[发明专利]控制催化单元中的氨水平的方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化（还原）系统，例如选择性催化还原（SCR）系统，并且具体地但不是唯一地涉及还原剂（例如尿素）的配给的控制，以控制车辆排气的催化系统的催化单元中的氨水平。

背景技术

在控制选择性催化还原（SCR）催化单元的已知方法中，将正确量的还原剂（例如尿素）喷到SCR单元的上游，其然后转换成氨。SCR单元中需要足够的氨水平以提供最大的NOx转换效率；然而，保持从排气输出（逸出）的氨水平为低值也是非常重要的。

为了满足排放法规，SCR催化剂需要闭环控制以便修正由于催化剂老化、尿素喷射器偏移、尿素质量变化等等可能引起的偏差。NOx传感器被广泛地用于执行这个闭环控制。还已知的是，使用氨传感器代替常规的NOx传感器来控制SCR系统中的尿素配给，也利用闭环控制。

催化系统的闭环控制中目前使用的氨检测有两种主要方式。在一个中，利用氨传感器连同NOx传感器为氨测量做准备，从而排气成分能够被完全地表征。既对NOx又对氨敏感的NOx传感器通过氨传感器信号得以补偿。这个控制因此依赖于精确的NOx和氨测量以相应地适当调整尿素配给。

本发明的目的是提供一种有效的方法和系统以控制氨（逸出），其是精确且有效的。本发明的另一目的是提供这样的控制，其不需要相当大的处理能力，而且利用最少的传感器。

发明内容

在本发明的一个方面，提供一种控制催化排气系统中的氨水平的方法，包括：i）为从所述系统或所述系统的催化单元出来的氨逸出/氨输出提供目标值；ii）比较所述目标值与反馈值以根据所述比较提供指令值，所述指令值用来控制还原剂到所述排气系统中的配给；iii）输入所述指令值给传递函数或模型以提供对从所述催化单元/系统出来的氨逸出/氨输出的估计值；iv）测量从所述单元/系统出来的实际氨逸出/氨输出；v）比较来自iv）的所述实际值与来自步骤iii）的所述估计值；vi）根据v）中的所述比较提供ii）中的所述反馈值。

该传递函数优选为所述催化系统/单元的逸出模型。优选地，该传递函数是一阶滞后函数。该传递函数可包括下列参数中的一个或多个：测得或估计的排气流量、催化剂温度和所述催化系统/单元内的氨水平。

一阶滞后函数的时间常数可以是 。

式中，m_exh是测得或估计的排气流量。

反馈值可以通过应用另一传递函数到来自步骤v）的比较的差值来提供。该另一传递函数可以是一阶滞后滤波器。

该还原剂可以是尿素。该方法可包括将所述指令信号转换成用于尿素喷射/配给装置的信号。

该方法可包括用从开环控制提供的用于尿素喷射/配给装置的另一信号补充用于尿素喷射/配给装置的所述信号。该开环控制可以具有一个或多个输入参数，选自：从排气和/或发动机输出的NOx水平；排气质量流量；和催化剂温度。

在另一方面中，提供一种控制催化排气系统中的氨水平的系统，包括：为从所述系统或所述系统的催化单元出来的氨逸出/氨输出提供目标值的装置；比较所述目标值与反馈值以根据所述比较提供指令值的第一比较装置，和用于根据所述指令值控制还原剂到所述排气系统中的配给的装置；输入所述指令值给传递函数或模型以提供对从所述催化单元/系统出来的氨逸出/氨输出的估计值的装置；测量从所述单元/系统出来的实际氨逸出/氨输出的装置；比较所述实际值与所述估计值的第二比较装置；根据来自所述比较装置的输出提供所述反馈值的装置。

附图说明

现在将以举例的方式描述本发明，参照附图，其中：

图1示意地示出车辆排气系统的选择性催化还原系统中使用的部件。

图2a示出用于控制还原剂配给的简单的现有技术系统。

图2b示出根据一个例子的用于控制还原剂配给的控制系统。

图3示出根据优选方面的逸出模型的例子，可用来提供控制系统的函数。

图4示出氨逸出和NOx输出如何随SCR单元中的氨水平而变。

图5示出根据一个例子，尿素配给的闭环控制如何能连同开环控制一起使用。

图6示出用于实施图5实施例的传感器的略图。

图7a和b示出本发明的实施例子的结果，分别针对过量配给和不足配给。