用于适配在SCR催化器中的还原剂的配量的方法技术

本发明专利技术涉及用于适配SCR催化器的还原剂的配量的方法，包括：确定（110）在预先给定的时间段（t

【技术实现步骤摘要】
用于适配在SCR催化器中的还原剂的配量的方法
本专利技术涉及一种用于适配在SCR催化器中的还原剂的配量（Dosierung）的方法以及用于执行该方法的计算机程序和计算单元。
技术介绍
为了还原在内燃机的废气中的氮氧化物，已知不同的措施。尤其是，基于选择性催化还原（SCR，selectivecatalyticreduction）的原理来使用催化器，在所述催化器的情况下通常借助氨将氮氧化物（NO、NO2，概括为NOx）转化为氮（N2）和水。为此目的，将含水的尿素溶液注入到废气中，在适合的温度情况下又会由所述尿素溶液产生二氧化碳CO2和氨NH3。替代所述尿素-水溶液，一般也能够设想适合用于在SCR催化器中的选择性还原的其他还原剂。针对氮氧化物的有效还原，尤其是为了遵守针对氮氧化物和CO2的要求越来越高的排放极限值而重要的是：使尿素溶液的所注射的量尽可能精确地适配于发动机的瞬时氮氧化物排放和催化器中的运行条件。在过少的配量情况下，并不能够以足够的有效程度来减少氮氧化物，而在过高配量的情况下则可能使多余的氨不期望地进入到催化器之后的废气中并且因此进入到环境空气中，这也被称为氨逃逸（Ammoniak-Schlupf）。作为配量装置，例如能够使用具有适合的控制器的已知配量阀，所述配量阀通常布置在催化器的入口区域内。但是也能够设想其他注射位置，同样地能够设想例如在废气后处理系统中的不同位置处的多个配量装置的组合。当今已知的SCR催化器通过在催化器表面上进行吸附来存储氨或者说NH3。在催化器中的还原剂供应越多，则SCR催化器中的NOx转化就越成功。只要是针对NH3的SCR催化器的存储能力还未被耗尽，就会存储被过多地配量的还原剂。鉴于所存储的NH3方面，也论及催化器的NH3填充水平（NH3-Füllstand）。如果提供比针对当前在废气中存在的氮氧化物的转化所需的更少的还原剂，则所存储的还原剂被消耗用于转化氮氧化物并且因此减少NH3填充水平。为了实现所述配量的所期望的精确度，基于软件和硬件的用于控制的不同措施是有意义的。其尤其是也适用于如下情况，在这些情况下该系统处在从一个运行点到另一运行点的动态过渡中。不同的用于尿素配量的计算方法是可能的。例如，可以将SCR催化器上所吸附的氨的总填充水平或者该催化器的有效程度使用作为控制参量（Führungsgröße）。在使用总填充水平的情况下，这意味着存在针对催化器的填充水平的与温度相关的额定值，所述额定值被调准。于是，在高温度情况下常常被切换成基于有效程度的控制，从而使该有效程度表示该额定值。针对还原剂或尿素溶液的总配量于是作为预控制量和调节器份额的总和被得出。预控制量可以被计算，其方式为，通过与氮氧化物（NOx）的反应、通过从催化器表面的解吸附（Desoprtion）以及所吸附的NH3的通过氧化发生的损失以物理-化学模型来计算并且将所述损失规定作为预控制量、也即作为还原剂的基本的应补充配量。调节器份额然后能够通过比例调节器被计算为催化器的额定填充水平和实际填充水平之间的偏差。例如，能够为了控制SCR系统而规定针对该催化器的与温度相关的NH3额定填充水平，其中所述NH3额定填充水平在低温度情况下是高的并且向着高温度而下降。如果驾驶员对机动车进行加速，则该废气管路加热，这通常带来氮氧化物排放的升高。如果现在对额定填充水平进行调节，则在该阶段强制性地产生配量间歇，该配量间歇持续如此长的时间，直至在更高温度情况下近似地出现了更低的目标填充水平。然而，在鉴于催化器中的NH3总填充水平进行这样的调节的情况下，并不考虑该填充水平视情况或运行状态而定地如何在位置上分配到该催化器上。正如在上文中通过加速阶段及其带来的比第一示例情况更高的温度所描述的，在突然减小额定填充水平的情况下，停止还原剂的进一步注射直至达到所力求的填充水平为止，从而使超出该催化器的填充水平相对均匀地被减少并且不会发生NH3的进一步存入。相反，在第二示例情况中一旦因为例如准稳定地保持了更高温度并且使实际填充水平在其间低于额定填充水平而再次补充配量，则通常从前方、也即在位于上游的注射喷嘴的区域内再次填充该催化器，从而也在该区域内进行更高的吸附。因此，在相同的NH3总填充水平情况下、例如在第一情况下实现其他局部填充水平分布，在所述其他局部填充水平分布的情况下NH3分布进一步朝上游移位。因为在催化器中存在位置上的温度落差，其中温度通常朝下游下降，因此通过这种不同的填充水平分布也可能使总有效程度在具有相同总填充水平的不同情况之间有区别。如果更大程度地填充具有更低温度的区域（也即例如在配量间歇的情况下），则有效程度可能例如暂时失效。
技术实现思路
根据本专利技术，因此提出具有独立专利权利要求的特征的用于适配在SCR催化器中的还原剂的配量的方法以及用于执行该方法的计算机程序和计算单元。有利的构型方案是从属权利要求以及以下描述的主题。在此，尤其是提出如下方法，该方法包括以下步骤：确定在预先给定的时间段催化器的至少一个轴向区段中的所预期的温度变化过程；根据所确定的所预期的温度变化过程以还原剂的预先给定的第一配量对催化器的至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第一模拟；将经模拟的第一还原剂量与极限值比较；根据所述比较的结果选择第二配量并且以所述第二配量对所述催化器的所述至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第二模拟；将经模拟的第二还原剂量与极限值比较；并且基于所述第一比较和/或所述第二比较适配用于注射到所述催化器中的还原剂的配量。利用这样的方法，每计算步骤仅需要两个模拟步骤，以便在循环方法中实现配量的足够适配，从而实现能够在各个催化器区段中被建模的配量的有实时能力的预控制。在此，执行所述模拟的时间段可根据在催化器之前的上游的温度被确定，从而例如在非常高的温度以及系统中的紧接着变化情况下仅在短时间范围（Zeithorizont）期间进行模拟。此外，可以定义一个或多个采样率或时间间隔，所述一个或多个采样率或时间间隔预先给定分别用于执行第一模拟和第二模拟的预先给定的时间段之内的多个时间点。根据该方法的可能实施方式，预先给定的第一配量是针对该催化器的保持填充水平的配量，其中如果与极限值进行的第一比较得出该极限值被超出，则预先给定的第二配量是零，并且其中如果与极限值进行的第一比较得出该极限值未被超出，则预先给定的第二配量大于所述保持填充水平的配量，优选最大可能配量。以这种方式，可以通过对标准化的极限量（例如零、保持填充水平、最大可能配量或者也可以是其他量）的模拟而决定，在下一步骤中应如何适配该注射量。在此，根据这些比较的结果而定地，用于注射到催化器中的还原剂的配量的适配可以包括在预先给定的第一配量和预先给定的第二配量之间的内插（Interpolation），例如根据与极限值的偏差在两个值之间进行简单的线性内插，但是也可以是更耗费的内插方法。该步骤仅需要小计算能力并且实现简单的方法。可以进一步规定，如果在预先确定的温度变化过程中的温度超出预先给定的温度极限值，则将所述配量与适配因数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于适配在SCR催化器（70）中的还原剂的配量的方法，所述方法包括：/n确定（110）在预先给定的时间段（t

【技术特征摘要】
20191028 DE 102019216520.61.一种用于适配在SCR催化器（70）中的还原剂的配量的方法，所述方法包括：
确定（110）在预先给定的时间段（tSim）所述催化器（70）的至少一个轴向区段中的所预期的温度变化过程；
根据所确定的所预期的温度变化过程以所述还原剂的预先给定的第一配量对所述催化器的所述至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第一模拟（120）；
将经模拟的第一还原剂量与极限值比较；
根据所述比较的结果选择预先给定的第二配量并且以所述第二配量对所述催化器（70）的所述至少一个区段之后的所得到的还原剂量进行第二模拟（130、160）；
将经模拟的第二还原剂量与所述极限值比较；并且
基于所述第一比较和/或所述第二比较适配（140、150、170、180、190、195）用于注射到所述催化器中的还原剂的配量。


2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：根据在所述催化器（70）之前的上游的温度确定所述预先给定的时间段（tSim）。


3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：确定至少一个采样率，所述采样率预先给定分别用于执行所述第一模拟（120）和所述第二模拟（130、160）的预先给定的时间段之内的多个时间点(t(i))。


4.根据上述权利要求其中任意一项所述的方法，其中所述预先给定的第一配量是针对所述催化器的保持填充水平的配量，并且其中如果与所述极限值进行的第一比较得出所述极限值被超出，则所述预先给定的第二配量是零，并且其中如果与所述极限值进行的第一比较得出所述极限值未被超出，则所述预先给定的第二配量大于所述保持填充水平的配量。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·福里施，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE