[发明专利]对用于排气后处理单元的还原剂的喷射进行控制的方法

说明书

本发明提供了一种对用于排气系统的排气后处理单元(204)的还原剂的喷射进行控制的方法，所述喷射是由内燃机的排气系统中的还原剂喷射器(205)进行的，所述排气后处理单元例如是选择性催化还原(SCR)单元，其特征在于：–根据依照至少第一要求的还原剂流量来确定(S4)还原剂喷射欠缺量，所述依照第一要求的还原剂流量高于(S3)还原剂流量的阈值；和–至少部分地根据所述还原剂喷射欠缺量来控制所述还原剂喷射器(205)以喷射补偿流量。

技术领域

本发明涉及一种对用于排气系统的排气后处理单元的还原剂的喷射进行控制的方法，所述喷射是由内燃机的排气系统中的还原剂喷射器进行的，该排气后处理单元例如是选择性催化还原(SCR)单元。本发明还涉及一种计算机程序、计算机可读介质、控制器和车辆。

背景技术

选择性催化还原(SCR)已知用于还原来自内燃机(例如，在诸如卡车或大客车的重型车辆中使用的柴油发动机)的排放物中的氮氧化物(NOx)。SCR基本上借助于催化剂将NOx转化为氮气和水。SCR涉及将还原剂添加到排气中，该还原剂例如是诸如无水氨的气态还原剂、氨水或尿素，由此，还原剂被吸附到催化剂上，从而形成屏障和活性催化成分。这样的还原剂可有多种名字，如AdBlue或DEF。应注意的是，在使用尿素的情况下，它通常被转化为氨，然后被吸附。

SCR操作中的一个挑战是提供适合于发动机和排气系统的当前运行状况的还原剂喷射流量。结果可能是NOx的不充分还原。已给出了改进对SCR操作的控制的各种建议。EP1164266A2公开了确定SCR单元下游的NOx转化率和氨浓度并将它们用于控制被供给到SCR中的氨的量。US2011283678公开了基于SCR影响参数在闭环尿素控制过程和开环尿素控制过程之间切换。US20120067028描述了确定在还原剂的供给控制中使用的SCR劣化值。

然而，随着对排气后处理的日益升高的要求，仍希望进一步改进对SCR的控制。

发明内容

本发明的一个目的是改进对车辆内的排气后处理单元的还原剂喷射的控制。本发明的又一个目的是确保车辆内的排气后处理单元中的充分的NOx还原。

这些目的通过如下一种对用于排气系统的排气后处理单元的还原剂的喷射进行控制的方法来实现，所述喷射是由内燃机的排气系统中的还原剂喷射器进行的，该排气后处理单元例如是选择性催化还原(SCR)单元，所述方法的特征在于，

–根据依照至少第一要求的还原剂流量来确定还原剂喷射欠缺量，所述依照至少第一要求的还原剂流量高于还原剂流量的阈值，和

–至少部分地根据所述还原剂喷射欠缺量来控制还原剂喷射器以喷射补偿流量。

本发明在所述还原剂流量的阈值是包括还原剂喷射器的还原剂计量系统的最大流量的情况下是特别有利的。本发明提供了还原剂喷射欠缺量形式的参数，当表明依照至少第一要求的还原剂流量高于最大还原剂流量极限时，可调整该参数。本发明是基于如下的认知：超过还原剂喷射器的能力的还原剂要求可能导致排气后处理单元的控制中的不精确性。此问题一般发生在其中NOx流量通常较高的高发动机负荷情况下。对于带有非常高的发动机输出NOx流量的发动机(其具有带有所谓的扩展的SCR变体的排气系统)来说，此问题特别显著。在排气系统控制器适于补偿(通过增加还原剂喷射流量来进行)被水稀释的还原剂时，此问题也特别明显。超过还原剂计量系统的能力的还原剂要求可能导致增加的系统输出NOx。

本发明提出了：通过还原剂喷射欠缺量和补偿流量，一旦所要求的更低的还原剂喷射流量允许，例如考虑到硬件限制，就将例如由于还原剂计量系统的硬件限制所导致的尚未喷射的、所要求的还原剂通过欠缺量偿还(debt repayment)来喷射。这降低了系统输出NOx尤其在瞬态发动机运行中的影响。由于本发明允许尽可能快地喷射所要求的还原剂，所以，本发明允许最终喷射的还原剂的总质量大致与所要求的还原剂质量相同。