借助于顆粒過濾器的周期性再生對scr催化劑的優(yōu)化管理的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，對機動車輛動力傳動系的管理包括一種用于調(diào)節(jié)排氣管線(11)和/或注入裝置(13)中的還原劑晶體的量(MC)以及催化器(SCR)中所含的烴類的量(MH)的方法，其中該調(diào)節(jié)方法包括將顆粒過濾器(20)再生的多個周期性步驟(E1)，這些步驟各自是在與顆粒過濾器(20)中所含的煙灰量(MP)的不同的多個指標的基礎(chǔ)上被觸發(fā)的。
【專利說明】借助于顆粒過濾器的周期性再生對SCR催化劑的優(yōu)化管理
[0001]發(fā)明【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及使用SCR催化轉(zhuǎn)化器和顆粒過濾器進行排氣后處理的領(lǐng)域。
[0003]更確切而言，本發(fā)明的主題是一種用于管理機動車輛推進單元的方法，該機動車輛推進單元包括一個內(nèi)燃發(fā)動機以及一個用于發(fā)動機排放的排氣的排氣管線，并且在該排氣管線中安裝了一個顆粒過濾器、用于氮氧化物的選擇性催化還原的一個催化轉(zhuǎn)化器SCR、以及用于注入適合于該催化轉(zhuǎn)化器SCR的操作的還原劑的一個裝置。
現(xiàn)有技術(shù)
[0004]內(nèi)燃發(fā)動機主要產(chǎn)生氮氧化物(NOx，主要為NO和N02)、一氧化碳(CO)、烴類(HC)和微粒。越來越復(fù)雜的用于對排氣進行后處理的系統(tǒng)被裝配在稀燃發(fā)動機的排氣管線中，以便針對來自機動車輛的污染物氣體排放量的容許閾值的降低作出響應(yīng)。
[0005]降低這些污染物排放量的一種方式是裝配一個使用適當(dāng)還原劑(例如，氨、NH3)來進行氮氧化物的選擇性催化還原的SCR催化轉(zhuǎn)化器。這樣的SCR催化轉(zhuǎn)化器通過將一種還原劑注入該SCR催化轉(zhuǎn)化器上游的排氣管線中來工作，該催化轉(zhuǎn)化器在其化學(xué)反應(yīng)之后能夠形成該還原劑。
[0006]該推進單元一般要求添加一個容納該還原劑的儲罐、一個位于該SCR催化轉(zhuǎn)化器上游的專用注入裝置、以及允許該還原劑與排氣混合以便均化進入該SCR催化轉(zhuǎn)化器的混合物從而改善對氮氧化物的處理的一個器件。
[0007]在操作過程中，取決于各種動態(tài)參數(shù)如發(fā)動機輸送模式(燃料注入類型、混合物的貧富度、進氣空氣流速等等)、輸送的發(fā)動機速度和機械轉(zhuǎn)矩，通常的情況是，排氣管線中的氣體的溫度在長時期內(nèi)保持相當(dāng)?shù)?。?dāng)該推進單元包括一個SCR催化轉(zhuǎn)化器時，這可能產(chǎn)生如下文所提出的各種問題。
[0008]如果SCR催化轉(zhuǎn)化器處的排氣管線溫度太低(低于約200°C )，則注入的還原劑可能在排氣管線中和/或在還原劑注入器本身中結(jié)晶。這樣的影響首先是該注入器被這些晶體污染。對于相同的有待注入的還原劑參考量而言，這導(dǎo)致了實際注入的還原劑量減小并且因此將導(dǎo)致該SCR催化轉(zhuǎn)化器對氮氧化物的處理效率下降。此外，可能出現(xiàn)排氣中還原劑的偶爾排放:當(dāng)氣體溫度升高并且升高到高于這些還原劑晶體的汽化溫度時，由這些晶體的汽化導(dǎo)致的還原劑排放量有時可能過高而使得SCR催化轉(zhuǎn)化器不能有效地儲存它們。因此，其中一些還原劑于是將會穿過該SCR催化轉(zhuǎn)化器并且通過排氣而離開，并且它通常在量很大時具有難聞的氣味并且是有害的。
[0009]此外，當(dāng)進入SCR催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度太低時，到達SCR催化轉(zhuǎn)化器入口的具有化學(xué)式HC的未燃燒烴類變?yōu)閮Υ嬖谠揝CR催化轉(zhuǎn)化器中并且限制了其有效處理氮氧化物的能力。這是因為，儲存在SCR催化轉(zhuǎn)化器中的、從發(fā)動機排放出并或者由放置在排氣管線中的一個另外的注入器所發(fā)出的這些烴類僅在高于約350°C時才被氧化并且沒有被可能已定位在該SCR催化轉(zhuǎn)化器上游的任何后處理系統(tǒng)所處理。
[0010]目前，這些問題尚未被解決而是仍在出現(xiàn)并且由于以下事實而部分地被避免，SP排氣管線被盡可能快地加熱以避免形成晶體和未燃烴類的顯著排放量，并且當(dāng)SCR催化轉(zhuǎn)化器入口處的溫度低于一個溫度閾值時限制或甚至中止還原劑的注入。
[0011]發(fā)明目的
[0012]本發(fā)明的目的是提供一種基于SCR催化轉(zhuǎn)化器對排氣進行后處理的方案，該方案克服了上述缺點。
[0013]具體而言，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于管理推進單元的方法，該方法以一種簡單且廉價的方式使得有可能限制排氣管線和注入器裝置中的還原劑晶體的量、以及儲存在SCR催化轉(zhuǎn)化器中的未燃烴類的量。
[0014]本發(fā)明的一個方面涉及一種用于管理機動車輛推進單元的方法，該機動車輛推進單元包括一個內(nèi)燃發(fā)動機以及一個用于發(fā)動機排放的排氣的排氣管線，并且在該排氣管線中安裝了一個顆粒過濾器、用于氮氧化物的選擇性催化還原的一個催化轉(zhuǎn)化器、以及用于注入適合于該催化轉(zhuǎn)化器的操作的還原劑的一個裝置。該管理方法包括一種用于調(diào)節(jié)在排氣管線和/或注入器裝置中的基于還原劑的晶體的量并且用于調(diào)節(jié)催化轉(zhuǎn)化器中所含的烴類的量的方法，該調(diào)節(jié)方法包括將顆粒過濾器再生的多個周期性步驟，這些步驟各自是在與該顆粒過濾器中所含的煙灰的量無關(guān)的多個指標的基礎(chǔ)上觸發(fā)的。
[0015]這些將該顆粒過濾器再生的步驟可以基于機動車輛行駛時間和/或行駛距離以一個預(yù)定頻率以上周期性地被觸發(fā)。
[0016]該調(diào)節(jié)方法可以包括至少一個確定排氣管線和/或注入器裝置中的基于還原劑的晶體的量的步驟，然后在當(dāng)考慮了該確定步驟中所確定的晶體量的一個觸發(fā)條件被滿足時將實施一個將該顆粒過濾器再生的步驟。
[0017]在如該確定步驟中所確定晶體量高于一個預(yù)定閾值的情況下，可以實施將該顆粒過濾器再生的步驟。
[0018]這個確定晶體量的步驟可以涉及運行一種估算算法，該估算算法提供在多個參數(shù)的基礎(chǔ)上對這個量的評估，這些參數(shù)是選自至少:進入該催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度、排氣的流速、由該注入裝置注入的還原劑的量。
[0019]當(dāng)進入該催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度高于一個預(yù)定閾值時，在之前的確定步驟中確定的晶體量可以重設(shè)為零。
[0020]該調(diào)節(jié)方法可以包括至少一個確定該催化轉(zhuǎn)化器中所含的烴類的量的步驟，然后在當(dāng)考慮了該確定步驟中所確定的烴類的量的一個觸發(fā)條件被滿足時將實施一個將該顆粒過濾器再生的步驟。
[0021]在如該確定步驟中所確定烴類量高于一個預(yù)定閾值的情況下，可以實施將該顆粒過濾器再生的步驟。
[0022]這個確定烴類量的步驟可以涉及運行一種估算算法，該估算算法提供在多個計算模型的基礎(chǔ)上對這個量的評估，這些計算模型是選自至少:計算離開發(fā)動機的烴類排放量的一個模型、計算被安裝在該催化轉(zhuǎn)化器上游的排氣管線中的一個氧化催化轉(zhuǎn)化器對烴類的轉(zhuǎn)化率的一個模型、以及計算該催化轉(zhuǎn)化器的烴類負荷的一個模型。計算離開發(fā)動機的烴類排放量的該模型可以考慮以下多個參數(shù)，這些參數(shù)是選自至少:發(fā)動機的速度、由發(fā)動機輸送的機械轉(zhuǎn)矩、以及發(fā)動機的冷卻水的溫度。計算該氧化催化轉(zhuǎn)化器對烴類的轉(zhuǎn)化率的該模型可以考慮以下多個參數(shù)，這些參數(shù)是選自至少:進入該氧化催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度、排氣的流速。
[0023]當(dāng)進入該催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度高于一個預(yù)定閾值時，在之前的確定步驟中確定的烴類量可以重設(shè)為零。
[0024]當(dāng)分別考慮所確定的晶體量和所確定的烴類量的這兩個觸發(fā)條件中的至少一者被滿足時，可以實施一個將該顆粒過濾器再生的步驟。
[0025]本發(fā)明的第二方面涉及一種機動車輛推進單元，該機動車輛推進單元包括一個內(nèi)燃發(fā)動機以及一個用于發(fā)動機排放的排氣的排氣管線，并且在該排氣管線中安裝了一個顆粒過濾器、用于氮氧化物的選擇性催化還原的一個催化轉(zhuǎn)化器、以及用于注入適合于該催化轉(zhuǎn)化器的操作的還原劑的一個裝置。該推進單元包括自動實施此類管理方法的一個電子控制單元。
[0026]本發(fā)明的第三方面涉及一種包括此推進單元的機動車輛。
[0027]本發(fā)明的第四方面涉及一種包含計算機程序代碼器件的計算機程序，該計算機程序代碼器件適于當(dāng)該程序在控制單元的處理器上運行時實施此方法的這些步驟。
[0028]附圖簡要說明
[0029]其他優(yōu)點和特征在以下通過非限制性實例的方式給出并且在這些附圖中展示的本發(fā)明一些具體實施例的說明中將變得更加清楚明顯，在附圖中:
[0030]-圖1和圖2示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個推進單元的實例，
[0031]-圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的管理方法的一個實例中的相繼步驟，
[0032]-圖4是一個框圖，示意性地展示了如何確定烴類的量的一個實例，
[0033]-并且圖5是一個框圖,示意性地展示了如何確定還原劑晶體的量的一個實例。
[0034]本發(fā)明優(yōu)選實施方式的說明
[0035]因此本文提出不僅像現(xiàn)有技術(shù)中那樣根據(jù)對于再生在顆粒過濾器中存在的煙灰量的實際需要來主動觸發(fā)對顆粒過濾器的再生、而且還基于與顆粒過濾器中的這個煙灰量無關(guān)的多個觸發(fā)指標來周期性地進行再生，這些指標適于以受控的方式導(dǎo)致:
[0036]-對排氣管線及其注入裝置中的還原劑晶體量的調(diào)節(jié)，例如為了將它們保持在一個給定閾值以下，
[0037]-并且調(diào)節(jié)被儲存在SCR催化轉(zhuǎn)化器中的未燃烴類的量，例如將它們保持在一個給定閾值以下。
[0038]此說明將在一種在此具體情況下由基于脲的試劑形成的氨NH3所組成的還原劑的應(yīng)用中給出，該試劑是例如以商標名AdBlue?出售的產(chǎn)品、對應(yīng)于包含32.5%的脲的溶液AUS32。根據(jù)該SCR催化轉(zhuǎn)化器的性質(zhì)，可以考慮適于SCR催化轉(zhuǎn)化器的操作的任何其他類型的還原劑。
[0039]圖1和圖2描繪了機動車輛推進單元，該推進單元具有安裝在用于由內(nèi)燃發(fā)動機12排放的氣體的一個排氣管線11上的一個SCR催化轉(zhuǎn)化器，表示為10。一個注入裝置13在氣體沿著排氣管線11的流動方向14上安裝在催化轉(zhuǎn)化器10的上游的管線11中。注入裝置13經(jīng)由一個入口 15被供以脲的水溶液，脲具有在高溫下分解成氨NH3的特性，因而催化轉(zhuǎn)化器10所需的還原劑的量MA可以被注入排氣管線11中。入口 15由一個容納還原劑的儲罐16來供應(yīng)。這個推進單元另外包含多個傳感器，包括被配置成用于確定(通過測量或通過評估)SCR催化轉(zhuǎn)化器入口處的氣體溫度Tl的一個溫度傳感器17、以及在該SCR催化轉(zhuǎn)化器10的上游和/或下游的一個氮氧化物傳感器18。優(yōu)選地，這個傳感器18可以具有還測量該SCR催化轉(zhuǎn)化器10下游的排氣中的氨NH3濃度的特性。一個傳感器22能獲得用于冷卻發(fā)動機12的冷卻水的溫度T2。另一個傳感器23提供與進入氧化催化轉(zhuǎn)化器19的排氣的溫度T3有關(guān)的信息。最后，該推進單元包括一個標識為19的氧化催化轉(zhuǎn)化器(DOC)以及標識為20的一個顆粒過濾器(FAP)，它們安裝在SCR催化轉(zhuǎn)化器10上游的排氣管線11中，這樣使得排氣中的其他污染物元素、在過濾器20的情況下尤其是煙灰或微粒，可以被截獲。
[0040]在基于脲的還原劑如AdBlue?:被注入SCR催化轉(zhuǎn)化器上游的排氣管線11中的情況下，這種試劑通過蒸發(fā)而轉(zhuǎn)化成脲和水。脲到氨和二氧化碳的隨后分解以熱解和水解兩個步驟發(fā)生。接著該氨和氮氧化物NOx在該SCR催化轉(zhuǎn)化器中以氧化還原反應(yīng)的形式相互作用而減少全部或部分的氮氧化物NOx。因此氨到排氣管線11中的注入使得有可能通過SCR催化轉(zhuǎn)化器所進行的反應(yīng)而減少排氣中的氮氧化物NOx。
[0041]該推進單元另外包括一個由硬件和/或軟件元件構(gòu)成的電子控制單元21，該電子控制單元一般采用車載計算機的形式。這個單元21接收來自這些不同傳感器的測量數(shù)據(jù)。在這些數(shù)據(jù)和/或儲存在存儲器中的計算模型(圖譜、圖表等等)、所記錄的估算算法的基礎(chǔ)上，單元21使用一個計算機程序(該計算機程序包含適于實施它的計算機程序代碼器件)來實施一種用于管理該推進單元的方法，該方法將在下文中進行描述。具體而言，單元21控制顆粒過濾器20的周期性再生以用于后文將指明的調(diào)節(jié)目的，這些再生是以與過濾器20的實際需求導(dǎo)致的常規(guī)再生完全無關(guān)的一種方式被主動觸發(fā)的，以便在煙灰質(zhì)量超過一個給定閾值時消除全部或部分的煙灰。換言之，在此的提議是基于不考慮顆粒過濾器20中所含的煙灰量的多個觸發(fā)指標來周期性地觸發(fā)將顆粒過濾器20再生的步驟。
[0042]常規(guī)地，顆粒過濾器20的再生僅是當(dāng)其所含的煙灰處于高于一個預(yù)定閾值的量時才被觸發(fā)。在本發(fā)明的背景下，在不滿足以上條件的情況下就周期性地進行額外的再生。因此甚至在當(dāng)顆粒過濾器20中所含的煙灰量并不高于所述預(yù)定閾值的時候單元21也主動觸發(fā)這些額外的再生。
[0043]為了實現(xiàn)對顆粒過濾器20的(常規(guī)的或額外的)再生，已知的慣例是通過有意地對燃料到內(nèi)燃發(fā)動機12中的注入(量、類型)提出一個適當(dāng)?shù)母淖兒?或?qū)怏w到內(nèi)燃發(fā)動機12的供應(yīng)提出一種適當(dāng)?shù)男薷暮?或?qū)ε艢庠傺h(huán)水平提出一種適當(dāng)?shù)男薷?，來暫時提高排氣管線11中的氣體的溫度。本發(fā)明并不直接涉及對顆粒過濾器20進行再生的已知原理(順便不進行進一步詳述)而是涉及在與顆粒過濾器21中所含的煙灰量無關(guān)的某些具體指標的基礎(chǔ)上主動觸發(fā)這種再生的有利方式。
[0044]在顆粒過濾器20的再生過程中達到的氣體溫度高于這些還原劑晶體的汽化溫度。因此，在裝配有被設(shè)計用于通過升高氣體溫度來將其再生的顆粒過濾器20的一個排氣管線11中，這些晶體和未燃烴類通過每當(dāng)煙灰量高于該預(yù)定閾值時就觸發(fā)的這些常規(guī)再生的實施而被規(guī)律地至少部分地消除的。然而，在此情況下，晶體和烴類的量直接依賴于在對于再生顆粒過濾器20的實際要求的基礎(chǔ)上、即在基于過濾器20中的煙灰量的指標的基礎(chǔ)上觸發(fā)的兩個相繼再生之間的周期的持續(xù)時間。因此在兩個相繼再生之間存在延遲的周期的情況下很可能自由地形成非常無規(guī)則的晶體和烴類量，并且這在關(guān)注SCR催化轉(zhuǎn)化器的效率的程度上是不令人滿意的。[0045]針對這一組問題，根據(jù)一個必要特征，單元21運行的該管理方法包括用于調(diào)節(jié)排氣管線11和/或注入裝置13中的基于還原劑的晶體的量MC以及用于調(diào)節(jié)SCR催化轉(zhuǎn)化器所含的未燃烴類的量MH的一種方法。該調(diào)節(jié)方法有利地包括將顆粒過濾器20再生的周期性步驟，這些步驟各自是在與顆粒過濾器20中所含的煙灰量無關(guān)的多個觸發(fā)指標的基礎(chǔ)上被觸發(fā)的。這些將顆粒過濾器20再生的周期性步驟因此各自是獨立于將顆粒過濾器20再生的實際需要而被觸發(fā)的。對還原劑晶體的量MC和烴類的量MH的此種調(diào)節(jié)的實施使得有可能尤其在觸發(fā)這些再生的條件的基礎(chǔ)上避免遭遇非常不規(guī)則的量的晶體和烴類自由累積的任何風(fēng)險。
[0046]圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的管理方法的一個實例中的相繼步驟。因此這種由電子控制單元21自動實施的、用于管理整個推進單元的方法包括至少一個步驟E1，在該步驟的過程中運行顆粒過濾器20的再生。這些再生步驟El旨在周期性地實施并且本發(fā)明涉及將觸發(fā)這些再生步驟El的創(chuàng)新性條件。
[0047]按已知的方式，該管理方法可以包括至少一個步驟E2，該至少一個步驟在于確定是否存在將顆粒過濾器5再生的實際需要。為了做到這點，該方法必要地核實該顆粒過濾器5中所含的煙灰的量(質(zhì)量)MP是否超過了一個預(yù)定閾值SMP。如果是，即，如果檢測到對步驟El中的再生的實際需要，則觸發(fā)顆粒過濾器5的再生并且該方法前進至步驟E1。對于顆粒過濾器20的觸發(fā)性再生存在常規(guī)的條件，這些條件是基于考慮了過濾器20中的煙灰量MP的實際再生要求。這些條件使得有可能避免這個量MP變得太高，以避免在發(fā)動機12的排氣中存在高背壓、并且橫跨顆粒過濾器20的壓力差增大的風(fēng)險，因為這些壓力將大大降低發(fā)動機12的性能。
[0048]為了允許對晶體的量MC和未燃烴類的量MH進行調(diào)節(jié)，該管理方法因此提供了一種使用額外的指標來觸發(fā)再生步驟El的調(diào)節(jié)方法。這些額外的觸發(fā)指標是由之后將描述的步驟E3至ES來形成的，這些步驟允許與將顆粒過濾器20的再生需要無關(guān)地觸發(fā)一個再生步驟E1、或若干周期性的再生步驟E1，這些需要自身同時在步驟E2中被檢驗。這些額外的指標是與顆粒過濾器20中所含的煙灰的量MP無關(guān)的。
[0049]在針對此類額外指標的、提供了簡單這一優(yōu)點的第一可能性中，分別在機動車輛行駛時間和/或行駛距離的基礎(chǔ)上基于一個預(yù)定時間和/或距離頻率來周期性地觸發(fā)將顆粒過濾器20再生的這些步驟El。該管理方法所包括的調(diào)節(jié)方法因此涉及至少一個連續(xù)地或周期性地執(zhí)行的步驟E3，并且在該步驟中該控制單元21檢驗車輛行駛時間是否高于一個給定時間閾值(與所希望的時間頻率直接相關(guān))和/或車輛所覆蓋的距離是否超過了一個給定距離閾值(與所希望的距離頻率直接相關(guān))。如果這個條件中的至少一個條件被滿足，則該管理方法前進至再生步驟El。這樣使得有可能限定該顆粒過濾器20被切換至再生模式要經(jīng)過的一個默認時間或距離，從而覆蓋減少晶體和烴類的需要。例如，默認每行駛300km或每行駛5h就觸發(fā)一個再生步驟El。
[0050]在針對此類額外指標的、提供了精確性這一優(yōu)點的第二可能性中，將顆粒過濾器20再生的步驟El是周期性觸發(fā)的，首先針對每次觸發(fā)確定了(通過評估、測量等)還原劑晶體的量MC和/或未燃烴類的量MH、然后在所確定的這些量MC和MH的基礎(chǔ)上評估了是否存在尤其基于用于調(diào)節(jié)這些量MC和MH的希望策略來觸發(fā)一個步驟El的需要。
[0051]該管理方法所包括的調(diào)節(jié)方法因此涉及至少一個連續(xù)地或周期性實施的步驟E4以及至少一個連續(xù)地或周期性實施的步驟E6，并且在步驟E4中該控制單元21確定排氣管線11和/或注入裝置13中的基于還原劑的晶體的量MC，并且在步驟E6中該控制單元21確定在SCR催化轉(zhuǎn)化器中所含的烴類的量MH。
[0052]當(dāng)考慮了在確定MC的步驟E4中所確定的晶體量MC的一個觸發(fā)條件被滿足時，可以實施將顆粒過濾器20再生的一個步驟El。例如在該確定步驟E4中所確定的晶體量MC高于一個預(yù)定閾值SMC的情況下，實施將該顆粒過濾器20再生的一個步驟El。控制單元21在一個步驟E5的過程中檢驗這個觸發(fā)條件是否被滿足，該步驟檢驗在步驟E4中確定的晶體量MC是否等于或高于閾值SMC。如果是，則該管理方法前進至一個任選的備用步驟ES。
[0053]同時當(dāng)考慮了在確定步驟E6中所確定的烴類的量MH的一個觸發(fā)條件被滿足時，也可以實施將顆粒過濾器20再生的一個步驟E1。例如在該確定步驟E6中所確定的烴類量MH高于一個預(yù)定閾值SMH的情況下，實施將該顆粒過濾器20再生的一個步驟E1?？刂茊卧?1在一個步驟E7的過程中檢驗這個觸發(fā)條件是否被滿足，該步驟檢驗在步驟E6中確定的烴類量MH是否等于或高于閾值SMH。如果是，則該管理方法也前進至一個任選的備用步驟E8。
[0054]在避免過度頻繁的再生(盡管這是本發(fā)明的目的)的一個具體實施例中，在步驟E5和E7之一中滿足了考慮所確定的晶體量MC或烴類量MH中的僅一個觸發(fā)條件并不足以觸發(fā)將該顆粒過濾器20再生的一個步驟El。而是，僅當(dāng)分別考慮了所確定的晶體量MC或烴類量MH的這兩個觸發(fā)條件均被滿足時，才觸發(fā)將該顆粒過濾器20再生的一個步驟El。這就是為什么備用步驟ES對應(yīng)于以下步驟:在該步驟的過程中在實施一個再生步驟El之前并且盡管可能潛在地已經(jīng)滿足了這些觸發(fā)條件之一，該控制單元21擱置而等待，直到這兩個觸發(fā)條件都被滿足。
[0055]然而，在另一個實施例中，滿足考慮了所確定的晶體量MC或烴類量MH的僅一個觸發(fā)步驟就足以命令觸發(fā)將該顆粒過濾器20再生的步驟E1。該管理方法接著可以直接從步驟E5跳過步驟E8、獨立于步驟E6和E7而來到步驟El。并行地且獨立地，該管理方法還可以直接從步驟E7跳過步驟E8、獨立于步驟E4和E5而來到步驟El。這個步驟E8被稱為“和/或”，因為在一個具體實施例中僅在步驟E5和E7之前已被滿足的條件下或者替代地在另一個具體實施例中當(dāng)步驟E5或E7之一已被滿足時，才前進至步驟El。
[0056]從上述全部內(nèi)容中很顯然，步驟E4和E5是與步驟E6和E7分開地但并行地實施的。
[0057]這些閾值SMH和SMC可以適配成用于適應(yīng)給定車輛應(yīng)用的具體要求。
[0058]圖5是一個框圖，示意性地展示了在步驟E4中如何確定還原劑晶體的量MC的一個實例。
[0059]所注入的還原劑的量MA中有一個比例出現(xiàn)結(jié)晶。這個比例隨著氣體流速Q(mào)并且隨著SCR催化轉(zhuǎn)化器入口處的溫度Tl而變化。這個確定晶體量MC的步驟E4因此可以有利地包括運行一種算法或估算模型，該算法或估算模型提供在多個參數(shù)的基礎(chǔ)上對這個量MC的評估，這些參數(shù)是選自至少:進入該SCR催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度Tl、排氣的流速Q(mào)、以及由該注入裝置13注入的還原劑的量MA。流速Q(mào)可以通過任何手段、測量或評估來獲得。舉例而言，Q的值是從在發(fā)動機12的入口處測量的氣體流速估算出。
[0060]可以提出當(dāng)進入該SCR催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度Tl高于一個預(yù)定閾值STl時將在之前的確定步驟E4中確定的晶體量MC重設(shè)為零。如果是，則該管理方法在重設(shè)為零后返回至步驟E4。舉例而言，如果SCR催化轉(zhuǎn)化器的入口處的溫度Tl超過了閾值STl (例如，200°C )，則將晶體量MC重設(shè)為零?？梢曰谶@些晶體的汽化溫度來物理地校準閾值ST1。
[0061]圖4是一個框圖，示意性地展示了在步驟E6中如何確定烴類的量MH的一個實例。
[0062]烴類的量MH依賴于發(fā)動機12排放的烴類并且于是依賴于SCR催化轉(zhuǎn)化器被這些烴類填充的容易性。它還可能依賴于當(dāng)排氣管線11裝備有一個氧化催化轉(zhuǎn)化器19時該氧化催化轉(zhuǎn)化器對這些烴類的轉(zhuǎn)化率。這就是為什么這個用于確定烴類量MH的步驟E6有利地包括運行一個估算算法或模型，該估算算法或模型基于多個計算模型而提供對這個量MH的評估，這些計算模型是選自至少:用于計算離開發(fā)動機12的烴類排放量的一個模型、用于計算被安裝在SCR催化轉(zhuǎn)化器上游的排氣管線11中的氧化催化轉(zhuǎn)化器19對這些烴類的轉(zhuǎn)化率的一個模型、以及用于計算該SCR催化轉(zhuǎn)化器的烴類負荷的一個模型。
[0063]計算離開發(fā)動機12的烴類排放量的該模型考慮了以下多個參數(shù)，這些參數(shù)是選自至少:發(fā)動機12的速度N、由發(fā)動機12輸送的機械轉(zhuǎn)矩Ω、以及用于冷卻發(fā)動機12的冷卻水的溫度T2。這個集合(N，Ω)對應(yīng)于發(fā)動機12的工作點。用于計算排放量的該模型是例如由一個圖譜組成，該圖譜給出了隨著冷卻水溫度T2變化的排放量，該圖譜依賴于工作點(N，Ω)。這個圖譜是通過用發(fā)動機試驗臺進行識別而填滿的。
[0064]計算該氧化催化轉(zhuǎn)化器19對烴類的轉(zhuǎn)化率的該模型考慮了以下多個參數(shù)，這些參數(shù)是選自至少:進入該氧化催化轉(zhuǎn)化器19的排氣的溫度T3、以及排氣的流速Q(mào)。這可以是為T2和Q的函數(shù)的一個圖譜。
[0065]可以提出當(dāng)進入該SCR催化轉(zhuǎn)化器的排氣的溫度Tl高于一個預(yù)定閾值ST2時將在之前的確定步驟E6中確定的烴類量MH重設(shè)為零。在此情況下，該管理方法在重設(shè)為零后返回至步驟E6。舉例而言，如果SCR催化轉(zhuǎn)化器的入口處的溫度Tl超過了閾值ST2 (例如，200°C )，則將烴類量MH重設(shè)為零。
[0066]可以根據(jù)表征測試來設(shè)定閾值ST2。閾值ST2可以等于閾值STl或者可以與之不同。
[0067]這些計算算法和模型可以由物理方程、經(jīng)驗計算、“最壞情況”估計或觀察(使用傳感器直接估算)來形成。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管理機動車輛推進單元的方法，該機動車輛推進單元包括一個內(nèi)燃發(fā)動機(12)、一個排氣管線(11)，該排氣管線用于由該發(fā)動機(12)排放的廢氣并且其中安裝了一個顆粒過濾器(20)、用于氮氧化物(NOx)的選擇性催化還原的一個催化轉(zhuǎn)化器(SCR)、以及用于注入適于該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)的操作的還原劑的一個裝置(13)，其特征在于，該管理方法包括一種用于調(diào)節(jié)該排氣管線(11)中和/或該注入裝置(13)中的基于還原劑的晶體的量(MC)并且用于調(diào)節(jié)該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)所含的烴類的量(MH)的方法，該調(diào)節(jié)方法包括將該顆粒過濾器(20)再生的多個周期性步驟(El)，這些步驟各自是在與該顆粒過濾器(20)中所含的煙灰量(MP)無關(guān)的多個指標的基礎(chǔ)上被觸發(fā)的。
2.如權(quán)利要求1所述的管理方法，其特征在于，將該顆粒過濾器(20)再生的這些步驟(El)是在基于該機動車輛行駛時間和/或行駛距離的一個預(yù)定頻率以上周期性地被觸發(fā)(E3)。
3.如權(quán)利要求1和2之一所述的管理方法，其特征在于，該調(diào)節(jié)方法包括至少一個確定該排氣管線(11)和/或該注入裝置(13)中的基于還原劑的晶體的量(MC)的步驟(E4)，然后在當(dāng)考慮了該確定步驟(E4)中所確定的晶體的量(MC)的一個觸發(fā)條件被滿足時將實施一個將該顆粒過濾器(20)再生的步驟(El)。
4.如權(quán)利要求3所述的管理方法，其特征在于，在該確定步驟(E4)中所確定的晶體的量(MC)高于一個預(yù)定閾值(SMC)的情況下，實施一個將該顆粒過濾器(20)再生的步驟(El)。
5.如權(quán)利要求3和4之一所述的管理方法，其特征在于，確定晶體的量(MC)的該步驟(E4)涉及運行一種估算 算法，該估算算法提供在多個參數(shù)的基礎(chǔ)上對這個量的評估，這些參數(shù)是選自至少:進入該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)的排氣的溫度(Tl)、排氣的流速(Q)、由該注入裝置(13)注入的還原劑的量(MA)。
6.如權(quán)利要求3至5之一所述的管理方法，其特征在于，當(dāng)進入該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)的排氣的溫度(Tl)高于一個預(yù)定閾值(STl)時，在之前的確定步驟(E4)中確定的晶體的量(MC)被重設(shè)為零。
7.如權(quán)利要求1和6之一所述的管理方法，其特征在于，該調(diào)節(jié)方法包括至少一個確定該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)中的烴類的量(MH)的步驟(E6)，然后在當(dāng)考慮了該確定步驟(E6)中所確定的烴類的量(MH)的一個觸發(fā)條件被滿足時將實施一個將該顆粒過濾器(20)再生的步驟(El)。
8.如權(quán)利要求7所述的管理方法，其特征在于，在該確定步驟(E6)中所確定的烴類的量(MH)高于一個預(yù)定閾值(SMH)的情況下，實施一個將該顆粒過濾器(20)再生的步驟(El)。
9.如權(quán)利要求7和8之一所述的管理方法，其特征在于，確定烴類的量(MH)的該步驟(E6)涉及運行一種估算算法，該估算算法提供了在多個計算模型的基礎(chǔ)上對這個量的評估，這些計算模型是選自至少:計算離開該發(fā)動機(12)的烴類排放量的一個模型、計算被安裝在該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)上游的排氣管線(11)中的一個氧化催化轉(zhuǎn)化器(19)對烴類的轉(zhuǎn)化率的一個模型、計算該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)的烴類負荷的一個模型。
10.如權(quán)利要求9所述的管理方法，其特征在于，計算離開該發(fā)動機(12)的烴類排放量的該模型考慮了多個參數(shù)，這些參數(shù)是選自至少:該發(fā)動機(12)的速度(N)、由該發(fā)動機(12)輸送的機械轉(zhuǎn)矩(Ω)、該發(fā)動機(12)的冷卻水的溫度(T2)。
11.如權(quán)利要求9和10之一所述的管理方法，其特征在于，計算該氧化催化轉(zhuǎn)化器(19)對烴類的轉(zhuǎn)化率的該模型考慮了多個參數(shù)，這些參數(shù)是選自至少:進入該氧化催化轉(zhuǎn)化器(19)的排氣的溫度(T3)、排氣的流速(Q)。
12.如權(quán)利要求7至11之一所述的管理方法，其特征在于，當(dāng)進入該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)的排氣的溫度(Tl)高于一個預(yù)定閾值(ST2)時，在之前的確定步驟(E6)中確定的烴類的量(MH)被重設(shè)為零。
13.如權(quán)利要求3和7之一所述的管理方法，其特征在于，當(dāng)分別考慮了所確定的晶體的量(MC)和所確定的烴類的量(MH)的這兩個觸發(fā)條件中的至少一者被滿足時，實施一個將該顆粒過濾器(20)再生的步驟(El)。
14.一種機動車輛推進單元，包括一個內(nèi)燃發(fā)動機(12)、一個排氣管線(11)，該排氣管線用于由該發(fā)動機(12)排放的廢氣并且該排氣管線中安裝了一個顆粒過濾器(20)、用于氮氧化物(NOx)的選擇性催化還原的一個催化轉(zhuǎn)化器(SCR)、以及用于注入適于該催化轉(zhuǎn)化器(SCR)的操作的還原劑的一個裝置(13)，其特征在于，該機動車輛推進單元包括一個電子控制單元(21)，該電子控制單元自動地實施如以上權(quán)利要求之一所述的管理方法。
15.一種機動車輛，其特征在于，它包括一個如權(quán)利要求14所述的推進單元。
16.一種計算機程序，包括一種計算機程序代碼器件，該計算機程序代碼器件適于在當(dāng)該程序在該控制單元( 21)的處理器上運行時實施如權(quán)利要求1至13之一所述的方法的這些步驟。
【文檔編號】F01N3/20GK104040153SQ201380005040
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月12日
【發(fā)明者】P-Y·勒-莫爾萬, A·拉姆塞耶, D·迪-龐塔 申請人:雷諾股份公司