供入还原剂的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380035695.0

申请日:

2013.06.20

公开号:

CN104428504A

公开日:

2015.03.18

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回 IPC(主分类):F01N 3/20申请公布日:20150318|||实质审查的生效IPC(主分类):F01N3/20申请日:20130620|||公开

IPC分类号:

F01N3/20

主分类号:

F01N3/20

申请人:

依米泰克排放技术有限公司

发明人:

彼得·鲍尔

地址:

德国洛马尔

优先权:

102012105954.3 2012.07.04 DE

专利代理机构:

北京聿宏知识产权代理有限公司11372

代理人:

吴大建; 刘华联

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内容摘要

本发明涉及一种将还原剂供入废气处理装置(23)中的废气物质流内的方法,所述废气处理装置(23)包括还原剂的供入口(27)、用于存储还原剂的存储催化转化器(26)、用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25)。根据本发明,在步骤a)中采取了第一配量策略(1),监控所述存储催化转化器(26)中的还原剂的装载量,并且基于当前的装载量来确定第一目标转化率(4)。在步骤b)中,根据所述第一目标转化率(4)来供入还原剂。在步骤c)中,之后确定由SCR催化转化器(25)所得到的当前的转化率(10)。在步骤d)中,将当前转化率(10)与第一目标转化率(4)相比较并且记录任何偏差(13)。最后,在步骤e)中,如果偏差(13)超过第一阈值(14)则切换到另一个配量策略(2,3),在所述另一个配量策略(2,3)中不考虑存储催化转化器(26)的装载量。

权利要求书

权利要求书
1.  一种将还原剂供入废气处理装置(23)中的废气物质流内的方法,所述废气处理装置(23)包括还原剂的供入点(27)、用于存储还原剂的存储催化转化器(26),以及用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25),所述方法至少具有下述步骤:
a)执行第一配量策略(1),其中监控所述存储催化转化器(26)中的还原剂的装载量,并且基于当前的装载量来确定第一目标转化率(4);
b)根据所述第一目标转化率(4)来供入还原剂;
c)确定由所述SCR催化转化器(25)所得到的当前进行的转化率(10);
d)将所述当前进行的转化率(10)与所述第一目标转化率(4)相比较,并且记录偏差(13);
e)如果所述偏差(13)超过第一阈值(14),则切换到另一个配量策略(2,3),其中,在所述另一个配量策略(2,3)中不考虑所述存储催化转化器(26)的装载量。

2.  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,仅当在步骤d)中在比预定的最长持续时间更长的时间段内记录到偏差时才实施步骤e)。

3.  根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤e)之后,在比预定的最长持续时间(19)更长的预定时间段内执行所述另一个配量策略(2,3),并且之后切换回如所述步骤a)所述的第一配量策略(1)。

4.  根据权利要求3所述的方法,其特征在于,为了确定所述存储催化转化器(26)的装载量,使用了在预定的时间段后重置的填充水平模型。

5.  根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,在所述另一个配量策略(2,3)中,设置了降低的第二目标转化率(5)。

6.  根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,对于在步骤a)中执行配量策略(1),如果废气处理装置(23)正处于稳态运行状态则使用稳态比例积分控制器(35),如果内燃机正处于动态运行状态则使用动态比例积分控制器(37),其中,在步骤d)中,对所述稳态比例积分控制器(35)的第一控制值(36)和所述动态比例积分控制器(37)的第二控制值(38)之间进行比较,并作为所述偏差(13)的附加而考虑所述比较。

7.  根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,将所述偏差(13)与一系列阈值(14,15,16)相比较,其中,基于阈值并根据以下步骤来选择所述另一个配量策略(2,3):
偏差小于第一阈值(14):保持第一配量策略(1);
偏差小于第二阈值(15)且大于第一阈值(14):切换到第二配量策略(2);并且
偏差小于第三阈值(16)且大于第二阈值(15):切换到第三配量策略(3)。

8.  根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,以循环的形式和规律的间隔重复地实施方法步骤a)到e)。

9.  一种机动车(34),其具有内燃机(24)和用于净化所述内燃机(24)的废气的废气处理装置(23),其中所述废气处理装置(23)具有还原剂的供入点(27)、用于存储还原剂的存储催化转化器(26)、用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25),以及设计和设置成用于执行如上述任一权利要求所述的方法的控制单元(28)。

10.  一种静态设备,其具有内燃机(24)和用于净化所述内燃机(24)的废气的废气处理装置(24),其中所述废气处理装置具有还原剂的供入点(27)、用于存储还原剂的存储催化转化器(26)、用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25),以及设计和设置成用于执行如权利要求1到8中任意一项所述的方法的控制单元(28)。

说明书

说明书供入还原剂的方法
技术领域
本发明涉及一种将还原剂供入尤其是用于机动车内燃机的废气处理装置中的废气物质流内的方法。
背景技术
为了在现代的内燃机、特别是柴油内燃机中阻止燃烧所产生的氮氧化合物的释放,已经建立了SCR(选择性催化还原)方法。为此目的,使用了这样的SCR催化转化器,其具有使反应可在相对低的温度下发生的涂层。在选择性催化还原期间,引发氮氧化合物与氨气反应,从而生成氮气和水。为了获得尽可能高的转化率,理想的是有尽可能最大量的氨水参与反应。但是同等重要的是,尽可能少量的氨气会再次逸出SCR转化器或废气处理装置,这是因为即使是少量的氨气也可感受到其难闻的味道。因此,氨气的化学计量代表了所需的计量。按各个需求的量来对进入所流出的废气中的氨气进行计量是一个迄今仍未达到的目标,或者仅能以非常低的精度但在控制技术方面的花费非常高的方式来达到该目标。因此,通常使用存储了过量的计量氨气的存储催化转化器,在氨气计量不足的情况中,可使所存储的氨气再次用于与废气反应。还寻求以这种方式来阻止计量系统(喷射件、泵等)的非常频繁的操作,以便由此能够实现尽可能最小的磨损和能量消耗。
存储催化转化器的一个缺点是,存储催化转化器中存储的氨气受到许多边界条件的限制,该边界条件影响了最大存储量,也就是说存储催化转化器的填充水平。最大装载量特别地受到强烈的温度依赖性的限制和老化的限制,后者尤其归因于存储涂层的热诱导变化。另外,用于控制存储催化转化器的装载量的测量传感器也受到各种干扰变量的影响。总而言之,这会导致错误的控制事件,其减少了存储催化转化器的利用率,或甚至使存储催化转化器不能使用。
发明内容
以此为起点,本发明的目标是至少部分地克服现有技术中已知的缺点和问题。通过独立权利要求的特征来达到所述目标。从属权利要求涉及有利的实施方案。
本发明涉及一种将还原剂供入废气处理装置中的废气物质流内的方法,其中该废气处理装置包括还原剂的供入点、用于存储还原剂的存储催化转化器、以及用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器,所述方法至少具有以下步骤:
a)执行第一配量策略,其中监控存储催化转化器的还原剂的装载量,并且基于当前的装载量来确定第一目标转化率;
b)根据第一目标转化率来供入还原剂;
c)确定由SCR催化转化器所得到的当前进行的转化率;
d)将当前进行的转化率与第一目标转化率相比较,并且记录偏差;
e)如果偏差超过第一阀值则切换到另一个配量策略,其中,在另一个配量策略中不考虑存储催化转化器的装载量;
待供入的还原剂可以气态氨和/或还原剂前体、例如尿素水溶液的形式添加在废气处理装置中的废气物质流内。它要么直接添加到废气中并热式地转换成氨气和水(热解),和/或最先在水解催化转化器中(在废气外和/或在废气中)制备以形成氨气(水解)。作为还原剂,通常使用的是已知商品名为的具有32.5%尿素的尿素水溶液。为此目的,通常使用配量喷嘴、阀或注入件来将还原剂与废气混合,其中例如可通过混合器来帮助废气与还原剂很好地混合。通过这种方式可以使得两种反应物—氮氧化合物和氨气—开始与彼此接触,并且可在废气处理装置中反应。通过设置在废气处理装置中的供入点来实施这种还原剂的供入。废气处理装置通过废气线路与内燃机相连。内燃机尤其是柴油内燃机。
在废气处理装置中的供入点的下游设置了可提供还原剂或氨气专用的存储的存储催化转化器。为此目的,存储催化转化器具有相应的涂层,例如铁沸石涂层或铜沸石涂层。这种涂层典型地产生每升约1克氨的存储能力。所述存储能力通常限制在相对窄的温度范围内,例如在100℃到400℃之间,其中在每种情况中存储能力朝向温度边界急剧降低。精确的温度边界和存储能力对温度的精确依赖取决于各个涂层。
另外,在废气处理装置中设置了SCR催化转化器。存储催化转化器和SCR 催化转化器也可实现在一个催化转化器基体中。所述催化转换基体优选地具有涂层,该涂层具有存储能力并且还可催化SCR反应。
在SCR催化转化器中,通过还原剂进行的氮氧化合物的选择性催化反应可在低温下进行,例如甚至是从130℃到150℃的温度。氨气在SCR催化转化器中的吸收甚至开始得稍早一些(取决于涂层类型)。
在本方法中执行第一配量策略,由此意在SCR催化转化器中得到氮氧化合物的目标转化率。目标转化率是在内燃机和废气处理装置的当前运行条件下表征废气中的氮氧化合物的转化的理论强度的参数。
此处要确定存储催化转化器的当前装载量。装载量是指通过涂层而存储在存储催化转化器中并且可用于与被导入的废气或氮氧化合物反应的可使用的还原剂的绝对量。此处假设已知存储催化转化器的最大吸收能力,并假设考虑还原剂的计量和/或周围条件可以确定所述最大吸收容量目前已经达到了多少百分比。因此,还可以确定可使用的还原剂的绝对量。
另外还确定存储催化转化器中的(仍然)可用或未被使用的存储能力。如已经提及的那样,存储催化转化器的存储能力取决于当前温度。例如,如果温度过低或过高,存储能力急剧降低。然而,存储能力另外还附加地受到存储催化转化器的老化和/或存储材料可能被污染的影响,例如存储材料被燃料中的硫污染,并因此形成硫酸盐,其减少或甚至(部分地)阻碍氨气的存储。存储能力典型地随着逐渐的老化而降低。此处,能够以基于模型的方式例如通过查表法(特征图)来确定填充水平和存储能力自身。但是,它们也可通过对计量的量和当前转化率和/或滑移的直接测量来确定,滑移是指由于还原剂的过量而导致还原剂穿过SCR催化转化器。
以基于模型的方式来确定SCR催化转化器中的氮氧化合物的目标转化率。优选地通过在由控制技术来模拟在现行条件下的确切进程的模型中考虑不同的测量值,例如SCR催化转化器的温度、存储催化转化器的温度、当前废气中的氮氧化合物的温度等来确定目标转化率。此处,可使用经验数据和/或函数。另外,不仅可以以基于模型的方式考虑存储催化转化器的填充水平和/或存储能力,还可以考虑内燃机的当前运行状态和/或预计运行状态,以确定基于模型的目标转化率。
为了达到目标转化率,相应地改变还原剂的计量,也就是还原剂的供入率。这意味着如果例如存储催化转化器是空的(或者低于预定的最小装载量)且存储 能力足够,则计量入过量的还原剂。相反地,如果即将发生存储能力降低且存储催化转化器中出现预定的最大装载量,则计量入少量的还原剂,以便在氨气滑移发生之前的适当时候排空存储催化转化器。
通过对当前转化率的监控而得到第一配量策略的结果。例如,通过氮氧传感器来确定当前转化率,从而可检测其相对于目标转化率的偏差。在设置成实施该方法的控制单元中,记录当前转化率和设定的目标转化率之间的偏差。
如果当前转化率偏离目标转化率的程度过大,则启动另一个不同的配量策略。这将通过将所记录的偏差与第一阈值相比较来确定。如果偏差过大,则在第一配量策略中可能有误差。
为了抵消所述误差,可选择另一个不考虑存储催化转化器而运行的配量策略。也就是说,如果考虑存储催化转化器的装载量而不能得到目标转化率,则可直接采取另一个配量策略来确定配量。所述配量策略假设没有还原剂可用于氮氧化合物的转换,并未给氮氧化合物提供以非常接近的时间顺序立即地直接供应还原剂因此,尤其是可假设存储催化转化器未运行或被封锁。
在本方法的一个有利的实施方式中,仅当在步骤d)中在比预定的最大持续时间更长的一段时间内记录到偏差时,才实施步骤e)。
在本方法的这个实施方式中,并不在第一次超过第一阈值时就立即切换到不同的配量策略,而仅当在预定的最长持续的时间段内发生超过第一阈值时才切换。以这种方式,阻止了普通的反常情况和/或测量偏差可能会引发的不稳定的控制行为。此处的另一个优点是,可以将第一阈值设置成非常接近目标转化率。这意味着即使是小偏差也会导致引发配量策略的改变。此处,能够得到非常精确地遵守目标转化率;这是因为,如果在比预定的最长持续时间更长的时间段内超过第一阈值,则必然可以假设第一配量策略当前是基于错误的模型或导致了错误的结果。
另外,该方法可以构造成当偏差不再出现时再次重置用于检测时间段的机构,并且仅在偏差第一次再现时该机构才重新启动。但是,偏差也可以在相对于彼此的相对长的时间间隔内检测到,也就是说,在时间方面,在超过第一阈值的偏差出现之间,转化率可以对应于目标转化率,和/或可能出现不超过第一阈值的(小)偏差。此处,若合适的话可以确定不实施切换配量策略而在预定的最长时间段内会出现的偏差的次数。
在切换配量策略的事件中,优选地重置用于检测时间段的机构。在切换后,首先假设可使用另一个配量策略来实施合适的还原剂的配量。
在本方法的另一个实施方式中,在切换配量策略的事件中不重置用于检测时间段的机构,相反,考虑第一阈值的超出值与第二阈值的超出值的平均值,以便在合适的情况下用作切换成另外一个配量策略(例如第三配量策略)的指标。
在本方法的一个有利的实施方式中,在步骤e)之后,在比预定的最长持续时间更长的预定时间段内执行另一个配量策略,并且之后切换回如步骤a)所述的第一配量策略。
由于在步骤e)后在比预定的最长持续时间更长的预定时间段内执行了另一个配量策略,其中该最长持续时间导致另一个配量策略的引发,因此可以确保,如果该另一个剂量策略现在表现出足够接近实际的转换,则已经提供了充足的时间段,使得由于执行第一配量策略而导致的废气处理装置中的错误状态已被改正。例如,所述另一个配量策略可包含通过废气温度升高(第二配量策略=去污策略)的优点来消除存储催化转化器的污染。在所述类型的去污处理的情况中,温度升得如此高以至于存储催化转化器的存储能力非常低,低到不存在。因此,必须在存储催化转化器排空后和/或在存储催化转化器被加热的期间执行第二配量策略,就象在高的废气温度下不存在存储催化转化器且没有转换发生那样。另外,通过本方法的这种实施方式,可阻止配量策略之间的非必要的快速切换,由此保护了系统。另外,以这种方式,耗尽了当前存储的(未知的)氨气的量。所述氨气的量会导致“滑移”,结果氨气出现在废气系统中。
在本方法的一个有利的实施方式中,为了确定存储催化转化器的装载量,可以使用在预定的一段时间后重置的填充水平模型。
填充水平模型为第一配量策略中的还原剂的计量提供了基础。如果所需的填充水平和最大填充水平当前的相差程度过大,也就是说最大填充水平落到在正常状态下存储催化转化器的通常存储能力之下,则在填充水平模型中例如有补偿。因此,如果填充水平模型被重置,则所述补偿可再次用于转化。特别地,在成功地执行了去污策略后,存储催化转化器的存储能力增加,使得填充水平模型可以被重置以更好地利用装载量。通过控制器,填充水平模型再次适应于存储催化转化器的实际情况,并且不受到来自另一个配量策略之前的测量值的限制。
在本方法的一个有利的实施方式中,在另一个配量策略中设定了降低的第二 目标转化率。然而,优选地以与第一配量策略相同的方式来执行另一个配量策略。
由于相对于第一目标转化率而降低的第二目标转化率,因此所计量入的还原剂的量、也就是说还原剂供入率降低。以这种方式,在功能性存储催化转化器的情况中,填充水平或装载量降低,或存储催化转化器被排空。但是至少有这样的情况,如果准确地确定了废气中的氮氧化合物的相应的量和/或尽管所确定的值不正确但相应地改变了还原剂供入率,则不再填充催化转化器。第一目标转化率例如可能需要还原60%到100%之间的氮氧排放物。第二目标转化率会降低0.5到0.95倍,以可靠地阻止废气系统的实际故障和/或控制错误信息。
在本方法的一个有利的实施方式中,在步骤a)中执行配量策略(1)时,如果废气处理装置(23)正处于运行状态则使用稳态比例控制器(35),并且如果内燃机正处于运行状态则使用动态比例积分控制器(37),其中,在步骤d)中,作为偏差的附加,实施并考虑稳态比例积分控制器的第一控制值和动态比例积分控制器的第二控制值之间的比较。执行配量策略(1)是指从步骤a)到步骤b)地根据目标转化率来设定供入还原剂的速率。第一控制值和第二控制值分别响应于供入还原剂的速率,该速率是以依赖于来自步骤a)的目标转化率的方式由控制器确定或限定的。
废气处理装置的稳态运行状态的特征在于,废气处理装置的运行参数不变化或仅缓慢地变化,并且例如当与废气处理装置相连接的内燃机以恒定负载和转速运行时发生该稳态运行状态。废气处理系统的动态运行状态的特征在于,废气装置的运行参数快速变化,并且特别地在内燃机的负载和转速频繁且快速变化的事件中发生该动态运行状态。例如,可基于废气处理装置的运行参数的梯度来识别出现的是动态运行状态还是稳态运行状态。如果一定的运行参数的梯度超过预定的阈值,则出现动态运行状态。否则出现稳态运行状态。
通过在不同的运行状态下的两个不同的控制器的操作,能够在配量策略内特别精确同时特别可靠地控制配量。例如,稳态比例积分控制器可适于以特别精确的方式设定配量。对于这一目的,动态比例积分控制器更不易受到关于废气处理装置的波动运行条件的错误的影响。
为了根据这个实施方式实施本方法,设置用于执行上述方法的控制单元被设置成通过稳态比例积分控制器(PI控制器)来确定第一控制值,并通过动态比例积分控制器(PI控制器)来确定第二控制值。
PI控制器结合了P控制器和I控制器的特点。通过P部件,立即得到了循环中的与控制偏差成比例的修正干预。I部件具有这样的效果,即还考虑了先前的控制变量,并且因此减弱了过分强烈的反应和异常发生的偏差。PI控制器适于快速地将控制变量调整到参考变量并没有永久偏差。此处,稳态比例积分控制器设置成使得调节器的积分部件的内存值保持不变,并且优选地,输入变量保持恒定。相反地,可向动态比例积分控制器提供的不同的输入变量,但是特别地,仅在一定的条件下重置积分部件(或内存部件)。
重置积分部件的条件例如是切换了配量策略。作为重置的结果,比例积分控制器适于当前输入值而不影响基于如上所述的之前所得到的控制值的调整。简单来说,稳态比例积分控制器维持其内存并在当前的控制值的计算中处理先前的输入变量,然而动态比例积分控制器当其刚被重置时仅对当前值起反应。动态比例积分控制器例如设置成仅在一个配量策略中对当前输入变量的衰减作用起反应,并阻止来自先前配量策略的衰减作用也受到影响。因此,如果两个控制值之间的偏差过大,则假定所需转化率现在偏离了当前转化率。
在本方法的一个有利的实施方式中,将偏差与多个阈值相比较,其中基于阈值并根据以下程序来选择所述另一个配量策略:
偏差小于第一阈值:继续执行第一配量策略;
偏差大于第一阈值且小于第二阈值:执行第二配量策略;
偏差大于第二阈值且小于第三阈值:执行第三配量策略;
偏差大于第三阈值:执行第四配量策略。
在连续的配量策略(第一、第二、第三、第四配量策略)中,会执行不同的目标值,从而重置废气处理装置使其进入可以再次获得第一目标转化率的状态。为此目的,例如,可升高废气的温度以对存储催化转化器进行去污,可排空存储催化转化器,和/或执行其他对策以再次增强存储催化转化器和SCR催化转化器的功能。但是若合适,配量策略还可以包含将目标转化率设置成不需要存储催化转化器。以这种方式,可以得到足够精确的控制,甚至在存储催化转化器的功能不再充足时也是如此。
此处,可交错进行配量策略或在启动顺序方面预先限定配量策略。在一个完整的功能系统中出现最佳转化时执行第一配量策略(基础策略)。如果意在通过存储催化转化器的排空来实现装载量的改变,则执行第二配量策略(装载量减少 策略或补偿校正策略),也就是说设置降低的还原剂供入率。可预先限定第三配量策略,以在降低转化率的同时通过燃尽硫酸盐来排空和去污(去污策略)。在存储催化转化器不再(充分地)起作用和/或对再生措施不起反应的事件中,设置第四配量策略以不用存储催化转化器而永久运行(应急策略)。但是也可以有其他顺序和策略。
在本方法的一个有利的实施方式中,为了执行一个配量策略,在切换配量策略的事件中重置PI控制器的积分控制部件。PI控制器的积分控制部件允许将配量长期地且精切地改变成适于现行的运行条件。废气处理装置中出现稳定运行状态时,通过积分控制部件能够顺利地实现这样的改变。当废气装置中出现动态运行状态时,通常不可能有这样的改变,这是因为在运行参数中的短期变化的事件中积分控制器不能足够快速地反应。因此,在动态运行状态中重置积分控制部件是有利的。
在所述的方法中,配量策略的切换是动态运行状态出现的重要指标。通常,如本发明的步骤d)中所确定的,当前转化率和目标转化率之间的偏差与动态运行状态相关。因此,在切换配量策略的事件中重置积分控制部件是有利的。
由于所述目标值的设定,因此得到了特别精确的转化率或还原剂供入率。功率输出与氮氧化合物的产生成比例。此处,基于功率输出设定绝对目标值实现了特别精确的目标值确定,而不需要直接测量值。氮氧化合物的物质流的绝对目标值例如按法律规定的废气标准而定。废气标准构成为例如净化的废气中所允许的氮氧化合物的质量的上限。设定氮氧化合物的减少的百分比目标值特别是按在废气净化过程中的氮氧化合物的转化能力而定,并因此特别可靠。
在本发明的一个有利的实施方式中,在至少一个配量策略中(第一配量策略和/或至少一个其他配量策略),从下述目标转化率的群组中选择目标转化率:
第一目标转化率,其涉及与废气处理装置相连的内燃机的功率输出;
第二目标转化率,其涉及在经净化的(废气处理装置中排出的)废气中的氮氧化合物的物质流;以及
第三目标转化率,其预限定了SCR催化转化器的上游的氮氧化合物的量和SCR催化转化器的下游的氮氧化合物的量之间的比例。
目标转化率是表示多少比例的存在于未净化的废气中的全部氮氧化合物应该在SCR催化转化器中被转化的计算值。
在本方法的一个有利的实施方式中,在计算了不同的目标转化率的配量策略中,选择了可预限定氮氧化合物的转化的最低水平的目标转化率。通过选择所述目标转化率,可达到以高的可能性获得目标转化率,且同时可靠地阻止了滑移。
在本方法的另一个有利的实施方式中,在激活所述方法之前(在步骤a)之前),为了设定开始时间,将配量减少直到存储催化转化器中没有装载量,然后设定开始时间。因此,在存储催化转化器为空的时候开始本方法。通过在没有任何装载量存在时设置开始时间,能够阻止模型固有的计算错误导致错误地执行配量策略。特别地,再次避免或消除了实际存在的填充水平偏移。也有这样的情况,在内燃机运行期间,伴随着上述方法的新激活的重新启动以规律的间隔出现,由此可以相应地确定在存储催化转化器中不存在装载量。
在本方法的另一个有利的实施方式中,以循环的形式和规律的间隔重复地实施方法步骤a)到e)。
在本发明的另一个方面,还提出了一种具有内燃机和用于净化内燃机的废气的废气处理装置的机动车,其中废气处理装置具有还原剂的供入点、用于存储还原剂的存储催化转化器、用于实施对废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器,以及设计和设置成实施此处所描述的方法的控制单元。
在本发明的另一个方面,还提出了一种具有内燃机和用于净化内燃机的废气的废气处理装置的静态设备,其中废气处理装置具有还原剂的供入点、用于存储还原剂的存储催化转化器、用于实施对废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器,以及设计和设置成实施此处所描述的方法的控制单元。这种类型的静态设备例如是发电机。
在权利要求中单独地规定的特征能够以任意所需的技术上有意义的方式结合,并且能够从说明书中的示例性事实和附图以及所规定的本发明的其他实施方式的细节中得到补充。
附图说明
基于附图将更详细地对本发明和技术领域进行解释。附图显示了特别优选的示例性实施方式,但本发明不限于此。特别地,应当注意的是附图以及尤其是图示的比例仅是示意性的。在附图中:
图1显示了上述方法的示意图,
图2显示了用于实施本方法的备选的控制器,
图3显示了具有填充水平重置的配量策略,并且
图4显示了废气处理装置在机动车中的布置。
具体实施方式
图1显示了如上所述的实施本方法以将还原剂物质流供入废气处理装置中的可能的示意图。此处,第一配量策略1、第二配量策略2和第三配量策略3显示在中心处,每一个所述配量策略分别产生了第一目标转化率4和第一阈值14、第二目标转化率5和第二阈值15,以及第三目标转化率6和第三阈值16。切换操作器7基于来自于决策操作器11的控制信号20来决定使用哪一个目标转化率和哪一个阈值(在本例中为第一目标转化率4和第一阈值14)。但是,切换操作器7也可以设置在配量策略的上游,以便为了节省处理量而仅执行其中一个配量策略。控制器8计算还原剂供入率9,该还原剂供入率9在SCR催化转化器25中导致当前转化率10。通过减法操作器12来将当前转化率10与所选择的目标转化率(在这种情况下为第一目标转化率4)相比较。这得出了偏差13,该偏差13在比较操作器17中与所选择的阈值(在这种情况下为第一阈值14)相比较。如果偏差13超过阈值14,则在内存操作器18中记录一个条目。内存操作器18例如为计数器的形式。偏差13超过第一阈值14的总持续时间记录在内存操作器18中。如果总持续时间超过预定的最长持续时间19,则在决定操作器11中触发变化。在这个实施例中,对于每一个配量策略1到3来说,还原剂供入率9是输入变量。另外,在各个配量策略中,仅示意性地描述了不同个数的不同的输入变量。另外,在决策操作器11处可以向调整器8的积分部件21提供重置信号22,该调整器8例如在切换配量策略的事件中被重置。在本实施例中,当激活决策控制器11时重置预定的最长持续时间19。
图2显示了备选的控制器8,其包括稳态比例积分控制器35和动态比例积分控制器37。稳态比例积分控制器35输出第一控制值36,动态比例积分控制器37输出第二控制值38。第一控制值36和第二控制值38分别响应于所提出的还原剂供入率。通过选择处理器39,并且根据出现的是动态运行状态还是稳态运行状态,选择第一控制值36或第二控制值38并将其用作还原剂供入率9。所述控制器8可替换性地相应地用于图1中的示意图中。
图3显示了可实施第一填充水平调整的第一配量策略。通过微分操作器44来设置在这种情况下所需的装载量41与最大装载量42的比例。在装载量比较操作器45中将所述比例与阈值43相比较,并且随即重置装载值40。图3是也在图1(的左上角)中示出并使用的第一配量策略1的细节图。
图4显示了机动车34,其中内燃机24与废气处理装置23相连。在废气处理装置23中,在流动方向32上例如设置有氧化催化转化器31和下游的SCR催化转化器25。在SCR催化转化器25的上游设置有存储催化转化器26,该存储催化转化器26可存储还原剂,其中还原剂可穿过与还原剂存储器33相连的供入点27。通过第一传感器29和第二传感器30来确定用于不同的配量策略的值。所述值构成了用于控制单元28的输入变量,该控制单元28根据所描述的方法来控制供入点27的还原剂供入率9。
根据所提出的方法,能够在非常窄的阈值内提供非常精确的配量,并且同时适宜地对废气处理装置的错误和其他变量起反应。
附图标记列表
1       第一配量策略
2       第二配量策略
3       第三配量策略
4       第一目标转化率
5       第二目标转化率
6       第三目标转化率
7       切换操作器
8       控制器
9       还原剂供入率
10      当前转化率
11      决策操作器
12      减法操作器
13      偏差
14      第一阈值
15      第二阈值
16      第三阈值
17      比较操作器
18      内存操作器
19      预定最长持续时间
20      控制信号
21      积分部件
22      重置信号
23      废气处理装置
24      内燃机
25      SCR催化转化器
26      存储催化转化器
27      供入点
28      控制单元
29      第一传感器
30      第二传感器
31      氧化催化
32      流动方向
33      还原剂存储器
34      机动车
35      稳态比例积分控制器
36      第一控制值
37      动态比例积分控制器
38      第二控制值
39      选择处理器
40      装载值
41      所需装载量
42      最大装载量
43      阈值
44      微分操作器
45      装载量比较操作器

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380035695.0(22)申请日 2013.06.20102012105954.3 2012.07.04 DEF01N 3/20(2006.01)(71)申请人依米泰克排放技术有限公司地址德国洛马尔(72)发明人彼得鲍尔(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司 11372代理人吴大建 刘华联(54) 发明名称供入还原剂的方法(57) 摘要本发明涉及一种将还原剂供入废气处理装置(23)中的废气物质流内的方法,所述废气处理装置(23)包括还原剂的供入口(27)、用于存储还原剂的存储催化转化器(26)、用于实施废气中的氮氧化合。

2、物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25)。根据本发明,在步骤a)中采取了第一配量策略(1),监控所述存储催化转化器(26)中的还原剂的装载量,并且基于当前的装载量来确定第一目标转化率(4)。在步骤b)中,根据所述第一目标转化率(4)来供入还原剂。在步骤c)中,之后确定由SCR催化转化器(25)所得到的当前的转化率(10)。在步骤d)中,将当前转化率(10)与第一目标转化率(4)相比较并且记录任何偏差(13)。最后,在步骤e)中,如果偏差(13)超过第一阈值(14)则切换到另一个配量策略(2,3),在所述另一个配量策略(2,3)中不考虑存储催化转化器(26)的装载量。(30)优先权数据(85。

3、)PCT国际申请进入国家阶段日2015.01.04(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/062879 2013.06.20(87)PCT国际申请的公布数据WO2014/005851 DE 2014.01.09(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书9页 附图2页(10)申请公布号 CN 104428504 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104428504 A1/2页21.一种将还原剂供入废气处理装置(23)中的废气物质流内的方法,所述废气处理装置(23)包括还原剂的供入点(27)、用于存储还原剂的存储。

4、催化转化器(26),以及用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25),所述方法至少具有下述步骤:a)执行第一配量策略(1),其中监控所述存储催化转化器(26)中的还原剂的装载量,并且基于当前的装载量来确定第一目标转化率(4);b)根据所述第一目标转化率(4)来供入还原剂;c)确定由所述SCR催化转化器(25)所得到的当前进行的转化率(10);d)将所述当前进行的转化率(10)与所述第一目标转化率(4)相比较,并且记录偏差(13);e)如果所述偏差(13)超过第一阈值(14),则切换到另一个配量策略(2,3),其中,在所述另一个配量策略(2,3)中不考虑所述存储催化转化器。

5、(26)的装载量。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,仅当在步骤d)中在比预定的最长持续时间更长的时间段内记录到偏差时才实施步骤e)。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤e)之后,在比预定的最长持续时间(19)更长的预定时间段内执行所述另一个配量策略(2,3),并且之后切换回如所述步骤a)所述的第一配量策略(1)。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,为了确定所述存储催化转化器(26)的装载量,使用了在预定的时间段后重置的填充水平模型。5.根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,在所述另一个配量策略(2,3)中,设置了降低的第二目标转化率(5)。6.根据上述任一权利要。

6、求所述的方法,其特征在于,对于在步骤a)中执行配量策略(1),如果废气处理装置(23)正处于稳态运行状态则使用稳态比例积分控制器(35),如果内燃机正处于动态运行状态则使用动态比例积分控制器(37),其中,在步骤d)中,对所述稳态比例积分控制器(35)的第一控制值(36)和所述动态比例积分控制器(37)的第二控制值(38)之间进行比较,并作为所述偏差(13)的附加而考虑所述比较。7.根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,将所述偏差(13)与一系列阈值(14,15,16)相比较,其中,基于阈值并根据以下步骤来选择所述另一个配量策略(2,3):偏差小于第一阈值(14):保持第一配量策略(1)。

7、;偏差小于第二阈值(15)且大于第一阈值(14):切换到第二配量策略(2);并且偏差小于第三阈值(16)且大于第二阈值(15):切换到第三配量策略(3)。8.根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,以循环的形式和规律的间隔重复地实施方法步骤a)到e)。9.一种机动车(34),其具有内燃机(24)和用于净化所述内燃机(24)的废气的废气处理装置(23),其中所述废气处理装置(23)具有还原剂的供入点(27)、用于存储还原剂的存储催化转化器(26)、用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25),以及设计和设置成用于执行如上述任一权利要求所述的方法的控制单元(28)。10。

8、.一种静态设备,其具有内燃机(24)和用于净化所述内燃机(24)的废气的废气处理装置(24),其中所述废气处理装置具有还原剂的供入点(27)、用于存储还原剂的存储催化权 利 要 求 书CN 104428504 A2/2页3转化器(26)、用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器(25),以及设计和设置成用于执行如权利要求1到8中任意一项所述的方法的控制单元(28)。权 利 要 求 书CN 104428504 A1/9页4供入还原剂的方法技术领域0001 本发明涉及一种将还原剂供入尤其是用于机动车内燃机的废气处理装置中的废气物质流内的方法。背景技术0002 为了在现代的内燃机。

9、、特别是柴油内燃机中阻止燃烧所产生的氮氧化合物的释放,已经建立了SCR(选择性催化还原)方法。为此目的,使用了这样的SCR催化转化器,其具有使反应可在相对低的温度下发生的涂层。在选择性催化还原期间,引发氮氧化合物与氨气反应,从而生成氮气和水。为了获得尽可能高的转化率,理想的是有尽可能最大量的氨水参与反应。但是同等重要的是,尽可能少量的氨气会再次逸出SCR转化器或废气处理装置,这是因为即使是少量的氨气也可感受到其难闻的味道。因此,氨气的化学计量代表了所需的计量。按各个需求的量来对进入所流出的废气中的氨气进行计量是一个迄今仍未达到的目标,或者仅能以非常低的精度但在控制技术方面的花费非常高的方式来达。

10、到该目标。因此,通常使用存储了过量的计量氨气的存储催化转化器,在氨气计量不足的情况中,可使所存储的氨气再次用于与废气反应。还寻求以这种方式来阻止计量系统(喷射件、泵等)的非常频繁的操作,以便由此能够实现尽可能最小的磨损和能量消耗。0003 存储催化转化器的一个缺点是,存储催化转化器中存储的氨气受到许多边界条件的限制,该边界条件影响了最大存储量,也就是说存储催化转化器的填充水平。最大装载量特别地受到强烈的温度依赖性的限制和老化的限制,后者尤其归因于存储涂层的热诱导变化。另外,用于控制存储催化转化器的装载量的测量传感器也受到各种干扰变量的影响。总而言之,这会导致错误的控制事件,其减少了存储催化转化。

11、器的利用率,或甚至使存储催化转化器不能使用。发明内容0004 以此为起点,本发明的目标是至少部分地克服现有技术中已知的缺点和问题。通过独立权利要求的特征来达到所述目标。从属权利要求涉及有利的实施方案。0005 本发明涉及一种将还原剂供入废气处理装置中的废气物质流内的方法,其中该废气处理装置包括还原剂的供入点、用于存储还原剂的存储催化转化器、以及用于实施废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器,所述方法至少具有以下步骤:0006 a)执行第一配量策略,其中监控存储催化转化器的还原剂的装载量,并且基于当前的装载量来确定第一目标转化率;0007 b)根据第一目标转化率来供入还原剂;000。

12、8 c)确定由SCR催化转化器所得到的当前进行的转化率;0009 d)将当前进行的转化率与第一目标转化率相比较,并且记录偏差;0010 e)如果偏差超过第一阀值则切换到另一个配量策略,其中,在另一个配量策略中不考虑存储催化转化器的装载量;说 明 书CN 104428504 A2/9页50011 待供入的还原剂可以气态氨和/或还原剂前体、例如尿素水溶液的形式添加在废气处理装置中的废气物质流内。它要么直接添加到废气中并热式地转换成氨气和水(热解),和/或最先在水解催化转化器中(在废气外和/或在废气中)制备以形成氨气(水解)。作为还原剂,通常使用的是已知商品名为的具有32.5尿素的尿素水溶液。为此目。

13、的,通常使用配量喷嘴、阀或注入件来将还原剂与废气混合,其中例如可通过混合器来帮助废气与还原剂很好地混合。通过这种方式可以使得两种反应物氮氧化合物和氨气开始与彼此接触,并且可在废气处理装置中反应。通过设置在废气处理装置中的供入点来实施这种还原剂的供入。废气处理装置通过废气线路与内燃机相连。内燃机尤其是柴油内燃机。0012 在废气处理装置中的供入点的下游设置了可提供还原剂或氨气专用的存储的存储催化转化器。为此目的,存储催化转化器具有相应的涂层,例如铁沸石涂层或铜沸石涂层。这种涂层典型地产生每升约1克氨的存储能力。所述存储能力通常限制在相对窄的温度范围内,例如在100到400之间,其中在每种情况中存。

14、储能力朝向温度边界急剧降低。精确的温度边界和存储能力对温度的精确依赖取决于各个涂层。0013 另外,在废气处理装置中设置了SCR催化转化器。存储催化转化器和SCR催化转化器也可实现在一个催化转化器基体中。所述催化转换基体优选地具有涂层,该涂层具有存储能力并且还可催化SCR反应。0014 在SCR催化转化器中,通过还原剂进行的氮氧化合物的选择性催化反应可在低温下进行,例如甚至是从130到150的温度。氨气在SCR催化转化器中的吸收甚至开始得稍早一些(取决于涂层类型)。0015 在本方法中执行第一配量策略,由此意在SCR催化转化器中得到氮氧化合物的目标转化率。目标转化率是在内燃机和废气处理装置的当。

15、前运行条件下表征废气中的氮氧化合物的转化的理论强度的参数。0016 此处要确定存储催化转化器的当前装载量。装载量是指通过涂层而存储在存储催化转化器中并且可用于与被导入的废气或氮氧化合物反应的可使用的还原剂的绝对量。此处假设已知存储催化转化器的最大吸收能力,并假设考虑还原剂的计量和/或周围条件可以确定所述最大吸收容量目前已经达到了多少百分比。因此,还可以确定可使用的还原剂的绝对量。0017 另外还确定存储催化转化器中的(仍然)可用或未被使用的存储能力。如已经提及的那样,存储催化转化器的存储能力取决于当前温度。例如,如果温度过低或过高,存储能力急剧降低。然而,存储能力另外还附加地受到存储催化转化器。

16、的老化和/或存储材料可能被污染的影响,例如存储材料被燃料中的硫污染,并因此形成硫酸盐,其减少或甚至(部分地)阻碍氨气的存储。存储能力典型地随着逐渐的老化而降低。此处,能够以基于模型的方式例如通过查表法(特征图)来确定填充水平和存储能力自身。但是,它们也可通过对计量的量和当前转化率和/或滑移的直接测量来确定,滑移是指由于还原剂的过量而导致还原剂穿过SCR催化转化器。0018 以基于模型的方式来确定SCR催化转化器中的氮氧化合物的目标转化率。优选地通过在由控制技术来模拟在现行条件下的确切进程的模型中考虑不同的测量值,例如SCR催化转化器的温度、存储催化转化器的温度、当前废气中的氮氧化合物的温度等来。

17、确定目说 明 书CN 104428504 A3/9页6标转化率。此处,可使用经验数据和/或函数。另外,不仅可以以基于模型的方式考虑存储催化转化器的填充水平和/或存储能力,还可以考虑内燃机的当前运行状态和/或预计运行状态,以确定基于模型的目标转化率。0019 为了达到目标转化率,相应地改变还原剂的计量,也就是还原剂的供入率。这意味着如果例如存储催化转化器是空的(或者低于预定的最小装载量)且存储能力足够,则计量入过量的还原剂。相反地,如果即将发生存储能力降低且存储催化转化器中出现预定的最大装载量,则计量入少量的还原剂,以便在氨气滑移发生之前的适当时候排空存储催化转化器。0020 通过对当前转化率的。

18、监控而得到第一配量策略的结果。例如,通过氮氧传感器来确定当前转化率,从而可检测其相对于目标转化率的偏差。在设置成实施该方法的控制单元中,记录当前转化率和设定的目标转化率之间的偏差。0021 如果当前转化率偏离目标转化率的程度过大,则启动另一个不同的配量策略。这将通过将所记录的偏差与第一阈值相比较来确定。如果偏差过大,则在第一配量策略中可能有误差。0022 为了抵消所述误差,可选择另一个不考虑存储催化转化器而运行的配量策略。也就是说,如果考虑存储催化转化器的装载量而不能得到目标转化率,则可直接采取另一个配量策略来确定配量。所述配量策略假设没有还原剂可用于氮氧化合物的转换,并未给氮氧化合物提供以非。

19、常接近的时间顺序立即地直接供应还原剂因此,尤其是可假设存储催化转化器未运行或被封锁。0023 在本方法的一个有利的实施方式中,仅当在步骤d)中在比预定的最大持续时间更长的一段时间内记录到偏差时,才实施步骤e)。0024 在本方法的这个实施方式中,并不在第一次超过第一阈值时就立即切换到不同的配量策略,而仅当在预定的最长持续的时间段内发生超过第一阈值时才切换。以这种方式,阻止了普通的反常情况和/或测量偏差可能会引发的不稳定的控制行为。此处的另一个优点是,可以将第一阈值设置成非常接近目标转化率。这意味着即使是小偏差也会导致引发配量策略的改变。此处,能够得到非常精确地遵守目标转化率;这是因为,如果在比。

20、预定的最长持续时间更长的时间段内超过第一阈值,则必然可以假设第一配量策略当前是基于错误的模型或导致了错误的结果。0025 另外,该方法可以构造成当偏差不再出现时再次重置用于检测时间段的机构,并且仅在偏差第一次再现时该机构才重新启动。但是,偏差也可以在相对于彼此的相对长的时间间隔内检测到,也就是说,在时间方面,在超过第一阈值的偏差出现之间,转化率可以对应于目标转化率,和/或可能出现不超过第一阈值的(小)偏差。此处,若合适的话可以确定不实施切换配量策略而在预定的最长时间段内会出现的偏差的次数。0026 在切换配量策略的事件中,优选地重置用于检测时间段的机构。在切换后,首先假设可使用另一个配量策略来。

21、实施合适的还原剂的配量。0027 在本方法的另一个实施方式中,在切换配量策略的事件中不重置用于检测时间段的机构,相反,考虑第一阈值的超出值与第二阈值的超出值的平均值,以便在合适的情况下用作切换成另外一个配量策略(例如第三配量策略)的指标。0028 在本方法的一个有利的实施方式中,在步骤e)之后,在比预定的最长持续时间更说 明 书CN 104428504 A4/9页7长的预定时间段内执行另一个配量策略,并且之后切换回如步骤a)所述的第一配量策略。0029 由于在步骤e)后在比预定的最长持续时间更长的预定时间段内执行了另一个配量策略,其中该最长持续时间导致另一个配量策略的引发,因此可以确保,如果该。

22、另一个剂量策略现在表现出足够接近实际的转换,则已经提供了充足的时间段,使得由于执行第一配量策略而导致的废气处理装置中的错误状态已被改正。例如,所述另一个配量策略可包含通过废气温度升高(第二配量策略去污策略)的优点来消除存储催化转化器的污染。在所述类型的去污处理的情况中,温度升得如此高以至于存储催化转化器的存储能力非常低,低到不存在。因此,必须在存储催化转化器排空后和/或在存储催化转化器被加热的期间执行第二配量策略,就象在高的废气温度下不存在存储催化转化器且没有转换发生那样。另外,通过本方法的这种实施方式,可阻止配量策略之间的非必要的快速切换,由此保护了系统。另外,以这种方式,耗尽了当前存储的(。

23、未知的)氨气的量。所述氨气的量会导致“滑移”,结果氨气出现在废气系统中。0030 在本方法的一个有利的实施方式中,为了确定存储催化转化器的装载量,可以使用在预定的一段时间后重置的填充水平模型。0031 填充水平模型为第一配量策略中的还原剂的计量提供了基础。如果所需的填充水平和最大填充水平当前的相差程度过大,也就是说最大填充水平落到在正常状态下存储催化转化器的通常存储能力之下,则在填充水平模型中例如有补偿。因此,如果填充水平模型被重置,则所述补偿可再次用于转化。特别地,在成功地执行了去污策略后,存储催化转化器的存储能力增加,使得填充水平模型可以被重置以更好地利用装载量。通过控制器,填充水平模型再。

24、次适应于存储催化转化器的实际情况,并且不受到来自另一个配量策略之前的测量值的限制。0032 在本方法的一个有利的实施方式中,在另一个配量策略中设定了降低的第二目标转化率。然而,优选地以与第一配量策略相同的方式来执行另一个配量策略。0033 由于相对于第一目标转化率而降低的第二目标转化率,因此所计量入的还原剂的量、也就是说还原剂供入率降低。以这种方式,在功能性存储催化转化器的情况中,填充水平或装载量降低,或存储催化转化器被排空。但是至少有这样的情况,如果准确地确定了废气中的氮氧化合物的相应的量和/或尽管所确定的值不正确但相应地改变了还原剂供入率,则不再填充催化转化器。第一目标转化率例如可能需要还。

25、原60到100之间的氮氧排放物。第二目标转化率会降低0.5到0.95倍,以可靠地阻止废气系统的实际故障和/或控制错误信息。0034 在本方法的一个有利的实施方式中,在步骤a)中执行配量策略(1)时,如果废气处理装置(23)正处于运行状态则使用稳态比例控制器(35),并且如果内燃机正处于运行状态则使用动态比例积分控制器(37),其中,在步骤d)中,作为偏差的附加,实施并考虑稳态比例积分控制器的第一控制值和动态比例积分控制器的第二控制值之间的比较。执行配量策略(1)是指从步骤a)到步骤b)地根据目标转化率来设定供入还原剂的速率。第一控制值和第二控制值分别响应于供入还原剂的速率,该速率是以依赖于来自。

26、步骤a)的目标转化率的方式由控制器确定或限定的。0035 废气处理装置的稳态运行状态的特征在于,废气处理装置的运行参数不变化或仅缓慢地变化,并且例如当与废气处理装置相连接的内燃机以恒定负载和转速运行时发生该说 明 书CN 104428504 A5/9页8稳态运行状态。废气处理系统的动态运行状态的特征在于,废气装置的运行参数快速变化,并且特别地在内燃机的负载和转速频繁且快速变化的事件中发生该动态运行状态。例如,可基于废气处理装置的运行参数的梯度来识别出现的是动态运行状态还是稳态运行状态。如果一定的运行参数的梯度超过预定的阈值,则出现动态运行状态。否则出现稳态运行状态。0036 通过在不同的运行状。

27、态下的两个不同的控制器的操作,能够在配量策略内特别精确同时特别可靠地控制配量。例如,稳态比例积分控制器可适于以特别精确的方式设定配量。对于这一目的,动态比例积分控制器更不易受到关于废气处理装置的波动运行条件的错误的影响。0037 为了根据这个实施方式实施本方法,设置用于执行上述方法的控制单元被设置成通过稳态比例积分控制器(PI控制器)来确定第一控制值,并通过动态比例积分控制器(PI控制器)来确定第二控制值。0038 PI控制器结合了P控制器和I控制器的特点。通过P部件,立即得到了循环中的与控制偏差成比例的修正干预。I部件具有这样的效果,即还考虑了先前的控制变量,并且因此减弱了过分强烈的反应和异。

28、常发生的偏差。PI控制器适于快速地将控制变量调整到参考变量并没有永久偏差。此处,稳态比例积分控制器设置成使得调节器的积分部件的内存值保持不变,并且优选地,输入变量保持恒定。相反地,可向动态比例积分控制器提供的不同的输入变量,但是特别地,仅在一定的条件下重置积分部件(或内存部件)。0039 重置积分部件的条件例如是切换了配量策略。作为重置的结果,比例积分控制器适于当前输入值而不影响基于如上所述的之前所得到的控制值的调整。简单来说,稳态比例积分控制器维持其内存并在当前的控制值的计算中处理先前的输入变量,然而动态比例积分控制器当其刚被重置时仅对当前值起反应。动态比例积分控制器例如设置成仅在一个配量策。

29、略中对当前输入变量的衰减作用起反应,并阻止来自先前配量策略的衰减作用也受到影响。因此,如果两个控制值之间的偏差过大,则假定所需转化率现在偏离了当前转化率。0040 在本方法的一个有利的实施方式中,将偏差与多个阈值相比较,其中基于阈值并根据以下程序来选择所述另一个配量策略:0041 偏差小于第一阈值:继续执行第一配量策略;0042 偏差大于第一阈值且小于第二阈值:执行第二配量策略;0043 偏差大于第二阈值且小于第三阈值:执行第三配量策略;0044 偏差大于第三阈值:执行第四配量策略。0045 在连续的配量策略(第一、第二、第三、第四配量策略)中,会执行不同的目标值,从而重置废气处理装置使其进入。

30、可以再次获得第一目标转化率的状态。为此目的,例如,可升高废气的温度以对存储催化转化器进行去污,可排空存储催化转化器,和/或执行其他对策以再次增强存储催化转化器和SCR催化转化器的功能。但是若合适,配量策略还可以包含将目标转化率设置成不需要存储催化转化器。以这种方式,可以得到足够精确的控制,甚至在存储催化转化器的功能不再充足时也是如此。0046 此处,可交错进行配量策略或在启动顺序方面预先限定配量策略。在一个完整的功能系统中出现最佳转化时执行第一配量策略(基础策略)。如果意在通过存储催化转化说 明 书CN 104428504 A6/9页9器的排空来实现装载量的改变,则执行第二配量策略(装载量减少。

31、策略或补偿校正策略),也就是说设置降低的还原剂供入率。可预先限定第三配量策略,以在降低转化率的同时通过燃尽硫酸盐来排空和去污(去污策略)。在存储催化转化器不再(充分地)起作用和/或对再生措施不起反应的事件中,设置第四配量策略以不用存储催化转化器而永久运行(应急策略)。但是也可以有其他顺序和策略。0047 在本方法的一个有利的实施方式中,为了执行一个配量策略,在切换配量策略的事件中重置PI控制器的积分控制部件。PI控制器的积分控制部件允许将配量长期地且精切地改变成适于现行的运行条件。废气处理装置中出现稳定运行状态时,通过积分控制部件能够顺利地实现这样的改变。当废气装置中出现动态运行状态时,通常不。

32、可能有这样的改变,这是因为在运行参数中的短期变化的事件中积分控制器不能足够快速地反应。因此,在动态运行状态中重置积分控制部件是有利的。0048 在所述的方法中,配量策略的切换是动态运行状态出现的重要指标。通常,如本发明的步骤d)中所确定的,当前转化率和目标转化率之间的偏差与动态运行状态相关。因此,在切换配量策略的事件中重置积分控制部件是有利的。0049 由于所述目标值的设定,因此得到了特别精确的转化率或还原剂供入率。功率输出与氮氧化合物的产生成比例。此处,基于功率输出设定绝对目标值实现了特别精确的目标值确定,而不需要直接测量值。氮氧化合物的物质流的绝对目标值例如按法律规定的废气标准而定。废气标。

33、准构成为例如净化的废气中所允许的氮氧化合物的质量的上限。设定氮氧化合物的减少的百分比目标值特别是按在废气净化过程中的氮氧化合物的转化能力而定,并因此特别可靠。0050 在本发明的一个有利的实施方式中,在至少一个配量策略中(第一配量策略和/或至少一个其他配量策略),从下述目标转化率的群组中选择目标转化率:0051 第一目标转化率,其涉及与废气处理装置相连的内燃机的功率输出;0052 第二目标转化率,其涉及在经净化的(废气处理装置中排出的)废气中的氮氧化合物的物质流;以及0053 第三目标转化率,其预限定了SCR催化转化器的上游的氮氧化合物的量和SCR催化转化器的下游的氮氧化合物的量之间的比例。0。

34、054 目标转化率是表示多少比例的存在于未净化的废气中的全部氮氧化合物应该在SCR催化转化器中被转化的计算值。0055 在本方法的一个有利的实施方式中,在计算了不同的目标转化率的配量策略中,选择了可预限定氮氧化合物的转化的最低水平的目标转化率。通过选择所述目标转化率,可达到以高的可能性获得目标转化率,且同时可靠地阻止了滑移。0056 在本方法的另一个有利的实施方式中,在激活所述方法之前(在步骤a)之前),为了设定开始时间,将配量减少直到存储催化转化器中没有装载量,然后设定开始时间。因此,在存储催化转化器为空的时候开始本方法。通过在没有任何装载量存在时设置开始时间,能够阻止模型固有的计算错误导致。

35、错误地执行配量策略。特别地,再次避免或消除了实际存在的填充水平偏移。也有这样的情况,在内燃机运行期间,伴随着上述方法的新激活的重新启动以规律的间隔出现,由此可以相应地确定在存储催化转化器中不存在装载量。0057 在本方法的另一个有利的实施方式中,以循环的形式和规律的间隔重复地实施方说 明 书CN 104428504 A7/9页10法步骤a)到e)。0058 在本发明的另一个方面,还提出了一种具有内燃机和用于净化内燃机的废气的废气处理装置的机动车,其中废气处理装置具有还原剂的供入点、用于存储还原剂的存储催化转化器、用于实施对废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器,以及设计和设置成实。

36、施此处所描述的方法的控制单元。0059 在本发明的另一个方面,还提出了一种具有内燃机和用于净化内燃机的废气的废气处理装置的静态设备,其中废气处理装置具有还原剂的供入点、用于存储还原剂的存储催化转化器、用于实施对废气中的氮氧化合物的选择性催化还原的SCR催化转化器,以及设计和设置成实施此处所描述的方法的控制单元。这种类型的静态设备例如是发电机。0060 在权利要求中单独地规定的特征能够以任意所需的技术上有意义的方式结合,并且能够从说明书中的示例性事实和附图以及所规定的本发明的其他实施方式的细节中得到补充。附图说明0061 基于附图将更详细地对本发明和技术领域进行解释。附图显示了特别优选的示例性实。

37、施方式,但本发明不限于此。特别地,应当注意的是附图以及尤其是图示的比例仅是示意性的。在附图中:0062 图1显示了上述方法的示意图,0063 图2显示了用于实施本方法的备选的控制器,0064 图3显示了具有填充水平重置的配量策略,并且0065 图4显示了废气处理装置在机动车中的布置。具体实施方式0066 图1显示了如上所述的实施本方法以将还原剂物质流供入废气处理装置中的可能的示意图。此处,第一配量策略1、第二配量策略2和第三配量策略3显示在中心处,每一个所述配量策略分别产生了第一目标转化率4和第一阈值14、第二目标转化率5和第二阈值15,以及第三目标转化率6和第三阈值16。切换操作器7基于来自。

38、于决策操作器11的控制信号20来决定使用哪一个目标转化率和哪一个阈值(在本例中为第一目标转化率4和第一阈值14)。但是,切换操作器7也可以设置在配量策略的上游,以便为了节省处理量而仅执行其中一个配量策略。控制器8计算还原剂供入率9,该还原剂供入率9在SCR催化转化器25中导致当前转化率10。通过减法操作器12来将当前转化率10与所选择的目标转化率(在这种情况下为第一目标转化率4)相比较。这得出了偏差13,该偏差13在比较操作器17中与所选择的阈值(在这种情况下为第一阈值14)相比较。如果偏差13超过阈值14,则在内存操作器18中记录一个条目。内存操作器18例如为计数器的形式。偏差13超过第一阈值14的总持续时间记录在内存操作器18中。如果总持续时间超过预定的最长持续时间19,则在决定操作器11中触发变化。在这个实施例中,对于每一个配量策略1到3来说,还原剂供入率9是输入变量。另外,在各个配量策略中,仅示意性地描述了不同个数的不同的输入变量。另外,在决策操作器11处可以向调整器8的积分部件21提供重置信号22,该调整器8例如在切换配量策略的事件中被重置。在本实施例中,当激活决策控制器说 明 书CN 104428504 A10。

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