[发明专利]用于选择性催化还原系统的方法和装置

说明书

本申请的系统涉及将柴油机排放流体(DEF)引入到在发动机排放通道(12)中流动的排气中。当将DEF定量配给到SCR系统(10)中的水解催化器(18)上时，DEF将在某些条件下充分冷却水解催化器(18)，以减缓或有效防止氨释放，这造成水解催化器(18)的功能滞后或延迟。这限制了可对SCR催化器(20)中氨储存和NOx转化施加的控制量。在第一步骤中，从设置在系统(10)中的一个或更多个传感器(28、30、32、34)接收一组测量数据。随后，导出与催化系统(10)的部件状态相关联的第一组特征、与催化系统(10)的输出相关联的第二组特征以及与系统(10)中的偏差和比例因子相关联的第三组特征。在第三步骤中，导出的特征组用于控制催化系统(10)。

领域

本发明涉及用于处理排气的选择性催化还原(SCR)系统。特别地，本发明涉及提高SCR系统效率的方法。

背景

选择性催化还原(SCR)系统是已知的，并且通常包括在柴油发动机的排放系统中，以便处理这种发动机的排气。这种系统涉及将柴油机排放流体(DEF)引入到在发动机的排放通道中流动的排气中。DEF包含尿素，尿素在排放通道内经受水解和/或热解，从而产生氨。氨进入到SCR催化器中，在SCR催化器中氨与排气反应，其中在排气中存在的任何氮氧化物(NOx)在排气排出到大气中之前被转化为氮气和水。

已经提出了将DEF定量配给到排放通道的许多SCR系统。这种系统有时被称为“湿式喷射(wet spray)”系统，并将尿素溶液喷雾注射到排气中，在排气中尿素分解形成氨。这种系统的示例在US2008307967A1中示出。US’967公开了一种布置，其中DEF在主排放通道外部的供给通道中被水解。具体而言，将DEF定量配给到水解催化器上并水解成氨。氨向下游流到SCR催化器的入口，在那里氨起到还原NOx的作用。通常，当需要氨来还原NOx时，SCR系统(诸如，US’967中公开的SCR系统)所遵循的已知控制过程涉及给水解反应器定量配给DEF。

US 2013/0186086公开了一种催化系统，其包含位于将尿素溶液注射到系统中的注射装置下游的水解催化器，以及控制注射到系统中的尿素溶液量的控制器。温度传感器检测尿素注射装置位置附近的排气温度。基于温度信息，控制单元决定排气是否处于足以蒸发一定量的尿素溶液的高温下。

当将DEF定量配给到SCR系统中的水解催化器上时，DEF将在某些条件下充分冷却水解催化器，以减缓或有效防止尿素的热解和异氰酸的随后水解，以及氨和异氰酸的解吸。对氨释放的这种抑制造成水解催化器功能的滞后或延迟。这限制了可对SCR催化器中氨储存和NOx转化施加的控制量。此外，尿素缓慢的或被阻止的热解也可能导致在排放通道中形成尿素沉积物，并且未反应的尿素或氨在氨泄漏事件中(例如，如果排气入口温度升高的话)未经处理地流出排放通道。

可以采用解决上述问题的优化的定量配给策略。然而，要成功地采用这种策略，需要有关水解催化器内部状态的信息，例如内部温度和NH3当量储存分布。嵌入式模型，诸如通常在已知系统上使用的模型，可能不能足够精确地确定内部温度分布，以提供这种优化控制策略所需的信息。

本公开的目的在于至少解决上述问题中的一些。

发明概述

在第一方面中，提供了用于选择性催化还原系统的方法，该选择性催化还原系统包括水解催化器，该方法包括：

接收至少一组测量数据；

基于至少一组测量数据，导出系统的第一组特征、第二组特征和第三组特征，其中

第一组特征与催化系统的部件状态相关联，并且

第二组特征与系统的输出相关联；

第三组特征与系统的输入状态或输出偏差相关联；以及

使用导出的第一组特征、第二组特征和第三组特征来控制催化系统。