[发明专利]对还原剂进行计量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在一个SCR-催化器系统里，尤其是在汽车的SCR-催化器系统里调节还原剂计量量的方法。本发明还涉及一种具有程序码的计算机程序产品，这产品存储在一种机器可阅读的载体上，用于实施按照发明的方法，以及一种SCR-催化器系统，它包括一个控制仪，在这控制仪上运行一个计算机程序，该程序实施按照发明的所有方法。

背景技术

已知有用于使内燃发动机运行的方法和装置，其中在废气部位里布置了一个SCR-催化器（选择催化还原），它可以在有还原剂的情况下使内燃发动机废气里所含的氮氧化物（NOx）还原成氮（N₂）。这样的SCR-催化器例如使用在燃烧设备、垃圾燃烧设备、汽轮机和工业设备的废气存气处。然而尤其是众所周知，其使用于减小在汽车发动机废气里的氮氧化物含量。

通过SCR可以大大减小废气里的氮氧化物含量。对于还原过程来说需要氨（NH₃），将它添加到废气里并与氮氧化物反应成氮和水。作为还原剂因此使用NH₃或者说NH₃-裂解药剂。在汽车范围里，这里一般按照DIN 70070 应用一种32.5%含水的尿素溶液（尿素-水-溶液；HWL），其商业牌号为AdBlue^{。这种溶液借助于一种在SCR-催化器前的喷入系统喷入废气管路里。在一个布置于SCR-催化器前面的水解催化器里由这种溶液形成起到还原剂作用的NH₃。}

SCR-催化器的效率取决于温度、室内速度（m3/h每m3催化器总体积的气体）和完全决定性地也取决于其NH₃-加载或者说NH₃的加入量。SCR-催化器通过吸收在其表面上沉积一定量的氨。因此除了直接计量送入的氨（作为HWL-溶液）之外，存储的氨也用于NOx-还原，从而相比于放空的SCR-催化器来说提高了效率。存储性能取决于催化器各自的运行温度。温度越低，NH₃存储能力就越大。如果催化器已经达到了其最大的NH₃-加载状态，那么在载荷检验时当然可能造成所谓的NH₃-漏出，也就是说使氨排入废气里（外存储），尽管不再有还原剂被配送入。药剂漏出一方面可能引起不必要高的氨消耗，而另一方面引起不好的气味。如果要实现尽可能高的NOx-转化，那么不可避免地，在高的NH₃加载时使SCR-催化器系统运行。即使在计量量设计很准确时，在非稳定的条件下也短时地引起NH₃-漏出，但是这对于达到高的NOx转化目标来说是可以容许的。

因为必要的NH₃-量的计算会有许多误差和偏差，例如由于发动机的未处理排放、催化器的转变化率和计量系统本身的不精确性，因此即使在一种新的，小心使用的系统中也会引起SCR-催化器中NH₃-加载状态的错误计算。因此借助于一种NH₃-横向敏感的NOx-传感器来适配于加载状态是绝对必要的。在有系统误差时（系统容差），可以通过一种直接对预控量干预的长时适配因素，减小必要的适配干预的频度。计量方法因此适配于各自的系统和持续较长的环境影响。

应用于这种适配的NOx-传感器测量一个由NOx和NH₃组成的相加信号。SCR-模型动态地说明了按照SCR-催化器的NOx-排放。与测量的NOx-传感器值的偏差可能有三种原因：SCR-催化器模型的不准确性（<±50ppm）、催化器负载状态（NH₃-加载）的低估和催化器负载状态（低转化）的高估。为了平衡这种偏差，可以使用不同的已知的方法来调节计量量。

在DE 199 03 439 A1里说明了一种使内燃发动机运行的方法，在这发动机的排气通道里布置了一个SCR-催化器，这个催化器将内燃发动机的废气里所含的氮氧化物用一种药剂还原成氮。药剂或者说药剂-前身的计量优先取决于内燃发动机的运行特性参数而进行，例如像转速和喷入的燃油量。计量还优先取决于至少一个废气特性参数，例如像废气温度或者SCR-催化器的温度。作为药剂设计用还原剂氨，它从一种药剂-前身，尤其是一种HWL-溶液获得。