专利名称：用于控制尾气后处理系统的控制方法及尾气后处理系统的制作方法
技术领域：
中己知的各种不同方式来完成。优选情况下，可以根据反应
2N02+C—2NO+C02使用N02将捕获的烟炱被动氧化。
为了进行有效的被动再生，需要将尾气温度建立在临界限度之上， 优选在25(T C以上，以提供足够量的N02。进入到颗粒过滤器60的 尾气中的N02的量可以由氧化催化剂20通过将NO氧化成N02而增加。
依赖于发动机12排放的烟炱和NOx (NOx=NO， N02)，在尾气 温度高于25(T C时，烟炱的被动燃烧可以保持颗粒过滤器60中的烟 炱水平较低。但是，对于某些发动机排放来说，NOx/烟炱的比率太低 而不能通过N02燃烧烟炱。代替烟炱的被动燃烧，可以通过用氧在高 温下、优选在大约600。 C下燃烧烟炱来除去它。这可以通过在尾气后 处理系统10中提供燃烧器或通过向尾气中添加燃料、在颗粒过滤器60 上游的氧化催化剂上燃烧来实现。燃烧器的活化或添加燃料在再生阶 段中进行，再生阶段一般在每小时1到3刻钟的范围内。
在颗粒过滤器60的下游和SCR催化剂70的上游中，尾气含有一 种或多种成分例如NO和N02，它们可以在SCR催化剂70中脱氧化。
SCR催化剂70的主要任务是用还原剂将NOx即NO和N02还原 成氮气N2和水H20。在SCR催化剂70上，氨NH3与NOx反应形成氮 气。通常情况下，在载体上将脲注入尾气，通过尾气的温度在尾气和 催化剂70中将脲热解或水解成NH3。还原剂例如NH3或脲，通过例如 注射器62 (用SCR催化剂70上游的粗箭头表示)加入到SCR催化剂 70上游的尾气中。SCR催化剂70的效率很大程度上依赖于尾气的温度、 尾气的空速和进入SCR催化剂70的尾气中的N02/NO比率。
依赖于NOx的种类，存在三种可能的主要化学反应 (a) 4NO + 4NH3 + 02 — 4N2 + 6H20(b) NO + N02 + 2NH3 —2N2 + 3H20
(c) 6N02 + 8NH3 —7N2 + 12H20
反应(b)、即尾气含有等量的或至少近似等量的N02和NO时， 具有最高的效率，并且在低于20(T C及以上的尾气温度下是有效的。 反应(a)、即尾气中的NOx主要由NO构成时，在300° C时变得有效， 对于反应(c)、即尾气中的NOx主要由N02构成时，在基于钒的SCR 催化剂上效率比反应(a)低，在基于沸石的催化剂上比反应(a)更有效， 但是没有反应(b)有效。此外，在基于沸石的催化剂上，存在反应(c)的 不利的竞争性反应，产生了温室气体N20: (d) 4N02 + 4NH3 — 2N20 + 2N2 + 6H20。
因此，为了获得高的效率，SCR催化剂70中N02/NOx的比率为 0.5 (即N02/NO的比率为1)是有利的，然而应该避免更高的N02/NO 比率，因为在钒催化剂上效率最低，或者如果使用沸石的话为了避免 N20的形成。此外，颗粒过滤器60的被动再生得益于高的NO2浓度。 因此，理想的N02/NO比率是1，所以至少接近1的比率是有利的，并 且优选不超过1，即选择的具体比率是NO2/NO=0.8±0.2、优选为 NO2/NO=0.9±0.1、更优选为NO2/NO=0.95±0.05。如果N02/NO的比率 接近l，那么反应(b)发生的可能性最高。
正如可以在图4中看到的，N02的形成将依赖于尾气质量流量和 氧化催化剂20的温度。图4显示了氧化催化剂20下游和颗粒过滤器 60中N02/N(^的比率作为氧化催化剂20中反应温度的函数。除了流 量和温度依赖性之外，氧化催化剂20在较低温度下吸收可以包含在尾 气中的硫，并在温度高于350。 C时释放硫。如果驾驶条件使得氧化催 化剂20吸收大量的硫，N02的形成将被破坏。颗粒过滤器60之后的 N02含量也将依赖于颗粒过滤器的状况。颗粒过滤器60可以具有涂覆 的氧化催化剂，以便在那里也有N02形成。然后N02在烟炱上反应变 回NO，这将依赖于颗粒过滤器60中烟炱的量和温度。具体来说，曲线A表示在颗粒过滤器60中具有低烟炱载量时 N02/NOx比率的温度依赖性，表明最大值为大约0.75，在250° C和300 ° C之间。曲线B代表了高的尾气流量和低的烟炱载量，指出了在大 约300° C的比曲线A更高的温度下大约0.6的较低的最大值。曲线C 代表了颗粒过滤器60中高的烟炱载量，指出了在大约250° C的与曲 线A和B相比较低的温度下接近0.5的甚至更低的最大值，曲线D代 表了低的烟炱载量和氧化催化剂20的硫中毒，指出了在300° C和400 ° C之间的与曲线A、 B和C相比更高的温度下大约为0.5的低的最大 值。
当发动机12发动时，在开始时没有烟炱负载，因此在颗粒过滤器 60中没有烟炱燃烧。但是，烟炱由发动机12排出，在颗粒过滤器60 中开始沉积烟炱滤饼。烟炱的滤饼沉积的厚度对应于烟炱收集的速度 等于烟炱与N02反应的速度时达到的平衡。在较高负荷以及典型较高 的尾气温度下，该反应进行得较快，意味着颗粒过滤器60中烟炱的量 小于较低负荷时的量。达到平衡所需的时间在几分钟到几小时的范围 内。例如，从低负荷变化到高负荷，例如一个小时的城市行驶中，意 味着在高负荷阶段开始时滤饼的厚度远超过经过半小时的行驶后。
有利的是，优选的控制方法可以内在地考虑到颗粒过滤器60中的 烟炱载量以及氧化催化剂20中的硫载量。
优选情况下，对于发动机12的变化的负载条件，N02/NO的比率 保持在预定的值。优选情况下，选择比率接近于1并优选不超过1，例 如 NO2/NO=0.8±0.2 、 优选为 NO2/NO=0.9±0.1 、 更优选为 NO2/NO=0.95±0.05。优选情况下，这可以通过特别是在N02传感器的 帮助下，控制通过氧化催化剂20的流量，使足够的尾气流过旁路管线 22,以便在进入SCR催化剂70之前N02/NOx的比率不超过0.5 (即 N02/NO的比率不超过1)来进行。通过这种方式，被动的烟炱氧化(C+ 2N02—C02 + 2NO)可以实现，并使最快和最具选择性的SCR反应 (2NH3 + NO + N02 — 2N2 + 3H20)被最大化，较慢和非选择性的反 应(例如3N02 + 4NH3)被最小化，这些都将最小化N02和N20的排 放。优选情况下，建立起想要的不超过1的N02/NO比率，以便选定 的化学反应(b)发生的可能性超过每个单独的其它化学反应发生的可能 性。因为该反应也具有高的效率，如果成分N02和NO均存在，特别 是当N02/NO比率接近1时，该反应将以高的速度自动触发。反应速 度对应于也增加了的特定化学反应的可能性。
有利的是，控制可以在
图1中显示的放置在颗粒过滤器60下游的 N02传感器50的帮助下实现。可选地，传感器50可以放置在SCR催 化剂70的下游，以提供较慢的响应。N02传感器50可以用虚拟传感器 代替，该虚拟传感器从可获得的参数例如尾气流量、氧化催化剂20和 颗粒过滤器60中的温度、来自发动机12的NO和N02流量、来自发 动机12的烟炱流量和颗粒过滤器60中的烟炱载量，来计算NCb的含 量。某些参数可以被测量，某些可以从其它传感器和发动机参数计算 出来。
优选的控制方法可以例如通过使用标准的PID控制(PID二比例积 分微分)根据NCb和NOx传感器信号改变旁路管线22的阀门设置，来 改变通过氧化催化剂的流量。可以通过基于尾气质量流量、氧化催化 剂20中的温度、氧化催化剂20中的硫含量和颗粒过滤器60中的烟炱 载量作为输入参数构建4维图谱来使用开环控制。可以根据例如图4 中显示的那些曲线来构建4维图谱。但是，用于传感器50的两个参数 烟炱载量和硫含量应该以用于虚拟传感器相同的方式来计算。
虚拟NOx传感器是相当复杂的模型，优选由所引用给出的下列子 模型组成
"发动机出口 NOv":在发动机出口处NOx的量可以通过传感器
或具有例如下列输入的模型来估算负载或燃料量、燃料喷射的定时、发动机速度、摄入的空气压力、摄入的空气温度、EGR (EGR=尾气 再循环)量和摄入的空气湿度。这些是发动机的参数和感应的值。建 立模型可以有几种方法。可以基于图谱，其中所有或至少某些相关参 数是或者可以通过图谱中设立的校正因子进行校正。也可以是以神经 网络作为基础建立的模型。
"尾气流量":尾气流量可以从测量到的空气摄入流量和燃料量、
或从根据发动机速度、摄入的空气压力、摄入的空气温度、EGR量和 发动机的体积效率计算出的空气摄入流量来计算或推演。
"氧化催化剂中的尾气流量":氧化催化剂20中的尾气流量可以
从阀门开口测量或计算。
"催化剂中的温度":温度例如氧化催化剂20上游的温度可以被
测量。通过使用适当的信号过滤器，测量到的值以及进入氧化催化剂
20的尾气流量，可以作为参数代表实际的催化剂温度。可选地，可以
使用简单的热平衡来计算温度。
"氧化催化剂中的硫"优选情况下计算氧化催化剂20中的硫含 量。例如，计算可以衍生自括号中的参数(催化剂中的硫含量)=(一
秒钟之前催化剂中的硫含量)+ (在一秒钟内从尾气吸收的硫)-(在 一秒钟内解吸附的硫)。参数"在一秒钟内从尾气吸收的硫"是该秒
过程中消耗的燃料和润滑油中的硫含量乘以一个系数，其中该系数在o
到1之间并具有温度依赖性，其可以例如从含有系数的温度依赖性值 的图谱推导出来。参数"在一秒钟内解吸附的硫"是一秒钟以前氧化
催化剂20中的硫含量乘以另一个温度依赖性系数，该系数可以以与上
面描述的第一个系数以相同的方式推导出来。
"催化剂中的NQ，形成":氧化催化剂20中N02的形成可以根 据参数尾气流量、催化剂中的温度和硫含量在三维图谱中内推来推导出来。也可以使用以硫含量、温度、尾气流量和氧气浓度作为输入参 数的物理模型来计算它。模型可以是例如N02比形成速度为krCN(yC02 以及N02比分解速度为k2'CN02，其中h和k2是温度依赖性和硫含量 依赖性参数，C分别是NO、 N02和02的浓度。将比速度对催化剂体 积进行积分。如果在发动机的工作区域中存在广范围的HC含量，或者 如果使用HC喷射器，那么HC水平也是模型的输入参数，例如作为比 速率的分母(l+Ka'CHC) 。 Ka是(温度依赖性的)平衡常数。
"从颗粒过滤器出来的NO/':从颗粒过滤器60释放的N02的量， 是进入颗粒过滤器60的N02的量、在颗粒过滤器60中形成的N02(如 果没有在颗粒过滤器60中提供用于N(^产生的催化性层，该值为0) 与颗粒过滤器60中烟炱消耗的N02之间的差值。在颗粒过滤器60中 形成的N02可以按照与氧化催化剂20中形成的N02相同的方式(参见 上文)、优选为物理模型来计算。在颗粒过滤器60中烟炱消耗的NO2
与颗粒过滤器60中烟炱的量成正比，可以表示成比速度k3.CN02《烟食。 同样，k3是温度依赖性参数，C是N02和烟炱的相应浓度。
"颗粒过滤器中的烟炱载量":颗粒过滤器60中的烟炱载量可以 从颗粒过滤器60上测量到的压力降和/或使用模型推导出来，该模型为 (当前颗粒过滤器60中的烟炱)=(当前时间以前的时间颗粒过滤器 60中的烟炱)+ (在当前时间中从发动机排放的烟炱)-(在当前时 间中被N02燃烧的烟炱)。在当前时间中被N02燃烧的烟炱由"从颗 粒过滤器出来的N02"模型给出，在当前时间中从发动机排放的烟炱 由烟炱传感器或与"发动机出口 NOx"模型类似的模型给出。由于烟 炱的特征随着时间而变化的事实，使用压力降来计算颗粒过滤器60中 烟炱的量可能导入某些误差。因此，优选使用模型来计算烟炱载量， 并使用压力降作为模型的定性检验。
通过根据组分之间的所需比率、特别是N02/NO的比率控制通过 氧化催化剂20的尾气流量，以及通过在组分之间建立起比率，使得在SCR催化剂70中、在给定的反应温度下， 一个特定的化学反应、特别 是选自一组可能的化学反应(a)、 (b)和(c)中的反应(b)，可以在尾气的组 分与SCR催化剂70的催化剂物质之间发生，实现NO、 N02以及同时
烟炱的有效去除。
现在具体参考图1，该图描述了本发明的优选实施方案，提供了 第一种流量控制装置以控制通过氧化催化剂20的尾气流量。流量控制 装置被设计成可控制的阀30，它通过将尾气流分成进入氧化催化剂20 的第一个部分和进入旁路管线22的第二个部分来控制尾气流量。两个 流量部分在颗粒过滤器60的上游再次混合。旁路管线22被提供在氧 化催化剂20的外部，通过它尾气可以绕过氧化催化剂20。旁路管线 22从氧化催化剂20上游的第一个分支点16处开始，在氧化催化剂20 下游的第二个分支点18处结束。
通过氧化催化剂20的尾气流量可以根据尾气成分的成员之间、特 别是N02和NO之间的所需比率进行控制。随着发动机12的运行的变 化，维持预定的N02/NO比率。此外，按照另一个有利的实施方案(未 显示)，可以在旁路管线22中提供氧化催化剂(图1)，从而允许改 变设备的空速。
现在重新参考回图4，例如曲线A的点Al表示在高的发动机负载 下的恒定状态，在大约350° C下在颗粒过滤器60中具有低的烟炱载 量。对应于曲线C的点C1，具有厚的滤饼。仅仅基于温度的控制方法 没有考虑到可用的N02量的巨大差别。旁路管线22将被打开以减少 N02的含量，在用于氧化催化剂20的温度变化的典型时间尺度的1分 钟内有大约1/4的尾气被分流。但是，在这一分钟之内，颗粒过滤器 60中的烟炱载量还没有改变太多，使得N02/NO的比率将比优选比率 低得多。考虑到氧化催化剂20的硫中毒的影响(曲线D)，如果控制 方法只考虑温度，N02的量将非常低，使得在平衡条件下滤饼的厚度可 能突升，这对于颗粒过滤器60来说可能变得危险。有利的是，优选的控制方法内在地考虑到了颗粒过滤器60中烟炱载量变化的时间尺度，
以及氧化催化剂20中硫的影响。
在颗粒过滤器60和SCR催化剂70之间，提供了用于感应进入SCR 催化剂70的尾气中包含的N02的量的传感单元40。传感单元40包含 安装在排气管线14中颗粒过滤器60下游的N02敏感性传感器50，以 及分别通过数据线48和46与传感器50和阀30相连的控制单元42。 可选地，装置44可以与控制单元42相连，用于根据参数66、例如发 动机12的运行参数和/或安装在上面描述的尾气后处理系统10中的一 种或多种催化剂20、 60、 70的运行参数，计算进入SCR催化剂70的 N02的量。
图2a和2b描述了本发明的另一个优选实施方案，其中通过氧化 催化剂20的流量的控制被替换成改变尾气在氧化催化剂20中的空速。 尾气后处理系统10的总体构型与图1中描述的相同。为了避免不必要 的重复，将主要讨论图2a和2b的两个实施方案之间的涉及通过氧化催 化剂20的流量控制的差异。对于相同的部件和装置，参考图1的描述。
在图2a和2b中，图1的实施方案中的阀30被控制氧化催化剂20 中尾气的空速的单元所代替，例如与氧化催化剂20相连的闭合单元28。 例如，氧化催化剂20可以形成蜂窝状的整体，带有通道24、 26，尾气 通过这些通道从催化剂入口流向催化剂出口 。闭合单元28当在其特定 运行位置之间切换时，可以关闭或打开氧化催化剂20中的通道26。在 闭合单元28的帮助下，氧化催化剂20中可以用于尾气的通道24和26 的总数可以改变。如果通过第一个运行位置中的闭合单元28关闭通道 26 (图2a)，尾气气流被迫通过通道24，从而减少了可用于尾气的催 化剂体积。在这种情况下，只产生少量的N02。如果闭合单元28被 切换到另一个运行位置，通道24和通道26被打开。尾气可以流过所 有的通道24和26，提供了更多的催化剂物质用于氧化尾气，并导致 N02的输出增加(图2b)。图3示意性描述了图2a和2b中显示的氧化催化剂20。氧化催化 剂20含有闭合单元28,它含有多个可绕轴旋转的板28a，它们可以倾 斜以打开或关闭通道26。在图3中，每个板28a处的曲线箭头表示板 28a从打开位置移动到关闭位置。
此外或可选地，闭合单元28可以含有一个或多个有孔的孔隙(未 显示)，带有多个开口，其可以在氧化催化剂20的前侧面纵向移动。 有利的情况下，两个这样的在开口之间具有不同间距的孔隙，可以以 交叠的方式安装在氧化催化剂20的前侧面上，并相对彼此纵向移动， 以便在一个位置上第一个孔隙的某些开口与另一个重叠的孔隙的开口 重叠，第一个开口重叠的其它开口被另一个孔隙关闭，但是在另一个 位置上，更多的或所有的开口可以让尾气通过。
此外地或可选地，可以在上面描述的闭合单元28 (未显示)的帮 助下，改变每个通道24和26的有效横截面。
此外(未显示)，通道24和26可以表现出例如不同的直径和/或 装备有不同的催化性物质和/或装备有不同密度的催化性物质。在通道 24和/或通道26中提供催化性物质的密度梯度，也是可能的。密度梯 度的方向可以从氧化催化剂20的一侧到另一侧，与尾气流动成一定的 角度。当闭合单元28覆盖住氧化催化剂20的一部分通道24和/或通道 26和覆盖被除去时，催化反应性的变化强于通道体积的增加或减少。
优选的闭合单元28的另一个实施方案(未显示)是提供一种相机 透镜膜片的可移动的板，它可以改变暴露于尾气的催化剂20的有效表 面。
优选的氧化催化剂20的另一个实施方案(未显示)是提供一种入 口设计，它在高的尾气速度下将尾气分配到整个区域，并在低的尾气速度下将尾气集中到中心。
闭合单元28与为进入SCR催化剂70的尾气中包含的N02的量的 提供感应的传感单元40相连，并通过数据连线46从传感单元40的控 制单元42接受控制信号。安装在排气管线14中颗粒过滤器60下游的 N02敏感性传感器50通过数据连线48与控制单元42相连。闭合单元 28可以与氧化催化剂20中的气流导管组合和/或形成氧化催化剂20中 的气流导管。
可选地，传感单元40可以包含装置44，用于根据发动机12的运 行参数和/或安装在尾气后处理系统10中的一种或多种催化剂20、 60、 70的运行参数，计算进入SCR催化剂70的N02的量，从而形成虚拟 N02传感器。
具体来说，虚拟传感器可以是计算机程序的一部分，该程序含有 适合于执行优选控制方法、或当该程序在可编程微机上运行时适合用 在符合上面描述的至少一种特点的控制方法中的软件编码，并且当在 与因特网相连的计算机上运行时，特别是可以下载到支持单元或其组 件之一上。
优选的控制方法以及示例的优选尾气后处理系统允许在广泛的发 动机负载-速度工作区域内控制并特别是最小化N02和N20以及烟炱的 排放，同时烟炱良好地被N02燃烧，而不需要将额外的燃料加入到尾 气后处理系统中以减少排放。
总的来说，上面描述的本发明的两个实施方案允许在实时条件下 运行尾气后处理系统。对于图1中示例的与旁路管线22有关的实施方 案，以及图2a、 2b和3中示例的与改变空速有关的实施方案来说，这 是可能的。按照另一个有利的实施方案，图5描述了在图1和2a、 2b和3中 描述的两种实施方案的组合，含有优选的尾气后处理系统10，装备有 可以绕过安装在颗粒过滤器60上游的氧化催化剂20的旁路管线22， 其中氧化催化剂20表现出可变的空速，以控制作为后续的SCR催化剂 70的输入所需的某种N02/NO气体混合物的产生。对于装置的进一步 详细情况，参考图1、 2a、 2b和3的描述。
为了最适化N02/N0比率的实时控制，将缓冲器与旁路管线22相 连也是可能的(图1，图5)。可能发生特别的情况或发动机运行状态， 这时产生的某些量的尾气不能以本发明的良好的方式处理，这是因为 气体的体积太大和/或气体混合物的组成太不平衡。在这样的情况下，
将某些量的尾气以受控的方式储存在连接或可连接于尾气系统10的催 化剂20的上游和/或下游的中间缓冲器中，可能是有利的。该缓冲器可 以或应该以主动的方式使用，通过从尾气系统取出过量的尾气体积或 向尾气系统中注入缺少的尾气体积，以便最优化在一段较长的时期中 稳定想要的N02/NO气体混合物比率所需的化合物的混合物。该缓冲 器可以是固定的缓冲器，其中尾气通常储存在高于尾气系统中的运行 (平均)压力的压力下(缓冲器可以连接至将尾气泵入缓冲器中的泵， 以及让气体从缓冲器出来的阀门)。或者，可以使用带有可伸縮的壁 的缓冲器(类似气球)。
权利要求
1.用于发动机(12)的尾气后处理系统(10)的控制方法，其中一种或多种尾气成分在氧化催化剂(20)中被氧化，一种或多种尾气成分通过尾气的一种或多种成分与在选择性催化还原催化剂(70)中设置的催化性物质之间可能发生的一组不同类型的化学反应而脱氧化，其中尾气从氧化催化剂(20)流向选择性催化还原催化剂(70)，其特征在于(a)根据一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率来控制通过氧化催化剂(20)的尾气流量，其中尾气以一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率进入选择性催化还原催化剂(70)；(b)在选择性催化还原催化剂(70)的入口处建立起一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率；(c)在选择性催化还原催化剂(70)中选择并建立起预先决定的反应温度或温度范围；(d)通过将尾气通入到选择性催化还原催化剂(70)中，增加在尾气的一种或多种成分与所述在选择性催化还原催化剂(70)中的催化剂物质之间可能发生的一组不同化学反应中的一种特定化学反应发生的可能性，其中该选定的特定化学反应的所述反应的可能性，高于没有选中的各其它化学反应的反应的可能性。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于通过将流量分成两个 部分来控制通过氧化催化剂(20)的尾气的流量，第一个部分流过氧 化催化剂(20)，第二个部分流过绕过氧化催化剂(20)的旁路管线(22)。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于通过改变氧化催 化剂(20)中的尾气空速来控制通过氧化催化剂(20)的尾气的流量。
4. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于建立起这样 的比率，所述比率使得选定的化学反应进行的速度超过每个单独的其它化学反应进行的速度至少2倍，优选至少5倍。
5. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于一种或多种 成分之间的比率是N02/NO的比率接近1，并且优选不超过l，特别是 比率NO2/NO=0.8±0.2 ， 优选为 NO2/NO=0.9±0.1 ， 最优选为 NO2/NO=0.951±0,05。
6. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于根据安装在 氧化催化剂(20)和选择性催化还原催化剂(70)之间的颗粒过滤器(60)中包含的烟炱的量，建立起一种或多种成分之间的比率。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于根据在颗粒过滤器 (60)中产生的N02的量，建立起一种或多种成分之间的比率。
8. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于根据在氧化 催化剂(20)中产生的N02的量，建立起一种或多种成分之间的比率。
9. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于根据吸附在 氧化催化剂(20)中的硫的量，建立起一种或多种成分之间的比率。
10. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于根据在选 择性催化还原催化剂(70)中提供的氨的量，建立起一种或多种成分 之间的比率。
11. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于根据发动 机(12)的运行参数和/或安装在尾气后处理系统(10)中的一种或多 种催化剂(20， 60， 70)的运行参数来计算进料到旁路管线(22)中 的尾气与进料到氧化催化剂(20)中的尾气的比率。
12. 按照前述权利要求任一项所述的方法操作的尾气后处理系统，其至少包含了在发动机(12)的排气管线(14)中安装的氧化催 化剂(20)和选择性催化还原催化剂(70),其特征在于-根据一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比 率可以控制通过氧化催化剂(20)的尾气流量，其中尾气以一种或多 种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率进入选择性催化还 原催化剂(70);-在选择性催化还原催化剂(70)的入口处建立起一种或多种成分 中的一对或多对之间的至少一个所需的比率；-在选择性催化还原催化剂(70)中可以选择并建立起预先决定的 反应温度或温度范围；-通过将尾气通入选择性催化还原催化剂(70)，增加了在尾气的 一种或多种成分与所述在选择性催化还原催化剂(70)中的催化剂物 质之间可能发生的一组不同化学反应中的一种特定化学反应发生的可 能性，其中该选定的特定化学反应的所述反应的可能性，高于没有选 中的各其它化学反应的反应的可能性。
13. 根据权利要求12所述的尾气系统，其特征在于提供了阀门 (30)，用于根据成分的成员之间的所需比率，为通过氧化催化剂(20)和通过绕过氧化催化剂(20)的旁路管线(22)的尾气流量提供控制。
14. 根据权利要求12或13所述的尾气系统，其特征在于提供了 一个或多个闭合单元(28)，用于控制在氧化催化剂(20)中尾气的 空速。
15. 根据权利要求12到14任一项所述的尾气系统，其特征在于 颗粒过滤器(60)被安排在氧化催化剂(20)和选择性催化还原催化 剂(70)之间。
16. 根据权利要求12到15任一项所述的尾气系统，其特征在于 提供了这样的感应单元(40)，其用于感应进入选择性催化还原催化 剂(70)的尾气中包含的N02的量。
17. 根据权利要求16所述的尾气系统，其特征在于感应单元(40) 含有安装在排气管线(14)中颗粒过滤器(60)下游的N02敏感性传 感器(50)。
18. 根据权利要求16或17所述的尾气系统，其特征在于感应单 元(40)含有装置(44)，它通过根据发动机(12)的运行参数和/或 安装在尾气后处理系统(10)中的一种或多种催化剂(20、 60、 70) 的运行参数计算进入选择性催化还原催化剂(70)的N02的量，提供 了虚拟传感器。
19. 可以储存在计算机可读介质上的计算机程序，包含了可以在 至少包含了下列步骤的方法中使用的程序编码(a) 根据一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的 比率控制通过氧化催化剂(20)的尾气流量，其中尾气以一种或多种 成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率进入选择性催化还原 催化剂(70);(b) 在选择性催化还原催化剂(70)的入口处建立起一种或多种成 分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率；(c) 在选择性催化还原催化剂(70)中选择并建立起预先决定的反 应温度或温度范围；(d) 通过将尾气通入选择性催化还原催化剂(70)，增加了在尾气 的一种或多种成分与所述在选择性催化还原催化剂(70)中的催化剂 物质之间可能发生的一组不同化学反应中的一种特定化学反应发生的 可能性，其中该选定的特定化学反应的所述反应的可能性，高于没有 选中的各其它化学反应的反应的可能性。
全文摘要
本发明涉及发动机(12)的尾气后处理系统(10)的系统及控制方法，在该系统中一种或多种尾气成分在氧化催化剂(20)中氧化，一种或多种尾气成分在选择性催化还原催化剂(70)中脱氧化，其中尾气从氧化催化剂(20)流向选择性催化还原催化剂(70)。提出了根据所需的一种或多种成分之间的比率控制通过氧化催化剂(20)的尾气流量，其中尾气以所需的一种或多种成分之间的比率进入选择性催化还原催化剂(70)；并在一种或多种组分之间建立起所需的比率，以便在选择性催化还原催化剂(70)中，在给定的温度下可以发生一种特定的化学反应，该特定化学反应选自一组可以在给定温度下在尾气的一种或多种成分与选择性催化还原催化剂(70)中的催化剂物质之间发生的可能的化学反应，其中选定的特定化学反应比每个单个的没有被选中的其它化学反应发生的可能性更高。
文档编号F01N3/20GK101646847SQ200880005888
公开日2010年2月10日 申请日期2008年2月21日 优先权日2007年2月21日
发明者伦纳特·克尔德, 伦纳特·安德森 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司