen der Dosierventile kann die befüllte Masse der Reduktionsmittellösung definiert vorgegeben und gemessen werden und genau festgestellt werden kann, wann die Druckleitung mit Reduktionsmittellösung gefüllt ist. Insbesondere wenn die beiden Druckleitungen unterschiedliche Längen aufweisen, kann eine Ansteuerzeit des jeweiligen Dosierventils angepasst werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Reduktionsmittellösung aus dem Dosierventil entweicht.The metering valves can be filled as follows: Reductant solution is pumped out of the reducing agent tank by the feed pump and a pressure is built up in the SCR system. Then one of the metering valves is opened so that a part of the pressure line leading to this pressure valve is filled with reducing agent solution. Subsequently, this pressure valve is closed again. Optionally, a waiting time can now be provided until a pressure has built up again. Thereafter, the other metering valve is opened, so that at least one leading to this other pressure valve part of the pressure line is filled. The steps can be repeated until the pressure line is filled with a definable mass of the reducing agent solution. By opening the metering valves in succession, the filled mass of the reducing agent solution can be defined and measured in a defined manner, and it can be determined exactly when the pressure line is filled with reducing agent solution. In particular, if the two pressure lines have different lengths, a drive time of the respective metering valve can be adjusted. This can prevent the reductant solution from escaping from the metering valve.

Vorzugsweise kann bei jeder der Eindosierungen das jeweilige Dosierventil folgendermaßen angesteuert werden: Zu Beginn wird das Dosierventil mit einem elektrischen Strom bestromt, sodass das Dosierventil öffnet. Anschließend wird dieser elektrische Strom aufrechterhalten, um sicherzugehen, dass das Dosierventil tatsächlich (vollständig) geöffnet ist, bevor der elektrische Strom auf ein niedrigeres Halte-Plateau abfällt, welches ausreicht, um das Dosierventil weiterhin offen zu halten. Schließlich wird das Dosierventil geschlossen, indem der elektrische Strom auf null abgesenkt wird. Optional kann der elektrische Strom für jedes Dosierventil gesondert gemessen werden, insbesondere indem für die gesonderte Messung der beiden elektrischen Ströme zwei Messvorrichtungen für den elektrischen Strom vorgesehen sind. Da die beiden Dosierventile nacheinander angesteuert werden, kann vorteilhafterweise ein gemeinsamer elektrischer Strom über eine einzelne Messvorrichtung für den elektrischen Strom gemessen werden und aus dem gemeinsamen elektrischen Strom auf die einzelnen elektrischen Ströme für die beiden Dosierventile geschlossen werden.Preferably, in each of the metering the respective metering valve can be controlled as follows: At the beginning of the metering valve is energized with an electric current, so that the metering valve opens. Subsequently, this electrical current is maintained to ensure that the metering valve is actually (fully) opened before the electric current drops to a lower holding plateau sufficient to keep the metering valve open. Finally, the metering valve is closed by lowering the electrical current to zero. Optionally, the electrical current for each metering valve can be measured separately, in particular by providing two measuring devices for the electrical current for the separate measurement of the two electrical currents. Since the two metering valves are actuated in succession, a common electrical current can advantageously be measured via a single measuring device for the electrical current and be closed from the common electrical current to the individual electrical currents for the two metering valves.

Gemäß einem Aspekt, werden beide Dosierventile so angesteuert, dass jeweils vollständige Eindosierungen für jedes Dosierventil durchgeführt werden, die nacheinander ablaufen. Insbesondere wird hier die aktuell zur SCR benötigte Masse der Reduktionsmittellösung vollständig eindosiert. Vorzugsweise können die Dosierventile dafür unabhängig voneinander angesteuert werden und solange geöffnet bleiben, bis die gewünschte Masse der Reduktionsmittellösung eindosiert wurde. In accordance with one aspect, both metering valves are activated in such a way that complete metering is carried out for each metering valve, which runs in succession. In particular, the mass of the reducing agent solution currently required for the SCR is completely metered in here. Preferably, the metering valves can be controlled independently of each other and remain open until the desired mass of the reducing agent solution has been metered.

Gemäß einem weiteren Aspekt, können die Eindosierungen auf festgelegte Zeitfenster beschränkt sein. Bevorzugt können Zeitfenster derart festgelegt werden, dass sie sich ihre Zeitdauer - insbesondere bei variierenden Dosieranforderungen - nicht ändert. Dabei ist nur die maximale Dauer der Eindosierung durch das Zeitfenster beschränkt, die tatsächliche Dosierzeit kann auch kürzer als das aktuelle Zeitfenster ausfallen. Insbesondere können diese Zeitfenster so ausgelegt sein, dass nur ein Teil der aktuell benötigten Masse der Reduktionsmittellösung während dieses Zeitfensters eindosiert wird. Zwar kann die gewünschte Masse der Reduktionsmittellösung nicht instantan eindosiert werden, jedoch wird dadurch eine Wiederholungsrate der Eindosierungen erhöht. Infolgedessen ist die Zeit zwischen zwei Eindosierungen für ein Dosierventil im Vergleich zu vollständigen Eindosierungen verringert und die zur Reduktion verfügbare Masse des Reduktionsmittels bleibt, insbesondere aufgrund der Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators, durch die Schwankungen der Masse ausgeglichen werden können, annähernd konstant.In another aspect, the dosages may be limited to fixed time slots. Preferably, time windows can be set in such a way that they do not change their time duration, in particular if the dosing requirements vary. Only the maximum duration of the dosing by the time window is limited, the actual dosing time can also be shorter than the current time window. In particular, these time windows can be designed so that only part of the currently required mass of the reducing agent solution is metered in during this time window. Although the desired mass of the reducing agent solution can not be metered instantaneously, this increases the repetition rate of the metered additions. As a result, the time between two dosages for a metering valve is reduced compared to full metered additions, and the mass of reducing agent available for reduction remains approximately constant, in particular due to the SCR catalyst's ability to store, which allows variations in mass to be compensated.

Vorzugsweise wird während eines ersten Zeitfensters über ein erstes Dosierventil und während eines zweiten Zeitfensters über ein zweites Dosierventil eindosiert. Dementsprechend wechseln sich die Eindosierungen über die verschiedenen Dosierventile mit einer vorgebbaren Wiederholungsrate ab. Besonders, wenn jedes Dosierventil einem separaten SCR-Katalysator vorangestellt ist, zeigt sich der Vorteil, dass die Zeiten, in denen an einem der beiden SCR-Katalysatoren nicht eindosiert wird, durch die Dauer des Zeitfensters, welches sich auf das Dosierventil bezieht, das dem jeweils anderen SCR-Katalysator vorangestellt ist, vorgegeben und dementsprechend beschränkt sind. Beispielsweise ist die Zeit, in dem nicht über das erste Dosierventil für einen ersten SCR-Katalysator eindosiert wird, durch die Dauer des zweiten Zeitfensters, in dem über das zweite Dosierventil eindosiert wird, vorgegeben. Vorteilhafterweise weisen das erste Zeitfenster und das zweite Zeitfenster die gleiche Dauer auf, sodass sich die Eindosierungen für beide Dosierventile mit der gleichen Wiederholungsrate abwechseln. Optional können das erste Zeitfenster und das zweite Zeitfenster auf das jeweilige Dosierventil angepasst sein.Preferably, metered in during a first time window via a first metering valve and during a second time window via a second metering valve. Accordingly, the metering changes over the various metering valves with a predetermined repetition rate. Especially when each metering valve is preceded by a separate SCR catalyst, there is the advantage that the times in which one of the two SCR catalysts is not metered in by the duration of the time window which relates to the metering valve, the each preceded by other SCR catalyst, are given and limited accordingly. For example, the time in which is not metered via the first metering valve for a first SCR catalyst, by the duration of the second time window in which is metered via the second metering valve, set. Advantageously, the first time window and the second time window have the same duration, so that the metering for both metering valves alternate at the same repetition rate. Optionally, the first time window and the second time window can be adapted to the respective metering valve.

Alternativ kann ein gemeinsames Zeitfenster vorgesehen sein, während dem beide Dosierventile eindosieren, wobei die Dosierventile weiterhin nacheinander eindosieren. Das gemeinsame Zeitfenster gibt lediglich die maximale Dauer für beide Eindosierungen vor. Die beiden Eindosierungen können dann innerhalb des gemeinsamen Zeitfensters variabel durchgeführt werden. Muss beispielsweise über das erste Dosierventil mehr Masse der Reduktionsmittellösung als über das zweite Dosierventil eindosiert werden, so kann diese Eindosierung eine längere Dosierzeit innerhalb des Zeitfensters einnehmen. Damit kann die aktuell eindosierte Masse der Reduktionsmittellösung besser an die für den jeweiligen SCR-Katalysator benötigte Masse angepasst werden. Nichtsdestotrotz ist weiterhin die Wiederholungsrate für beide Eindosierungen gegeben.Alternatively, a common time window can be provided during which both metering valves are metered in, with the metering valves continuing to meter in succession. The common time window only specifies the maximum duration for both doses. The two doses can then be carried out variably within the common time window. If, for example, more mass of the reducing agent solution has to be metered in via the first metering valve than via the second metering valve, then this metering can take a longer metering time within the time window. Thus, the currently metered mass of the reducing agent solution can be better adapted to the mass required for the respective SCR catalyst. Nevertheless, the repetition rate for both dosages is still given.

Optional können in der Abfolge der Eindosierungen Austastlücken vorgesehen sein, in denen keine Eindosierung durchgeführt wird. Dadurch können auch Eindosierungen von kleinsten Massen der Reduktionsmittellösung oder eine Unterbrechung der Eindosierung für zumindest eines der beiden Dosierventile realisiert werden.Optionally, blanking intervals can be provided in the sequence of metering in which no metering is carried out. As a result, metering in of the smallest masses of the reducing agent solution or an interruption of the metering for at least one of the two metering valves can also be realized.

Zusätzlich kann eine Wartezeit zwischen den beiden Eindosierungen vorgesehen sein. Genauer gesagt kann die Wartezeit zwischen dem Ende einer vorhergegangenen Eindosierung und dem Beginn der darauffolgenden Eindosierung oder damit verbundenen Zeitpunkten vorgesehen sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Dosierventil, über welches die vorhergegangene Eindosierung erfolgte, sicher geschlossen ist (wenn kein Defekt dieses Dosierventils vorliegt). Die Wartezeit kann beispielsweise empirisch ermittelt werden.In addition, a waiting time between the two doses can be provided. More specifically, the waiting time may be between the end of a previous dosing and the beginning of the subsequent dosing or related times. This can ensure that the metering valve, via which the previous metering was carried out, is securely closed (if there is no defect in this metering valve). The waiting time can be determined empirically, for example.

Durch die vorstehend beschriebene Steuerung des SCR-Systems, können bekannte Diagnosemechanismen für die Eindosierung, wie z.B. eine Ermittlung einer Dosiermasse, eine Bestimmung des Begin of Injection Point (BIP) und des End of Injection Point (EIP) sowie eine Messung und Regulierung des elektrischen Stroms für die Dosierventile etc., durchgeführt werden. Außerdem können auch Schutzdosierungen erfolgen und „Abbrennmechanismen“ für das Dosierventil durchgeführt werden (d.h. gewolltes Erhitzen einer Ventilspule bei Blockade des Dosierventils).By the above-described control of the SCR system, known diagnostic mechanisms for metering, such as e.g. a determination of a dosing mass, a determination of the Begin of Injection Point (BIP) and the End of Injection Point (EIP) and a measurement and regulation of the electric current for the metering valves, etc., are performed. In addition, protective dosages may be made and "burn off mechanisms" for the metering valve may be performed (i.e., intentional heating of a valve spool upon blockage of the metering valve).

Analog zu der gewählten Dosierstrategie, kann auch eine Entleerungsstrategie für das SCR-System gewählt werden. Dabei wird ein Unterdruck erzeugt und eines der Dosierventile geöffnet, sodass ein zu diesem Druckventil führender Teil der Druckleitung in den Reduktionsmitteltank zurückgefördert wird. Anschließend wird dieses Druckventil wieder geschlossen. Optional kann jetzt eine Wartezeit vorgesehen sein, bis sich erneut ein Unterdruck aufgebaut hat. Danach wird das andere Dosierventil geöffnet, sodass zumindest ein zu diesem anderen Druckventil führender Teil der Druckleitung zurückgefördert wird. Die Schritte können solange wiederholt werden, bis eine festlegbare Masse der Reduktionsmittellösung in den Reduktionsmitteltank zurückgefördert wurde oder die Druckleitung vollständig entleert ist. Durch das nacheinander ausgeführte Öffnen der Dosierventile kann die zurückgeförderte Masse der Reduktionsmittellösung definiert vorgegeben und gemessen werden. Bei der erneuten Befüllung des SCR-Systems ist die benötigte Masse des Reduktionsmittels durch die zurückgeführte Masse vorbestimmt.Analogous to the selected dosing strategy, an evacuation strategy for the SCR system can also be selected. In this case, a negative pressure is generated and opened one of the metering valves, so that a leading to this pressure valve part of the pressure line is fed back into the reducing agent tank. Subsequently, this pressure valve is closed again. Optionally, a waiting time can now be provided until again a negative pressure has built up. Thereafter, the other metering valve is opened, so that at least one leading to this other pressure valve part of the pressure line is fed back. The steps can be repeated until a definable mass of the reducing agent solution has been returned to the reducing agent tank or the pressure line has been completely emptied. By successively opening the metering valves, the back-fed mass of the reducing agent solution can be defined and measured in a defined manner. When refilling the SCR system, the required mass of the reducing agent is predetermined by the recycled mass.

Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.The computer program is set up to perform each step of the method, in particular when it is performed on a computing device or controller. It allows the implementation of the method in a conventional electronic control unit without having to make any structural changes. For this purpose it is stored on the machine-readable storage medium.

Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, das SCR-System zu steuern.By loading the computer program onto a conventional electronic control unit, the electronic control unit is set up, which is set up to control the SCR system.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines SCR-Systems mit zwei Dosierventilen für zwei SCR-Katalysatoren, welches mit Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert werden kann.
  • 2 zeigt ein Diagramm eines elektrischen Stroms, der zur Ansteuerung der Dosierventile dient, über der Zeit für eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 zeigt ein Diagramm eines elektrischen Stroms, der zur Ansteuerung der Dosierventile dient, über der Zeit für eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 4 zeigt ein Diagramm eines elektrischen Stroms, der zur Ansteuerung der Dosierventile dient, über der Zeit für eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 5 zeigt ein Diagramm eines elektrischen Stroms, der zur Ansteuerung der Dosierventile dient, über der Zeit für eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
  • 1 shows a schematic representation of an SCR system with two metering valves for two SCR catalysts, which can be controlled with embodiments of the method according to the invention.
  • 2 shows a diagram of an electric current, which serves to control the metering valves, over time for a first embodiment of the method according to the invention.
  • 3 shows a diagram of an electrical current, which serves to control the metering valves, over time for a second embodiment of the method according to the invention.
  • 4 shows a diagram of an electric current, which serves to control the metering valves, over time for a third embodiment of the method according to the invention.
  • 5 shows a diagram of an electric current, which serves to control the metering valves, over time for a fourth embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein SCR-System 1 mit zwei Dosiermodulen 11, 12 für zwei SCR-Katalysatoren 21, 22 in einem gemeinsamen Abgasstrang 30 einer Verbrennungsmaschine 3. Ein erstes Dosiermodul 11 weist ein erstes Dosierventil 110 auf, über welches eine Reduktionsmittellösung stromaufwärts des ersten SCR-Katalysators 21 in den Abgasstrang 30 eindosiert wird. Gleichermaßen weist ein zweites Dosiermodul 12 ein zweites Dosierventil 120 auf, über welches die Reduktionsmittellösung stromaufwärts des zweiten SCR-Katalysators 22 und in diesem Ausführungsbeispiel stromabwärts des ersten SCR-Katalysators 21 eindosiert wird. Die Dosiermodule 11, 12 sind über eine Druckleitung 13 mit einem Fördermodul 14 verbunden, das eine Förderpumpe 140 aufweist, welche die Reduktionsmittellösung aus einem Reduktionsmitteltank 15 in die Druckleitung 13 fördert. Die Druckleitung 13 teilt sich stromabwärts eines gemeinsamen Abschnitts 130 in einen ersten Abschnitt 131, der zum ersten Dosiermodul 11 führt, und in einen zweiten Abschnitt 132, der zum zweiten Dosiermodul 12 führt, auf. Mittels der Förderpumpe 140 des Fördermoduls 14 wird die Reduktionsmittellösung dem ersten Dosierventil 110 über den ersten Abschnitt 131 der Druckleitung 13 und dem zweiten Dosierventil 120 über den zweiten Abschnitt 132 der Dosierleitung 13 zur Eindosierung bereitgestellt. Das SCR-System 1 arbeitet in einem volumetrischen Modus, bei dem die durch die Förderpumpe 14 geförderte Masse der Reduktionsmittellösung vollständig durch die Dosierventile 110, 120 eindosiert wird. Die Förderpumpe 14 wird so angesteuert, dass sie die gesamte für beide Dosierventile 110, 120 benötige Masse der Reduktionsmittellösung, d.h. die Summe der jeweils für beide Dosierventile 110, 120 einzeln benötigten Massen der Reduktionsmittellösung, fördert. Folglich wird je nach Bedarf dem jeweiligen Dosierventil 110, 120 der prozentuale Anteil der gesamten benötigten Masse der Reduktionsmittellösung zugeordnet. Als Beispiel wird dem ersten Dosierventil 110 und daher dem ersten SCR-Katalysator 21 20% der gesamten benötigten Masse der Reduktionsmittellösung und folglich dem zweiten Dosierventil 120 bzw. dem zweiten SCR-Katalysator 22 80% der gesamten benötigten Masse der Reduktionsmittellösung zugeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Abschnitt 131 kürzer als der zweite Abschnitt 132 dargestellt. Generell kann auch der zweite Abschnitt 132 länger als der erste Abschnitt 131 oder beide Abschnitte 131, 132 können gleich lang sein. Zum Entleeren des SCR-Systems 1 ist eine Rückförderpumpe 145 im Fördermodul 140 vorgesehen, welche die Reduktionsmittellösung aus der Druckleitung 130 in den Reduktionsmitteltank 15 zurückfördert. Ferner ist ein elektronisches Steuergerät 4 vorgesehen, welches zumindest mit dem Fördermodul 14 bzw. der Förderpumpe 140 und der Rückförderpumpe 145 sowie mit den beiden Dosiermodulen 11, 12 bzw. den beiden Dosierventilen 110, 120 verbunden ist und diese ansteuern kann. Zur Ansteuerung der Dosierventile 110, 120 dient ein elektrischer Strom I. Der gemeinsame elektrische Strom I wird für beide Dosierventile 110, 120 von einem einzelnen Strommesser 41 gemessen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der elektrische Strom eines der beiden Dosierventile 110, 120 gesondert vom anderen jeweils anderen Dosierventil 110, 120 gemessen wird und dazu geeignete Strommesser verwendet werden. 1 shows a schematic representation of an SCR system 1 with two dosing modules 11, 12 for two SCR catalysts 21 . 22 in a common exhaust line 30 of an internal combustion engine 3 , A first dosing module 11 has a first metering valve 110 via which a reductant solution upstream of the first SCR catalyst 21 in the exhaust system 30 is metered. Similarly, a second dosing module 12 a second metering valve 120 via which the reductant solution upstream of the second SCR catalyst 22 and in this embodiment, downstream of the first SCR catalyst 21 is metered. The dosing modules 11 . 12 are via a pressure line 13 with a conveyor module 14 connected, which has a feed pump 140 which the reducing agent solution from a reducing agent tank 15 in the pressure line 13 promotes. The pressure line 13 splits downstream of a common section 130 in a first section 131 , the first dosing module 11 leads, and into a second section 132 , the second metering module 12 leads, on. By means of the feed pump 140 of the delivery module 14, the reducing agent solution is the first metering valve 110 over the first section 131 the pressure line 13 and the second metering valve 120 over the second section 132 the dosing line 13 provided for dosing. The SCR system 1 works in a volumetric mode in which the pump through which 14 delivered mass of the reducing agent solution completely through the metering valves 110 . 120 is metered. The pump 14 is controlled so that it covers the whole for both metering valves 110 . 120 Required mass of the reducing agent solution, ie the sum of each for both metering valves 110 . 120 individually required masses of the reducing agent solution promotes. Consequently, depending on the needs of the respective metering valve 110, 120 assigned the percentage of the total required mass of the reducing agent solution. As an example, the first metering valve 110 and therefore the first SCR catalyst 21 20% of the total required mass of the reducing agent solution and consequently the second metering valve 120 or the second SCR catalyst 22 80% of the total required mass of the reducing agent solution assigned. In this embodiment, the first portion 131 is shorter than the second portion 132 shown. In general, the second section 132 longer than the first section 131 or both sections 131 . 132 can be the same length. To empty the SCR system 1 is a return pump 145 in the delivery module 140 provided, which the reducing agent solution from the pressure line 130 into the reducing agent tank 15 back supports. Furthermore, an electronic control unit 4 provided, which at least with the delivery module 14 or the feed pump 140 and the return pump 145 as well as with the two dosing modules 11 . 12 or the two metering valves 110 . 120 is connected and can control this. For controlling the metering valves 110 . 120 serves an electric current I. The common electric current I is for both metering valves 110 . 120 from a single electricity meter 41 measured. In a further embodiment, it is provided that the electric current of one of the two metering valves 110 . 120 separate from the other each other metering valve 110 . 120 is measured and for this purpose suitable ammeters are used.

Die 2 bis 5 zeigen jeweils ein Diagramm des gemessenen elektrischen Stroms I, der zur Ansteuerung der Dosierventile 110, 120 dient, über der Zeit t für vier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 zeigt eine erste Ausführungsform, bei der vollständige Eindosierungen für jedes Dosierventil 110, 120 durchgeführt werden. Es ist ein erster Stromverlauf 5 für die Eindosierung des ersten Dosierventils 110 und ein zweiter Stromverlauf 6 für die Eindosierung des zweiten Dosierventils 120 dargestellt. Die Eindosierungen laufen nacheinander ab, wobei in diesem Diagramm mit der Eindosierung des ersten Dosierventils 110 begonnen wird. Im Folgenden wird exemplarisch der erste Stromverlaufe 5 detailliert erläutert. Zu Beginn steigt der erste Stromverlauf 5 an. An einem ersten Begin of Injection Point BIP1, der durch einen Knick 50 im ersten Stromverlauf 5 gekennzeichnet ist, beginnt die Eindosierung des ersten Dosierventils 110. Der elektrische Strom I steigt weiter an, bis er ein erstes Peak-Plateau 51 erreicht, bei dem der elektrische Strom I gleichgehalten wird, um sicherzustellen, dass das erste Dosierventil 110 sicher geöffnet ist. Anschließend fällt der elektrische Strom I auf ein erstes Halte-Plateau 52 ab. Der elektrische Strom I ist hier ausreichend groß, um das Dosierventil 110 offen zu halten, allerdings nicht zu groß, um unnötigen Verbrauch und Wärmeentwicklung zu verringern. Schließlich wird eine Schnelllöschung 53 des ersten Dosierventils 110 ausgeführt, indem der elektrische Strom I instantan auf null abgesenkt wird. Durch die Schnelllöschung 53 wird das erste Dosierventil 110 schlagartig geschlossen, wodurch gewährleistet wird, dass das Dosierventil 110 sicher geschlossen ist. An einem ersten End of Injection Point EIP1 endet die Eindosierung des ersten Dosierventils 110. Eine Zeit, in der über das erste Dosierventil 110 zwischen dem ersten Begin of Injection Point BIP1 und dem ersten End of Injection Point EIP1 eindosiert wird, ist mit einer ersten Dosierzeit tDV1 gekennzeichnet.The 2 to 5 each show a diagram of the measured electric current I, which is used to control the metering valves 110 . 120 serves, over the time t for four embodiments of the method according to the invention. 2 shows a first embodiment in which full dosing for each metering valve 110, 120 are performed. It is a first current course 5 for the metering of the first metering valve 110 and a second current waveform 6 for the metering of the second metering valve 120 shown. The dosages run in succession, in this diagram with the metering of the first metering valve 110 is started. The following is an example of the first current flow 5 explained in detail. At the beginning, the first current curve increases 5 at. At a first Begin of Injection Point BIP1, by a kink 50 in the first current course 5 The electrical current I continues to increase until it reaches a first peak plateau 51 at which the electrical current I is kept equal to ensure that the first metering valve 110 is safely opened. Subsequently, the electric current I falls on a first holding plateau 52 from. The electric current I is here sufficiently large to the metering valve 110 but not too large to reduce unnecessary consumption and heat. Finally, a quick delete 53 of the first metering valve 110 carried out by the electric current I is instantaneously lowered to zero. By the quick deletion 53 becomes the first metering valve 110 closed suddenly, which ensures that the metering valve 110 is safely closed. At a first end of injection point EIP1, the metering of the first metering valve ends 110 , A time in which is metered in via the first metering valve 110 between the first Begin of Injection Point BIP1 and the first End of Injection Point EIP1 is marked with a first metering time t DV1 .

Es wird eine Wartezeit tW abgewartet, bevor im Anschluss die Eindosierung des zweiten Dosierventils 120 durchgeführt wird. Die Wartezeit tw kann beispielsweise empirisch ermittelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel soll die eindosierte Masse des Reduktionsmittels für beide Dosierventile 110, 120 gleich groß sein und der erste Abschnitt 131 und der zweite Abschnitt 132 der Dosierleitung 13 gleich lang sein. Der zweite Stromverlauf 6 für die Eindosierung des zweiten Dosierventils 120 stellt sich in gleicher Weise wie der erste Stromverlauf 5 dar und wird daher nur kurz beschrieben. Die Ansteuerung des zweiten Dosierventils 120 beginnt analog mit einem Anstieg des zweiten Stromverlaufs 6. Bei einem Knick 60 im zweiten Stromverlauf 6 beginnt mit einem zweiten Begin of Injection Point BIP2 die Eindosierung über das zweite Dosierventil 120. Der zweite Stromverlaufs 6 steigt weiter bis zu einem zweiten Peak-Plateau 61 an. Dann sinkt der elektrische Strom I gleichermaßen auf ein zweites Halte-Plateau 62 ab, bis das zweite Dosierventil 120 schließlich mit einer Schnelllöschung 63 geschlossen wird und die Eindosierung an einem zweiten End of Injection Point EIP2 endet. Eine Zeit, in der über das zweite Dosierventil 120 zwischen dem zweiten Begin of Injection Point BIP2 und dem zweiten End of Injection Point EIP2 eindosiert wird, ist mit einer zweiten Dosierzeit tDV2 gekennzeichnet. Durch die drei Punkte wird angedeutet, dass wiederrum das erste Dosierventil 110 zur Eindosierung angesteuert werden kann und eine Wiederholung folgt.Waiting time t W is waited for, followed by the metering in of the second metering valve 120 is carried out. The waiting time tw can be determined empirically, for example. In this embodiment, the metered mass of the reducing agent for both metering valves 110 . 120 be the same size and the first section 131 and the second section 132 the dosing line 13 be the same length. The second current course 6 for the metering of the second metering valve 120 is in the same way as the first current waveform 5 and is therefore described only briefly. The activation of the second metering valve 120 begins analogously with an increase of the second current curve 6. At a kink 60 in the second current course 6 begins with a second Begin of Injection Point BIP2 the metering via the second metering valve 120. The second current waveform 6 continues to rise to a second peak plateau 61. Then the electric current I likewise drops to a second holding plateau 62 from, until the second metering valve 120 Finally, with a quick erase 63 is closed and the dosing ends at a second End of Injection Point EIP2. A time in the second metering valve 120 is metered between the second Begin of Injection Point BIP2 and the second End of Injection Point EIP2 is marked with a second metering time t DV2 . The three points indicate that, in turn, the first metering valve 110 can be controlled for dosing and a repetition follows.

Die generelle Form der Stromverläufe 5, 6 ist in den weiteren Ausführungsformen ähnlich, sodass dort lediglich die Änderungen zu den hier erläuterten Stromverläufen 5, 6 beschrieben werden. Zudem sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf deren erneute Beschreibung im Folgenden verzichtet wird.The general form of the current courses 5 . 6 is similar in the other embodiments, so that only the changes to the current profiles 5, 6 explained here are described there. In addition, the same features are provided with the same reference numerals, wherein their renewed description is omitted below.

In 3 ist eine zweite Ausführungsform des Verfahrens dargestellt. Auch hier werden die Eindosierungen der beiden Dosierventile 110, 120 nacheinander ausgeführt. Jeder Eindosierung der beiden Dosierventile 110, 120 ist jeweils ein Zeitfenster tZF1, tZF2 zugeordnet, wobei die Dauer der Zeitfenster tZF1, tZF2 in diesem Ausführungsbeispiel jeweils 500ms beträgt. Im Diagramm wird mit dem ersten Zeitfenster tZF1 für die Eindosierung des ersten Dosierventils 110 begonnen. Innerhalb des ersten Zeitfensters tZF1 wird das erste Dosierventil 110 mit dem ersten Stromverlauf 5 angesteuert, der weitgehend dem ersten Stromverlauf 5 aus 2 entspricht. Allerdings wird ein verkürztes erstes Hold-Plateau 55 für den ersten Stromverlauf 5 eingestellt, sodass die erste Dosierzeit tDV1 für das erste Dosierventil 110 innerhalb des ersten Zeitfensters tZF1 liegt. An das erste Zeitfenster tZF1 schließt sich das zweite Zeitfenster tZF2 an, in dem das zweite Dosierventil 120 mit dem zweiten Stromverlauf 6 angesteuert wird, der weitgehend dem zweiten Stromverlauf 6 aus 2 entspricht. Auch hier wird ein verkürztes zweites Hold-Plateau 65 für den zweiten Stromverlauf 6 eingestellt, sodass die zweite Dosierzeit tDV2 innerhalb des zweiten Zeitfensters tZF2 liegt. Über die Dauer der verkürzen Hold-Plateaus 55, 65 kann die Masse der eindosierten Reduktionsmittellösung reguliert werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Dauer des verkürzten zweiten Hold-Plateaus 65 länger als die Dauer des verkürzten ersten Hold-Plateaus 55, wodurch die Masse des eindosierten Reduktionsmittels durch das zweite Dosierventil 120 größer ist als diejenige durch das erste Dosierventil 110. Nach dem zweiten Zeitfenster tZF2 folgt erneut das erste Zeitfenster tZF1 und eine Wiederholung folgt. Durch eine kurze Dauer der Zeitfenster tZF1, tZF2 kann eine hohe Wiederholungsrate der Eindosierungen erreicht werden, sodass die verkürzten Hold-Plateaus 55, 65 ausgeglichen werden können, da aufgrund der Speicherfähigkeit der SCR-Katalysatoren 21, 22 kurze Pausen bei der Eindosierung aufgefangen werden können.In 3 a second embodiment of the method is shown. Again, the dosing of the two metering valves 110 . 120 executed in succession. Each metering of the two metering valves 110 . 120 in each case a time window t ZF1 , t ZF2 assigned, wherein the duration of the time window t ZF1 , t ZF2 in this embodiment is 500ms each. In the diagram, with the first time window t ZF1 for the metering of the first metering valve 110 began. Within the first time window t ZF1 , the first metering valve 110 with the first current course 5 controlled, largely the first current waveform 5 from 2 equivalent. However, a shortened first hold plateau 55 becomes the first current path 5 set so that the first dosing t DV1 for the first metering valve 110 within the first time window t ZF1 . The first time window t ZF1 is followed by the second time window t ZF2 , in which the second metering valve 120 with the second current curve 6 is driven, which largely the second current waveform 6 out 2 equivalent. Again, a shortened second hold plateau 65 for the second current course 6 set so that the second dosing t DV2 is within the second time window t ZF2 . Over the duration of shorten hold plateaus 55 . 65 can the mass of metered reductant solution can be regulated. In this embodiment, the duration of the shortened second hold plateau is 65 longer than the duration of the shortened first hold plateau 55 , whereby the mass of the metered reducing agent through the second metering valve 120 greater than that through the first metering valve 110 , After the second time window ZF 2 t follows again the first time window ZF 1 t and is followed by a repetition. By a short duration of the time windows t ZF1 , t ZF2 , a high repetition rate of the dosing can be achieved, so that the shortened hold plateaus 55 . 65 can be compensated, since due to the storage capacity of the SCR catalysts 21, 22 short pauses can be collected during dosing.

4 zeigt eine dritte Ausführungsform des Verfahrens, als Erweiterung der zweiten Ausführungsform aus 3, bei der Austastlücken 7 vorgesehen sind, in denen keine Eindosierung stattfindet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Austastlücken 7 für das erste Dosierventil 110 vorgesehen, womit kleinere Massen für die durch das erste Dosierventil 110 eindosierte Reduktionsmittellösung erreicht wird. Innerhalb des ersten Zeitfensters tZF1 ersetzt die Austastlücke 7 den ersten Stromverlauf 5, sodass der elektrische Strom I zumindest über eine eigentliche Dosierzeit tDV1*, welche die Dosierzeit tDV1 bei einer tatsächlichen Eindosierung repräsentiert, null ist. 4 shows a third embodiment of the method, as an extension of the second embodiment 3 , at the blanking intervals 7 are provided, in which no metering takes place. In this embodiment, the blanking intervals are 7 for the first metering valve 110 provided, whereby smaller masses for through the first metering valve 110 Metered reducing agent solution is achieved. Within the first time window t ZF1 replaces the blanking interval 7 the first current course 5 such that the electrical current I is zero, at least over an actual metering time t DV1 *, which represents the metering time t DV1 for an actual metering.

In 5 ist eine vierte Ausführungsform des Verfahrens gezeigt. Hierbei wird während eines gemeinsamen Zeitfensters tZFg über beide Dosierventile 110, 120 eindosiert, wobei die Eindosierungen weiterhin nacheinander ablaufen. Im Diagramm wird abermals mit der Eindosierung des ersten Dosierventils 110 begonnen, indem dieses mit dem ersten Stromverlauf 5, wie beispielsweise aus 3 bekannt, angesteuert wird. Nachdem die erste Dosierzeit tDV1 abgelaufen ist, wird die Wartezeit tW abgewartet, bevor die Eindosierung des zweiten Dosierventils 120 über die zweiten Dosierzeit tDV2 beginnt und jenes mit dem zweiten Stromverlauf 6 angesteuert wird. Nach Ablauf des gemeinsamen Zeitfensters tZFg wird wiederrum die Eindosierung des ersten Dosierventils 120 durchgeführt. Die Dauer der beiden Dosierzeiten tDV1, tDV2 können innerhalb des gemeinsamen Ansteuerfensters tZFg frei gewählt werden, sodass die gewünschte Masse der Reduktionsmittellösung individuell für jedes der beiden Dosierventile 110, 120 eingestellt werden kann und dennoch die Widerholungsrate der Eindosierungen groß genug ist, um aufgrund der Speicherfähigkeit der SCR-Katalysatoren 21, 22 ausgeglichen zu werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise weniger Masse der Reduktionsmittellösung am ersten SCR-Katalysator 21 benötigt, sodass die Eindosierung des ersten Dosierventils 110 und somit auch die erste Dosierzeit tDV1 verkürzt ist. Darüber hinaus sind in dieser Ausführungsform ebenfalls Austastlücken (nicht dargestellt) möglich, um kleine Massen der Reduktionsmittellösung zu erreichen.In 5 a fourth embodiment of the method is shown. Here, during a common time window t ZFg via both metering valves 110 . 120 dosed, with the dosing continue to run sequentially. The diagram is repeated with the dosing of the first metering valve 110 started by doing this with the first current waveform 5 , such as off 3 known, is driven. After the first metering time t DV1 has elapsed, the waiting time t W is waited before the metering of the second metering valve 120 begins over the second metering time t DV2 and that with the second current course 6 is controlled. After expiration of the common time window t ZFg , in turn, the metering of the first metering valve 120 carried out. The duration of the two metering times t DV1 , t DV2 can be freely selected within the common drive window t ZFg , so that the desired mass of the reducing agent solution is individually for each of the two metering valves 110 . 120 can be adjusted and yet the repetition rate of the metering is large enough to be balanced due to the storage capacity of the SCR catalysts 21, 22. In this exemplary embodiment, for example, less mass of the reducing agent solution is needed on the first SCR catalytic converter 21, so that the metering of the first metering valve 110 and thus the first dosing t DV1 is shortened. In addition, in this embodiment also blanking intervals (not shown) are possible to achieve small masses of the reducing agent solution.

In allen genannten Ausführungsformen können die eindosierte Masse des Reduktionsmittels, der jeweilige Begin of Injection Point BIP1, BIP2, und der jeweilige End of Injection Point EIP1, EIP2 mittels entsprechender Diagnosemechanismen ermittelt werden.In all these embodiments, the metered mass of the reducing agent, the respective Begin of Injection Point BIP1, BIP2, and the respective End of Injection Point EIP1, EIP2 can be determined by means of appropriate diagnostic mechanisms.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Verfahren zur Steuerung eines SCR-Systems (1) mit zwei Dosierventilen (110, 120) und einer Förderpumpe (140), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dosierventile (110, 120) so angesteuert werden, dass eine Reduktionsmittellösung nacheinander abwechselnd über die beiden Dosierventile (110, 120) eindosiert wird.Method for controlling an SCR system (1) with two metering valves (110, 120) and a feed pump (140), characterized in that the two metering valves (110, 120) are controlled so that a reducing agent solution successively alternately via the two metering valves (110, 120) is metered. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils vollständige Eindosierungen durchgeführt werden.Method according to Claim 1 , characterized in that each complete dosing be performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindosierungen auf festgelegte Zeitfenster (tZF1, tZF2, tZFg) beschränkt sind.Method according to Claim 1 , characterized in that the dosages are limited to fixed time windows (t ZF1 , t ZF2 , t ZFg ). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während eines ersten Zeitfensters (tZF1) über ein erstes Dosierventil (110) und während eines zweiten Zeitfensters (tZF2) über ein zweites Dosierventil (120) eindosiert wird.Method according to Claim 3 , characterized in that during a first time window (t ZF1 ) via a first metering valve (110) and during a second time window (t ZF2 ) via a second metering valve (120) is metered. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während eines gemeinsamen Zeitfensters (tZFg) über die beiden Dosierventile (110, 120) eindosiert wird.Method according to Claim 3 , characterized in that during a common time window (t ZFg ) via the two metering valves (110, 120) is metered. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abfolge der Eindosierungen Austastlücken (7) vorgesehen sind, in denen keine Eindosierung durchgeführt wird.Method according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that in the sequence of doses blanking intervals (7) are provided, in which no dosing is performed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wartezeit (tw) zwischen den beiden Eindosierungen vorgesehen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a waiting time (tw) is provided between the two dosing. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.Computer program, which is set up, each step of the procedure according to one of Claims 1 to 7 perform. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which a computer program is based Claim 8 is stored. Elektronisches Steuergerät (4), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 das SCR-System (1) zu steuern.Electronic control unit (4), which is arranged to operate by means of a method according to one of Claims 1 to 7 to control the SCR system (1).
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