[发明专利]用于对排气后处理装置中的还原剂缓冲器水平进行控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分所述的、用于对排气后处理装置中的还原剂缓冲器水平（reductant buffer level）进行控制的方法。

背景技术

汽车市场上的现有法规条件导致不断地要求提高当前车辆中的燃料经济性并减少排放。这些法规条件必须与消费者对车辆的高性能和快速反应的要求相平衡。

柴油机具有最大约52%的效率，因此是化石能源最好的转换器。NOx排放浓度取决于局部氧原子浓度和局部温度。然而，所述的高效率仅在升高的燃烧温度下是可能的，但在此温度下，高的NOx水平不可避免。此外，通过内部手段（空燃比）对NOx形成的抑制倾向于导致微粒增加，这已知为NOx-微粒折衷方案。此外，柴油机的排气中的过量的氧妨碍了如汽油发动机轿车中从80年代后期使用的、利用化学计量比的三元催化剂技术来降低NOx。降低柴油机排气中的氮氧化物（NOx）和微粒物（PM）在环境保护和节约有限的化石能源方面已经成为非常重要的问题。

装配有柴油机或其他稀燃发动机的车辆提供了提高的燃料经济性的益处，然而在这种系统中，难于通过常规装置进行NOx排放的催化还原，因为排气中存在高的氧含量。在此方面，已知存在有选择性催化还原（SCR）催化剂，其中，通过将还原剂主动喷射到进入催化剂内的排气混合物中来连续去除NOx，以实现高的NOx转化效率。基于尿素的SCR催化剂使用气态氨作为活性NOx还原剂。典型地，车载携带有尿素的水溶液，并使用喷射系统将所述尿素的水溶液供给到进入SCR催化剂内的排气流中，在此处，尿素的水溶液分解为氢氰酸（NHCO）和气态氨（NH3），所述气态氨（NH3）则用于转化NOx。然而，在此系统中，必须非常精确地控制尿素的喷射水平。尿素的喷射不足可能导致次最优的NOx转化，而尿素的过量喷射可能导致尾管中的氨泄露（ammonia slip）。在典型的基于尿素的SCR催化剂系统中，所喷射的尿素量与排气中的NOx浓度成比例，这代表了最大NOx转化率和最小的氨泄露之间的折中关系。

当存在被吸附的氨时，SCR催化剂的NOx转化效率得以提高。然而，不需要使所有催化剂存储空间都被氨占用以实现最优的NOx转化效率。另一方面，如果过多的氨存储在催化剂内，在一定的运行条件下（例如在高温度下），催化剂内吸附的氨中的某些氨可能脱附并从催化剂中泄露或被氧化为NOx，因此降低了总的NOx转化效率。

存储还原剂的催化剂的问题是如何控制存储在所述催化剂内的还原剂的量，因为不能进行直接测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于对排气后处理装置中的还原剂缓冲器水平进行控制的方法，该方法使系统排出的NOx水平保持在低水平。

此目的通过独立权利要求的特征来实现。其他权利要求和说明书公开了本发明的多个有利实施例。

在本发明的第一方面，提供了一种用于对排气后处理装置中的还原剂缓冲器水平进行控制的方法，该排气后处理装置能够连接在内燃机的下游。所述方法包括如下步骤：在所述排气后处理装置上游执行第一量的第一还原剂喷射；在所述排气后处理装置上游执行第二量的第二还原剂喷射，所述第二量不同于所述第一量。所述方法还包括如下步骤：在所述排气后处理装置下游评估由于所述第一还原剂喷射和所述第二还原剂喷射引起的NOx转化率，以获得第一结果和第二结果；根据从所述第一NOx转化率评估和所述第二NOx转化率评估中获得的第一结果和第二结果来控制另外的还原剂喷射。

本发明的此示例性实施例的优点是：形成开环实验的上述评估步骤和控制步骤可添加到用于对排气后处理系统中的缓冲器水平进行控制的、任何当前的控制方法中。

本发明的此示例性实施例的另一个优点是：在进行上述开环实验的同时，NOx转化率可保持为最小。

在本发明的另一个示例性实施例中，假设所述第二喷射的喷射量高于所述第一喷射的喷射量，如果从所述第二NOx转化率评估中获得的所述第二结果高于或低于从所述第一NOx转化率评估中获得的所述第一结果，则与所述第一喷射相比，可以增加或减少在所述评估步骤之后进行的所述另外的喷射的喷射量。

在本发明的又一个示例性实施例中，假设所述第二喷射的喷射量低于所述第一喷射的喷射量，如果从所述第二NOx转化率评估中获得的所述第二结果高于或低于从所述第一NOx转化率评估中获得的所述第一结果，则与所述第一喷射相比，可减少或增加在所述评估步骤之后进行的所述另外的喷射的喷射量。