双SCR系统控制方法技术方案

一种控制车辆排气系统中的第二定量给料器的操作的方法，所述系统包括第一SCR催化单元和位于所述第一单元下游的第二SCR催化单元，并且包括适于在所述第一单元上游注射还原剂的第一尿素定量给料器，并且其中所述第二尿素定量给料器位于所述第二催化单元上游并且适于在所述第二催化单元上游注射尿素，所述方法包括以下步骤：a)基于所述第一SCR单元的操作条件确定期望的NH3逸出分数，b)基于所述期望的逸出分数控制第二定量给料器的操作。望的逸出分数控制第二定量给料器的操作。望的逸出分数控制第二定量给料器的操作。

Control method of double SCR system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双SCR系统控制方法


[0001]本申请涉及一种控制车辆排气系统中的催化单元操作的方法，例如包括选择性催化还原(SCR)单元的那些系统，其中存储在SCR单元中的氨转化NOx。其特别适用于包括位于第二SCR单元上游的第一SCR单元的排气系统，并且其中每个SCR单元具有位于其上游的相应的尿素(还原剂)定量给料器(doser)单元。对于相应的SCR单元，定量给料器定量供给被转化为氨(NH3)的尿素。其特别适用于控制所述定量给料器中的还原剂(尿素)定量给料的方法。

技术介绍

[0002]特别是在CN6b和Euro 6d/Euro7市场的柴油机应用中，需要改进的排放控制，因此这将需要比CN6a或Euro6d
‑
temp更复杂的车辆排气后处理系统。
[0003]一种典型的变型由双SCR催化器(catalyst)(即两个串联设置的SCR单元)与用于其的两个相应的单独的尿素/还原剂(例如Adblue)定量给料器组合而构成。在这种系统的排气系统中，第一SCR单元位于第二(下游)SCR单元的上游。第二SCR单元通常被称为地板下SCR单元(UF SCR)，并且第一SCR单元通常是具有SCR功能的组合柴油机微粒过滤器(DPF)；通常称为SDPF。下文中对SDPF的提及可理解为对第一(上游)SCR单元的提及且可互换，而对UF SCR的提及可理解为对第二(下游)SCR单元的提及且可互换。
[0004]在高于450
‑
500℃时，大部分NH3(来自尿素)在SDPF中被氧化，然后不能转化NOx。在较冷的位置添加第二定量给料器允许在第二下游SCR(例如UF SCR)中的NOx转化。
[0005]添加第二尿素注射点增加了SCR控制的复杂性：第二尿素定量给料器为控制提供了额外的自由度。第二SCR催化器可以用从SDPF中逸出的NH3进料，也可以通过用第二定量给料器直接注射尿素来进料。
[0006]对于两个独立的定量给料器，两个SCR的控制需要新的开环和闭环方案。每个SCR必须被控制以提供用于NOx转化的给定的NH3存储量。昂贵的NOx传感器必须保持最小数量。双定量给料器控制需要与单定量给料器控制具有通用性，并且需要避免控制和修正方法的激增。
[0007]这样的双定量给料器控制可能变得比单定量给料器复杂得多。Demuynck等人的“Integrated Diesel System Achieving Ultra
‑
Low Urban and Motorway NOxEmissions on the Road”的2019出版物(Vienna 2019
‑
AECC/IAV)描述了一种双定量给料器控制系统。若干问题与这种控制相关联。所采用的卡尔曼滤波器打破了实际系统的物理/化学行为与控制之间的联系，这使得修正器难以基于物理/化学观察来微调控制。位于SDPF下游的NOx传感器将在大多数时间与气体中高水平的NH3一起操作(NH3从SDPF中逸出)。这是由于SDPF需要高水平的NH3填充以在其最高可能的效率下执行。NOx传感器对NH3交叉敏感，SDPF下游的NH3浓度和NOx浓度的估算是非常不准确的。信号通常比现有技术的定量给料系统的输送精度低。此外，NOx传感器显著增加了SCR系统的总成本。如果不是绝对需要，应避免添加这种额外的传感器。
[0008]另一个问题是SDPF和SCR之间的NH3信号(和NOx)的不准确性，结合第二定量给料器的激活使得修正第二定量给料器的定量给料流量(闭环)的风险很大：当用后NOx传感器闭合回路时，前定量给料器的漂移可能被错误地识别为第二定量给料器的漂移。在不良混合/降解的前SCR导致的尿素逸出的情况下，这变得更加明显，即第二闭环错误地修正第二定量给料器。
[0009]上述控制及其附加的NOx传感器的增加的复杂性难以判断，因为第二定量给料器主要(/仅)用于非常高的排气温度条件，例如DPF再生。在正常条件下，用第二定量给料器控制后SCR而不是过度填充前SCR以产生额外的NH3实际上对系统的整体NOx性能是有害的：当它被NH3饱和时，SDPF性能显著增加，这是当前定量给料器用于控制两种SCR催化器时的情况。

技术实现思路

[0010]在一个方面，一种车辆排气系统中的第二定量给料器的操作的控制方法，所述系统包括第一SCR催化单元和位于所述第一单元下游的第二SCR催化单元，并且包括适于在所述第一单元上游注射还原剂的第一尿素定量给料器，并且其中所述第二尿素定量给料器位于所述第二催化单元上游并且适于在所述第二催化单元上游注射尿素，所述方法包括以下步骤：
[0011]a)基于所述第一SCR单元的操作条件确定期望的NH3逸出分数，
[0012]b)基于所述期望的逸出分数控制第二定量给料器的操作。
[0013]当所述第一SCR单元具有DPF功能时，可以根据所述第一SCR单元的温度和/或所述第一SCR单元的烟灰负载的变量确定所述期望的逸出分数。
[0014]所述逸出分数可以定义为a/(a+b)，其中“a”是期望的NH3逸出量，“b”是通过所述第二定量给料器的操作提供的流向所述第二SCR单元的NH3流量。
[0015]“a”和/或“b”的值可由所述期望的逸出分数和变量确定，所述变量包括存储在所述第二SCR单元上的NH3的量和存储在所述第二SCR单元上的目标NH3值。
[0016]“a”和/或“b”的值可以由所述期望的逸出分数和变量确定，所述变量包括实际计算的逸出流量。
[0017]可以由所述第二SCR单元的模型确定所述第二SCR单元的存储的NH3。
[0018]所述模型的输入可以是流向第二SCR的总NH3流量。
[0019]所述方法可包括根据计算的期望的逸出流量“a”控制第一定量给料器的操作。
[0020]所述方法可包括确定“b”的值并根据该变量操作第二定量给料器。
[0021]总NH3流量可以根据由所述第一SCR单元的模型提供的模拟逸出流量和来自所述第二定量给料器的尿素的确定流量来确定。
[0022]所述控制方法可以是开环或前馈。
附图说明
[0023]现在将参照附图通过示例描述本专利技术，其中：
[0024]‑
图1示出了其中可以执行本专利技术的实施方式的双SCR系统的示例；
[0025]‑
图2示出了可以如何确定逸出分数；
[0026]‑
图3示出了针对第二定量给料器的NH3逸出分数如何随操作条件而变化；
[0027]‑
图4示出了根据一个实例的控制的实施例。
具体实施方式
[0028]图1示出了可以执行本专利技术的实施方式的双SCR系统的示例。其示出了具有双定量给料器/SCR后处理的车辆排气系统的一部分。实际上，存在第一上游SCR(例如SDPF)单元1和其下游的第二SCR单元2。在图1中示出了第一尿素定量给料器3和第二尿素/还原剂定量给料器/注射器4，第一尿素定量给料器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车辆排气系统中的第二定量给料器的操作的控制方法，所述系统包括第一SCR催化单元和位于所述第一单元下游的第二SCR催化单元，并且包括适于在所述第一单元上游注射还原剂的第一尿素定量给料器，并且其中所述第二尿素定量给料器位于所述第二催化单元上游并且适于在所述第二催化单元上游注射尿素，所述方法包括以下步骤：a)基于所述第一SCR单元的操作条件确定期望的NH3逸出分数，b)基于所述期望的逸出分数控制第二定量给料器的操作。2.如权利要求1所述的方法，其中当所述第一SCR单元具有DPF功能时，根据所述第一SCR单元的温度和/或所述第一SCR单元的烟灰负载的变量确定期望的逸出分数。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述逸出分数被定义为a/(a+b)，其中“a”是期望的NH3逸出量，“b”是通过所述第二定量给料器的操作提供的流向所述第二SCR单元的NH3流量。4.如权利要求3所述的方法，其中“a”和/或“b”的值由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：博格华纳卢森堡汽车系统公司，
类型：发明
国别省市：