[发明专利]通过收附被存储在化合物上的气体的存储系统的诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体存储系统的诊断方法，其中所述气体存储系统优选地被安装在机动车上。

特别地但非专一地，本发明适用于氨存储系统的诊断。

非专一地，本发明还适用于氢存储系统的诊断。

以下描述包括塑料存储元件的氨存储系统的具体情况。氨例如用于被注射到车辆的排放管线中，以减少排放气体中的氮氧化物(NOx)的量。当然，本发明适用于其他任何类型的、期望获取其中的气体压强和/或期望获取其运行状态诊断结果的车载气体存储系统。更具通常，本发明适用于任何能够通过收附(sorption)而被存储在化合物上的气体(氨、氢气等)。

背景技术

可以通过选择性催化还原(英文一般称为“Selective Catalytic Reduction”或SCR)技术来去除车辆、尤其是柴油车辆的排放气体中的氮氧化物。根据该技术，在催化剂上游的排放管线中注入氨(NH3)，还原反应在催化剂处发生。目前，通过前体(一般为尿素水溶液)的热分解来产生氨。标准化的尿素溶液(例如：以名称销售的、尿素含量为32.5％的低共熔尿素水溶液)的存储、输配和定量车载系统因此已经在市场中销售。

另一技术在于通过在盐上的收附来存储氨，其中所述盐最常用的是碱土金属氯化物。在该情况下，通常，存储系统包括被设计为用于容纳盐的容器和被配置为用于加热盐的加热设备。由此，通过加热盐来释放氨。因此产生氨压强。在这样的氨存储系统中，期望获取所释放的氨的压强，以例如验证该压强对应于所要求的氨压强，并(如有必要)进行修正操作。还期望检测盐的加热设备是否过度加热。这在(由一个或多个存储元件构成的)容器由塑料材料制成时尤为重要，塑料材料的机械特性对温度相当敏感。通常，使用压强传感器或压强调节器，来测量所释放的氨的压强。然而，这些压强传感器和调节器成本高昂，并且具有大的体积(相对于温度传感器)。通常，为了检测盐的加热设备是否过度加热，系统使用温度传感器。由此，简单有效地检测是否过度加热。然而，在某些情况下，特别是为了保证存储系统的安全运行和排放气体中的氮氧化物的有效减少，期望能够掌握其他诊断信息。

因此期望提供能够获取系统中的气体压强而不使用压强传感器或压强调节器的气体存储系统诊断技术。

还期望获取多方面与气体存储系统的运行相关的多种信息。

还期望提供一种这样的技术，该技术无论所用气体和化合物如何实施起来都是简单的。

发明内容

在本发明的一个具体实施例中，提出一种气体存储系统诊断方法，其中所述气体是通过收附而被存储在化合物上的，该系统被安装在车辆上，并包括能够容纳该化合物的容器和能够控制加热设备以使化合物升温而释放气体的控制设备。该控制设备获取包括系统的至少一个温度测量值的信息集合，然后通过使用预先确定的气体脱附动力学模型来估计系统中的气体压强。

由此，本发明提出使用存储系统的一个或多个温度测量值来推导出该系统中的气体压强。这些温度测量值是借助于一个或多个已经存在于存储系统中的温度传感器来获得的。在一个具体实施例中，用于估计存储系统内部的压强的信息集合包括一个或多个在当前时刻测量的温度测量值(即瞬时测量值)，以及温度测量值历史记录，即在当前时刻之前的时刻测量的温度测量值的集合。在一个实施例变型中，该信息集合可以包括这些测量值的历史记录的泛函。例如，该泛函(函数的函数)可以是以下类型的积分：泛函(t)＝f(τ)T1(τ)dτ从t-t1至t的积分，并且例如f(τ)＝A*τ+B，其中，t表示时间，T1为温度测量值，t1、A和B为常数，τ表示时间变量。

通常已知通过收附存储在给定化合物上的给定气体的脱附动力学模型。如果该模型不是已知的，那么可以简单地通过例如测量气体在加热设备运行期间的脱附曲线来获得该模型。借助于脱附动力学模型，能够以特别精确的方式接近温度测量时刻存储系统中的实际压强。符合本发明的方法由此允许以非常精确的方式计算系统中的气体压强，而没有使用压强传感器或压强调节器，这导致明显改善了存储系统的安装并降低了这种系统的成本。

在一个优选的实施例中，控制设备例如以微处理器的形式被安装在车辆上。在另一实施例中，控制设备例如是位于车辆外(例如位于实验室中)的计算机(或服务器)。实际上，在被最终安装在目的车辆上之前，存储系统可以例如在测试阶段时被安装在测试工作台上。例如，在该测试阶段，(起控制设备作用)的计算机可以校正要使用的气体的脱附动力学模型。

气体的脱附动力学模型例如被存储在能够被控制设备访问(即读取)的存储器中。

气体可以是任何类型的，优选地为氨或氢气。