[发明专利]用于对机动车辆上的后处理系统进行氨喷射质量测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于对机动车辆上的后处理系统进行氨喷射质量测量的方法。本发明还涉及用于进行氨喷射质量测量的装置，并且涉及机动车辆上的后处理系统。具体地，本发明涉及来自机动车辆内燃机的排气的后处理。

背景技术

将氨水直接喷射至SCR催化转换器(选择性催化反应，Selective Catalytic Reaction)上游的排气系统，用于将废气中的NOx排放物转换成氮气和水蒸气。废气的温度必须高于至少220℃的最小阈值温度，以确保氨或尿素的正确蒸发。

为了实现所需程度的NOx转化，通常在废气的温度仍然低于所需最佳阈值温度(例如170摄氏度)时开始氨的喷射。此外，在废气中必须采用混合器，以确保所喷射的氨与废气的正确混合。以低的温度进行喷射可能会导致所喷射氨水的不良蒸发，并且进一步导致氨在喷嘴内和其上以及在排气区域内的沉积。

这些沉积对于混合质量具有不利影响，进而对SCR催化转换器转化NOx排放物的能力具有不利影响。最后，氨沉积能够导致所喷射的氨的期望或所需量与实际量之间存在偏差，特别是在低温下和/或在喷嘴和/或所述混合器上已经有沉积时尤其如此。这影响氨存储模式的精确度以及排气流上游部分内的α比(alpha ratio)(氨摩尔数与NOx摩尔数的比)。

发明内容

本发明的目的在于改善机动车辆后处理系统中的氨喷射质量。

根据本发明，该目的通过权利要求1、13和15的特征实现。本发明的有利改进在所述权利要求书中限定。

根据本发明的第一方面，一种用于对机动车辆上的后处理系统进行氨喷射质量测量的方法，所述后处理系统具有至排气流内的喷射位置，所述方法包括下述步骤：

-测量喷射位置上游的NOx浓度和喷射位置下游的NOx和氨总浓度之间的差；

-评测(evaluate)与所喷射氨的浓度相关联的测量信号。

例如能够以差量传感器执行的这种测量允许精确地确定喷射位置下游的氨浓度。还可以使用两个不同的传感器，并且能够在逻辑单元中计算两个测量信号之间的差。该方法使得可以对喷射的氨进行简单和可靠的测量。测量信号可以与能基于喷射系统的特征计算的值相比较。

测量信号为零的值能够表示没有在喷射氨。对于测量信号来说，大于零的值能够表示在喷射氨。测量信号的大小能够与氨的浓度和/或量相关联。

氨浓度能够转换成喷射的氨的质量流。这能够选择性地在测量信号的值大于零的情况下执行。

所喷射氨的量能够根据测量信号进行修正。从而测量方法本身扩展为提供氨喷射的闭环控制。

所喷射氨的量能够在最大和最小极限值之间。该极限值可以用于检查对于氨所测得的值(例如从喷射系统获得的)是否在所期望值周围的极限值之内。

能够从低于期望值或最小极限值的质量流来检测堵塞或阻塞的喷嘴。该诊断设施增强整个排气后处理系统的可靠性。

在堵塞或阻塞喷嘴的情况下，能够开始再生循环和/或生成警报。例如，如果喷嘴堵塞，则能够在再生循环中加热喷嘴的末端以蒸发沉积。在堵塞的情况下，能够例如生成警报或诊断信息，然后该警报或诊断信息能够被给送至发动机管理系统。

能够在燃料供应切断且氨喷射最小的情况下检查检测堵塞或阻塞的喷射喷嘴的功能。在燃料供应切断的情况下，NOx浓度等于零，从而使得检查氨浓度是简单的事情。这样，例如可以在再生循环之后检查喷嘴工作的能力。

能够通过对氨的期望量与氨的测得量之间的差进行积分而计算氨的沉积速率。为此，能够计算和跟踪所沉积氨的量。

使用所述沉积速率，能够计算沉积氨的量，并且能够执行用于蒸发所述沉积的加热策略。这使得可以进行预防性的沉积处理。这样，在沉积在后处理系统中产生任何不利影响之前，能够蒸发所述沉积，从而提高质量且增加使用寿命。

能够提供存储模式，存储模式将沉积氨的蒸发考虑在内，用于计算将喷射氨的速率。蒸发的成分增加氨浓度。允许进行这些补偿，使得可以将氨水平维持得更加精确，从而提高后处理系统的质量。

根据本发明第二方面，一种用于对机动车辆上的后处理系统进行氨喷射质量测量的装置，所述后处理系统具有至排气流内的喷射位置，所述装置包括：第一测量点，其用于测量喷射位置上游的NOx浓度；第二测量点，其用于测量喷射位置下游的NOx和氨的总浓度；以及差量逻辑单元，其用于形成NOx浓度与NOx和氨总浓度之间的差。所述装置允许对氨浓度进行简单和可靠的测量。