[发明专利]操作柴油发动机的方法和具有NH3浓度检测的柴油发动机

说明书

本发明涉及一种用于操作柴油发动机（1）的方法，其中在组合有SCR系统的柴油颗粒过滤器（4）下游的排气管道（2）中测量NH₃浓度，以及本发明涉及一种相应的柴油发动机（1）。当所测量的NH₃浓度超过阈值时，根据所测量的NH₃浓度来降低低压排气再循环率。

技术领域

本发明涉及一种操作柴油发动机的方法，该柴油发动机具有布置在柴油发动机的排气管道中的SCR组合的柴油颗粒过滤器以及排气再循环装置，在该SCR组合的柴油颗粒过滤器中，尿素水溶液被引入排气管道中，该排气再循环装置具有在SCR组合的柴油颗粒过滤器下游分支的排气再循环导管，用于执行低压排气再循环。

背景技术

柴油发动机采用高压排气再循环（高压EGR）和低压排气再循环（低压EGR）来控制NO_X排放。在高压排气再循环中，在排气后处理的上游实现排气抽取，而在低压排气再循环中，在排气后处理的下游实现排气抽取。在发动机和排气系统的预热阶段以及还在动态驾驶条件期间，更大量地使用高压排气再循环。在其它情况下，低压排气再循环得到更多的应用，以便在相同的NO_X还原率下减少CO₂比例。

此外，柴油发动机的排气系统越来越多地采用具有集成SCR催化剂的柴油颗粒过滤器（SDPF）。SCR催化剂是执行选择性催化还原的催化剂。在与柴油颗粒过滤器适当组合/适当集成的情况下，柴油颗粒过滤器可以包括例如SCR涂层。

在选择性催化还原（SCR）的方法中，尿素水溶液被连续地注入到排气流中以还原氮氧化物并通过水解形成二氧化碳和氨。氨与排气中的氮氧化物在SCR催化剂/ SCR组合的柴油颗粒过滤器上反应，以提供元素氮N₂和水。

这种SCR组合的柴油颗粒过滤器更常被采用，特别是与下游的SCR催化剂组合使用，以便尤其在发动机的预热阶段期间以及在低负荷操作（城镇驾驶）和高负荷操作（高速公路驾驶）两者期间减少排放。当低压排气再循环与这种SCR组合的柴油颗粒过滤器相结合被执行时，在这种情况下，排气再循环导管通常在SCR组合的柴油颗粒过滤器的下游分支。通常假定在SCR组合的柴油颗粒过滤器中形成的氨与排气中存在的氮氧化物完全转化为氮气，使得氨不能再传送到分支的排气再循环导管。然而，在其中SCR组合的柴油颗粒过滤器（SDPF）变热（例如高于400℃）或NH₃以过量存在的实际驾驶条件下，氨仍然存在于离开SCR组合的柴油颗粒过滤器的排气中。在高的低压排气再循环率下，一部分氨然后通过排气再循环导管再循环到发动机，并再次部分地以NO_X的形式和部分地以NH₃的形式（取决于发动机负载）离开发动机。这是不期望的，并且导致不期望的排放和升高的尿素消耗。

US 9,080,488B2公开了一种确定NH₃和NO_X通过SCR催化剂的方法。这是使用布置在SCR催化剂上游和下游的NO_X传感器来执行的。处理来自所述传感器的相应信号以计算SCR催化剂下游的NH₃和NO_X浓度。

US 9,429,059B2公开了一种方法，其中使用两个NO_X传感器确定排气中的NO_X和NH₃浓度。

还已知的是，经由校准来控制相应的排气再循环，利用该校准可以规定在限定的驾驶周期中的正确的排放和正确的尿素剂量。然而，在实际驾驶条件下，规定满足所有条件的校准是非常困难的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在本文开头处描述的类型的方法，借助于该方法，可特别精确地控制用于减少排放的排气再循环。

根据本发明，该目的通过以下步骤在规定类型的方法中实现：

测量SCR组合的柴油颗粒过滤器下游的排气中的NH₃浓度；以及