[發明專利]通過滑模方法適配在催化器中的還原劑配量

在審

• 申請號: 202011162455.5
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112727576A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: A·福里施
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉晗曦;劉春元

本發明涉及用于調節在SCR催化器中的還原劑的配量的方法，所述方法包括：確定（160）針對所述催化器的額定有效程度（η_SP）；根據所述額定有效程度（η_SP）計算（220）針對所述還原劑的初始配量（V）；確定（310）滑模調節器的切換函數（S）的當前值，其中所述切換函數基于所述額定有效程度（η_SP）和實際有效程度（η_PV）之間的當前偏差（）以及所述當前偏差的時間導數；并且根據所述切換函數（S）的值適配（330）所述初始配量，以獲得針對所述還原劑的所得到的配量（r_NH3us）。

技術領域

本發明涉及一種用于借助滑模調節器（Sliding-Mode-Regler）適配在SCR催化器中的還原劑的配量的方法以及用于執行該方法的計算機程序和計算單元。

背景技術

為了還原在內燃機的廢氣中的氮氧化物，已知不同的措施。尤其是，基于選擇性催化還原（SCR，selective catalytic reduction）的原理來使用催化器，在所述催化器的情況下通常借助氨將氮氧化物（NO、NO₂，概括為NO_x）轉化為氮（N₂）和水。為此目的，將含水的尿素溶液注入到廢氣管路中的廢氣中，在適合的溫度情況下又會由所述尿素溶液產生二氧化碳CO₂和氨NH₃。替代所述尿素-水溶液，一般也能夠設想適合用于在SCR催化器中的選擇性還原的其他還原劑。

針對氮氧化物的有效還原，尤其是為了遵守針對氮氧化物和CO₂的要求越來越高的排放極限值而重要的是：使尿素溶液的所注射的量盡可能精確地適配于發動機的瞬時氮氧化物排放和催化器中的運行條件。在過少的配量情況下，并不能夠以足夠的有效程度來減少氮氧化物，而在過高配量的情況下則可能使多余的氨不期望地進入到催化器之后的廢氣中并且因此進入到環境空氣中，這也被稱為氨逃逸（Ammoniak-Schlupf）。作為配量裝置，例如能夠使用具有適合的控制器的已知配量閥，所述配量閥通常布置在催化器的入口區域內。但是也能夠設想其他注射位置，同樣地能夠設想例如在廢氣后處理系統中的不同位置處的多個配量裝置的組合。

當今已知的SCR催化器通過在催化器表面上進行吸附來存儲氨或者說NH₃。在催化器中的還原劑供應越多，則SCR催化器中的NO_x轉化就越成功。只要是針對NH₃的SCR催化器的存儲能力還未被耗盡，就會存儲被過多地配量的還原劑。鑒于所存儲的NH₃方面，也論及催化器的NH₃填充水平（NH₃-Füllstand）。如果提供比針對當前在廢氣中存在的氮氧化物的轉化所需的更少的還原劑，則所存儲的還原劑被消耗用于轉化氮氧化物并且因此減少NH₃填充水平。

為了實現所述配量的所期望的精確度，基于軟件和硬件的用于控制的不同措施是有意義的。其尤其是也適用于如下情況，在這些情況下該系統處在從一個運行點到另一運行點的動態過渡中。不同的用于尿素配量的計算方法是可能的。例如，可以將SCR催化器上所吸附的氨的總填充水平或者該催化器的有效程度使用作為控制參量（Führungsgr??e）。在使用總填充水平的情況下，這意味著存在針對催化器的填充水平的與溫度相關的額定值，所述額定值被調準。于是，在高溫度情況下常常被切換成基于有效程度的控制，從而使該有效程度表示該額定值。針對還原劑或尿素溶液的總配量于是作為預控制量和調節器份額的總和被得出。預控制量可以被計算，其方式為，通過與氮氧化物（NO_x）的反應、通過從催化器表面的解吸附（Desoprtion）以及所吸附的NH₃的通過氧化發生的損失以物理-化學模型來計算并且將所述損失規定作為預控制量、也即作為還原劑的基本的應補充配量。調節器份額然后能夠通過比例調節器被計算為催化器的額定填充水平和實際填充水平之間的偏差。