对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露的检测和量化的制作方法

文档序号:10540566阅读:455来源:国知局
对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露的检测和量化的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种使得可以根据下述值来检测和量化用于选择性催化还原(11)氮氧化物的系统下游的燃烧气体中的氨气浓度的方法:催化还原床(12)的参考效用值、从安排在该系统(11)下游的氮氧化物传感器(5)获得的至少一个浓度值、以及针对所述至少一个测量浓度值的该系统(11)上游的氮氧化物浓度的对应值。
【专利说明】
对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露的检 测和量化
技术领域
[0001] 本发明涉及对用于选择性催化还原氮氧化物的系统中的氨气泄露的检测和量化 领域。
【背景技术】
[0002] 用于选择性催化还原氮氧化物的系统(也称作选择性催化还原(SCR)催化转化器) 广泛应用于机动车辆内燃发动机的排气管线中。
[0003] SCR催化转化器的工作原理是基于使用氨气(NH3)对来自发动机的燃烧气体中所 含的氮氧化物(NOx)的催化还原反应的。催化还原砖(一般由沸石制成)构成了用于反应的 催化剂,氮氧化物借助该催化剂在SCR催化转化器中被氨气化学还原。
[0004] 这些反应中所使用的氨气通常是通过喷射水和尿素的混合物(尿素因商品名 Adbhie?而被熟知)获得的。这种混合物经历水解反应和热解反应。因而提取出的氨气分 子被储存在催化还原砖中以便稍后与氮氧化物反应。
[0005] 当达到催化还原砖的最大储存容量时,氨气分子穿过催化还原砖而不被储存并且 逃离至废气中。氨气是一种污染性且有毒的化合物。
[0006] 为此,通过喷射水和尿素的混合物所获得的氨气的量、以及催化转化器中所储存 的氨气的质量必须是已知且精细调节的。过量喷射水和尿素的混合物导致SCR催化转化器 下游的氨气泄露,然而,不足量却并不会允许进入SCR催化转化器的发动机燃烧气体中所含 的氮氧化物还原完全反应并且导致SCR催化转化器下游的氮氧化物泄露。
[0007] 存在许多改变SCR催化转化器运行方式的因素;可以提到的是催化还原砖的条件, 其温度、其老化程度、穿过SCR催化转化器的发动机燃烧气体的流速、或者甚至从SCR系统上 游的发动机接收的这些燃烧气体中的氮氧化物浓度。结果是,对这种系统进行建模以及对 其工作效率进行建模是相对难以实现的目的。
[0008]这就是为什么内燃发动机排气管线通常在SCR催化转化器下游还配备有氮氧化物 传感器、或NOx传感器(除非它们能够使用足够精确的SCR催化转化器模型,这种模型允许对 氨气喷射的最佳调节并允许尽可能地限制氮氧化物的泄露)。这些传感器的目的是对SCR催 化转化器下游的氮氧化物泄露进行量化和检测。
[0009]为了更好地控制氨气在SCR催化转化器中的喷射,并因此优化SCR催化转化器的运 行,一个已知的问题是检测和量化SCR催化转化器下游的氨气泄露以及例如向SCR催化转化 器中喷射水和尿素的混合物过量的事件的发生。目前,在排气管线中使用氨气传感器是实 验室条件下已知的,但并不是在工业规模下可生效的方案。
[0010]因此,已经设想了许多用于检测这些氨气泄露的方案。本领域技术人员已知的一 种方案是使用目前可用的NOx传感器的具体特征。确切地说,NOx传感器具有不仅仅感测氮 氧化物的浓度的所不旨在的特征。具体地,NOx传感器也对氨气浓度敏感。如果存在氮氧化 物和氨气的同时泄露,安装在SCR催化转化器的催化还原砖下游的NOx传感器对两种化合物 敏感,而不能够识别这些化合物各自的对应比例。
[0011] 因而,关于通过在SCR催化转化器下游使用NOx传感器检测氨气泄露,专利文件US 2005/0282285是已知的,并且描述了一种借助于在SCR催化转化器中脉冲喷射尿素的检测 方法;文件US 2011/0005202是已知的,并且描述了一种基于源于SCR催化转化器的上游和 下游的两个NOx传感器的测量结果的频率分析模型;并且文件US 2011/0005203是已知的, 并且描述了基于对源于SCR催化转化器上游和下游的两个NOx传感器的信号的频率分析的 一种概率性评估方法。这些文件披露了用于检测泄露的非定量型方法。
[0012] 专利文件W0 2011/093772描述了一种用户估计SCR催化转化器下游泄露的氮氧化 物的浓度以及SCR催化转化器下游泄露的氨气的浓度的方法。对这些浓度的估计是基于SCR 催化转化器的催化还原砖的工作模型并且基于源自SCR催化转化器下游的NOx传感器的信 号的。
[0013] 相对于现有技术而言,仍然需要一种更可靠的用于对SCR催化转化器下游的氨气 泄露进行检测和量化的方法。

【发明内容】

[0014] 为此,提出了一种对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露进行检 测和量化的方法,该系统被置于机动车辆内燃发动机的排气管线中,所述系统包括:
[0015] --个喷射装置,用于将含有氨气的液体喷射至该发动机排气管线中;以及,
[0016] -该喷射装置下游的一块催化还原砖,该催化还原砖用于储存来自该喷射装置的 氨气,其目的为使得氨气与来自该发动机的这些燃烧气体内所含的氮氧化物反应;
[0017] 该方法包括多个步骤,这些步骤在于:
[0018] (a)生成一个控制信号,该控制信号用于控制被该喷射装置喷射至该排气管线中 的含氨气的液体的量;
[0019] (b)接收位于该系统下游的一个氮氧化物传感器的一序列测量浓度值;
[0020] (c)针对步骤(b)中所接收的每个值,接收该系统上游的氮氧化物浓度值;
[0021] (d)根据步骤(b)中所接收的一个值并且根据步骤(c)中所接收的相应值,在计算 出的值中的每一个的情况下,计算指示该催化还原砖的测量效率的一序列值;
[0022] (e)从步骤(d)中所计算出的这个序列中的至少一个值评估该催化还原砖的参考 效率值,该参考效率值对应于喷射的液体的量,喷射的液体的量使得该催化还原砖储存足 够的氨气以用于使得所产生的氮氧化物还原反应为全面还原,并且,同时该催化还原砖具 有储存不饱和氨气的能力;以及
[0023] (f)根据下述值量化该系统下游的废气中的氨气浓度:
[0024]-该催化还原砖的参考效率值;
[0025] -源于位于该系统下游的该氮氧化物传感器的至少一个测量浓度值;以及,
[0026] -在所述至少一个测量浓度值的情况下,该系统上游的氮氧化物浓度的相应值。
[0027] 因此,这种方法使得可以通过确定催化还原砖的参考效率值来获得对SCR催化转 化器下游泄露的氮氧化物的实际浓度和SCR催化转化器下游泄露的氨气的实际浓度的可靠 估计。因而,这种方法使得可以绕开对SCR催化转化器的催化还原砖的运行进行建模的需 要。
[0028] 本发明不限于以明确的顺序来执行这些步骤,除非在这个步骤对于检测和量化 SCR催化转化器下游的氨气泄露至关重要时。例如,可以交换执行步骤(b)和(c)的顺序。
[0029] 有利地,当用于选择性催化还原氮氧化物的系统上游的氮氧化物的浓度值被位于 所述用于选择性催化还原氮氧化物的系统上游的上游NOx传感器接收到时,该方法可以允 许仅通过使用两个NOx传感器并且不使用任何建模手段来量化氨气泄露。
[0030] 有利地并且非限制性地,该方法可以包括:在步骤(e)的过程中,基于步骤(d)中所 计算的序列计算针对该催化还原砖的测量效率的变化的一序列值。因而,可以通过研究催 化还原砖的测量效率的变化来估计参考效率值。
[0031] 具体地,可以通过研究催化还原砖的测量效率相对于时间的导数来执行对催化还 原砖达到参考效率值的时刻的测量。
[0032] 还可以通过对指示催化生产砖的测量效率的这一序列值中的这些相继值之间的 相对差异加以计算来获得这一序列变化值。
[0033] 有利地并且非限制性地,该方法可以包括:在步骤(e)的过程中,检测针对该催化 还原砖的测量效率的变化的这一序列值的值的减小。变化的这种减小对应于参考效率值的 减小。因而,对这个减小的检测可以使得有可能快速且可靠地定义催化还原砖的参考效率。 换言之,在用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气开始泄露时获得的催化还原砖 的测量效率被选定为催化还原砖的参考效率。
[0034] 有利地并且非限制性地,该方法可以包括:在步骤(e)过程中,检测指示该催化还 原砖的测量效率的这一序列值的值停滞。在替代性实施例中,这使得有可能以将效率平台 的检测用作确定催化还原砖的参考效率的基础。这个效率平台可以对应于指示催化还原砖 的测量效率的一序列值,在这个序列过程中,对于每个值,这个值与这个序列的平均值之间 的差就绝对值而言是在限定的极限值以下。这个极限值可以对应于与NOx传感器可能经受 的噪声相关联的容差值。这种噪声容差值的定义是本领域技术人员熟知的惯例。
[0035] 有利地并且非限制性地,该方法可以包括:在步骤(e)的过程中,只有在检测到指 示该催化还原砖的测量效率的这一序列值的值停滞时,才执行对针对该催化还原砖的测量 效率的变化的这一序列值的值减小的检测。这使得有可能保证在检测到测量效率的这序列 变化值的值减小之前,催化还原砖的参考效率已经达到平台。可以减少与安装在SCR催化转 化器下游的NOx传感器所传输的值上可能存在噪声相关联的错误检测的风险,并且可以改 善对催化还原砖的参考效率的估计。
[0036] 还提出了一种用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露进行 检测和量化的装置,该系统被置于一个机动车辆内燃发动机的排气管线中,所述系统包括:
[0037] --个喷射装置,用于将含有氨气的液体喷射至该排气管线中;以及,
[0038] -该喷射装置下游的一块催化还原砖,该催化还原砖用于储存来自该喷射装置的 氨气,其目的为使得氨气与来自该发动机的这些燃烧气体内所含的氮氧化物反应;
[0039] 所述用于对选择性催化还原系统下游的氨气泄露进行检测和量化的装置包括:
[0040] -传输器件,被设计成传输一个控制信号以用于控制该喷射装置喷射至该排气管 线中的含氨气的液体的量;
[0041] -接收器件,该接收器件用于接收位于该系统下游的一个氮氧化物传感器的一序 列测量浓度值,以及该系统上游的氮氧化物浓度的一序列值;
[0042] -处理器件,被设计成根据这一序列测量浓度值中的一个值并根据该系统上游的 氮氧化物浓度的这一序列值中的一个值在所述值中的每一个值的情况下计算指示该催化 还原砖的测量效率的一序列值;
[0043] 在该装置中,该处理器件还被设计成用于从针对指示该催化还原转的测量效率的 这一序列值的至少一个值来对该催化还原砖的一个参考效率值进行评估;并且根据该催化 还原砖的该参考效率值、根据该系统上游的氮氧化物浓度的至少一个值的至少一个测量浓 度值来对该系统下游的氨气泄露的量进行量化。
[0044]该接收器件可以例如包括输入引脚、输入端口或类似物。
[0045]该传输器件可以例如包括输出脚线、输出端口、或类似物。
[0046]该处理器件可以例如包括处理核心或CPU(代表"中央处理单元")或类似物。
[0047] 这个装置可以例如包括一个或多个信号处理器件或合并在其中,例如处理器、例 如微型控制器、微型处理器、DSP(代表"数字信号处理器")或类似物。
[0048] 还提出了一种用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露进行 检测和量化的组件,该系统被定位于一个机动车辆内燃发动机的排气管线中,该组件包括:
[0049] -位于该系统下游的一个氮氧化物传感器;
[0050] --个用于传输该系统上游的氮氧化物浓度的一序列值的器件;
[0051]-一个如权利要求6所述的检测和量化装置;这个检测装置与位于该系统下游的氮 氧化物传感器以及传输该系统上游的氮氧化物的浓度的一序列值的器件通信。
[0052] 用于传输用于选择性催化还原氮氧化物的系统上游的氮氧化物浓度的一序列值 的器件可以例如包括输出引脚、输出端口或类似物。
[0053] 根据用于催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露的检测和量化的组件的其他 有利特征:
[0054]该组件进一步包括一个位于该系统上游的氮氧化物传感器,这个上游传感器与传 输该系统上游的氮氧化物的浓度的一序列值的该器件通信。因而,该系统上游的氮氧化物 浓度的这序列值源自氮氧化物传感器。
[0055]本发明还涉及一种包括用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气 泄露进行检测和量化的组件的机动车辆。
[0056]最后,本发明涉及一种包括多条指令的计算机程序,这些指令在被一个处理器执 行时用于执行用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统下游的氨气泄露进行检测和量 化的方法的这些步骤。
【附图说明】
[0057] 本发明的进一步特征和优点将从阅读通过参见附图的非限制指示给出的本发明 的一个特定实施例的在下文中给出的说明而变得明显,在附图中:
[0058] -图1根据本发明的一个实施例示出了用于检测和量化用于选择性催化还原氮氧 化物的系统下游的氨气泄露的组件的一个示例,该系统被安装在机动车辆内燃发动机的排 气管线中;
[0059] -图2描绘了一幅图表,其中,在横坐标轴上是图1的系统的选择性催化还原砖中所 储存的氨气的质量(以克为单位)的值,并且在纵坐标轴上是催化还原砖的测量效率的无因 次值;当应用根据图5的实施例的方法时可以获得这些值;
[0060] -图3在第一幅图表中描绘了当应用根据图5的实施例的方法时可以获得的、用于 选择性催化还原氮氧化物的系统的催化还原砖的测量效率的曲线,以及在图5的这个实施 例中可以获得的、催化还原砖的实际效率的曲线。在这个第一幅图表中,横坐标轴对应于时 间,以秒为单位,并且纵坐标轴对应于无因次效率值。图3还描绘了第二幅图表,其中,横坐 标轴与第一幅图表相同,并且在纵坐标轴上为催化还原砖中所储存的氨气的质量(以克为 单位)的值,当应用根据图5的实施例的方法时可以获得这些值;
[0061] -图4描绘了一幅图表,其中,在横坐标轴上时间以秒为单位,并且纵坐标轴上是催 化还原砖的效率的相对差异值,该相对差异值是无因次量。当应用根据图5的实施例的方法 时可以获得这些值;
[0062] -图5是根据本发明的一个实施例的用于评估催化还原砖的参考效率的方法的一 个具体示例的流程图。
【具体实施方式】
[0063] 图1描绘了用于收集发动机(未绘出)所产生的燃烧气体、通过后处理来减少其污 染、并且将它们排出至机动车辆(未绘出)外部的内燃发动机(例如机动车辆发动机)的排气 管线1。发动机所产生的燃烧气体很有可能还有氮氧化物,尤其是当发动机是稀薄运行的柴 油发动机时。在本实施例中,排气管线1包括燃烧气体入口 10从而将气体流引向用于对废气 8进行后处理的组件,该燃烧气体入口包括粒子过滤器和柴油氧化催化转化器。然后,该气 体流穿过SCR催化转化器11并且然后被朝排气管线1的出口 3引导。
[0064] SCR催化转化器11包括催化还原砖12,废气流通过该催化还原砖。SCR催化转化器 11进一步包括喷射装置2(例如喷射器)以用于将由来自储液器2'的水和尿素的混合物形成 的液体喷射至SCR催化转化器11中。喷射器2被安装在催化还原砖12的上游,从而使得由水 和尿素的混合物形成的液体经历水解反应和热解反应并且在燃烧气体流中产生氨气。因此 而释放的氨气进入并被储存在催化还原砖12中。因而,催化还原砖12变成还原反应的地点, 借助该地点、使用所储存的氨气将燃烧气体流中所含的氮氧化物减少。
[0065] 将上游氮氧化物传感器4(也称作上游传感器4)安装在SCR催化转化器11的上游 (或者可替代地,在未描绘的替代性实施例中,在喷射器2上游的SCR催化转化器11中),从而 使得进入SCR催化转化器11的燃烧气体流在经过前与上游氮氧化物传感器4相接触。
[0066] 将下游氮氧化物传感器5(或下游传感器5)安装在SCR催化转化器11的下游(或者 可替代地,在未描绘的替代性实施例中,在催化还原砖12下游的SCR催化变换器11中),从而 使得离开SCR催化转化器的废气流经过而与下游传感器5形成接触。
[0067] 处理器件7(例如处理器)连接至传感器4、5并且连接至喷射器2。这个处理器7使得 可以尤其根据参数(如上游传感器4所提供的信号的值),并根据SCR催化转化器11的下游传 感器5所提供的信号的值来命令将水和尿素的混合物喷射至SCR催化转化器11中的催化还 原砖12上游的燃烧气体流中。
[0068]图5示意性地展示了用于检测和量化SCR催化转化器11下游的氨气泄露的方法的 一个示例,该方法由图1中的处理器(引用为7)执行。
[0069]该方法包括命令喷射装置2以使得这个装置将水和尿素的混合物喷射至排气管线 1中的步骤50,从而使得,在一定时间长度后,发生催化还原砖12的氨气储存容量由此饱和 的情形。
[0070] 该方法进一步包括从下游氮氧化物传感器5接收一序列测量值的步骤51。
[0071] 在接收步骤52中,还接收了SCR催化转化器11上游的氮氧化物浓度的一序列的值。
[0072] SCR催化转化器11上游的氮氧化物浓度的这一序列值中的每一个值是根据采样时 刻与来自下游传感器5的这一序列测量值中的值相关联的。
[0073] 在这个示例性实施例中,SCR催化转化器11上游的氮氧化物浓度的这些值来自位 于SCR催化转化器11上游的氮氧化物传感器4。
[0074]紧接着这些步骤的是由处理器7对指示催化还原砖12的测量效率的一序列值加以 计算的步骤53。来自指示该催化还原砖12的测量效率的这一序列值中的每个值是使用以下 公式获得的:
[0075] (1)
[0076] 其中:
[0077] 是指示催化还原砖12在给定时刻的测量效率的值;
[0078] [ Sens ]ds是来自下游传感器5的测量值,对应于这个给定时刻;
[0079] [ Sens ]us是来自上游传感器4的测量值,对应于这个给定时刻。
[0080] 应理解的是,为了清晰起见,已经简化了图5中的流程图。具体地,可以有利地在一 个循环中执行这些不同接收步骤51和52以及计算步骤53,该循环的每次执行对应于序列中 的一个值。
[0081] 图2和图3中所描绘的测量效率曲线31对应于本实施例中根据催化还原砖12中所 储存的氨气的质量并且针对SCR催化转化器11上游的废气流中的氮氧化物的恒定浓度所获 得的一序列η備離值的测量效率曲线31。
[0082] 传感器4、5-般都会经受破坏其测量的噪声。这种噪声与氮氧化物传感器在排气 管线1中运行的条件相关联。为了限制这种噪声对在这个序列η?值中获得的结果的影响, 可以在未描述的步骤中使用例如滑行装置或低通滤波器对这个序列ru?值进行过滤。
[0083] 本
【申请人】公司已经发现,参照图2和图3,测量效率曲线31具有一个增长部分20、平 台21和减小部分22。还发现,这个减小部分22在图3的实际效率曲线30中不存在。实际效率 代表催化还原砖12的可以从尤其源自SCR催化转化器11下游的氨气传感器的测量结果估计 出的效率。
[0084] 曲线31所描绘的测量效率的这种改变可以是与催化还原砖12中所储存的、并且在 图3中用曲线32表示的氨气的量相关联的。
[0085] 该方法接下来包括目的在于检测ri?值的一序列停滞的一组步骤A5。这一停滞序 列对应于测量效率曲线31的平台21。
[0086] 该方法的这组步骤A5涉及步骤54,处理器7借助该步骤针对当前时刻对指示测量 效率1!_的变化的值△ η加以计算,在此情况下通过使用以下公式: 障
(2)
[0088] 其中:
[0089] △ η是指示催化还原砖12针对给定时刻的测量效率的改变值;
[0090] %是指示对应于这个给定时刻的催化还原砖12的测量效率的值;
[0091] %+1是指示针对紧接着该给定时刻的时刻的催化还原砖12的测量效率的值。
[0092] 两个时刻之间的时间段被确定为使得它大于时间基础间隔,这些信号是以该时间 基础间隔来从下游传感器5并从上游传感器4获取的。
[0093] 对变化值Δη的计算不应当被认为受限于这个公式(2)。可以用任何使得可以获得 指示催化还原砖12的测量效率的这一序列值中的这些值之间的相对差异的等效物的计算 来替代这个公式(2)。它可以例如涉及计算催化还原砖12的测量效率的改变相对于时间的 导数。
[0094] 图4展示了在该方法的本实施例中对应于值Δη的随着时间而变化的演变的曲线 40 〇
[0095] 本
【申请人】公司已经发现,参照图4,曲线40展现了稳定部分41、停滞部分42、然后是 减小部分43。
[0096]返回图5,在下一比较步骤55中,执行检查,从而检查值Δη是否被包括在下限 Limiwr和上限Limupr之间。如果当前Δ η值包括在这两个限值Limiwr和Limupr之间,则认为效率 在这两个时刻之间已经停滞从而对应于当前A q值。
[0097] 参照图4,限值Limlwr和Limupr是接近零的恒定值,这些限值限定了氮氧化物传感器 4、5经受的噪声的容差。可以经验性地确定限值Limiwr和Limupr的值。
[0098] 返回图5,如果这个Δη值并不包括在限值LimlwJPLimupr之间,则处理器7返回计算 步骤54。
[0099]不然的话,处理器7移到增加计数变量计数:(最初等于零)的步骤56。
[0100] 紧接着增加步骤56的是计数步骤57,在计数步骤中,将增加值计数:与时效时间Δ 心进行比价。增加的值可以对应于上游传感器4和下游传感器5的两次采集之间的时间段。
[0101] 参照图4,在极端场景下,△ fi对应于曲线40停滞的最小时间段,该极端场景对应 于例如较差状态的催化还原砖,该催化还原砖已经老化并且已经经历了高温条件。
[0102] 如果变量计数:的值大于ΔΑ,则认为已经检测到了1!_值由此而停滞的序列,并 且处理器转至该方法的一组步骤B5,稍后将对该组步骤进行解释,并且该组步骤的目的在 于检测减小序列A q的开始。
[0103] 不然的话,处理器转至计算下一时刻的Δη值的步骤58。在这个步骤58的中,还进 行了测试以检查八11值是否包括在下限1^ 11^与上限1^11^之间。
[0104] 如果Δη值在Limiwr以下或Limupr以上,变量计数!在未描绘的步骤过程中被重置, 并且处理器返回计算步骤54。
[0105] 不然的话,处理器7转至增加步骤56。
[0106]这组步骤B5旨在检测的减小序列的开始对应于图4中的曲线40的减小部分43。 [0107] 在计算步骤59,处理器计算新的Δ n值。
[0108]然后,在步骤60中,做出比较来确定Δ η值是否在Limiwr的值以下。
[0109] 如果Δ n值不在限值Limlwr的值以下,则处理器7再次执行计算步骤59。
[0110]不然的话,处理器7执行增加计数变量计数2(最初等于零)的步骤61。紧接着增加 步骤61的是步骤62,在该步骤中,将变量计数2的增加值与时效时间△ f2进行比较。增加的值 可以对应于来自传感器4、5的两次采集之间的时间段。
[0111]参照图4, Af2对应于用于检测曲线40的减小部分的最小时间间隔。考虑这个时间 段A 5使得可以对可能与传感器4、5所经受的噪声相关联的减小的错误检测加以限制。 [0112]如果变量计数2的值大于Af 2的值,认为Af2凭借它被减小的序列已经被检测到, 并且处理器执行稍后解释的步骤64。
[0113] 不然的话,处理器执行计算下一时刻的An值的步骤63。在这个步骤63,还进行了 评估来检查所计算出的△ η值是否在Limiwr的值以下。
[0114] 如果Δη值是在Limlwr的值以上,则变量计数2被重置,并且处理器返回计算步骤 59 〇
[0115] 不然的话,处理器执行增加步骤61。
[0116] 这些组步骤A5和B5可以有利地与接收步骤51和52并与计算步骤53并行执行,具体 是当使用循环执行这些步骤时。因而,a η值的计算可以有利地是实时地发生的,例如随着 传感器4、5采集浓度值的步调。
[0117] 在该方法的步骤64中,参考效率值nil动被定义为等于当前时刻的测量效率值,该测 量效率值来自于指示催化还原砖12的测量效率的这一序列值。然后,减小时刻IY 2被当作当 前时刻。减小时刻TL2对应于紧接着氨气开始在SCR催化转化器11下游泄露之后的时刻。
[0118] 参照图4,本
【申请人】公司已经发现,TL2在时刻TLS之后发生,后者对应于SCR催化转 化器11下游氨气开始泄露的理论时刻。因此,Δ f2的值越小,时刻TL2将越接近时刻Tls。
[0119] 可以使用以下公式来计算参考效率值
[0120] ⑶
[0121] 其中:
[0122] [SenshJli应于泄露时刻TLS的来自下游传感器5的测量值。
[0123] [Sens]usLs对应于泄露时刻TLS的来自上游传感器4的测量值。
[0124] [Sens]^2对应于减小时刻TL2的来自下游传感器5的测量值。
[0125] [Sens]usLs对应于减小时刻TL2的来自上游传感器4的测量值。
[0126] 处理器可以转至计算SCR催化转化器11下游泄露的氨气的浓度的步骤65。
[0127] 可以使用这个公式来计算SCR催化转化器11下游泄露的氨气的浓度:
[0128] [NH3]ds = [Sens]ds-((l_聯力)X [Sens]us) (4)
[0129] 其中:
[0130] [ NH3 ] ds是给定时刻SCR催化转化器11下游泄露的氨气的浓度。
[0131] [Sens]ds对应于给定时刻的来自下游传感器5的测量值。
[0132] [Sens]us对应于给定时刻的来自上游传感器4的测量值。
[0133] 结果是,这个步骤65可以有利地与接收步骤51和52并行地针对所有后续时刻重 复,具体在使用循环执行这些步骤时。这可以使得有可能实时地计算SCR催化转化器11下游 泄露的氨气的浓度。
[0134] 进一步可以在未描绘的步骤中使用以下公式来计算SCR催化转化器11下游泄露的 氮氧化物的浓度:
[0135] [N0x]ds = (l-n?p力)X [Sens]us (5)
[0136] 其中:
[0137] [Sens]us对应于给定时刻来自上游传感器4的测量值。
[0138] 为了获得对催化还原砖12下游泄露的氨气的浓度的更准确的估计,还可以考虑以 下公式·
[0139]
[0140] 其中,t对应于当前时刻;a#Pa2是在使用傅里叶变换红外线光谱装置量化实际泄 露的先前的设计阶段过程中定义的常量;并且At是时刻IY 2和1^之间的平均估计时间间 隔。
【主权项】
1. 一种用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统(11)下游的氨气泄露进行检测和 量化的方法,该系统被置于一个机动车辆内燃发动机的排气管线(1)中,所述系统(11)包 括: 一个喷射装置(2),用于将含有氨气的液体喷射至该排气管线(1)中;以及, 该喷射装置(2)下游的一块催化还原砖(12),该催化还原砖用于储存来自该喷射装置 (2)的氨气,其目的为使得氨气与来自该发动机的这些燃烧气体内所含的氮氧化物反应; 所述方法包括多个步骤,这些步骤在于: (a) 生成(50)-个控制信号,该控制信号用于控制该喷射装置(2)喷射至该排气管线 (1) 中的含氨气的液体的量; (b) 接收(51)位于该系统(11)下游的一个氮氧化物传感器(5)的一序列测量浓度值; (c) 针对步骤(b)中所接收的每个值,接收(52)该系统(11)上游的氮氧化物浓度值; (d) 根据步骤(b)中所接收的一个值并且根据步骤(c)中所接收的相应值,在计算出的 值中的每一个的情况下,计算(53)指示该催化还原砖(12)的测量效率的一序列值; (e) 从步骤(d)中所计算出的这个序列中的至少一个值评估(A5,B5,64)该催化还原砖 (12)的参考效率值(n?P力),该参考效率值对应于喷射的液体的量,喷射的液体的量使得该催 化还原砖(12)储存足够的氨气以用于使得所产生的氮氧化物还原反应为全面还原,并且, 同时该催化还原砖(12)具有储存不饱和氨气的能力;以及 (f) 根据下述值来量化(65)该选择性催化还原系统(11)下游的废气中的氨气浓度: -该催化还原砖(12)的参考效率值(τι徹J); -源于位于该系统下游的该氮氧化物传感器(5)的至少一个测量浓度值;以及, -在所述至少一个测量浓度值的情况下,该系统(11)上游的氮氧化物浓度的相应值。2. 如权利要求1所述的方法,包括:在步骤(e)的过程中,基于步骤(d)中所计算的序列 来计算(54,59)针对该催化还原砖(12)的测量效率的变化的一序列值。3. 如权利要求2所述的方法,包括:在步骤(e)的过程中,检测(B5)针对该催化还原砖 (12)的测量效率的变化的这一序列值的值的减小。4. 如权利要求1至3中任意一项所述的方法,包括:在步骤(e)的过程中,检测(A5)指示 该催化还原砖(12)的测量效率的这一序列值的值停滞。5. 如从属于权利要求3时权利要求4所述的方法,其中,在步骤(e)的过程中,只有在检 测到指示该催化还原砖(12)的测量效率的这一序列值的值停滞时,才执行对针对该催化还 原砖(12)的测量效率的变化的这一序列值的值减小的检测。6. -种用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统(11)下游的氨气泄露进行检测和 量化的装置,该系统被置于一个机动车辆内燃发动机的排气管线(1)中, 所述系统(11)包括: 一个喷射装置(2),用于将含有氨气的液体喷射至该排气管线(1)中;以及 该喷射装置(2)下游的一块催化还原砖(12),该催化还原砖用于储存来自该喷射装置 (2) 的氨气,其目的为使得氨气与来自该发动机的这些燃烧气体内所含的氮氧化物反应; 所述装置包括: 传输器件,被设计成传输一个控制信号以用于控制该喷射装置(2)喷射至该排气管线 (1)中的含氨气的液体的量; 接收器件,该接收器件用于接收位于该系统(11)下游的一个氮氧化物传感器(5)的一 序列测量浓度值,以及该系统(11)上游的氮氧化物浓度的一序列值; 处理器件,被设计成根据这一序列测量浓度值中的一个值并根据该系统(11)上游的氮 氧化物浓度的这一序列值中的一个值在所述值中的每一个值的情况下计算指示该催化还 原砖(12)的测量效率的一序列值; 在该装置中,该处理器件还被设计成用于从针对指示该催化还原转(12)的测量效率的 这一序列值的至少一个值来对该催化还原砖(12)的一个参考效率值(nit动)进行评估;并且 根据该催化还原砖(12)的该参考效率值(η?_)、根据该系统(11)上游的氮氧化物浓度的至 少一个值的至少一个测量浓度值来对该系统(Il)下游的氨气泄露的量进行量化。7. -种用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统(11)下游的氨气泄露进行检测和 量化的组件,该系统被定位于一个机动车辆内燃发动机的排气管线(1)中,该组件包括: 位于该系统(11)下游的一个氮氧化物传感器(5); 一个用于传输该系统(11)上游的氮氧化物浓度的一序列值的器件; 一个如权利要求6所述的检测和量化装置;这个检测装置与位于该系统(11)下游的氮 氧化物传感器(5)以及传输该系统(11)上游的氮氧化物的浓度的一序列值的器件通信。8. 如权利要求7所述的用于检测和量化用于选择性催化还原氮氧化物的系统(11)下游 的氨气泄露的组件,包括位于该选择性催化还原系统(11)上游的氮氧化物传感器(4),这个 传感器(4)与传输该系统(11)上游的氮氧化物的浓度的一序列值的该器件通信。9. 一种包括如权利要求7和8中任一项所述的用于对用于选择性催化还原氮氧化物的 系统(11)下游的氨气泄露进行检测和量化的组件的机动车辆。10. -种包括多条指令的计算机程序,这些指令在被一个处理器执行时用于执行如权 利要求1至5中任一项所述的用于对用于选择性催化还原氮氧化物的系统(11)下游的氨气 泄露进行检测和量化的方法的这些步骤。
【文档编号】F01N11/00GK105899772SQ201480073020
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月11日
【发明人】R·尚齐, H·特拉德
【申请人】雷诺股份公司
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