計(jì)量用于存儲和傳送氣態(tài)氨的系統(tǒng)的自治的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及在通過選擇性催化還原（SCR)還原NOJl氧化物的應(yīng)用中氨的 存儲，特別是在減少柴油發(fā)動機(jī)排出的污染物的應(yīng)用中氨的存儲。
【背景技術(shù)】
[0002] 與交通有關(guān)的污染物的排放是行業(yè)中近30年以來發(fā)動機(jī)發(fā)展的首要問題。對于 四種常規(guī)污染物（C0，HC，NO x，微粒）排放的嚴(yán)格限制的逐漸增強(qiáng)已經(jīng)顯著改善了尤其在大 城市的空氣質(zhì)量。
[0003] 機(jī)動車使用的持續(xù)增加需要繼續(xù)努力進(jìn)一步減少更多這些污染物的排放。在對歐 洲排放閾值容差的減少預(yù)計(jì)在2014年進(jìn)入歐6標(biāo)準(zhǔn)的效果步驟框架內(nèi)。這些測量目的在 于減少局部污染。在所有流通的條件下具有可用的高效去污染技術(shù)對于交通工業(yè)是主要的 挑戰(zhàn)。在這種背景下，氮氧化物（NO x)作為貧油混合氣（即作為包含過多氧的混合氣）的 還原代表了與復(fù)雜問題相關(guān)的重要挑戰(zhàn)。
[0004] 而且，燃料消耗和〇)2的排放直接相關(guān)，在近幾年內(nèi)已經(jīng)發(fā)展為機(jī)動車的一個主要 關(guān)心的問題。同樣地，私家車的CO 2排放的規(guī)定從2012年起設(shè)置到歐洲水平上?，F(xiàn)在已經(jīng) 要求，這種限制將在未來幾十年期間定期地降低。〇)2排放的減少因此對于所有的交通行業(yè) 如新發(fā)動機(jī)增長一樣被強(qiáng)制實(shí)施。
[0005] 局部污染（NOx)的減少和燃料消耗（CO2)的減少的這種雙重問題，對于柴油發(fā)動機(jī) 特別困難，因?yàn)樨氂突旌蠚獾娜紵殡S著NO x的排放，這是難于處理的。
[0006] 在這種背景下，SCR( "選擇性催化還原"）后處理技術(shù)既用于私家車輛也用于分配 給貨物運(yùn)輸?shù)能囕v。然后可以將發(fā)動機(jī)置于效率最佳的運(yùn)行性能，強(qiáng)放然后在排氣 中通過所述SCR系統(tǒng)來處理，所述SCR系統(tǒng)允許高效還原N0 X。
[0007] 為了建立這種SCR技術(shù)，有必要在車輛上安裝還原氮氧化物所需的還原劑。目前 通過重型貨車保留的系統(tǒng)使用尿素水溶液作為還原劑。尿素注入到排氣管中，尿素通過廢 氣的溫度的作用分解為氨氣（NH 3)并且允許在特定催化轉(zhuǎn)換器上還原NOx。對于操作目前 SCR系列的系統(tǒng)保留和標(biāo)準(zhǔn)化的尿素水溶液稱為AUS32 (在歐洲商品名為Adblue? )。
[0008] 然而這種高效方法遭受某些缺點(diǎn)。它在寒冷條件下的性能是有限的，然而這種情 況在很多時候發(fā)生，尤其是城市中的公交車。尿素存儲器具有大的重量和體積，通常地對于 私家車從15至30升，對于重型貨車從40至80升。由于車輛是小的，所以這種體積會引起 集成到車輛中的日益顯著的復(fù)雜性。這樣做的結(jié)果是高的去污染的成本，以及質(zhì)量過量使 得不利于車輛的燃料消耗以及由此不利于二氧化碳的排放。
[0009] 已經(jīng)考慮了各種替代的存儲方法。在壓力下以氣體的形式存儲氨的選擇在緊密性 和操作安全方面有許多缺點(diǎn)。
[0010] 優(yōu)選的方法在于位于存儲容器內(nèi)的材料內(nèi)部的氣體的吸收，例如鹽。氨的存儲然 后在鹽的內(nèi)部通過形成氨化物類型的化學(xué)配合物而實(shí)現(xiàn)。這種存儲類型和尿素水溶液類型 相比有很多優(yōu)點(diǎn)。在鹽中存儲使得顯著減少存儲容器的質(zhì)量和體積。由于對于給定的氨的 自治（autonomie)在車輛上裝載的還原劑的質(zhì)量減少，也提供了 CO2的平衡方面的好處。實(shí) 際上，節(jié)省了為了稀釋SCR的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的尿素而提供的附加水（稱為液體）的量。而且， 這種存儲類型使得有可能在寒冷情況下高效吸收NO x。這種類型的存儲還確保降低了制造 費(fèi)用，因?yàn)橛糜谔峁┖妥⑷氚钡南到y(tǒng)得以簡化。
[0011] 在實(shí)踐中，氨以NOx還原反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比連續(xù)注入廢氣中。因此，適合于能夠在 車輛上存儲足夠量的氨。為了限制存儲容器的體積，機(jī)動車制造商更喜歡填充或更換存儲 容器，例如在發(fā)動機(jī)維修期間，在容器空時或在燃料容器填充期間。根據(jù)考慮的車輛（私人 車輛，重型貨車等），要求在車輛的使用壽命期間提供在10和100之間的填充或更換操作。
[0012] 為了在車輛的整個壽命期間提供有效的去除污染NOx需要的定期維修的這種操 作，服從于使用SCR技術(shù)的不同國家的具體規(guī)定。所有這些規(guī)定的共同點(diǎn)是有必要能夠確 定存儲室中剩余的還原劑的量，從而當(dāng)必須進(jìn)行填充時能夠警告駕駛員。例如，在對于私家 車的歐洲立法中，有必要能夠測量剩余自治的兩個閾值，分別在2400公里和800公里，分別 對應(yīng)燃料的大約三個滿罐和一個滿灌。
[0013] 因此在用于存儲和傳送氣態(tài)氨的系統(tǒng)的情形下需要計(jì)量。除了監(jiān)督的需求，對于 在多個存儲室集成到車輛中的情況下系統(tǒng)的管理需要氨的存儲的計(jì)量。實(shí)際上，為了簡化 集成到車輛中，或者為了改善存儲系統(tǒng)的操作（引入冷啟動單元），存儲在大多數(shù)情況下是 分配到多個存儲室中。這些不同的存儲室之間的管理需要了解氣態(tài)氨的剩余量。
[0014] 可能的解決方案是通過添加對氨的控制來進(jìn)行計(jì)量，應(yīng)用于存儲和傳送的系統(tǒng)或 氣態(tài)氨離開系統(tǒng)的流量的測量中。
[0015] 然而，這些測量缺乏精確性。特別地，對于這種類型的計(jì)量，在控制或測量和實(shí)際 注入的量之間的每個適當(dāng)?shù)牟痪_加入到彼此。
[0016] 此外，這些測量的相關(guān)性涉及迷惑系統(tǒng)的可能性，以使后者認(rèn)為例如室剛被重新 填充。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的目的是提供一種不具有這些缺點(diǎn)的計(jì)量。
[0018] 為了這個目的，提供了用于存儲和傳送氣態(tài)氨到消耗單元的系統(tǒng)的自治的計(jì)量方 法，所述系統(tǒng)包括：
[0019] -包括專用的加熱裝置的氣態(tài)氨存儲室，及
[0020] -系統(tǒng)的至少一個參數(shù)的至少一個傳感器，
[0021] 所述方法包括以下步驟：
[0022] -以獨(dú)立于消耗單元的氨的需求的介入式參考基準(zhǔn)為基礎(chǔ)控制系統(tǒng)，
[0023] -在控制步驟期間，通過傳感器進(jìn)行系統(tǒng)的至少一個參數(shù)的介入式測量，以及
[0024] -介入式測量與控制的情況下的至少一個參數(shù)的閾值進(jìn)行比較，從而估計(jì)關(guān)于室 的對應(yīng)于所述參數(shù)的閾值的填充閾值的系統(tǒng)的自治。
[0025] 本發(fā)明通過以下的特征有利地得以補(bǔ)充，采取單獨(dú)或以任何其技術(shù)上允許的組 合：
[0026] -系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)氣態(tài)氨到消耗單元的裝置，所述裝置具有包括流量和加熱設(shè) 定的設(shè)定，
[0027] -介入式控制的步驟包括在于根據(jù)零流量和室的恒定壓力設(shè)定來控制系統(tǒng)的第一 子步驟，
[0028] -介入式控制的步驟包括在于經(jīng)由最大流量的設(shè)定來控制系統(tǒng)的第二子步驟，
[0029] -通過介入式測量所測量的至少一個參數(shù)包括室的壓力或溫度，
[0030] -通過介入式測量所測量的至少一個參數(shù)包括室的加熱功率，
[0031] -所述方法還包括以下步驟：
[0032] 〇評估至少一個特征值，及
[0033] 〇根據(jù)至少一個所評估的特征值：
[0034] 限定用于啟動介入式控制和介入式測量的步驟的頻率，或
[0035] 引發(fā)介入式控制和介入式測量的步驟，
[0036] -所述方法還包括以下步驟：
[0037] 〇估算由室傳送氣態(tài)氨的量，
[0038] 〇通過集成氣態(tài)氨傳送的估算量來計(jì)算室的氨的填充率，填充率是特征值，
[0039] -所述步驟還包括在于用氣態(tài)氨飽和的存儲室更換存儲室后，重新初始化具有氨 的室的填充率的值的步驟，
[0040] -系統(tǒng)包括流量傳感器，經(jīng)由通過所述流量傳感器的氣態(tài)氨的流量的測量來進(jìn)行 傳送的氣態(tài)氨的量的估算，
[0041] -通過集成用于傳送系統(tǒng)的氣態(tài)氨的控制來進(jìn)行傳送的氣態(tài)氨的量的估算，
[0042] -所述特征值包括至少：
[0043] 〇給定期間系統(tǒng)的氣態(tài)氨的平均壓力，
[0044] 〇給定期間提供給至少一個室的平均加熱功率，
[0045] 〇消耗單元啟動后的時間，
[0046] 〇給定期間消耗單元操作的特征長度，
[0047] -所述方法包括在于比較步驟前過濾和/或平均介入式測量的步驟，
[0048] -所述方法包括在于根據(jù)存儲室的特征校準(zhǔn)介入式測量的閾值的步驟，
[0049] -所述方法包括降低消耗單元的操作模式和/或用于存儲系統(tǒng)的操作模式，隨后 填充閾值的交叉估算的步驟，從而降低氨的需求。
[0050] 本發(fā)明還涉及用于存儲和傳送氣態(tài)氨到消耗單元的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0051] -包括專用的加熱裝置的氣態(tài)氨存儲室，
[0052] -用于調(diào)節(jié)氣態(tài)氨到消耗單元的流量的裝置，
[0053] -控制設(shè)備，包括：
[0054] 〇用于控制所述專用的加熱裝置的裝置和調(diào)節(jié)氣態(tài)氨流量的裝置，以及
[0055] 〇系統(tǒng)的至少一個參數(shù)的至少一個傳感器，
[0056] 而且系統(tǒng)適于實(shí)現(xiàn)這種方法。
【附圖說明】
[0057] 本發(fā)明的其它特征，目的和優(yōu)勢將出現(xiàn)在下文描述的實(shí)施方式中。在附圖中：
[0058] -圖1概略地示出了設(shè)置有SCR后處理系統(tǒng)的熱發(fā)動機(jī)，
[0059] -圖2概略地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的用于存儲和供應(yīng)氨的系統(tǒng)，
[0060] -圖3概略地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的用于存儲系統(tǒng)的自治的計(jì)量 方法，
[0061] -圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的計(jì)