用于确定SCR催化器的效率的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定内燃机（1）的排气后处理装置的SCR催化器（10）的效率的方法和装置。为此，SCR催化器（10）设置在排气后处理装置的排气管道（6）中，并且在内燃机（1）和SCR催化器（10）之间存在氮氧化物传感器和计量装置（9），该计量装置设计用于将还原剂添加到排气质量流中。低压排气再循环管线（12）也设置在位于SCR催化器（10）下游的排气管道（6）与内燃机（1）的进气区域（5）之间。提供了一种用于执行该方法的电子控制单元。在该方法中，在具有相关联的排气再循环率的内燃机（1）的至少准稳态的操作状态中，首先将第一和随后至少一个另外的预先限定的还原剂量添加到排气管道（6）中的排气质量流中，在每种情况下借助于氮氧化物传感器（8）测量产生的第一和另外的氮氧化物值。然后，基于相关的排气再循环率和测量的氮氧化物值确定SCR催化器的效率。值确定SCR催化器的效率。值确定SCR催化器的效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定SCR催化器的效率的方法和装置


[0001]本专利技术涉及一种用于确定内燃机的排气后处理装置的SCR催化转化器的效率的方法和装置。

技术介绍

[0002]在内燃机的排气管道中设置排气后处理装置是已知的。这种排气后处理装置的任务尤其是降低内燃机的排气中的氮氧化物含量。这通过使用所谓的还原催化转化器来实现，例如使用SCR催化转化器（SCR=选择性催化还原）来实现。在这些SCR催化转化器中，排气中所含的氮氧化物借助于添加到排气中的还原剂而被转化。该还原剂是例如尿素水溶液，通常也称为AdBlue。
[0003]关于排气质量流，将该尿素溶液注入SCR催化转化器上游的排气管中，以便能够在SCR催化转化器中实现氮氧化物的期望转化。然后，在SCR催化转化器下游存在的排气质量流具有降低的氮氧化物含量。
[0004]还已知具有排气涡轮增压器的内燃机。排气涡轮增压器的结构、功能和操作模式长期以来一直是现有技术。
[0005]此外，已知的是，将从内燃机的排气管道中的SCR催化转化器中输出的排气质量流的一部分经由低压排气再循环系统、可能也经由排气涡轮增压器的压缩机供应回到内燃机的进气区域，并且将所述部分与也供应的新鲜空气混合。
[0006]因此，供应到内燃机的压缩的新鲜空气/排气混合物已经包含一定的氮氧化物份额，其浓度取决于SCR催化转化器的还原作用。如果SCR催化转化器导致内燃机的排气质量流中所含的氮氧化物大量减少，则供应到内燃机的可能被压缩的新鲜空气/排气混合物中的氮氧化物份额低。另一方面，如果SCR催化转化器仅引起内燃机的排气质量流中包含的氮氧化物的少量减少，则供应到内燃机的压缩的新鲜空气/排气混合物中的氮氧化物份额是高的。内燃机的排气质量流中所含的氮氧化物的还原越完全，SCR催化转化器的效率越高，并因此排气后处理系统的效率总体越高。除了对SCR催化转化器的损坏之外，SCR催化转化器的效率主要取决于注入到排气管道中、进入排气质量流中的还原剂的量。因此，在实践中需要尽可能精确地计量注入到排气管道中的还原剂的量，使得实现SCR催化转化器的高效率。SCR催化转化器的当前效率的精确了解使得可以计量注入到排气管道中的还原剂的量，使得SCR催化转化器的效率被优化。
[0007]例如可以使用两个氮氧化物传感器来确定SCR催化转化器的效率，其中一个氮氧化物传感器相对于排气质量流布置在SCR催化转化器之前，而另一个氮氧化物传感器在排气质量流中布置在SCR催化转化器的下游。通过比较这两个氮氧化物传感器的输出信号可以确定SCR催化转化器的效率。

技术实现思路

[0008]现在，本专利技术的目的是提供一种用于确定排气后处理装置的SCR催化转化器的效
率的方法和装置，其与上述现有技术相比具有降低的复杂性，并且特别是减少的零件或系统部件的数量，并且可以以简单的方式实施和实现。
[0009]该目的借助于具有独立权利要求中详细说明的特征的方法和装置来实现。本专利技术的有利的实施例和改进在相应的从属权利要求中详细说明。
[0010]本专利技术涉及一种用于确定内燃机的排气后处理装置的SCR催化转化器的效率的方法，其中，排气后处理装置具有排气管道，在排气管道中，SCR催化转化器关于排气质量流设置在内燃机下游，其中，在内燃机和SCR催化转化器之间的排气管道中布置有氮氧化物传感器和设计用于添加还原剂的计量装置，并且其中，在SCR催化转化器下游的排气管道和内燃机的进气区域之间设置有带有排气再循环阀的低压排气再循环管线。
[0011]基于上述装置，在该方法的背景下执行以下步骤：设定或识别所述内燃机的至少准稳态操作状态和所述低压排气再循环管线中的相关排气再循环率；借助于所述计量装置将第一预先限定的还原剂的量添加到所述排气管道中，并且借助于所述氮氧化物传感器测量所得到的第一氮氧化物的值，并且随后；借助于计量装置在排气管道中添加至少一个另外的预先限定的还原剂的量，该量不同于先前的还原剂的量，并且借助于氮氧化物传感器测量所得到的另外的氮氧化物值，以及基于相关联的排气再循环率和所测量的氮氧化物值来确定所述SCR催化转化器的效率。
[0012]为了以所需的精度执行该方法，重要的是，在执行该方法时，内燃机在稳态下或至少近似稳态的操作状态下操作，该近似稳态的操作状态被称为准稳态操作状态，以便避免由于操作参数的快速变化而引起的干扰影响。在此，内燃机的操作状态或操作点主要由转速和负荷确定。在稳态操作状态下，这些参数不改变，这将是理想的，并且在准稳态操作状态下，这些参数仅轻微地改变，并且特别是在低速下，也就是说在如此浅的瞬变下，使得对用于确定SCR催化转化器的效率的方法的实施和结果的影响是可忽略的。在此，例如可以将显著的操作变量的小于或等于3%/1秒（≤3%/1S）的变化作为根据本专利技术的方法的可接受的值来考虑。在根据本专利技术的方法的背景下，因此至少准稳态的操作状态的特征在于，内燃机的转速和/或负荷的操作参数的变化不高于3%/1S。为了进一步提高方法的精度，也可以规定小于3%/1S的值，特别是小于2%/1S或1%/1S的值。
[0013]在该方法的背景下，可以先后添加两种、三种或更多种彼此不同的还原剂量，并检测各自得到的氮氧化物浓度。为了确定SCR催化转化器的效率，然后在每种情况下可以比较这些值中的两个。如果添加多个不同的还原剂量，则相应地可以形成多对检测到的氮氧化物浓度，并确定相应的效率。通过对以这种方式确定的多个效率值求平均，可以提高该方法的精度。
[0014]这种方法的主要优点在于，仅需要单个氮氧化物传感器来确定SCR催化转化器的效率。
[0015]所述传感器布置在SCR催化转化器的上游并且检测从内燃机输出的排气质量流中的氮氧化物浓度。在另外保持内燃机的操作参数恒定的情况下，仅仅需要在时间顺序上的至少两个值之间改变添加的还原剂的量，并且在每种情况下检测所产生的氮氧化物浓度。
通过对借助于该氮氧化物传感器在SCR催化转化器上游的排气质量流中测量的至少两个氮氧化物浓度和在低压排气再循环管线中的预先限定排气再循环率的了解，使得借助于通常在任何情况下都存在的控制单元来确定SCR催化转化器的效率成为可能。
[0016]本专利技术利用了这样的事实，即在具有相关排气再循环率的至少准稳态操作状态的存在下，可以借助于改变添加的还原剂的量，借助于氮氧化物传感器测量不同的所得氮氧化物值。
[0017]由于添加还原剂，在SCR催化转化器的出口处的排气质量流中存在的氮氧化物含量被降低。因此，经由低压排气再循环管线再循环到内燃机的进气区域中的并且与所供应的新鲜空气混合的并且可选地被压缩的并且然后供应给内燃机的那部分排气质量流具有较低的氮氧化物浓度。这又导致从内燃机输出到排气管道中的排气质量流具有降低的氮氧化物浓度。借助于氮氧化物传感器测量氮氧化物浓度。
[0018]因此，如果排气再循环率已知，则转化率以及因此SCR催化转化器的效率可以通过改变添加到排气管道中的排气质量流中的还原剂的量来确定。
[0019]在根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定内燃机（1）的排气后处理装置的SCR催化转化器（10）的效率的方法，其中，所述排气后处理装置具有排气管道（6），在所述排气管道中，所述SCR催化转化器（10）关于排气质量流设置在所述内燃机（1）的下游，其中，氮氧化物传感器（8）和设计成用于添加还原剂的计量装置（9）布置在所述排气管道（6）中、位于所述内燃机（1）与所述SCR催化转化器（10）之间，并且其中，具有排气再循环阀（16）的低压排气再循环管线（12）设置在所述SCR催化转化器（10）的下游的所述排气管道（6）与所述内燃机（1）的进气区域（5）之间，所述方法具有以下步骤：
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设定或识别所述内燃机（1）的至少准稳态操作状态以及所述低压排气再循环管线（12）中的相关联的排气再循环率；
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借助于所述计量装置（9）将第一预先限定的还原剂的量添加到所述排气管道（6）中，并借助于所述氮氧化物传感器（8）测量所得到的第一氮氧化物值，并且随后；
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借助于所述计量装置（9）在所述排气管道（6）中添加至少一个与先前的还原剂的量不同的另外的预先限定的还原剂的量，并且借助于所述氮氧化物传感器（8）测量所得到的另外的氮氧化物的值，以及
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基于所述相关联的排气再循环率和所测量的氮氧化物值来确定所述SCR催化转化器（10）的效率。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述内燃机（1）和所述计量装置（9）之间的排气管道（6）中布置有氧化催化转化器（7），用于添加所述还原剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述至少准稳态操作状态的过程中，选择所述内燃机（1）的操作参数，使得由此产生相对于正常操作升高的排气温度，由此使所述SCR催化转化器（10）的氮氧化物存储能力最小化。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，第一添加的还原剂量和/或另外添加的还原剂量均选择成使得它们小于完全还原所述排气质量流中的氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：