專(zhuān)利名稱(chēng)：用于從內(nèi)燃機(jī)排氣中去除氮氧化物的裝置和用于向內(nèi)燃機(jī)排氣定量供給添加劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分的用于從主要以空氣過(guò)量方式
運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的排氣中去除氮氧化物的裝置，以及一種按權(quán)利要求10前序
部分的用于向主要以空氣過(guò)量方式運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的排氣管定量供給包含還 原劑的添加劑的方法。
背景技術(shù)：
從DE 101 26 456 Al已知一種借助于包含氨的還原劑從以空氣稀薄方 式運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的排氣中去除氮氧化物的裝置和方法，其中采用一分成至 少兩個(gè)相互分開(kāi)的部分的氮氧化物-還原催化器。在每個(gè)分催化器的輸出端 設(shè)有一傳感器，用于測(cè)量相應(yīng)分催化器的氨泄漏/氨逸失。在測(cè)得的氨泄漏 的基礎(chǔ)上，有調(diào)節(jié)地進(jìn)行還原劑的添加。用這種方法可進(jìn)行整個(gè)催化器容 積的微分判定，并且與同樣大的催化器容積的積分測(cè)量相比可改善氮氧化 物轉(zhuǎn)化。但是其缺點(diǎn)是傳感器成本高。此外，氨泄漏是一個(gè)僅僅間接表示 催化器狀態(tài)的量。另外，如果應(yīng)該完全避免氨泄漏，那么根據(jù)泄漏進(jìn)行調(diào) 節(jié)的還原劑添加被證明是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種裝置和方法，它們可以用簡(jiǎn)單的方 法進(jìn)一步改善對(duì)于主要以空氣過(guò)量方式運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的氮氧化物的減少。
這個(gè)目的通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的裝置及具有權(quán)利要求10所述 特征的方法實(shí)現(xiàn)。
按照本發(fā)明，設(shè)置用于確定儲(chǔ)存在第一分催化器和/或第二分催化器中 的還原劑的還原劑充填程度的充填程度確定裝置，添加劑的添加可根據(jù)由 充填程度確定裝置確定的第 一分催化器和/或第二分催化器的還原劑充填 程度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選地可調(diào)整與添加劑的質(zhì)量或體積相關(guān)的供給速率。 還原劑充填程度是對(duì)于評(píng)定催化器狀態(tài)而言十分有說(shuō)服力的量，并且決定 性地確定氮氧化物轉(zhuǎn)化和還原劑泄漏。第 一和/或笫二分催化器內(nèi)還原劑充 填程度的確定允許微分判定催化器狀態(tài)，這使得可在氮氧化物轉(zhuǎn)化和還原 劑泄漏方面分別最佳地調(diào)整分催化器?？偠灾?，由此可以?xún)?yōu)化氮氧化物 轉(zhuǎn)化和還原劑泄漏。
首先考慮含氨的或適合于分解出氨的物質(zhì)如尿素、氨基甲酸銨等作為 排氣的添加劑。添加劑能以純凈形態(tài)或作為水溶液和/或作為氣溶膠形態(tài)的 霧在一特別是設(shè)置在排氣管內(nèi)第一分催化器上游的添加部位添加到排氣 中。添加部位優(yōu)選地設(shè)計(jì)成帶一個(gè)或多個(gè)噴嘴孔的定量給料閥的形式。氮
氧化物還原催化器優(yōu)選地設(shè)計(jì)成典型的SCR催化器，特別是以氧化鵠或五 氧化二釩為基的或沸石型的催化器。已知這些類(lèi)型的催化器可儲(chǔ)存大量的 氨，氨用作用于還原與排氣一起輸入的氮氧化物的反應(yīng)組分。在這個(gè)意義 上，還原劑充填程度是指儲(chǔ)存在催化劑床內(nèi)的還原劑量。優(yōu)選地采用相對(duì) 值作為還原劑充填程度，該相對(duì)值表示相對(duì)于在當(dāng)前條件下可儲(chǔ)存的最大 還原劑量所儲(chǔ)存的還原劑量。
充填程度確定裝置例如可包括設(shè)置在催化劑床內(nèi)的對(duì)還原劑敏感的傳 感器，該傳感器能夠測(cè)量所儲(chǔ)存的還原劑量。但是優(yōu)選地考慮，通過(guò)計(jì)算 確定還原劑充填程度，使得可以不用這種充填程度傳感器。因此充填程度 確定裝置優(yōu)選地做成電子單元，該電子單元可存取所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，優(yōu)選為 特性曲線(xiàn)、特性曲線(xiàn)族和程序的形式。根據(jù)所述數(shù)據(jù)和附加的與氮氧化物 還原催化器和排氣的決定性狀態(tài)值相關(guān)的輸入信號(hào)以及內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù) 如溫度、排氣含氧量、排氣質(zhì)量流量、內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速，在第一和/或第 二分催化器內(nèi)對(duì)還原劑充填程度進(jìn)行基于模型的計(jì)算求解。此處如果充填 程度確定裝置可與 一通常必須設(shè)置的內(nèi)燃機(jī)電子控制裝置通訊，使得可以存取所有與運(yùn)行相關(guān)的參數(shù)，則是有利的。因此，充填程度確定裝置在物 理上可以是內(nèi)燃機(jī)電子控制裝置的一體組成部分。但是它同樣可設(shè)計(jì)成定 量給料單元的組成部分。
在本發(fā)明的意義上，定量給料單元可理解為控制單元，該控制單元以 當(dāng)前的關(guān)于第 一和/或第二分催化器的還原劑充填程度的信息為基礎(chǔ)進(jìn)行 添加劑添加量的調(diào)整或進(jìn)行定量供給。此處為了調(diào)整添加量，定量給料單 元控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如泵、閥等等。定量給料單元優(yōu)選地設(shè)計(jì)成可以 調(diào)節(jié)第 一和/或第二分催化器的還原劑充填程度的調(diào)節(jié)器。在這個(gè)意義上，
還原劑充填程度作為可由充填程度確定裝置產(chǎn)生的輸出量構(gòu)成調(diào)節(jié)量，這 些調(diào)節(jié)量根據(jù)添加劑的添加量作為調(diào)整量調(diào)整到規(guī)定值。此處添加量?jī)?yōu)選 地是指每單位時(shí)間內(nèi)輸送給排氣的添加劑的量，其中此處定量給料速率通 過(guò)在一或多或少延長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)的平均值得到，使得同 一個(gè)定量給料速 率既可通過(guò)脈沖式的接通斷開(kāi)也可通過(guò)在一連續(xù)的數(shù)值范圍內(nèi)可變的調(diào)整 或通過(guò)在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)由設(shè)備規(guī)定的添加量的調(diào)整得到。
優(yōu)選地為每個(gè)分催化器設(shè)置一單獨(dú)的調(diào)節(jié)回路，使得可以分開(kāi)地調(diào)節(jié) 第 一和第二分催化器的還原劑充填程度。特別優(yōu)選地為還原劑充填程度設(shè) 置交互的^f黃向關(guān)系，使得在調(diào)節(jié)一個(gè)分催化器的還原劑充填程度時(shí)考慮第 二個(gè)分催化器的充填程度。在這種情況下，特別有利的是，只需要在第一 分催化器的上游的單個(gè)添加部位即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
分催化器可以是整體式催化器的分開(kāi)考察的組成部分。但是在本發(fā)明 的方案中設(shè)想，第一和第二分催化器在空間上相互分開(kāi)設(shè)置。此處分催化 器相互離開(kāi)比較遠(yuǎn)地設(shè)置在排氣管內(nèi)可能是有利的，使得在第一分催化器
升溫時(shí)在它們之間形成較大的通常為50。C或更大的自然溫降。用這種方法 可充分利用還原劑儲(chǔ)存能力的強(qiáng)烈的溫度依賴(lài)性。尤其是可通過(guò)第 一和第 二分催化器的不同的催化器材料特別有效地利用這種效果。其中如果在本 發(fā)明的另一種方案中第一分催化器具有比第二分催化器大的容積，則特別 有利。由于沿排氣路徑的溫度下降，第二分催化器通常具有比第一分催化 器低的溫度。因此對(duì)于大致一樣高的還原劑充填程度，第二分催化器可以
做得比第一分催化器小。
在本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)方案中，相應(yīng)分催化器的還原劑充填程度可通 過(guò)至少對(duì)在相應(yīng)分催化器內(nèi)轉(zhuǎn)化的還原劑的轉(zhuǎn)化速率、由相應(yīng)分催化器解 吸的還原劑的解吸速率和隨排氣輸入相應(yīng)分催化器的還原劑的輸入速率進(jìn) 行求和以及時(shí)間積分確定出。用這種方法可通過(guò)連續(xù)地對(duì)影響充填程度的 量進(jìn)行平衡來(lái)不斷確定出當(dāng)前的還原劑充填程度。為了進(jìn)一步提高充填程 度計(jì)算的精度，在平衡時(shí)可附加地考慮其它因素。特別是可以附加考慮由 于副反應(yīng)、例如還原劑的直接氧化而造成的還原劑損失。副反應(yīng)的影響也 可包含在還原劑轉(zhuǎn)化速率內(nèi)。
在本發(fā)明的又一種結(jié)構(gòu)方案中，為轉(zhuǎn)化速率和解吸速率設(shè)置特性曲線(xiàn) 族組，在確定還原劑充填程度時(shí)充填程度確定裝置可存取該曲線(xiàn)族。此處 特性曲線(xiàn)族或特性曲線(xiàn)適于包含先前求出的相應(yīng)催化器的數(shù)據(jù)。如果為了 確定還原劑充填程度除了轉(zhuǎn)化速率和解吸速率外還考慮其它影響因素，例 如由于直接氧化造成的損失速率，那么為此可準(zhǔn)備好單獨(dú)的充填程度確定 裝置可存取的特性曲線(xiàn)族。但是副反應(yīng)引起的損失也可以包含和考慮在轉(zhuǎn) 化速率的特性曲線(xiàn)族內(nèi)。
在本發(fā)明的另 一種方案中，為第 一分催化器的還原劑充填程度可規(guī)定 具有第一下閥值和第一上閾值的第一范圍，為第二分催化器的還原劑充填 程度可規(guī)定具有第二下閾值和第二上閾值的第二范圍，并且定量給料單元 和充填程度確定裝置如此共同作用，使得可在相應(yīng)的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)第一分催 化器和/或第二分催化器的還原劑充填程度。還原劑充填程度的這些范圍適 宜于這樣事先規(guī)定，使得總體上在還原劑泄漏最小或可忽略不計(jì)的同時(shí)得到最佳的氮氧化物轉(zhuǎn)化。通過(guò)適當(dāng)?shù)那捌谠囼?yàn)可求出這些范圍。對(duì)于第一 和第二分催化器，還原劑充填程度的范圍可以是不同或相同的。
在本發(fā)明的另 一種方案中，為氮氧化物還原催化器可確定出 一老化因 子，并可根據(jù)老化因子規(guī)定還原劑充填程度的第一和/或第二范圍。用這種 方法，使還原劑充填程度可在其中調(diào)節(jié)的范圍與催化器隨時(shí)間進(jìn)程變化的 性能相匹配。因此，隨時(shí)間推移而產(chǎn)生的催化器老化可以被補(bǔ)償，使得在
10長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)保證排氣凈化的高效率。如果第一分催化器經(jīng)受較高的熱 負(fù)荷，那么可通過(guò)范圍的匹配以有利的方式補(bǔ)償其迅速降低的有效性。用 這種方法對(duì)不同分催化器的分開(kāi)考慮具有有利的效果?？梢栽O(shè)想，僅僅考 慮由熱負(fù)荷引起的老化。在這種情況下，適宜于用在相應(yīng)溫度下加權(quán)的逗 留時(shí)間來(lái)確定老化因子。
在本發(fā)明的又一種方案中，設(shè)置與未老化的氮氧化物還原催化器相匹 配的第一特性曲線(xiàn)族和與定義的已老化的氮氧化物還原催化器相匹配的第
二特性曲線(xiàn)族，其中第一特性曲線(xiàn)族配設(shè)有第一老化因子，第二特性曲線(xiàn) 族配設(shè)有第二老化因子，并且在確定還原劑充填程度時(shí)充填程度確定裝置 可根據(jù)當(dāng)前老化因子在第 一特性曲線(xiàn)族和第二特性曲線(xiàn)族的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行 內(nèi)插值。這使得可用簡(jiǎn)單的方式適當(dāng)?shù)乜紤]第 一和/或第二分催化器的當(dāng)前 老化狀態(tài)，同時(shí)避免大的存儲(chǔ)器空間需求和計(jì)算費(fèi)用。老化因子優(yōu)選地可
定義在0到1或者說(shuō)100%之間，其中100%的老化表示可允許的最大老化，
而特性曲線(xiàn)族組對(duì)應(yīng)于這些老化狀態(tài)。
在本發(fā)明的另 一種方案中，在排氣管中在第一分催化器和/或第二分催 化器的下游設(shè)置對(duì)氮氧化物和/或還原劑敏感的排氣傳感器。該排氣傳感器 優(yōu)選地用于校準(zhǔn)由充填程度確定裝置進(jìn)行的計(jì)算或用于校準(zhǔn)計(jì)算模型。為 此，例如可在計(jì)算出的和用傳感器測(cè)出的還原劑解吸或氮氧化物濃度之間 進(jìn)行比較。這優(yōu)選地在可預(yù)先規(guī)定的或規(guī)定的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)刻或在催化器 的 一個(gè)確定狀態(tài)下進(jìn)行，例如在內(nèi)燃機(jī)每次起動(dòng)時(shí)或在定量給料之前。
根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，確定出第 一分催化器和第二分催化器 的還原劑充填程度，并根據(jù)第 一和/或第二分催化器的還原劑充填程度選擇 第 一分催化器的還原劑充填程度或第二分催化器的還原劑充填程度作為用 于調(diào)節(jié)添加劑添加量的調(diào)節(jié)量。通過(guò)笫 一和第二分催化器的還原劑充填程 度的優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行的計(jì)算，可這樣進(jìn)行添加量的調(diào)節(jié)，使得兩個(gè)分催化器 主要具有各自最佳的還原劑充填程度，該狀態(tài)適宜地與流入的氮氧化物質(zhì) 量流量相匹配。這特別是可以這樣實(shí)現(xiàn)，即，使添加劑添加量的調(diào)節(jié)二者 擇一地針對(duì)第一或第二分催化器的還原劑充填程度進(jìn)行。根據(jù)需要，在第一或第二分催化器的還原劑充填程度之間進(jìn)行切換作為添加量的當(dāng)前調(diào)節(jié) 量。其中還原劑充填程度的值是決定性的切換標(biāo)準(zhǔn)。它們可以靈活地預(yù)先 規(guī)定或固定地規(guī)定。總之，用這種方法可在還原劑泄漏可忽略的同時(shí)達(dá)到 最佳的氮氧化物轉(zhuǎn)化。
在本方法的一種方案中，相應(yīng)分催化器的還原劑充填程度通過(guò)至少對(duì) 在相應(yīng)分催化器中轉(zhuǎn)化的還原劑的轉(zhuǎn)化速率、由相應(yīng)分催化器解吸的還原 劑的解吸速率和與排氣一起輸入相應(yīng)分催化器的還原劑的輸入速率進(jìn)行求 和以及時(shí)間積分確定出。適宜于從特性曲線(xiàn)族中獲取轉(zhuǎn)化速率和解吸速率， 這些特性曲線(xiàn)族對(duì)于內(nèi)燃機(jī)和分催化器的相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)而言是可獲得 的。通過(guò)對(duì)這些確定相應(yīng)充填程度的量進(jìn)行求和與積分，可不斷可靠地求 出所述充填程度。
在本方法的另 一種方案中，在確定轉(zhuǎn)化速率時(shí)考慮儲(chǔ)存在相應(yīng)分催化 器內(nèi)的還原劑與包含在排氣內(nèi)的氮氧化物和氧氣的反應(yīng)。特別是由于附加 地考慮所儲(chǔ)存的還原劑與排氣中存在的氧氣的直接氧化，可以特別可靠地 求出當(dāng)前的還原劑轉(zhuǎn)化速率。
在本方法的又一種方案中，在確定第二分催化器的輸入速率時(shí)考慮第 一分催化器的解吸速率。這使得可以特別可靠地確定第二分催化器的還原 劑充填程度，因而同樣可以非?？煽康卮_定出其效率或轉(zhuǎn)化速率。
在本方法的另 一種方案中，為第 一分催化器的還原劑充填程度設(shè)置一 特別的具有第 一下閾值和第 一上闊值的第 一范圍，并且如果第 一分催化器 的還原劑充填程度低于第 一上閾值，便選擇第 一分催化器的還原劑充填程 度作為用于調(diào)節(jié)添加劑添加量的調(diào)節(jié)量。在這個(gè)工作步驟中，為第一分催 化器的還原劑充填程度設(shè)置一目標(biāo)帶。只要不超過(guò)這個(gè)目標(biāo)帶，在第一分 催化器內(nèi)便可通過(guò)繼續(xù)儲(chǔ)存還原劑進(jìn)一步提高氮氧化物轉(zhuǎn)化速率，而不出 現(xiàn)程度高到不許可的還原劑泄漏。因此，在這種情況下如果選擇第一分催 化器的還原劑充填程度作為添加量的調(diào)節(jié)量，那么第一分催化器的還原劑 充填程度可調(diào)節(jié)到其優(yōu)選值或在其優(yōu)選值范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在本方法的又一種方案中，為第 一分催化器的還原劑充填程度設(shè)置大于第 一上閾值的上邊界值，并且如果第 一分催化器的還原劑充填程度位于 第一上閾值和上邊界值之間，便選擇第二分催化器的還原劑充填程度作為 調(diào)節(jié)添加劑添加量的調(diào)節(jié)量。在這個(gè)工作步驟中，如果超過(guò)第一分催化器 還原劑充填程度的優(yōu)選目標(biāo)帶，那么切換到第二分催化器的還原劑充填程 度作為調(diào)節(jié)量。在這種條件下， 一方面使得可以在笫一分催化器內(nèi)充分地 轉(zhuǎn)化氮氧化物，另一方面出現(xiàn)一相稱(chēng)的還原劑泄漏，該還原劑泄漏用于充 填第二分催化器的還原劑充填程度。因此，在這種情況下如果選擇第二分
催化器的還原劑充填程度作為添加量的調(diào)節(jié)量，那么第二分催化器的還原 劑充填程度也可調(diào)節(jié)到其優(yōu)選值或優(yōu)選值范圍內(nèi)。同時(shí)繼續(xù)測(cè)量第一分催 化器的還原劑充填程度，以便例如在繼續(xù)急劇上升時(shí)可作出相應(yīng)的反應(yīng)。
在本方法的另一種方案中，為氮氧化物還原催化器確定出一反映氮氧 化物還原催化器熱負(fù)荷的老化因子。這使得可有利地使第 一和/或笫二分催 化器的優(yōu)選的還原劑充填程度與其相應(yīng)的老化狀態(tài)匹配。此處優(yōu)選地為第 一和第二分催化器分開(kāi)確定熱負(fù)荷和相應(yīng)的老化因子。
因此，在本方法的又一種方案中，根據(jù)老化因子為第一分催化器的還 原劑充填程度設(shè)置第 一 范圍和/或上邊界值和/或?yàn)榈诙执呋鞯倪€原劑
充填程度i殳置笫二范圍。因此，可對(duì)分催化器的不同程度的老化作出反應(yīng)。


在附圖中示出本發(fā)明的優(yōu)良實(shí)施形式，下面對(duì)其加以說(shuō)明。其中不僅 能以上述特征和下文待說(shuō)明的特征進(jìn)行所迷的各種組合，也能以其它形式 進(jìn)行組合或單獨(dú)地應(yīng)用而不脫離本發(fā)明的范圍。在附圖中 圖l是帶有附屬的排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的示意性框圖， 圖2是用于表示氮氧化物還原催化器的還原劑儲(chǔ)存能力的曲線(xiàn)圖， 圖3是用于表示還原劑儲(chǔ)存能力與溫度的關(guān)系的曲線(xiàn)圖， 圖4是用于表示氮氧化物轉(zhuǎn)化和還原劑泄漏與氮氧化物還原催化器的 還原劑充填程度的關(guān)系的曲線(xiàn)圖，
圖5是用于表示高溫作用造成的催化器老化的曲線(xiàn)圖，
圖6是充填程度確定單元的優(yōu)良實(shí)施形式的示意性框圖， 圖7a和圖7b是用于表示還原劑充填程度的規(guī)定值的圖表， 圖8a至8c是用于說(shuō)明所測(cè)出的還原劑充填程度的后續(xù)處理方式的流 程圖，
圖9是以框圖表示的本發(fā)明裝置的優(yōu)選實(shí)施形式的總示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l例示出帶有附屬的排氣凈化系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)l的示意性框圖。內(nèi)燃 機(jī)l優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為空氣壓縮式內(nèi)燃機(jī)，下面簡(jiǎn)稱(chēng)為柴油機(jī)。由柴油機(jī)l排 出的排氣4皮排氣管2接收并流過(guò)排氣催化器5,該催化器包括此處相互隔 開(kāi)一定距離設(shè)置的分催化器3和4。在分催化器3、 4的輸入端設(shè)有用于測(cè) 量流入相應(yīng)分催化器3、 4的排氣的排氣流入溫度的溫度傳感器6、 7。在 排氣管2中在第一溫度傳感器6的上游設(shè)有用于向排氣添加添加劑的定量 給料閥14。定量給料閥14由容器12供給添加劑。不失一般性，下面認(rèn)為 添加劑是指含水尿素溶液。在高溫排氣內(nèi)通過(guò)熱解和/或水解釋放出還原劑 氨(NHb)，所述氨選擇性地對(duì)包含在排氣中的氮氧化物的還原起作用。 因此催化器5設(shè)計(jì)成典型的以￥205/\￥03為基的或沸石型的SCR催化器。
溫度傳感器6、 7及定量給料閥14通過(guò)控制線(xiàn)或信號(hào)線(xiàn)13與中央控制 單元8連接。此外，控制單元8通過(guò)另一導(dǎo)線(xiàn)11與柴油機(jī)1連接?？刂茊?元8通過(guò)這條導(dǎo)線(xiàn)11獲得關(guān)于柴油機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)量的信息。這些信息例 如可以是關(guān)于輸出轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速的信息?？刂茊卧?優(yōu)選地包括計(jì)算單元和 存儲(chǔ)單元以及未詳細(xì)示出的輸入輸出單元。這樣，控制單元8能夠進(jìn)行復(fù) 雜的信號(hào)處理過(guò)程，以及測(cè)量和控制或調(diào)節(jié)柴油機(jī)1以及排氣系統(tǒng)的運(yùn)行 狀態(tài)。為此所需的特性曲線(xiàn)族優(yōu)選地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中，其中也可考慮特 性曲線(xiàn)族的自適應(yīng)匹配。特性曲線(xiàn)族主要涉及排氣的確定性狀態(tài)量如質(zhì)量 流量、未處理排力文和溫度與柴油機(jī)l的運(yùn)行狀態(tài)量如負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、空燃比 等的關(guān)系。此外，特性曲線(xiàn)族考慮催化器5的確定性狀態(tài)量，如氮氧化物 轉(zhuǎn)化、氨儲(chǔ)存能力等等。
為了特別是可調(diào)節(jié)地控制定量給料閥14和調(diào)整尿素溶液的添加量，設(shè) 置一定量給料單元9,此處該單元例如是控制單元8的組成部分，但是也 可做成獨(dú)立的單元。對(duì)于主要用于確定儲(chǔ)存在分催化器3、 4內(nèi)的氨的量的 充填程度確定單元10也一樣，對(duì)此下面還要作更詳細(xì)的說(shuō)明。
設(shè)想，在圖1中以草圖表示的設(shè)備具有或可具有此處為清楚起見(jiàn)而未 示出的其它部件。對(duì)于柴油機(jī)l來(lái)說(shuō)，此處例如可指增壓?jiǎn)卧?、排氣再?環(huán)單元或燃料噴射裝置等。在排氣管2中可包含其它部件，例如附加的氧 化催化器、顆粒過(guò)濾器、排氣傳感器等。
下面參照?qǐng)D2至圖4說(shuō)明典型的SCR催化器的各個(gè)不同的特征量。其 中，圖2示出用于說(shuō)明氨儲(chǔ)存能力的圖線(xiàn)。
圖2的圖線(xiàn)示出在SCR催化器加氨時(shí)氨濃度CNH3的典型時(shí)間歷程
CNH3 (t)。此處從這種狀態(tài)出發(fā)，即沒(méi)有儲(chǔ)存氨的SCR催化器在等溫條 件下在時(shí)刻tl通入規(guī)定的以及量和氨輸入濃度不隨時(shí)間變化的排氣流，如 由曲線(xiàn)20所示。根據(jù)其氨儲(chǔ)存能力，在tl和t2之間的時(shí)間范圍內(nèi)SCR 催化器接收隨時(shí)間減小的氨量。因此在離開(kāi)SCR催化器的排氣流內(nèi)的NH3 濃度小于輸入濃度，如由曲線(xiàn)21所示。在t2時(shí)刻SCR催化器飽和，因此 它不能再儲(chǔ)存更多的氨，曲線(xiàn)21并入曲線(xiàn)20。于是氨充填程度達(dá)到最大 值100%。此處由SCR催化器所儲(chǔ)存的表示在相應(yīng)條件下氨儲(chǔ)存能力的氨 量由兩條曲線(xiàn)20、 21之間的面積22的大小來(lái)反映。
氨儲(chǔ)存能力首先取決于溫度，這由圖3中所示的圖線(xiàn)來(lái)表示。其中曲 線(xiàn)30是與溫度有關(guān)的氨儲(chǔ)存能力SpNH3 (T)的一典型曲線(xiàn)。由圖3的圖 線(xiàn)可見(jiàn)，氨儲(chǔ)存能力SpNH3 (T)在低溫T時(shí)比較大，在例如高于300。C的 高溫T時(shí)逐漸減小。此外，存在與未詳細(xì)示出的氣體流量之間的關(guān)系。
就此而論，下面從這樣的狀況出發(fā)，即SCR催化器的氨充填程度是指 相對(duì)于在相應(yīng)條件下按所示關(guān)系可儲(chǔ)存的最大氨量所儲(chǔ)存的氨量。
與典型的SCR催化器的性能相關(guān)的一個(gè)重要方面涉及氮氧化物轉(zhuǎn)化 與氨充填程度的關(guān)系。在圖4中通過(guò)曲線(xiàn)40示意性地示出這種關(guān)系。與此
相對(duì)比，曲線(xiàn)41表示氨泄漏SNH3與氨充填程度的關(guān)系。如圖可見(jiàn)，隨著充填程度F的增大，氮氧化物轉(zhuǎn)化UNOx ( F)以平緩的斜率連續(xù)增大到一 最大值，該最大值主要由氣體流量和溫度確定。這意味著，從氨充填程度 F的某個(gè)值開(kāi)始，通過(guò)繼續(xù)向催化器供給氨不能再提高氮氧化物轉(zhuǎn)化UNOx。 而是如曲線(xiàn)41所示，氨泄漏量S冊(cè)3加大。在調(diào)整氨充填程度F在相應(yīng)條 件下的最佳值時(shí)，考慮這個(gè)實(shí)際情況有特別重要的意義。在這種情況下， 按本發(fā)明設(shè)想的可由兩個(gè)依次設(shè)置的SCR分催化器分開(kāi)調(diào)整氨充填程度 的可能性意味著一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)。例如，對(duì)于第一分催化器可調(diào)整到一比 較高的氨充填程度，而這時(shí)出現(xiàn)的氨泄漏可被設(shè)置在下游的第二分催化器 捕獲。
適宜于為所采用的SCR催化器事先確定出在圖2至4中示意性示出的 關(guān)系，并將其作為特性曲線(xiàn)或特性曲線(xiàn)族存儲(chǔ)起來(lái)?？刂茊卧?可存取這 些曲線(xiàn)，從而可對(duì)每種運(yùn)行狀態(tài)全面地確定分催化器3、 4的狀態(tài)。此處按 本發(fā)明設(shè)想，為未老化的新的狀態(tài)設(shè)置一特性曲線(xiàn)族組，為尤其是與規(guī)定 的極限老化相對(duì)應(yīng)的確定的老化狀態(tài)設(shè)置另一特性曲線(xiàn)族組。此處特別有 利的是，為未老化狀態(tài)設(shè)置一例如為0的第一老化因子，為極限老化狀態(tài) 設(shè)置一例如為1的第二老化因子。在柴油機(jī)l運(yùn)行期間，不斷確定分催化 器3、 4的當(dāng)前老化程度，并為當(dāng)前老化程度配設(shè)一位于0到1之間的當(dāng)前 老化因子AF。在存取特性曲線(xiàn)族數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前老化因子AF在新?tīng)顟B(tài)
其中在求當(dāng)前老化因子AF時(shí)優(yōu)選地如下進(jìn)行。為所要用的SCR催化 器事先確定出一溫度損壞特性曲線(xiàn)，該曲線(xiàn)考慮對(duì)于老化起主要決定作用 的溫度影響。
圖5示出這樣一條溫度損壞特性曲線(xiàn)。溫度損壞TS通常與溫度T具 有近似指數(shù)關(guān)系。在柴油機(jī)l運(yùn)行時(shí)，根據(jù)所確定出的催化器溫度T和在 圖5中示出并存儲(chǔ)的特性曲線(xiàn)按照以下公式進(jìn)行溫度損壞值TS (T)的連 續(xù)時(shí)間積分
AF= J TS (T ) *dt 。 其中溫度損壞TS (T)這樣標(biāo)定，使得對(duì)于極限損壞得到為1的老化因子
AF。用這種方法可使分催化器3、 4的熱負(fù)荷定量化，并進(jìn)行與相應(yīng)分催 化器3、 4的老化程度相匹配的氨充填程度或尿素定量供給的調(diào)整。此外， 可不斷地診測(cè)分催化器3、 4，使得例如在到達(dá)極限老化時(shí)可發(fā)出相應(yīng)的報(bào) 警信號(hào)。
下面參照?qǐng)D6和7對(duì)確定和調(diào)整氨充填程度的優(yōu)選工作步驟進(jìn)行更詳 細(xì)的說(shuō)明。
在圖6中以框圖示意性地示出充填程度確定單元10的一種有利結(jié)構(gòu)。 其中僅僅示出用于確定分催化器3、 4的氨充填程度的部件。下面簡(jiǎn)稱(chēng)為催 化器。充填程度確定單元10獲得輸入量E，輸入量除了當(dāng)前老化因子AF 外還包括排氣狀態(tài)量，如排氣溫度、氮氧化物含量和排氣質(zhì)量流量。充填 程度確定單元10具有用于與氮氧化物反應(yīng)、與氧氣直接反應(yīng)和儲(chǔ)存在催化 器內(nèi)的氨的解吸速率的特性曲線(xiàn)族組60、 61、 62。其中決定性的數(shù)據(jù)根據(jù) 當(dāng)前的輸入量確定。用于與氮氧化物反應(yīng)的值、與氧氣直接反應(yīng)的值和通 過(guò)氨泄漏snh3給定的解吸速率與氨輸入速率Z —起輸送給加法元件63， 該環(huán)節(jié)對(duì)有關(guān)量按它們的正負(fù)號(hào)求和。用這種方法可對(duì)基本上確定儲(chǔ)存在 催化器內(nèi)的氨量的參量進(jìn)行平衡。累加的和值輸送給積分元件64，其輸出 值是催化器當(dāng)前的氨充填程度F。此外，由現(xiàn)有的數(shù)據(jù)確定出其它的輸出 值A(chǔ)。這些輸出值主要是與從催化器流出的排氣的氮氧化物含量、氨泄漏
snh3以及由于反應(yīng)熱或由于熱損失而可能改變的排氣溫度有關(guān)的量。設(shè)想，
對(duì)于分催化器3、 4分開(kāi)進(jìn)行計(jì)算，其中第一分催化器的解吸速率或氨泄漏 Snh3是第二分催化器4的氨輸入速率Z。第一分催化器3的氨輸入速率Z 由通過(guò)定量給料閥14輸出的尿素定量供給速率確定，其中設(shè)想，應(yīng)該考慮 由排氣管2內(nèi)的壁吸收或壁沉積以及不完全處理等所造成的損失。
從為第 一分催化器3和/或第二分催化器4確定出的氨充填程度F確定 是否應(yīng)該進(jìn)行尿素溶液的添加和計(jì)算定量供給速率。這優(yōu)選地通過(guò)定量給 料單元9的調(diào)節(jié)器進(jìn)行，氨充填程度F可輸送給此調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)參量。 此處根據(jù)氨充填程度F數(shù)值的不同，將第一分催化器3或第二分催化器4 的氨充填程度F用作調(diào)節(jié)參量。為了選擇，為氨充填程度設(shè)置特定的值，如圖7a和7b的圖線(xiàn)所示。
在圖7a和7b的圖示中分別在縱坐標(biāo)上標(biāo)注第一分催化器3和第二分 催化器4的充填程度F3和F4。按本發(fā)明，設(shè)置充填程度范圍，在該范圍內(nèi) 調(diào)節(jié)分催化器3、 4的充填程度。其中為第一分催化器3設(shè)置具有笫一下閾 值F^和第一上閾值F32的第一充填程度范圍70。類(lèi)似地，為第二分催化 器4設(shè)置具有第二下閾值F"和第二上閾值F42的第二充填程度范圍71。 為第一分催化器3附加地設(shè)置一大于第一上閾值F32的上邊界值F33。分催 化器3、 4的充填程度范圍70、 71可通過(guò)相同的閾值規(guī)定，但所述閾值優(yōu) 選地是不同的并且為第二分催化器4規(guī)定這樣的第二充填程度范圍71，其 第二閾值F"、F42小于第一分催化器3的充填程度范圍70的第一閾值F^、 F32。設(shè)想，根據(jù)相應(yīng)的分催化器3、 4的溫度規(guī)定閾值Fa、 F32、 F41、 F42， 其中對(duì)于第一分催化器3的溫度大大高于第二分催化器4的溫度的情況， 優(yōu)選地規(guī)定閾值F"、 F42高于閾值Fa、 F32。此外設(shè)想，使范圍70、 71在 其閾值方面根據(jù)相應(yīng)分催化器3、 4的老化因子AF與老化程度相匹配。
現(xiàn)在優(yōu)選地根據(jù)相應(yīng)分催化器3、 4的還原劑充填程度的分別現(xiàn)有的當(dāng) 前值按照?qǐng)D8a至8c所示的流程圖對(duì)分催化器3、 4的充填程度進(jìn)行調(diào)整或 調(diào)節(jié)。其中下面從進(jìn)行尿素添加的簡(jiǎn)單的通斷調(diào)節(jié)出發(fā)。當(dāng)然同樣可考慮 其它方式的調(diào)節(jié)，例如以PID調(diào)節(jié)的形式。在流程圖中示出的程序優(yōu)選地 在定量給料單元9中進(jìn)行。
在圖8a的流程圖中示出在正常狀態(tài)下連續(xù)進(jìn)行的第一查詢(xún)循環(huán)的流 程。所述查詢(xún)循環(huán)在確定至少第一分催化器3已作好準(zhǔn)備后在方框800中 開(kāi)始。在查詢(xún)方框801中，查詢(xún)由充填程度確定單元10確定出的第一分催 化器3的氨充填程度F3。如果該值小于第一上閾值F32，那么便跳到方框 806 (Katl)內(nèi)，第一分催化器3的充填程度對(duì)于尿素溶液的定量供給起 決定性作用。在后面結(jié)合對(duì)圖8b所示的第二流程圖的描述再繼續(xù)說(shuō)明后續(xù) 進(jìn)行的其它工作步驟。
如果在查詢(xún)方框801中確定第一分催化器3的氨充填程度F3大于第一 上閾值F32 (N)，那么在下一個(gè)查詢(xún)方框802中便查詢(xún)是否低于上邊^(qū)HtF33。如果是，那么4更跳到方框805 (Kat2)，第二分催化器4的充填程度 對(duì)于尿素溶液的定量供給起決定性作用。在后面結(jié)合對(duì)圖8c所示的第三流 程圖的描述再繼續(xù)說(shuō)明后續(xù)進(jìn)行的其它工作步驟。
如果對(duì)方框802的查詢(xún)以"否"回答，那么在方框803中再次查詢(xún)充 填程度是否小于第一上閾值F32。首先，如果不是這種情況，那么便到達(dá)方 框804并停止尿素溶液的供給(定量供料"關(guān)斷")。因此第一分催化器 3儲(chǔ)存了足夠的氨，其中充填程度通過(guò)由于與氮氧化物和/或氧氣的反應(yīng)而 引起的損失以及通過(guò)解吸而隨時(shí)間降低。這時(shí)如果充填程度下降到笫一上 閾值F32之下，那么，這由于反復(fù)回跳到查詢(xún)方框803而被識(shí)別出，并跳 回到查詢(xún)循環(huán)的起點(diǎn)。
由在圖8b中所示的第二流程圖得到當(dāng)?shù)谝环执呋?的充填程度F3 對(duì)尿素的定量供給起決定性作用時(shí)的工作步驟。其中，首先在方框807中 查詢(xún)充填程度F3是否小于第一下閾值F31。如果是這種情況，那么便接通 尿素溶液的定量供給(方框808)，并跳回到查詢(xún)循環(huán)的起點(diǎn)。在另一種 情況下，在方框809中查詢(xún)充填程度F3是否小于第一上闊值F32。如果是 這種情況，那么便跳回到查詢(xún)循環(huán)起點(diǎn)而不改變定量給料狀態(tài)。相反，如 果超過(guò)第一上閾值F32 (N)，那么便關(guān)斷尿素溶液的定量供給(方框810) 并跳回到查詢(xún)循環(huán)起點(diǎn)。
由在圖8c中所示的第三流程圖得到當(dāng)?shù)诙执呋?的充填程度F4 對(duì)尿素的定量供給起決定性作用時(shí)的工作步驟。此處，其工作步驟完全類(lèi) 似于結(jié)合圖8b的第二流程圖所說(shuō)明的工作步驟，因而此處不再進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明?？傊?，可實(shí)現(xiàn)的是，用這種方法可將兩個(gè)分催化器3、 4分別調(diào)整到優(yōu) 選的充填程度范圍。強(qiáng)調(diào)指出，在運(yùn)行圖8b和8c的查詢(xún)循環(huán)時(shí)圖8a的查 詢(xún)循環(huán)仍不斷起作用，因此可對(duì)充填程度的變化作出靈活的反應(yīng)。
在圖9中示出本發(fā)明裝置的一種優(yōu)選實(shí)施形式的框圖，其中與圖l至 8c的部件和參量相對(duì)應(yīng)的部件和參量具有相同的附圖標(biāo)記。
為了調(diào)整通過(guò)定量給料閥14向排氣添加尿素的定量給料速率D,設(shè)置 用于確定第一分催化器3的氨充填程度F3的第一充填程度確定單元10、用于確定第二分催化器4的氨充填程度F4的第二充填程度確定單元IO，和 定量給料單元9。它們的功能在前面基本上已說(shuō)明，因此下面僅說(shuō)明特殊 性。
與在圖1中所示的裝置不同，按圖9的裝置具有兩個(gè)附加地設(shè)置在排 氣管2內(nèi)的排氣傳感器卯和91。此處，排氣傳感器卯、91做成氮氧化物 傳感器，它們提供相應(yīng)部位的氮氧化物濃度的信號(hào)NOx，Sl和NOx，S2。但 是傳感器卯、91中的至少一個(gè)也可做成氨傳感器。所述傳感器的數(shù)據(jù)特別 是用于補(bǔ)償計(jì)算程序或用于適配所存儲(chǔ)的特性曲線(xiàn)族和特性曲線(xiàn)，因此有 時(shí)也可取消至少一個(gè)傳感器90、 91。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制器92傳輸關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速n、當(dāng)前燃料噴射量K和當(dāng) 前排氣質(zhì)量流量A的數(shù)據(jù)以及其它數(shù)據(jù)W,作為信號(hào)處理和計(jì)算單元93 的輸入數(shù)據(jù)。信號(hào)處理和計(jì)算單元93由所述輸入數(shù)據(jù)和當(dāng)前尿素定量供給 速率D為第一分催化器3計(jì)算出當(dāng)前空間速度SV1、當(dāng)前氮氧化物濃度 NOx、氨輸入速率Z以及其它數(shù)據(jù)W，并將這些數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)輸送給 第一充填程度確定單元10。
如上所述，第一充填程度確定單元10由所述數(shù)據(jù)以及排氣輸入溫度 Tl為第一分催化器3計(jì)算出充填程度F3、老化因子AF1、氛泄漏Snhw、 氮氧化物輸出濃度NOx，l和空間速度SV2。這些數(shù)據(jù)與排氣溫度T2和其 它數(shù)據(jù)W—起用作第二充填程度確定單元10，和定量給料單元9的輸入量。 如圖9所示，第二充填程度確定單元IO，可從第一充填程度確定單元10作 為計(jì)算值或從第二溫度傳感器7作為測(cè)量值得到對(duì)第二分催化器4起決定 性作用的排氣溫度T2。此外，可用由第二溫度傳感器提供的測(cè)量值進(jìn)行模 型補(bǔ)償。
如上所述，第二充填程度確定單元10，以類(lèi)似的方法由提供給它的輸入 數(shù)據(jù)為第二分催化器4計(jì)算出充填程度F4、老化因子AF2、氨泄漏SNH3，2 和氮氧化物輸出濃度NOx，2及空間速度SV2。
定量給料單元9由提供給它的輸入數(shù)據(jù)確定出適合用于調(diào)整第一和/ 或第二分催化器所期望的氨充填程度的尿素定量供給速率D，并相應(yīng)地控
制定量給料閥14。此外，定量給料單元9通過(guò)分析特別是老化因子AF1、 AF2以及讀入的氮氧化物濃度NOx，2、 NOx，Sl和NOx，S2可確定出分催化 器3、 4、溫度傳感器6、 7、排氣傳感器卯、91或尿素定量供給裝置或定 量給料閥14中某一個(gè)部件的功能故障并發(fā)出相應(yīng)的故障警報(bào)。用這種方法 可由定量給料裝置或中央控制單元8完成OBD (在線(xiàn)診斷)功能。
權(quán)利要求
1.一種用于從主要以空氣過(guò)量方式運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)(1)的排氣中去除氮氧化物的裝置，具有-排氣管(2)，-配設(shè)于所述排氣管(2)的用于向所述排氣中添加包含還原劑的添加劑的添加部位，-設(shè)置在所述排氣管(2)內(nèi)位于所述添加部位下游的用于以所述還原劑還原包含在所述排氣中的氮氧化物的氮氧化物還原催化器(5)，該氮氧化物還原催化器具有第一分催化器(3)和設(shè)置在該第一分催化器(3)下游的第二分催化器(4)，其中所述氮氧化物還原催化器(5)設(shè)計(jì)成用于儲(chǔ)存所述還原劑，和-用于調(diào)整通過(guò)所述添加部位輸送給所述排氣的添加劑的添加量的定量給料單元(9)，其特征在于，設(shè)有用于確定儲(chǔ)存在所述第一分催化器(3)和/或第二分催化器(4)中的還原劑的還原劑充填程度(F3；F4)的充填程度確定裝置(10，10’)，并且可根據(jù)由該充填程度確定裝置(10，10’)確定出的所述第一分催化器(3)和/或第二分催化器(4)的還原劑充填程度來(lái)調(diào)整所述添加劑的添加量。
2. 按權(quán)利要求l所迷的裝置， 其特征在于，所述第一分催化器(3)和第二分催化器(4)在空間上相互分開(kāi)地設(shè)置。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的裝置， 其特征在于，所述第一分催化器(3)具有比所述第二分催化器(4)大的容積。
4. 按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，相應(yīng)分催化器(3， 4)的還原劑充填程度(F3; F4)可通過(guò)至少對(duì) -在相應(yīng)分催化器(3， 4)內(nèi)轉(zhuǎn)化的還原劑的轉(zhuǎn)化速率(UNOx)， -由相應(yīng)分催化器(3， 4)解吸的還原劑的解吸速率，和 -與所述排氣一起輸送給相應(yīng)分催化器(3, 4)的還原劑的輸入速率 進(jìn)行求和以及時(shí)間積分而確定出。
5. 按權(quán)利要求4所述的裝置， 其特征在于，為所述轉(zhuǎn)化速率和解吸速率設(shè)置特性曲線(xiàn)族，在確定還原劑充填程度 時(shí)所述充填程度確定裝置(10, 10，)可存取該特性曲線(xiàn)族。
6. 按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)所述的裝置， 其特征在于，為所述笫一分催化器(3)的還原劑充填程度(F3)可規(guī)定具有第一下 閾值(F31)和第一上閾值(F32)的第一范圍(70)，為所述第二分催化器(4)的還原劑充填程度(F4)可規(guī)定具有第二下閾值(F41)和第二上閾 值(F42)的第二范圍(71)，并且所述定量給料單元(9)與所述充填程 度確定裝置(IO, IO，)這樣共同作用，使得可將所述第一分催化器(3) 和/或第二分催化器(4)的還原劑充填程度(F3; F4)調(diào)節(jié)到相應(yīng)的范圍(70; 71)內(nèi)。
7. 按權(quán)利要求6所述的裝置， 其特征在于，為所述氮氧化物還原催化器(5)可確定出老化因子(AF)，所述還 原劑充填程度(F3; F4)的第一和/或第二范圍(70; 71)可根據(jù)該老化因 子(AF)規(guī)定。
8. 按權(quán)利要求7所述的裝置， 其特征在于，設(shè)有與未老化的氮氧化物還原催化器(5)匹配的第一特性曲線(xiàn)族組和 與定義的已老化的氳氧化物還原催化器(5)匹配的第二特性曲線(xiàn)族組，其 中所述第 一特性曲線(xiàn)族組配設(shè)有第 一老化因子，所述第二特性曲線(xiàn)族組配設(shè)有第二老化因子，在確定所述還原劑充填程度(F3; F4)時(shí)所述充填程 度確定裝置(10， 10，)可根據(jù)當(dāng)前老化因子(AF)在所述第一特性曲線(xiàn) 族組和第二特性曲線(xiàn)族組的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行內(nèi)插值。
9. 按權(quán)利要求1至8之任一項(xiàng)所述的裝置， 其特征在于，在所述排氣管(2 )內(nèi)在所述第一分催化器(3 )和/或第二分催化器(4 ) 的下游設(shè)有對(duì)氮氧化物和/或所述還原劑敏感的排氣傳感器(90; 91)。
10. —種用于向主要以空氣過(guò)量方式運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)(l)的排氣管(2) 定量供給包含還原劑的添加劑的方法，具有-用于向排氣中添加所述添加劑的添加部位，-設(shè)置在所述排氣管(2)內(nèi)位于所述添加部位下游的具有第一分催化 器(3)和設(shè)置在該第一分催化器(3)下游的第二分催化器(4)的氮氧化 物還原催化器(5 )，和-用于調(diào)節(jié)通過(guò)所述添加部位輸送給所述排氣的添加劑的添加量的定 量給料單元(9 )，其特征在于，確定出所述第一分催化器(3)和第二分催化器(4)的還原劑充填程 度(F3; F4),并根據(jù)所述第一分催化器(3)和/或第二分催化器(4)的 還原劑充填程度(F3; F4)選擇所述第一分催化器(3)的還原劑充填程度 (F3)或所述笫二分催化器(4)的還原劑充填程度(F4)作為調(diào)節(jié)所述添 加劑的添加量的調(diào)節(jié)量。
11. 按纟又利要求10所述的方法， 其特征在于，相應(yīng)分催化器(3， 4)的還原劑充填程度(F3; F4)通過(guò)至少對(duì) -在相應(yīng)分催化器(3, 4)內(nèi)轉(zhuǎn)化的還原劑的轉(zhuǎn)化速率(UNOx), -由相應(yīng)分催化器(3, 4)解吸的還原劑的解吸速率，和 -與所述排氣一起輸送給相應(yīng)分催化器(3， 4)的還原劑的輸入速率 進(jìn)4亍求和以及時(shí)間積分而確定出。
12. 按權(quán)利要求11所述的方法， 其特征在于，在確定所述轉(zhuǎn)化速率(UNOx)時(shí)，考慮儲(chǔ)存在相應(yīng)分催化器(3, 4) 內(nèi)的還原劑與包含在所述排氣內(nèi)的氮氧化物和氧氣的反應(yīng)。
13. 按權(quán)利要求11或12所述的方法， 其特征在于，在確定所述第二分催化器(4)的輸入速率時(shí)，考慮所述第一分催化器 (3)的解吸速率。
14. 按權(quán)利要求10至13之任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，為所述第一分催化器(3)的還原劑充填程度(F3) *沒(méi)置具有第一下閾 值(F31)和第一上閾值(F32)的第一范圍(70 )，當(dāng)所述第一分催化器(3 ) 的還原劑充填程度(F3)低于所述第一上閾值(F32)時(shí)，選擇所述第一分 催化器(3)的還原劑充填程度(F3)作為用于調(diào)節(jié)所述添加劑的添加量的 調(diào)節(jié)量。
15. 纟安斥又利要求14所述的方法， 其特征在于，為所述第一分催化器(3)的還原劑充填程度(F3)設(shè)置大于所述第一 上閾值(F32)的上邊界值(F33)，并且在所述第一分催化器(3)的還原 劑充填程度(F3)位于所述第一上閾值(F32)和所述上邊界值(F33)之間 時(shí)，選擇所述第二分催化器(4)的還原劑充填程度(F4)作為用于調(diào)節(jié)所 il、^力口齊，的、^力口 f的， i 。
16. 按權(quán)利要求10至15之任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，為所述氮氧化物還原催化器(5)確定出反映所述氮氧化物還原催化器 (5)的熱負(fù)荷的老化因子(AF)。
17. ^^權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述老化因子(AF)，為所述第一分催化器(3)的還原劑充填 程度(F3)規(guī)定所述第一范圍(70)和/或所述上邊界值(F33)，和/或?yàn)?所述第二分催化器(4)的還原劑充填程度(F4)規(guī)定第二范圍(71)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從主要以空氣過(guò)量方式運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的排氣中去除氮氧化物的裝置和方法。所述內(nèi)燃機(jī)配設(shè)有帶有包括兩個(gè)分催化器(3，4)的氮氧化物還原催化器的排氣系統(tǒng)，并且可確定所述分催化器的還原劑充填程度。按照本發(fā)明，根據(jù)第一分催化器(3)和/或第二分催化器(4)的還原劑充填程度向所述內(nèi)燃機(jī)的排氣中進(jìn)行包含還原劑的添加劑的添加(14)。
文檔編號(hào)B01D53/94GK101175552SQ200680016576
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者B·克普勒爾, B·克里斯特納, M·保勒, M·謝納, N·費(fèi)克特 申請(qǐng)人:戴姆勒-克萊斯勒股份公司