CN104302882B - 用于scr催化器系统的还原剂配量操作方法和相应的scr催化器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种SCR催化器系统以及一种用于内燃机(10)的SCR催化器系统(14)的还原剂配量操作方法，其中SCR催化器系统(14)具有第一SCR废气净化装置(16)和其后连接的SCR催化器(18)以及用于在第一SCR废气净化装置(16)的流动上游向废气流中配量还原剂的还原剂配量装置(20)，其中，至少根据第一SCR废气净化装置(16)和后接的SCR催化器(18)的温度控制还原剂配量，其中(I)当第一SCR废气净化装置(16)的温度大于或等于预设的最小温度(T_SPF_min)时、并且后接的SCR催化器(18)的温度小于预设的最小温度(T_SCR_min)，则在第一运行模式中这样进行还原剂配量，使得第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)小于其最大的还原剂填充水平(NH3_SPF_max)，并且(II)当后接的SCR催化器(18)的温度大于或等于它的最小温度(T_SCR_min)时，还原剂配量至少部分时间在第二运行模式中这样进行，使得第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)大于它的最大还原剂填充水平(NH3_SPF_max)，使得穿过第一SCR废气净化装置(16)的还原剂冒出量施加到后接的SCR催化器(18)上。

Description

用于SCR催化器系统的还原剂配量操作方法和相应的SCR催化 器系统
本发明涉及一种用于按照选择性催化还原技术(SCR)的原理工作的SCR催化器系统的还原剂配量操作方法。本发明还涉及一种设计用于实施所述方法的催化器系统。
部分时间或主要地以稀燃的空气燃料混合物运行的内燃机产生氮氧化物NOX(主要是NO2和NO)，因此需要NOX降低措施。发动机式的措施(用于降低废气中的NOX未处理排放)提供了废气回收，其中内燃机的废气的一部分被回引至燃烧空气中，由此燃烧温度降低并且因此减少NOX生成。但是废气回收并非始终足够遵守合法的NOX的极限值，因此需要附加的主动的废气再处理，其可以降低NOX最终排放。已知的NOX后处理提出使用NOX存储催化器，它们在稀燃运行(过量空气系数λ>1)中以硝酸盐的形式存储氮氧化物，并且在很短的间隙中以浓厚的废气环境(过量空气系数λ<1)解吸所存储的氮氧化物并且在存在于浓厚的废气中的还原剂在场的情况下还原为氮气N2。
作为转化能够稀燃运行的内燃机的废气中的氮氧化物的其他措施已知使用催化器系统，其按照选择性催化还原技术(SCR)的原理工作。这些系统包括至少一个SCR催化器，其在输入废气中的还原剂(通常是氨NH3)在场的情况下将废气的氮氧化物转化成氮气和水。其中，来自含水的氨溶液的氨被配入废气流中，或者由自母体化合物(例如水溶液形式或固体粒料形式的尿素)通过热解或水解的方法获得氨。用于在汽车中存储氨的新措施提供了NH3存储材料，其根据温度可逆地结合氨。在这种关系中已知卤盐存储器(Metallamminspeicher)，例如MgCl2、CaCl2和SrCl2，它们将氨以复合化合物形式存储，然后例如作为MgCl2(NH3)x、CaCl2(NH3)x或SrCl2(NH3)x存在。通过输入热量，氨又从这些化合物中被释放出来。
为了继续降低氮氧化物排放，还已知两级式SCR催化器系统，其包括设置在发动机附近的第一SCR废气净化装置以及在其后连接的SCR催化器，后者通常位于汽车的底板位置上。在此发动机附近的SCR废气净化器尤其设计为颗粒过滤器，其具有SCR催化涂层。这种催化涂层的颗粒过滤器(也称为SDPF)因此综合了阻挡烟气颗粒的功能以及在还原剂(尤其是NH3)在场时选择性地催化还原氮氧化物的功能。通过将SCR废气净化装置或SDPF设置在发动机附近，则可以快速地将SCR部件加热至其工作温度。这实现了还原剂配量的提前启动并且因此改善在整个运行循环中的NOX转化。后接的SCR催化器用于进一步改善NOX转化以及阻止发动机附近的SCR装置的还原剂泄漏。
然而，发动机附近的SCR废气净化器、尤其是发动机附近的SDPFs形式的SCR废气净化器仅允许采用有限数量的催化的SCR涂层，因为否则会形成无法忍受的废气反压。因此发动机附近的SCR废气净化器的NOX转化率常常是不足以在整个运行特征场上满足低NOX排放要求。由于这种原因进一步需要后接的SCR催化器，其中其催化器体积相对SCR方案(其仅使用底板SCR催化器)可以被降低。
DE10247989A1描述了一种SCR催化系统，其具有氧化催化器以及后接的SCR催化器。其中用于将还原剂输入废气流中的输入装置集成在氧化催化器中。通过这种方式应该实现很高的还原剂分配以及缩短混合路径。
由DE102005055240A1已知一种具有底板SCR催化器的SCR催化器系统。在底板SCR催化器的流动上游，废气线路划分为主废气线路和从废气线路。在主废气线路中设置颗粒过滤器。在颗粒过滤器的流动上游设置具有连接在其之前的碳氢化合物注射装置的氧化催化器。通过在氧化催化器中对输入的碳氢化合物的放热的催化氧化，则产生用于后接的颗粒过滤器的再生所需的温度。在从废气路线中同样设置氧化催化器以及连续再生的颗粒催化器，其具有氧化催化的涂层用于颗粒氧化。在正常运行中整个废气流通过主废气路线引导，其中颗粒在颗粒过滤器中被阻挡。在颗粒过滤器的再生运行中部分废气流通过从废气路线引导并且其他部分通过待再生的颗粒过滤器在主废气路线中引导。通过在主路线中废气质量流量的减小，用于提升温度所需的能量被减低，由此实现了能量节约并且此外SCR催化器承受了更小的热量。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于前述两级式SCR催化器系统的还原剂配量操作方法，借助该方法尤其特征场较宽地实现更高的NOX转化率。此外还提供设置用于实施所述方法的SCR催化器系统。
所述技术问题通过一种具有独立权利要求的特征的方法以及SCR催化器系统予以解决。本发明的其他有利的技术方案是从属权利要求的技术内容。
按照本发明的用于实施还原剂配量的方法涉及的是内燃机的SCR催化器系统，其具有(尤其发动机附近的)第一SCR废气净化装置和在其后连接的SCR催化器以及在第一SCR废气净化装置的流动上游的用于将还原剂配量至废气流中的还原剂配量装置。
按照本发明至少根据第一SCR废气净化装置和后接的SCR催化器的温度控制还原剂配量，其中
(I)当第一SCR废气净化装置的温度大于或等于预设的最小温度时、并且后接的SCR催化器的温度小于预设的最小温度，则在第一运行模式中这样进行还原剂配量，使得第一SCR废气净化装置的还原剂填充水平小于其最大的还原剂填充水平，并且
(II)当后接的SCR催化器的温度大于或等于它的最小温度时，还原剂配量至少部分时间在第二运行模式中这样进行，使得第一SCR废气净化装置的还原剂填充水平大于它的最大还原剂填充水平，使得穿过第一SCR废气净化装置的还原剂冒出量或还原剂溢出量施加到后接的SCR催化器上。
在此应该理解的是，SCR废气净化装置以及后接的SCR催化器的最小温度分别这样选择，使得它们保证一定的NOX转化效率，也就是说它们至少对应关于NOX转化的激活区间的温度下限。各自的最小温度优选对应各个废气净化部件开始催化的运行准备状态来选择。在此实用的是还选择所谓的各自的起燃温度(Light-Off-Temperatur)，其按照定义对应这样的温度，在该温度下具有最大转化效率的50％。所述起燃温度尤其取决于催化涂层的具体组分并且对于第一SCR废气净化装置和后接的SCR催化器是不同的。
因此按照本发明还原剂配量至少在两种运行模式中进行，其中要么仅对第一SCR部件施加并加载还原剂、要么借助唯一的还原剂配量装置对两个SCR部件施加并加载还原剂。在后者的情况中，对后接的SCR催化器的加载通过过加载和溢流发动机附近的SCR废气净化装置进行。
按照本发明的方法一方面借助唯一的还原剂配量装置同时对两个部件施加还原剂，所述还原剂配量装置在第一SCR废气净化装置的流体上游向废气流中分配还原剂。此外借助按照本发明的方法还可以控制两个SCR部件的还原剂填充水平。原理上SCR涂层具有用于还原剂(例如氨)的一定的存储容量。在此示出，当一定的还原剂量存入各个SCR涂层中时，可以提高两个SCR构件的NOX转化效率。此外通过根据两个SCR部件的温度利用按照本发明的方法控制还原剂配量，则还可以保证，仅当这些部件处于其预定的最小温度时才对各个部件施加还原剂，所述最小温度保证了还原剂的有效存储和/或催化转化。通过这种方式有效地阻止不期望的还原剂排放。
在本发明的一种技术方案中，SCR催化器系统附加地包括用于从废气中去除颗粒状组分的颗粒过滤器。按照本发明一种备选的、特别优选的技术方案，第一SCR废气净化装置设计为具有催化的SCR涂层的颗粒过滤器(以下也称为SCR颗粒过滤器、SDPF或SPF)。这种技术方案在结构空间需求以及成本方面是有利的。
按照本发明的另一种优选的技术方案，第一SCR废气净化装置的还原剂填充水平在第一和第二运行模式中按照两个不同的与温度相关的理论填充水平特征曲线被控制。在此本发明对应的是，对于第二运行模式所用的理论填充水平特征曲线位于第一运行模式相应的特征曲线的上方。尤其是用于第一SCR废气净化装置的理论填充水平特征曲线在第二运行模式中至少在一定的温度区域中位于其最大还原剂填充水平之上，因此在该温度区域中故意地使还原剂溢出，也就是强制地使还原剂穿过第一SCR废气净化装置冒出。
在本发明一种优选的技术方案中，在第二运行模式中、亦即当两个SCR部件可供使用时，后接的SCR催化器的理论填充水平通过第一SCR废气净化装置的还原剂填充水平与温度相关地被控制，通过保持SCR催化器的一定的理论填充水平可以改善其NOX转化效率。
第二运行模式优选这样结束，即当后接的SCR催化器的还原剂填充水平达到或超过其与温度相关的理论填充水平。通过这种方式可以阻止SCR催化器的超载和不期望的还原剂从其中冒出。此外还当SCR催化器的温度降至最小温度以下时结束第二运行模式。这例如在内燃机较长地停车的低负载运行时(例如城市交通)中是这种情况。
应该理解的是，当两个SCR部件都不具有它们各自的最小温度时，不进行还原剂配量。
按照一种优选的技术方案，在这样强制地结束第二运行模式之后，还原剂配量又在第一运行模式中运行，其中第一SCR废气净化装置的还原剂填充水平被控制小于其最大的还原剂填充水平。通过这种方式可以进一步抑制还原剂穿过发动机附近的第一SCR废气净化装置冒出。这一直进行直至SCR催化器的还原剂填充水平达到或小于预定的与温度相关的最小填充水平，并且同时SCR催化器的温度大于或等于其最小温度时。通过这种方式根据SCR催化器的温度以及其还原剂填充水平在第一和第二运行模式之间来回切换，并且在使用两个用于第一SCR废气净化装置的理论填充水平特征曲线的情况下填充水平可控地实施还原剂配量。
优选连续地确定SCR废气净化装置和/或后接的SCR催化器的还原剂填充水平。在此可以根据输入各个SCR部件中的还原剂输入量、根据催化的还原剂消耗以及根据从各个SCR部件排出的还原剂排出量通过入出平衡的方式获得所述确定。在发动机附近的SCR废气净化装置方面还原剂输入量对应在该部件的流动上游分配的还原剂量。催化的还原剂消耗可以结合内燃机的NOX未处理排放在考虑第一SCR废气净化装置的转化效率的情况下被确定。NOX未处理排放可以根据内燃机的工作点建立模型或借助在SCR废气净化装置流动上游设置的NOX传感器来确定或通过建模和测量的组合来确定。从第一SCR废气净化装置排出的还原剂排出量一方面可以通过还原剂解吸附(例如由于温度处于运行区间之外)引起，以及基于装载容量用尽所导致的还原剂冒出量引起。因此第一SCR废气净化装置的还原剂填充水平根据已分配的还原剂量、内燃机的NOX未处理排放、还原剂解吸附和/或还原剂冒出量确定。
在后接的SCR催化器方面，通过第一SCR废气净化装置的还原剂冒出量和还原剂解吸附确定还原剂输入量以及确定SCR催化器的催化的还原剂消耗。SCR催化器的还原剂解吸附或还原剂从SCR催化器冒出可不予考虑，因为它们在按照本发明的对还原剂配量的控制中实际上没有出现。因此SCR催化器的还原剂填充水平优选根据第一SCR废气净化装置的还原剂冒出量和还原剂解吸附以及SCR催化器的催化的还原剂消耗确定。
已分配的还原剂优选指的是氨NH3或其母体化合物，其中在此尤其考虑尿素。尿素可以是固态的尿素颗粒的形态，但是优选以含水的尿素溶液形式被使用。被分配的尿素以热解和水解的方式反应用于释放NH3。在本发明的范畴内原理上还原剂氨也可以通过NH3存储材料被存储，其根据温度可逆地结合或释放氨。相应的卤盐存储器已经在之前描述了。
本发明还涉及一种SCR催化器系统，其具有控制装置，该控制装置设置用于实施按照本发明的还原剂配量操作方法。为此控制装置尤其包括相应的计算机可读的程序算法以及用于实施该方法所需的特征曲线和/或特征场。
最后本发明还涉及一种包括相应的SCR催化器系统的汽车。
以下在实施例中参照附图进一步阐述本发明。在附图中：
图1示出具有按照本发明的技术方案的SCR催化器系统的排气设备的示意图；
图2示出用于运行图1中的按照本发明的技术方案的SCR催化器系统的还原剂配量的方法的流程图；
图3示出发动机附近的SCR颗粒过滤器的还原剂填充水平(NH3_SPF)按第一和第二理论填充水平特征曲线(F1,F2)随其平均温度变化的过程以及该SCR颗粒过滤器的最大还原剂填充水平(NH3_SPF_max)随其平均温度变化的过程；
图4示出串联在后的SCR催化器的理论填充水平特征曲线(NH3_SCR_soll)以及最大还原剂填充水平(NH3_SCR_max)随其平均温度变化的过程。
图1示出了没有另外显示的汽车的内燃机10。内燃机10涉及的是永久的或至少有时稀燃运行的发动机，在此是(自点火的)柴油机。但是原理上本发明不局限于柴油发动机并且也可以在稀燃运行的汽油机、尤其直喷式汽油机中使用。
内燃机10的废气通过未显示的废气弯管导入废气通道12中，其中通过整体标以14的SCR催化器系统(用于转换废气中的氮氧化物)后处理。排气系统当然可以包含其他的废气后处理部件，它们在此没有详细显示或阐述。
SCR催化器系统14在靠近发动机位置上具有第一SCR废气净化部件16，也就是说该部件具有按照选择性催化还原技术(SCR)的原理工作的SCR涂层。在当前情况中，SCR废气净化部件16指的是具有催化的SCR涂层的柴油颗粒过滤器(也称为SDPF或SCR颗粒过滤器)，其除了用于催化的SCR涂层还具有用于颗粒状废气组分、如烟气颗粒的阻隔功能。柴油颗粒过滤器的这种构造、也即这种具有催化涂层的构造原理上是已知的并且不需要详细的阐述。其中，在本发明的范畴中概念“发动机附近的”理解为在内燃机10的气缸排气口和SCR废气净化部件16的端面之间的距离最大为120cm、尤其最大为100厘米、优选最大为80cm。在具体的实施形式中该距离大约为75cm。
两级式SCR催化器系统14还包括连接在后的、优选设置在汽车的底板位置上的SCR催化器18，其同样具有催化的SCR涂层，其与SCR颗粒过滤器16的SCR涂层相同地或近似地设计。SCR催化器18通常具有更大的体积以及整体上更多数量的催化的SCR涂层。这种催化器系统(其中催化功能被划分为两个废气净化部件)也称为两块系统。
此外SCR催化器系统14还包括用于在SCR颗粒过滤器16的流动上游配量还原剂的还原剂配量装置20。在当前实施例中使用含水的尿素溶液(尿素-水-溶液HWL)，所述溶液被存储在还原剂存储器22中。由此出发其通过在此未示出的输送装置、例如泵被输入喷嘴24中，喷嘴在SCR颗粒过滤器16的流动上游连通废气通道12。由于在该位置上很高的废气温度，尿素热解地分解，其中其释放出实际的还原剂氨NH3。
在喷嘴24和SCR颗粒过滤器16之间还可以选择性地设有处理剂，其支持尿素的均匀和/或分解。释放的氨要么存储在SCR部件14和/或16的催化涂层中、要么在那与发动机10的废气中的氮氧化物直接催化地转化，其中氮氧化物被还原成氮气N2。
在废气通道12中还设置不同的传感器。它们例如包括温度传感器26，其测量在SCR催化器18的流动上游的废气温度。在此还可以实现温度传感器26的其他安装位置或在废气通道12的合适位置中设置多个温度传感器。此外在SCR颗粒过滤器16的流动上游安装第一NOx传感器28，其检测内燃机10的NOx未处理排放。作为备选也可以取消NOx传感器28，并且根据当前的发动机运行点、尤其是转速和载荷在使用相应的特征曲线的情况下确定NOx未处理排放。在SCR催化器18的流动下游设置第二NOx传感器30，其用于通过车载诊断(OBD)监测催化器系统。因为NOx传感器也具备氨的横向灵敏度，NOx传感器30也能够检测不期望的还原剂冒出量或溢出量。在两个SCR部件16、18之间还可以选择性地安装另一NOx传感器。
传感器的全部信号输入控制装置32，其对这些信号再处理并且根据它们控制还原剂配量装置20、尤其是相应的调节器件(泵或阀)。为此控制装置32具有尤其已存储的且计算机可读的程序算法，以及所需的特征曲线和/或特性场。由控制装置32实施的用于按照本发明地控制还原剂配量装置的功能应该在之后结合图2至4进一步阐述。
图2示出按照本发明的一种优选技术方案的方法的简化的流程的流程图。该方法在每次发动机启动后被初始化并且以规律的循环被重复。
所述方法在步骤S1中以发动机启动为开始。在发动机启动结束后转至S2，在该步骤S2中确定SCR颗粒过滤器16的温度(T_SPF)以及SCR催化器18的温度(T_SCR)。所述温度要么根据内燃机10的发动机运行点1完全地模拟、要么通过相应的温度传感器检测、要么通过两者的组合。SCR催化器18的温度例如可以根据借助温度传感器26检测的废气温度被确定。
在接下来的询问S3中核查，SCR催化器18的温度是否大于或等于预定的最小温度T_SCR_min，例如是170℃。最小温度对应至少一个温度，在该温度下SCR催化器18的NOX转化作用开始，尤其是对应其起燃温度，在该温度下存在按照定义的最大转化效率的50％。在发动机启动之后直接地由此开始，即SCR催化器18的最小温度T_SCR_min还未形成。在这种情况中，所述方法转至询问S4，其中被询问，是否SCR颗粒过滤器16的温度T_SPF大于或等于用于SCR颗粒过滤器16的最小温度T_SPF_min，例如是180℃。该温度阈值也这样设置，即存在SCR颗粒过滤器16的最小转化效率，例如NOX转化作用刚刚开始或达到SCR颗粒过滤器16的起燃温度。若询问在S4中被否定，也就是说SCR颗粒过滤器16和SCR催化器18都不具有其各自的最小温度，则方法达到步骤S5，其中通过配量装置20进行的还原剂配量被关闭或保持关闭。所述方法从S5返回至步骤S2，其中重新确定温度T_SPF和T_SCR，因此循环地重复步骤S3和S4。
在发动机暖机运行中首先SCR颗粒过滤器16到达其预定的最小温度T_SPF_min。底板SCR催化器18通常在相同时间还没有达到其最小温度T_SCR_min。在这种情况中S4被肯定并且方法转至S6，其中根据在步骤S1中确定的SCR颗粒过滤器16的温度T_SPF预确定用于SCR颗粒过滤器16的理论填充水平NH3_SPF_soll。这借助在图3中示出的第一理论填充水平特征曲线F1进行。图3还示出SCR颗粒过滤器16的最大还原剂填充水平NH3_SPF_max。可以看到的是理论填充水平特征曲线F1在整个温度区域中位于最大NH3填充水平下方。换句话说在这种情况中SCR催化器18还没有到达其最小温度，但是同时SCR颗粒过滤器16已经具有其最小温度，则这样在第一运行模式中进行还原剂配量，使得SCR颗粒过滤器16的还原剂填充水平小于其最大还原剂填充水平NH3_SPF_max。因此在所述第一运行模式中可以抑制还原剂通过SCR颗粒过滤器16冒出或溢出。
在接下来的询问S7中，将所测定的SCR颗粒过滤器16的实际填充水平NH3_SPF_ist与所要求的按照第一理论填充水平特征曲线F1的理论填充水平相对比。出于清楚性原因没有在图2中示出相应的中间连接步骤，其中SCR颗粒过滤器16的实际填充水平根据已分配的还原剂量、内燃机10的NOX未处理排放量以及可能的还原剂解吸附和/或还原剂冒出量确定。但是应该理解的是，当前填充水平被连续地确定。当询问在S7是否定的，也就是说仍未达到SCR颗粒过滤器16的理论填充水平，例如在发动机启动之后，则该方法转至步骤S8，其中启动还原剂配量。由S8开始，该方法返回至步骤S2并且重新运行温度确定和询问S3和S4以及填充水平询问S7。只要温度关系没有明显地改变并且还没有达到理论填充水平NH3_SPF_soll，则一直进行还原剂配量直至达到SCR颗粒过滤器16的与温度相关的理论填充水平阈值。在这种情况中，所述方法从S7的询问转至S5，其中关闭还原剂配量。在温度关系未改变时，NH3配量一直保持关闭或去激活，直至填充水平NH3_SPF_ist又重新低于NH3_SPF_soll。(实际上在此设置的最小填充水平阈值以一定的差距小于理论填充水平阈值NH3_SPF_soll，以避免在启动和关闭NH3配量之间持续地切换。然而这种询问出于图示清楚性的原因没有示出。)
一旦后接的SCR催化器18达到其最低温度T_SCR_min，则询问在S3中被肯定，因此该方法转至S9。在这种情况中也可以为后接的SCR催化器18预设关联其温度T_SCR的理论填充水平NH3_SCR_soll。其由相应的特征曲线NH3_SCR_soll(参照图4)确定。图4还示出了SCR催化器18的与温度相关的最大理论填充水平NH3_SCR_max。可以看出理论填充水平NH3_SCR_soll以相对最大填充水平NH3_SCR_max明显的安全间距被预定。
为了实现向后接的SCR催化器18施加还原剂NH3，则按照本发明促使还原剂穿过前接的SCR过滤器16冒出或溢出。为此目的，在接下来的步骤S10中SCR颗粒过滤器16的理论填充水平NH3_SPF_soll对应图3所示的第二理论填充水平曲线F2被确定。可以看到第二填充水平特征曲线至少在SCR颗粒过滤器16的一定的温度区域中位于其最大填充水平NH3_SPF_max之上。换句话说，在该温度区域中还原剂配量这样运行，使得第一废气净化装置(SCR颗粒过滤器16)的还原剂填充水平大于其最大的还原剂填充水平NH3_SPF_max。超出最大填充水平的还原剂量因此溢出SCR颗粒过滤器16并且施加到后接的SCR催化器18上，使之因此被施加还原剂NH3。
在接下来的询问S11中，SCR催化器18的实际还原剂填充水平NH3_SCR_ist与其理论还原剂填充水平NH3_SCR_soll相对比。在图2中没有示出SCR催化器18的实际还原剂填充水平NH3_SCR_ist的确定，所述确定根据从SCR颗粒过滤器16出来的还原剂排放量以及SCR催化器18的还原剂消耗量连续地进行。若询问S11被肯定，如其在切换至第二运行模式后即是这种情况，则该方法转至步骤S12，其中启动还原剂配量。
从步骤S12开始该方法转至步骤S2-S4的温度确定和询问方框。在温度关系没有改变时，也就是说只要SCR催化器18具有其最小温度T_SCR_min，则还原剂配量按照第二运行模式进行，也就是说借助SCR颗粒过滤器16的填充水平特征曲线F2实施还原剂配量。这一直进行直到SCR催化器18达到其理论填充水平NH3_SCR_soll。一旦达到这种情况，则询问S11被否定，因此该方法转至步骤S6，其中SCR颗粒过滤器16的理论填充水平NH3_SPF_soll按照第一函数F1重新确定。因为在第一循环中在询问S11被否定之后SCR颗粒过滤器16具有位于按照第一特征曲线F1的阈值之上的还原剂装载量，因此在步骤S5中关闭还原剂配量。
因此在汽车运行中在第一运行模式(其中SCR颗粒过滤器16在其按照特征曲线F1的最大填充水平以下被加载)和第二运行模式(其中SCR颗粒过滤器16按照第二填充水平特征曲线F2超载)之间来回切换。
只有当SCR催化器18达到较低的填充水平阈值(其相对图4所示的理论填充水平特征曲线以一定的差距向下被预设)时，才再次激活第二运行模式。
在图2所示的方法过程中，SCR催化器18的激活仅根据其温度T_SCR以及其还原剂填充水平NH3_SCR_ist进行。按照该方法一种有利的设计形式(在此未示出)，废气的最小NOX质量流量可以作为激活对后接的SCR催化器18实施加载的另一标准被要求。在这种情况中，在NOX质量流量很低时仅颗粒过滤器16被加载还原剂，也就是按其填充水平运行的第一特征曲线F1运行。仅当NOX质量流量达到阈值(其要求SCR催化器18附加发挥转化作用)时，SCR催化器18才被施加还原剂，也就是说给发动机附近的SCR颗粒过滤器16过量加载还原剂。
附图标记清单
10 内燃机
12 废气通道
14 SCR催化器系统
16 SCR废气净化装置/SCR颗粒过滤器
18 SCR催化器
20 还原剂配量装置
22 还原剂存储器
24 喷嘴
26 温度传感器
28 NOX传感器
30 NOX传感器
32 控制装置

Claims (14)

1.一种用于内燃机(10)的SCR催化器系统(14)的还原剂配量操作方法，其中，SCR催化器系统(14)具有第一SCR废气净化装置(16)和连接其后的SCR催化器(18)以及用于在第一SCR废气净化装置(16)的流动上游向废气流中配量还原剂的还原剂配量装置(20)，其中，至少根据第一SCR废气净化装置(16)的温度和后接的SCR催化器(18)的温度控制还原剂配量，其中
(I)当第一SCR废气净化装置(16)的温度大于或等于预设的最小温度(T_SPF_min)时、并且后接的SCR催化器(18)的温度小于预设的最小温度(T_SCR_min)，则在第一运行模式中这样进行还原剂配量，使得第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)小于其最大的还原剂填充水平(NH3_SPF_max)，并且
(II)当后接的SCR催化器(18)的温度大于或等于它的最小温度(T_SCR_min)时，还原剂配量至少部分时间在第二运行模式中这样进行，使得第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)大于它的最大还原剂填充水平(NH3_SPF_max)，使得穿过第一SCR废气净化装置(16)的还原剂冒出量施加到后接的SCR催化器(18)上。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，SCR催化器系统(14)附加地包括颗粒过滤器或第一SCR废气净化装置(16)设计为具有催化的SCR涂层的颗粒过滤器。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)在第一和第二运行模式中按照两个不同的与温度相关的理论填充水平特征曲线(F1,F2)被控制。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第二运行模式中，SCR催化器(18)的理论填充水平(NH3_SCR_soll)通过第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)与温度相关地被控制。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，当SCR催化器(18)的还原剂填充水平(NH3_SCR)达到或超过其与温度相关的理论填充水平(NH3_SCR_soll)和/或当SCR催化器(18)的温度降至SCR催化器(18)的最小温度(T_SCR_min)以下时结束第二运行模式。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，在结束第二运行模式之后，还原剂配量又按照第一运行模式这样运行，使得第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)小于其最大的还原剂填充水平(NH3_SPF_max)，这一直进行直至SCR催化器(18)的还原剂填充水平(NH3_SCR)达到或小于SCR催化器(18)预定的与温度相关的最小填充水平(NH3_SCR_min)，并且SCR催化器(18)的温度大于或等于其最小温度(T_SCR_min)。
7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为用于按照第二运行模式实施还原剂配量的另一标准，要求超过废气预定的NOX质量流量。
8.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一SCR废气净化装置(16)和/或后接的SCR催化器(18)的还原剂填充水平(NH3_SPF；NH3_SCR)根据还原剂输入量、还原剂消耗和还原剂排出量确定。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，第一SCR废气净化装置(16)的还原剂填充水平(NH3_SPF)根据已分配的还原剂量、内燃机(10)的NOX未处理排放以及第一SCR废气净化装置(16)的还原剂解吸附和/或还原剂冒出量确定。
10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，SCR催化器(18)的还原剂填充水平(NH3_SCR)根据第一SCR废气净化装置(16)的还原剂冒出量和还原剂解吸附以及SCR催化器(18)的还原剂消耗确定。
11.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还原剂是氨(NH3)或氨的母体化合物。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，还原剂是尿素。
13.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，还原剂是含水的尿素溶液。
14.一种内燃机(10)的SCR催化器系统(14)，其具有发动机附近的第一SCR废气净化装置(16)和在其后连接的SCR催化器(18)以及用于在第一SCR废气净化装置(16)的流动上游向废气流中配量还原剂的还原剂配量装置(20)，其特征在于控制装置(32)，该控制装置设置用于实施按照权利要求1至13之一所述的还原剂配量操作方法。
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