评价选择性催化还原涂覆颗粒过滤器中的烟尘量的方法技术

披露了一种评价聚集在内燃机(110)的选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)中的烟尘量的方法，该内燃机装备有包括尿素注射器(510)的排气后处理系统(270)，该方法包括步骤：‑确定要被尿素注射器(510)注入的尿素量值(U_inj)；‑确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)的入口处的NOx量值(Inlet_NOx)；‑确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)的入口处的温度值(Inlet_temp)；‑确定排气的质量流量值(EMF)；‑利用将尿素量值(U_inj)、NOx量值(Inlet_NOx)、温度值(Inlet_temp)和质量流量值(EMF)关联至烟尘量的矫正值(SQcorr)的映射；‑利用矫正值(SQcorr)矫正烟尘量的估计值(SQest)，以便获得烟尘量的被评价值(SQeval)。

【技术实现步骤摘要】


涉及一种评价聚集在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(SDPF)中的烟尘量的方法。
技术介绍
柴油发动机传统上装备有排气后处理系统，其包括排气管道，用于将来自发动机的排气引导至环境；和多个后处理装置，位于排气管道中，用于在向环境排放之前分解和/或去除来自排气的污染物。更详细的，传统的后处理系统大体包括柴油氧化催化器(DOC)，用于将碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)氧化为二氧化碳(CO2)和水(H2O)；和柴油颗粒过滤器(DPF)，位于DOC下游的排气管道，用于将柴油颗粒物或烟尘从排气去除。为了降低NOx排放，大多数后处理系统还包括选择性还原催化器(SCR)，其位于DPF下游的排气管道中。SCR是催化装置，其中，包含在排气中的氮氧化物(NOx)通过在催化器中吸附的气态还原剂的辅助被还原为原子氮(N2)和水(H2O)，所述还原剂典型为氨气(NH3)。氨气通过柴油排放流体(DEF)的热-水解获得，典型地为尿素(CH4N2O)，其通过定位在DPF和SCR之间的专用注射器被注入到排气管道。最近，选择性催化还原涂覆颗粒过滤器(还称为SDPF)已经被引入在后处理系统构架中。SDPF是SCR(选择性催化还原)催化器，其涂覆在多孔DPF(柴油颗粒过滤器)上。在后处理系统中，设置NOx传感器，以测量排气中的NOx的浓度值，被测量的NOx值发送至电子控制单元(ECU)，以便计算要被注入在排气管道中的DEF(柴油排气流体)的量，典型地为尿素，用于实现SDPF的SCR部分内的足够NOx还原。现有技术中还已知的是，例如利用相应的压力传感器通过测量DPF的入口和出口之间的压差而估计聚集在SDPF的DPF部分中的烟尘的量，然后利用基于DPF的物理特征的模型，在以下说明书中称为物理烟尘模型，ECU计算聚集在DPF中的烟尘量的估计值。但是，该已知的物理烟尘模型基于通过DPF的压降和捕获在其上的烟尘量之间的严格关联假设：但是，该关联通过所谓的CRT(连续再生捕集器)效果改变，所述CRT是明显或有效自发再生，其导致跨过DPF的压力降减小和最终燃烧到DPF中的烟尘。该现象的发生基本上取决于局部温度，且其主要通过跨过DPF的NO2水平影响。为了考虑该效果，已知的物理烟尘模型已经在现有技术中利用。但是，已经观察到，已知的物理烟尘模型不能正确地估计用于SDPF架构的CRT效果，因为连续再生现象也被发生在SDPF上游的尿素注入影响。更具体地，在SDPF架构中，除了温度，烟尘估计还被NO2/NOx比的差影响，该比被尿素注入改变。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改善的控制策略，其能够正确地评价SDPF的所有操作条件中的CRT效果，所述条件包括必须考虑CRT现象上的尿素注入的效果的所有情形。另一目的是通过利用车辆的电子控制单元(ECU)的计算能力获得上述结果而不使用复杂的装置。这些和其他目的通过具有独立权利要求中记载的特征的方法、设备、计算机程序和计算机程序产生实现。从属权利要求描述了优选和/或特别有利的方面。本说明书的实施例提供了一种评价聚集在内燃机的选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器中的烟尘量的方法，该内燃机装备有包括尿素注射器的排气后处理系统，该方法包括步骤：-确定要被尿素注射器注入的尿素量值；-确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器的入口处的NOx量值；-确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器的入口处的温度值；-确定排气的质量流量值；-利用将尿素量值、NOx量值、温度值和质量流量值关联至烟尘量的矫正值的映射；-利用矫正值矫正烟尘量的估计值，以便获得烟尘量的被评价值。该实施例的优势在于，其允许在尿素(DEF)注射期间将现有物理烟尘模型的能力延伸到SDPF架构，考虑到将来的排放循环，尿素注射可以扩展到中或高发动机负载。该实施例导致DPF中存储的烟尘的更准确评价、避免必要的活性再生数量的过高或过低评价、允许燃料消耗降低和油稀释降低、并防止DPF过载。根据本专利技术的另一实施例，映射被分为第一子映射和第二子映射，第一子映射将尿素量值和NOx量值关联至中间值，第二子映射将中间值、温度值和质量流量值关联至矫正值。该实施例的优势在于，通过将映射分为两个或更多子映射，所需的计算可以容易地编程并添加至现有ECU软件。根据本专利技术的另一实施例，估计值基于选择性催化还原涂覆颗粒过滤器的入口和出口之间的压差被确定。该实施例的优势在于，可使用现有烟尘物理模型。根据本专利技术的另一实施例，尿素量值通过电子控制单元确定。该实施例的优势在于，在映射中使用的注入的尿素量值是容易获取的，因为其是由发动机的ECU为每个特定尿素注入而确定的值。根据本专利技术的另一实施例，在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器的入口处的NOx量值由定位在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器上游的NOx量传感器确定。该实施例的优势在于，可容易地确定实时NOx量值。根据本专利技术的另一实施例，在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器的入口处的温度值由定位在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器上游的温度传感器确定。该实施例的优势在于，可容易地确定实时SDPF入口温度值。根据本专利技术的又一实施例，质量流量值通过定位在排气后处理系统中的质量流量传感器确定。该实施例的优势在于，可容易地确定实时排气质量流量值。本专利技术的另一方面提供了一种评价聚集在内燃机的选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器中的烟尘量的设备，该内燃机装备有包括尿素注射器的排气后处理系统，该设备包括：-用于确定要被尿素注射器注入的尿素量值的器件；-用于确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器的入口处的NOx量值的器件；-用于确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器的入口处的温度值的器件；-用于确定排气的质量流量值的器件；-用于利用将尿素量值、NOx量值、温度值和质量流量值关联至烟尘量的矫正值的映射的器件；-用于利用矫正值矫正烟尘量的估计值以便获得烟尘量的被评价值的器件。该实施例的优势在于，其允许在尿素(DEF)注射期间将现有物理烟尘模型的能力延伸到SDPF架构，考虑到将来的排放循环，尿素注射可以扩展到中或高发动机负载。该实施例导致DPF中存储的烟尘的更准确评价、避免必要的活性再生数量的过高或过低评价、允许燃料消耗降低和油稀释降低、并防止DPF过载。本专利技术的另一实施例提供了一种包括用于使用映射的器件的设备，所述映射细分为第一子映射和第二子映射，第一子映射将尿素量值和NOx量值关联至中间值，第二子映射将中间值、温度值和质量流量值关联至矫正值。该实施例的优势在于，通过将映射分为两个或更多子映射，所需的计算可以容易地编程并添加至现有ECU软件。根据本专利技术的另一实施例，该设备包括基于选择性催化还原涂覆颗粒过滤器的入口和出口之间的压差确定被估计的烟尘量的器件。该实施例的优势在于，可使用现有烟尘物理模型。根据本专利技术的另一实施例，该设备包括用于确定尿素量值的器件。该实施例的优势在于，在映射中使用的注入的尿素量值是容易获取的，因为其是由发动机的ECU为每个特定尿素注入而确定的值。根据本专利技术的另一实施例，该设备包括用于利用定位在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器上游的NOx量传感器确定在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器的入口处的NOx量值的器件。该实施例的优势在于，可容易地确定实时NOx量值。根据本专利技术的另一实施例，该设备包括用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价聚集在内燃机(110)的选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)中的烟尘量的方法，该内燃机装备有包括尿素注射器(510)的排气后处理系统(270)，该方法包括步骤：‑确定要被尿素注射器(510)注入的尿素量值(U_inj)；‑确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)的入口处的NOx量值(Inlet_NOx)；‑确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)的入口处的温度值(Inlet_temp)；‑确定排气的质量流量值(EMF)；‑使用将尿素量值(U_inj)、NOx量值(Inlet_NOx)、温度值(Inlet_temp)和质量流量值(EMF)关联至烟尘量的矫正值(SQcorr)的映射；‑利用矫正值(SQcorr)矫正烟尘量的估计值(SQest)，以便获得烟尘量的被评价值(SQeval)。

【技术特征摘要】
2015.03.04 GB 1503698.11.一种评价聚集在内燃机(110)的选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)中的烟尘量的方法，该内燃机装备有包括尿素注射器(510)的排气后处理系统(270)，该方法包括步骤：-确定要被尿素注射器(510)注入的尿素量值(U_inj)；-确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)的入口处的NOx量值(Inlet_NOx)；-确定在选择性催化还原涂覆的颗粒过滤器(520)的入口处的温度值(Inlet_temp)；-确定排气的质量流量值(EMF)；-使用将尿素量值(U_inj)、NOx量值(Inlet_NOx)、温度值(Inlet_temp)和质量流量值(EMF)关联至烟尘量的矫正值(SQcorr)的映射；-利用矫正值(SQcorr)矫正烟尘量的估计值(SQest)，以便获得烟尘量的被评价值(SQeval)。2.如权利要求1所述的方法，其中，映射被分为第一子映射和第二子映射，第一子映射将尿素量值(U_inj)和NOx量值(Inlet_NOx)关联至中间值(SQint)，第二子映射将中间值(SQint)、温度值(Inlet_temp)和质量流量值(EMF)关联至矫正值(SQcorr)。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述估计值(SQest)基于选择性催化还原涂覆颗粒过滤器(520)的入口和出口之间的压差被确定。4.如权利要求1所述的方法，其中，尿素量值(U_inj)通过电子控制单元(450)确定。5.如权利要求1所述的方法，其中，在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器(520)的入口处的NOx量值(Inlet_NOx)由定位在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器(520)上游的NOx量传感器(530)确定。6.如权利要求1所述的方法，其中，在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器(520)的入口处的温度值(Inlet_temp)由定位在选择性催化还原涂覆颗粒过滤器(520)上游的温度传感器(540)确定。7.如权利要求1所述的方法，其中，质量流量值(EMF)通过定位在...

【专利技术属性】
技术研发人员：I里奇，A阿塞托，S佩莱格里诺，GM博洛尼亚，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US