用于計(jì)算選擇性還原催化劑的入口處no2含量的方法以及用于實(shí)施此方法的裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于計(jì)算在排氣系統(tǒng)（4）的選擇性催化還原-SCR-裝置（22）的入口處的NO2的含量的方法，所述排氣系統(tǒng)（4）具有：排氣管道（10）；用于還原劑的容器和噴射裝置（18）；第一傳感器（20），其用來(lái)測(cè)量在SCR的上游的氮氧化物的濃度，以及第二傳感器（24），其用來(lái)測(cè)量在SCR的下游的氮氧化物的濃度。其包含下列階段：停止還原劑的噴射；測(cè)量在一定時(shí)間周期內(nèi)SCR的上游和下游的氮氧化物的濃度，計(jì)算在所述時(shí)間周期內(nèi)在SCR中所累積的NO2的量，以及從計(jì)算的每時(shí)間單位累積的NO2的量確定SCR的上游的NO2的含量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于計(jì)算選擇性還原催化劑的入口處N〇2含量的方法以及 用于實(shí)施此方法的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在選擇性催化還原裝置的入口處N〇2的含量的計(jì)算方法以及還涉及用 于實(shí)施此方法的裝置。
[0002] 本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)闄C(jī)動(dòng)車(chē)輛中的排氣的處理，以及更確切地指排氣中的氮氧化 物的還原。此處涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)主要是柴油類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)，但是也涉及強(qiáng)制點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0003] 不同的裝置能夠被應(yīng)用在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油或強(qiáng)制點(diǎn)火的）的排氣管線(xiàn)中用于限 制在排氣管線(xiàn)出口的污染物的量。至于發(fā)動(dòng)機(jī)本身，其可存在用于排氣再循環(huán)的系統(tǒng)。例 如，根據(jù)排氣被抽取的位置可發(fā)現(xiàn)低壓和/或高壓排氣的再循環(huán)。
[0004] 在合適的排氣管線(xiàn)上，一個(gè)或多個(gè)下列裝置可被發(fā)現(xiàn)：氧化催化轉(zhuǎn)化器、顆粒過(guò)濾 器和/或選擇性催化還原裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明涉及包括選擇性催化還原裝置的排氣管線(xiàn)。此類(lèi)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過(guò)使用氨 作為還原劑。氨或包含氨或其衍生物中的一種的溶液的容器由此與排氣管線(xiàn)相結(jié)合，以及 噴射裝置允許注入氨或等效物，使其進(jìn)入在選擇性催化還原裝置的上游的排氣管線(xiàn)中。所 使用的能夠用于允許氮氧化物的還原的液體可以是例如尿素，其因此在選擇性催化還原裝 置中通過(guò)水解作用被吸收以便于生產(chǎn)氨。
[0006] 選擇性催化還原裝置，在后文被稱(chēng)作SCR (選擇性催化還原）轉(zhuǎn)化器，具有的效率 與所述SCR轉(zhuǎn)化器內(nèi)的氮氧化物被還原成氮?dú)猓∟2)的含量相對(duì)應(yīng)。
[0007] SCR轉(zhuǎn)化器的效率取決于多個(gè)參數(shù)。其當(dāng)然取決于引入系統(tǒng)的氨或其等效物的量。 其也取決于排氣的流量，其直接影響排氣在SCR轉(zhuǎn)化器內(nèi)的停留時(shí)間。排氣的溫度也影響 SCR轉(zhuǎn)化器的效率。
[0008] 在SCR轉(zhuǎn)化器的入口處，發(fā)現(xiàn)氮氧化物主要由一氧化氮（N0)和二氧化氮（N02)組 成。N0的還原和N0 2的還原不是在同樣的條件下最優(yōu)。因此，在SCR轉(zhuǎn)化器的入口處的排 氣中N0和N02的比例也影響其效率。
[0009] 排氣中存在的不同的氮氧化物的比例很難確定。目前已知的傳感器只能夠確定存 在于排氣中的氮氧化物（N0 X)的含量。N02在排氣中的比例能夠作為在發(fā)動(dòng)機(jī)中測(cè)量的不同 的參數(shù)的函數(shù)而被估算，以及尤其涉及在發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒條件。因此表使得能夠估算在排 氣中的N0 2的含量。
[0010] 本發(fā)明最初的想法在于實(shí)現(xiàn)用于估算在SCR轉(zhuǎn)化器的入口處的N02的含量的計(jì) 算，以便于能夠更好地限定其效率，以及通過(guò)例如調(diào)節(jié)被注入SCR轉(zhuǎn)化器上游的氨(或尿素 或其它）的量而使其優(yōu)化。
[0011] 由此，本發(fā)明的目的因此在于提供確定在選擇性催化還原裝置（SCR轉(zhuǎn)化器）的入 口處的N02的含量的方法并且還提供實(shí)施該方法的裝備，尤其是為了限制在此類(lèi)催化裝置 的出口的污染物排放。
[0012] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法將僅使用傳感器和其它的已經(jīng)存在于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)和排氣 管線(xiàn)內(nèi)的裝置以執(zhí)行N〇 2的含量的計(jì)算。
[0013] 為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，本發(fā)明提出了在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的選擇性催化還原裝置 的入口處的二氧化氮（N0 2)的含量的計(jì)算方法，所述排氣系統(tǒng)包括： 排氣管道， 在選擇性催化還原裝置的上游，用于還原劑的容器和用于將還原劑噴射入排氣管道的 裝置， 第一傳感器，其用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置上游的排氣管道內(nèi)存在的氮氧化物的 濃度，以及 第二傳感器，其用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置下游的排氣管道內(nèi)存在的氮氧化物的 濃度。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括下列階段： 停止還原劑進(jìn)入排氣管道中的噴射， 測(cè)量在一段時(shí)間期間存在于選擇性催化還原裝置的上游和下游的排氣管道中的氮氧 化物的濃度， 通過(guò)所測(cè)量的在選擇性催化還原裝置的上游和下游的氮氧化物的濃度的變化，計(jì)算在 所述一段時(shí)間期間累積在選擇性催化還原裝置內(nèi)的二氧化氮（N〇2)的量，以及 通過(guò)計(jì)算的每時(shí)間單位累積的二氧化氮（N〇2)的量，確定選擇性催化還原裝置的上游 的二氧化氮（no2)的含量。
[0015] 因此本方法使得能夠時(shí)常計(jì)算在預(yù)定條件下的二氧化氮（N02)的濃度。此計(jì)算使 得知道此濃度的值，該值對(duì)于確定選擇性催化還原裝置的效率以及由此也確定以被注入的 還原劑的量以便于限制氣體污染物的排放是重要的。
[0016] 為了得到更可靠的計(jì)算結(jié)果，優(yōu)選的是當(dāng)相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)在其穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下時(shí) 實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0017] 為了確保選擇性催化還原裝置繼續(xù)累積二氧化氮的顆粒，可以計(jì)劃周期時(shí)間，在 此周期時(shí)間內(nèi)，用于確定二氧化氮（no 2)的含量的氮氧化物的濃度的測(cè)量被實(shí)施以被限制， 使得在此測(cè)量周期的結(jié)束時(shí)，在下游的氮氧化物的濃度小于在上游的氮氧化物的濃度。
[0018] 為了累積的二氧化氮（N02)量的計(jì)算和二氧化氮（N02)含量的確定，本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例提供在選擇性催化還原裝置的上游和下游的氮氧化物的濃度的差值作為時(shí)間的函 數(shù)被計(jì)算，然后對(duì)此差值作為時(shí)間的函數(shù)積分，以便于最后除以所考慮的周期時(shí)間的長(zhǎng)度 所得到的值。此處假設(shè)所有的顆粒或至少其中絕大部分的二氧化氮在實(shí)施測(cè)量期間是貯存 在選擇性催化還原裝置中。在此情形下，根據(jù)用來(lái)確定氮氧化物的濃度的所使用的傳感器 的性質(zhì)，可取的是在第一傳感器和第二傳感器給出的測(cè)量結(jié)果上應(yīng)用修正系數(shù)以計(jì)算累積 的二氧化氮（N〇 2)的量。這是因?yàn)閭鞲衅魍ǔz測(cè)的是一氧化氮和二氧化氮兩者，但是以不 同方式，結(jié)果可取的是在測(cè)量結(jié)果上應(yīng)用修正系數(shù)以便于獲得二氧化氮（no 2)和/或一氧化 氮（N0)以ppm (百萬(wàn)分率）為單位的濃度。
[0019] 本發(fā)明也提出了在具有選擇性催化還原裝置的排氣系統(tǒng)中的排氣的污染控制的 管理方法，其中所述選擇性催化還原裝置的效率通過(guò)測(cè)量和/或計(jì)算和/或估算的參數(shù)而 被計(jì)算，所述參數(shù)中一個(gè)是二氧化氮在選擇性催化還原裝置的上游的濃度，值得注意的是 此方法通過(guò)實(shí)施上述的方法能夠計(jì)算在選擇性催化還原裝置的入口處的二氧化氮以〇 2)的 含量。
[0020] 在此類(lèi)方法中，此外可以提供，借助于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的表估算在選擇性催化還 原裝置的入口處的二氧化氮（N02)的含量的階段，按如上所述的計(jì)算的二氧化氮（N02)的含 量與借助于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的表所估算的含量相比較的階段，以及在表中存儲(chǔ)的值作為通 過(guò)上述計(jì)算方法計(jì)算得到的含量的函數(shù)被更新的階段。
[0021] 本發(fā)明也涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字控制單元，尤其在于其包括用于實(shí)施上述的計(jì)算 方法的每個(gè)階段的所需的裝置，以及也在于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字控制單元，尤其在于其包括 用于實(shí)施上述的污染控制系統(tǒng)的管理方法的每個(gè)階段的所需的裝置。
[0022] 最后，本發(fā)明也涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括帶有燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和排氣系統(tǒng)，該 排氣系統(tǒng)包括： 排氣管道， 在選擇性催化還原裝置的上游，用于還原劑的容器和用于將還原劑注入排氣管道的裝 置， 第一傳感器，用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置的上游的排氣管道內(nèi)存在的氮氧化物的 濃度，以及 第二傳感器，用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置的下游的排氣管道內(nèi)存在的氮氧化物的 濃度。
[0023] 所述發(fā)動(dòng)機(jī)是顯著的在于其額外地包括根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字控制單元。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0024] 本發(fā)明的細(xì)節(jié)和優(yōu)勢(shì)在閱讀說(shuō)明書(shū)時(shí)將顯現(xiàn)出來(lái)，其后是本發(fā)明的至少一個(gè)優(yōu)選 實(shí)施例，作為非限制性的說(shuō)明給定，說(shuō)明書(shū)是參照示意性的附圖，其中： 圖1圖示性地顯示用于實(shí)施本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)以及其排氣管線(xiàn)，以及 圖2示出了曲線(xiàn)，其顯示在選擇性催化還原裝置的入口和出口處氮氧化物的含量。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 圖1顯示的內(nèi)燃熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2,排氣系統(tǒng)4從其開(kāi)始延伸，所述發(fā)動(dòng) 機(jī)通過(guò)數(shù)字控制單元被管理，隨后被稱(chēng)作ECU (發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元）6。
[0026] 本發(fā)明更確切地涉及已經(jīng)在此圖1中更詳細(xì)示出的排氣系統(tǒng)4。然而，本發(fā)明也能 夠應(yīng)用于存在催化還原裝置但結(jié)構(gòu)與此圖所示的不同的排氣系統(tǒng)。其也尤其能夠應(yīng)用于這 樣的排氣系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng)具有的還原裝置中尿素或類(lèi)似物，不是以液體的形式而是以固 體的形式被貯存，例如以鹽的形式。通過(guò)排氣管10延伸的排氣歧管8的代表已經(jīng)在附圖的 圖1中被給出，在排氣管10上串聯(lián)地安裝下列組件：氧化催化轉(zhuǎn)化器12、顆粒過(guò)濾器14、溫 度傳感器16、第一 N0X探針20,噴射器18, SCR轉(zhuǎn)化器22以及最后地，第二N0X探針24。
[0027] 出于簡(jiǎn)化的原因，在附圖中，尤其是在此圖1中未示出渦輪增壓器或排氣再循環(huán) 系統(tǒng)。在渦輪增壓器存在的情形下，其渦輪機(jī)會(huì)安裝在排氣管10上在氧化催化轉(zhuǎn)化器12 上游的位置。同樣地，可以預(yù)見(jiàn)排氣再循環(huán)系統(tǒng)的存在。此類(lèi)的系統(tǒng)包括從排氣系統(tǒng)延伸 的分支管道，以便于將排氣中的一部分再次引入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2。此類(lèi)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)是已 知的，縮寫(xiě)為EGR系統(tǒng)。在一個(gè)以及同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)上，根據(jù)排氣的分支管道是否或多或少位 于排氣系統(tǒng)的上游，可能具有高壓EGR系統(tǒng)和/或低壓EGR系統(tǒng)。
[0028] 氧化催化轉(zhuǎn)化器12有時(shí)被稱(chēng)作D0C (柴油氧化催化劑)轉(zhuǎn)化器。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中， 此D0C轉(zhuǎn)化器實(shí)施源于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2的排氣的第一處理。
[0029] 顆粒過(guò)濾器14有時(shí)以縮寫(xiě)DPF (柴油顆粒過(guò)濾器）表示。如這個(gè)后面的名稱(chēng)所表 示的，此顆粒過(guò)濾器14更確切地針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型。就像氧化催化轉(zhuǎn)化器12,此顆粒過(guò) 濾器對(duì)于本發(fā)明并非必要組件，本發(fā)明能夠應(yīng)用在沒(méi)有此類(lèi)裝置的排氣系統(tǒng)中。
[0030] 在圖1所示的實(shí)施例中，本發(fā)明更確切地涉及SCR轉(zhuǎn)化器22。此類(lèi)的裝置用于還 原存在于排氣中的氮氧化物。本文的目的在于還原一氧化氮（N0)和二氧化氮（N0 2)，以便 于獲得氮?dú)猓∟2)和水（H20)。為了實(shí)施此還原，需要提供還原劑。此還原劑通常是氨（NH 3)。 實(shí)際上，包含尿素基的液體的容器(未示出）與排氣系統(tǒng)4結(jié)合。存在于該容器內(nèi)的液體通 過(guò)噴射器18被引入排氣管道10。存在于噴射的溶液中的尿素通過(guò)熱分解和水解作用轉(zhuǎn)化 成氨，且此氨在SCR轉(zhuǎn)化器22內(nèi)被吸收。為了監(jiān)控在排氣管道10中的排氣的污染控制，第 一 N0X探針20尤其被發(fā)現(xiàn)位于SCR轉(zhuǎn)化器的上游，以及第二N0X探針24尤其被發(fā)現(xiàn)位于此 轉(zhuǎn)化器的下游。每個(gè)N0 X探針使其能夠確定存在于排氣管道10內(nèi)產(chǎn)生的排氣中的氮氧化 物的濃度，例如以ppm (百萬(wàn)分率）為單位。N0X探針并不使其能夠確定在檢測(cè)的氮氧化物 顆粒中的N0的比例或N02的比例。
[0031] 關(guān)于任意的化學(xué)反應(yīng)，平衡被建立，以及不可能獲得所有氮氧化物的轉(zhuǎn)化。因此定 義對(duì)于SCR轉(zhuǎn)化器22的效率，其對(duì)應(yīng)于在SCR轉(zhuǎn)化器22的下游的氮氧化物的顆粒濃度與 在SCR轉(zhuǎn)化器22的上游的氮氧化物的顆粒濃度之間的比值。此效率取決于多個(gè)參數(shù)。因 此其尤其取決于在SCR轉(zhuǎn)化器22的入口被引入以便于處理在排氣管道10內(nèi)循環(huán)的氣體 的氨的量(或尿素或等效物)。此效率也取決于排氣的溫度，以及溫度傳感器16使得能夠向 ECU 6提供關(guān)于該溫度的信息。排氣的流量，其主要確定排氣在SCR轉(zhuǎn)化器22內(nèi)的停留時(shí) 間，也影響還原反應(yīng)的效率。另外一個(gè)參數(shù)，如本專(zhuān)利申請(qǐng)先前所指出的，是在SCR轉(zhuǎn)化器 22的入口處的排氣中存在的氮氧化物N0 X中二氧化氮（N02)的比例。
[0032] 溫度、排氣的流量、噴射的尿素的量是受控制的或已知的參數(shù)，但是只有噴射的尿 素的量能夠被作用以便于改變SCR轉(zhuǎn)化器22的效率。N0 2的含量通常在ECU 6內(nèi)借助于計(jì) 算表或模型被確定，其作為多個(gè)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)測(cè)量的參數(shù)的函數(shù)其使得能夠估算存在于排氣 中N02的含量，尤其是在SCR轉(zhuǎn)化器22的入口處的。然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)的老化過(guò)程中，估算的 含量會(huì)相對(duì)于表中記錄的含量而偏離。發(fā)動(dòng)機(jī)的老化是能夠被并入的參數(shù)用于在ECU 6的 存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的表的定義。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)并不都以同樣地方式老化，以及優(yōu)選的是實(shí)施N02 的含量的測(cè)量，而不是依賴(lài)于在ECU 6的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的表。
[0033] 本發(fā)明用于確定在SCR轉(zhuǎn)化器的入口處的二氧化碳（N02)的含量。為了確定此含 量的根據(jù)本發(fā)明的流程在下面進(jìn)行介紹。
[0034] SCR轉(zhuǎn)化器22具有貯存氨（NH3)的能力以及因此是更有效的。當(dāng)達(dá)到負(fù)載氨的最 大水平時(shí)，過(guò)量氨重新聚到SCR轉(zhuǎn)化器22的出口。當(dāng)排氣的溫度和/或流量增加時(shí)，二氧 化氮的解析作用可被觀察到。在所述轉(zhuǎn)化器中熱解析作用可由此引起。負(fù)載氨的這種程度 不是已知的，除非當(dāng)其值為零時(shí)。
[0035] 此外，SCR轉(zhuǎn)化器22也能夠存儲(chǔ)二氧化氮（N02)。本發(fā)明最初的概念則在于實(shí)施 在穩(wěn)定條件下的測(cè)量以便于估算其存儲(chǔ)在SCR轉(zhuǎn)化器22內(nèi)的N0 2的量。為了不影響測(cè)量， 優(yōu)選地將選擇SCR轉(zhuǎn)化器22對(duì)于氨的負(fù)載度為零時(shí)的條件。為了實(shí)現(xiàn)此目的，在實(shí)現(xiàn)必需 的測(cè)量用于估算SCR轉(zhuǎn)化器22的入口處的二氧化氮的含量之前，可取的是停止尿素或類(lèi)似 物的注入。在這些條件下，如果在SCR轉(zhuǎn)化器22的上游和下游之間一氧化氮和二氧化氮之 間不存在平衡的變化，在所述SCR轉(zhuǎn)化器22的入口和出口應(yīng)該看見(jiàn)相同的測(cè)量結(jié)果。
[0036] 然而，如上所述的，N0X探針被發(fā)現(xiàn)位于SCR轉(zhuǎn)化器22的上游以及另外的N0 X探針 位于其的下游。這些探針使得能夠確定氣流中氮氧化物的總量，但是不能夠確定氮氧化物 中一個(gè)或另一個(gè)的比例，測(cè)量其整體的比例。然而，由N0 X探針?biāo)鶎?shí)施的測(cè)量結(jié)果被存在于 實(shí)施測(cè)量的氣流中的一氧化氮（N0)和二氧化氮（N02)的比例所影響。僅說(shuō)明地，大致上， 對(duì)于氣流，其中N0的濃度為50ppm以及N0 2的濃度為lOOppm，那么N0X探針將測(cè)量的不是 150ppm (50+100)，而濃度是： 50 ppm + (0, 8) X 100 ppm = 130 ppm。
[0037] 圖2顯示為了確定在SCR轉(zhuǎn)化器22入口處的N02的含量用于測(cè)量產(chǎn)生的N0 X的濃 度的曲線(xiàn)。如上所述，在停止在噴射器18處尿素的注入后，以及當(dāng)SCR轉(zhuǎn)化器22對(duì)氨的負(fù) 載度為零時(shí)，這些測(cè)量在穩(wěn)定條件下被實(shí)施。上部曲線(xiàn)26對(duì)應(yīng)于第一 N0X探針20在SCR轉(zhuǎn) 化器22的入口處所實(shí)施的測(cè)量。下部曲線(xiàn)28對(duì)應(yīng)于第二N0X探針在SCR轉(zhuǎn)化器22的出 口處所實(shí)施的測(cè)量的其部分。
[0038] 實(shí)施測(cè)量的條件是穩(wěn)定的，在SCR轉(zhuǎn)化器22的入口處由第一 N0X探針20所實(shí)施 的測(cè)量恒定是正常的。在SCR轉(zhuǎn)化器22的出口處，氮氧化物的濃度變化是因?yàn)?，如上所?的，二氧化氮被貯存在SCR轉(zhuǎn)化器22內(nèi)。需要注意到下部曲線(xiàn)28趨向于回歸到上部曲線(xiàn) 26。這是因?yàn)樵诜€(wěn)定條件下沒(méi)有尿素的注入，在SCR轉(zhuǎn)化器22內(nèi)還原不再發(fā)生。重新進(jìn)入 SCR轉(zhuǎn)化器22的氮氧化物因此不再被還原，并且不變地離開(kāi)SCR轉(zhuǎn)化器22。因此當(dāng)SCR轉(zhuǎn) 化器22對(duì)N02飽和時(shí)，在所述轉(zhuǎn)化器的入口處與出口處的測(cè)量結(jié)果一樣。
[0039] 因?yàn)樵赟CR轉(zhuǎn)化器22內(nèi)沒(méi)有還原劑，在SCR轉(zhuǎn)化器22的上游和下游之間的氮氧 化物的濃度差值對(duì)應(yīng)于在所述轉(zhuǎn)化器中二氧化氮的貯存。通過(guò)對(duì)氮氧化物的下游的濃度和 上游的濃度之間差值積分，得到二氧化氮（N0 2)累積在SCR轉(zhuǎn)化器22中的量。
[0040] 實(shí)際上，如在圖2中所示，選擇測(cè)量間隔開(kāi)始于日期to以及結(jié)束于日期tl。作為 時(shí)間to到時(shí)間tl的函數(shù)的SCR轉(zhuǎn)化器22的下游和上游測(cè)量的濃度差值的積分對(duì)應(yīng)于在 SCR轉(zhuǎn)化器22內(nèi)N02的量。在圖2中，此量對(duì)應(yīng)于，一方面由上部曲線(xiàn)26,以及另一方面下 部曲線(xiàn)28通過(guò)直線(xiàn)方程t=t0和t=tl所限定的表面積。
[0041] 測(cè)量結(jié)果的差值與N02的濃度中的變化相關(guān)，如上所述，可取的是應(yīng)用修正系數(shù)， 在上面的數(shù)字的示例中的具有0. 8的值。
[0042] 然后通過(guò)假設(shè)在瞬態(tài)的周期內(nèi)進(jìn)行該測(cè)量，N02被貯存在SCR轉(zhuǎn)化器22中，并未被 排放到排氣管道10的下游中，因此通過(guò)除以由實(shí)施該測(cè)量的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度[t0，tl]而先 前積分獲得的值可以確定平均的N〇 2含量。
[0043] 一旦測(cè)量被實(shí)施以及N02的含量被估算，尿素或類(lèi)似物能夠重新被注入相關(guān)車(chē)輛 的污染控制系統(tǒng)。
[0044] N02含量的此一次性的測(cè)量隨后被使用來(lái)校準(zhǔn)N02含量的估算，其隨后被實(shí)施以便 于確定SCR轉(zhuǎn)化器22的效率，以及盡可能最好地優(yōu)化至SCR轉(zhuǎn)化器22的上游的噴射器18 處需注入的尿素(或類(lèi)似物）的量。
[0045] 這是因?yàn)樵赟CR轉(zhuǎn)化器的入口處的N02含量影響其的效率。N02的濃度是借助于 表而被估算，該表給出N0 2的濃度作為在相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中測(cè)量的多個(gè)參數(shù)的函數(shù)。已知已 經(jīng)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的老化，以及將此老化的變量納入存儲(chǔ)在ECU 6內(nèi)的存儲(chǔ)器的表中。實(shí)施的 測(cè)量使得能夠證實(shí)借助于表所得到的值，或者校正這些值。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，比較如上所 述得到的值與通過(guò)存儲(chǔ)在ECU 6的存儲(chǔ)器中的表所得到的值。如果檢測(cè)到了獲得的N02含 量的差異，修正度然后被計(jì)算以便于隨后應(yīng)用到借助于存儲(chǔ)中存儲(chǔ)器中的表將得到的不同 的值。
[0046] 因此本發(fā)明使得能夠具有對(duì)選擇性催化還原轉(zhuǎn)化器的入口處的二氧化氮（腸2)含 量的更好的了解。對(duì)此含量的了解在相應(yīng)的車(chē)輛的整個(gè)使用壽命期間是重要的，用于允許 確保其良好的污染控制。在NEDC (新歐洲行駛循環(huán)）類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)過(guò)程中，氮氧化物 的轉(zhuǎn)化對(duì)于遵守排放標(biāo)準(zhǔn)是重要的。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，行駛循環(huán)開(kāi)始于環(huán)境溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)，包括 其排氣系統(tǒng)和與此排氣系統(tǒng)相關(guān)的不同的污染控制系統(tǒng)，不得不在其整個(gè)這個(gè)循環(huán)中被加 熱。為了獲得好的氮氧化物的轉(zhuǎn)化程度，具有足夠水平的二氧化氮（N0 2)濃度以便于確保選 擇性催化還原轉(zhuǎn)化器的效率是重要的。因此知道在車(chē)輛的整個(gè)使用壽命期間的二氧化氮的 含量為了允許確保其良好的污染控制是重要的。
[0047] 本發(fā)明所提供的方法因此使得能夠更好地知道在發(fā)動(dòng)機(jī)中的排氣系統(tǒng)的N02的含 量。由此，該發(fā)動(dòng)機(jī)在其的整個(gè)使用壽命期間的更好的污染控制是可能的。本發(fā)明因此提 供更有效的污染控制系統(tǒng)以及更少污染物的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其能夠容易地 適用于現(xiàn)有系統(tǒng)，因?yàn)槠洳恍枰碌膫鞲衅鞯拇嬖?。其成本價(jià)格因此是有限的。
[0048] 在上述的方法中，假設(shè)所有的二氧化氮（N02)以二氧化氮的形式被貯存。然而，其 也可以硝酸鹽的形式被貯存。在此情形下，本發(fā)明也適于，如上所述，但是將轉(zhuǎn)化為硝酸鹽 考慮在內(nèi)。這是因?yàn)榇宿D(zhuǎn)化也產(chǎn)生一氧化氮（N0)，其將被算在由SCR轉(zhuǎn)化器22的下游處的 第二N0 X探針24所實(shí)施的測(cè)量中。因?yàn)榇宿D(zhuǎn)化為硝酸鹽和一氧化氮的反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比 是已知的，其可能是與二氧化氮（N0 2)的含量的通過(guò)計(jì)算確定全部相同。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于計(jì)算在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)（4)的選擇性催化還原裝置（22)的入口處 的二氧化氮的含量的方法，所述排氣系統(tǒng)（4)包括： 排氣管道（10)， 在選擇性催化還原裝置（22)的上游處，用于還原劑的容器和用于將還原劑噴射到排氣 管道（10)中的裝置（18)， 第一傳感器（20)，其用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置（22)上游的排氣管道（10)中存 在的氮氧化物的濃度，以及 第二傳感器（24)，其用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置（22)下游的排氣管道（10)中存 在的氮氧化物的濃度， 其特征在于，其包括下列階段： 停止還原劑進(jìn)入排氣管道（10)中的噴射， 測(cè)量在一段時(shí)間期間選擇性催化還原裝置（22)上游和下游的排氣管道（10)中存在的 氮氧化物的濃度， 通過(guò)在選擇性催化還原裝置（22)上游和下游所測(cè)量的氮氧化物的濃度的變化，計(jì)算在 所述一段時(shí)間期間在選擇性催化還原裝置（22)中累積的二氧化氮的量，以及 通過(guò)計(jì)算的每時(shí)間單位累積的二氧化氮的量，確定選擇性催化還原裝置（22)上游的二 氧化氮的含量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定的操作條件下 的時(shí)候，所述方法被實(shí)施。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于確定二氧化氮含量的氮氧 化物濃度的測(cè)量在此期間被實(shí)施的所述一段時(shí)間被限制，使得在測(cè)量周期結(jié)束時(shí)，下游的 氮氧化物的濃度小于選擇性催化還原裝置（22)的上游的氮氧化物的濃度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，累積的二氧化氮的量的計(jì)算以 及二氧化氮的含量的確定是通過(guò)計(jì)算作為時(shí)間的函數(shù)的在選擇性催化還原裝置的上游和 下游之間的氮氧化物的濃度之間的差值，然后通過(guò)將此作為時(shí)間的函數(shù)的差值積分，以便 于最后除以通過(guò)所考慮的所述一段時(shí)間的長(zhǎng)度獲得的值而實(shí)施的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，累積的二氧化氮的量的計(jì)算是通過(guò)對(duì)由 第一傳感器（20)和第二傳感器（24)給出的測(cè)量結(jié)果應(yīng)用校正系數(shù)而實(shí)施的。
6. -種在具有選擇性催化還原裝置（22)的排氣系統(tǒng)（4)中用于管理排氣的污染控制 的方法，其中所述選擇性催化還原裝置（22)的效率通過(guò)測(cè)量的和/或計(jì)算的和/或估算 的參數(shù)而計(jì)算，所述參數(shù)之一是選擇性催化還原裝置（22)上游的二氧化氮的濃度，其特征 在于，此方法通過(guò)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法提供了在選擇性催化還原裝置 (22)的入口處二氧化氮的含量的計(jì)算。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法額外地包括使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 中的表對(duì)選擇性催化還原裝置（22)的入口處的二氧化氮的含量的估算的階段，其特征還在 于，通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法計(jì)算的二氧化氮的含量與使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 中的表估算的含量相比較，以及其特征還在于，表中的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的值作為計(jì)算的含 量的函數(shù)被更新。
8. -種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字控制單元，其特征在于，其包括用于根據(jù)權(quán)利要求1-5任一 項(xiàng)所述的方法的每個(gè)階段的實(shí)施所需的裝置。
9. 一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字控制單元，其特征在于，其包括用于根據(jù)權(quán)利要求6和7任一 項(xiàng)所述的方法的每個(gè)階段的實(shí)施所需的裝置。
10. -種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括帶有燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體（2)以及排氣系統(tǒng)（4)，所述排 氣系統(tǒng)（4)包括： 排氣管道（10)， 在選擇性催化還原裝置（22)的上游處，用于還原劑的容器和用于將還原劑噴射到排氣 管道（10)中的裝置（18)， 第一傳感器（20)，其用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置（22)上游的排氣管道（10)中存 在的氮氧化物的濃度，以及 第二傳感器（24)，其用來(lái)測(cè)量在選擇性催化還原裝置（22)下游的排氣管道（10)中存 在的氮氧化物的濃度， 其特征在于，其額外地包括根據(jù)權(quán)利要求8和9任一項(xiàng)所述的數(shù)字控制單元。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK104126060SQ201380011411
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】S.梅爾滕斯 申請(qǐng)人:法國(guó)大陸汽車(chē)公司, 大陸汽車(chē)有限公司