CN113692481B - 废气后处理系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及废气后处理系统(4)，包括这样的系统的载具(1)以及用于控制废气后处理系统的方法。方法包括以下步骤：‑提供(s503、s603)来自还原剂配量装置(23)的还原剂的初始配量；‑获得(s505、s605)来自反馈NOx传感器(33)的反馈信号和来自尾管NOx传感器(31)的尾管NOx信号；以及‑调节(s511、s513、s611、s613)还原剂的配量，直到反馈信号超过尾管NOx信号在预定正区间内的值。

Description

废气后处理系统
技术领域
本发明涉及废气后处理系统，用于控制这样的系统的方法以及包括这样的系统的载具。
背景技术
机动载具的排放标准变得越来越严格。这样的标准通常规定了包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和微粒物质(PM)的许多尾管污染物的最高排放水平。为了满足当前和可能未来标准的要求，载具必须配备减排技术。适用于柴油载具的这样的减排技术包括废气再循环(EGR)、微粒过滤器、柴油氧化催化剂(DOC)和选择性催化还原(SCR)。每种技术都有其独特的优点和缺点，可能增加一种污染物的发生率，同时减少另一种污染物的发生率。例如，EGR可以减少NOx排放，但会降低燃料效率并增加微粒物质。因此，为了满足排放标准，许多技术通常一起应用。
选择性催化还原(SCR)是减少尾管氮氧化物(NOx)排放的有效技术。它涉及向载具废气流中添加还原剂，例如氨。还原剂在催化剂的帮助下将废气流中的NOx还原为氮气(N2)和水。在机动载具的实际应用中，尿素水溶液通常用作还原剂，并且该尿素溶液在热废气流中分解为氨和二氧化碳。
由于SCR在发动机下游作为废气后处理实施，因此它不会像例如EGR那样影响发动机的燃烧性能。因此，希望能够仅使用SCR从废气流中去除基本上所有的NOx，而无需EGR。然而，这并非没有困难。为了产生减少基本所有NOx所需的氨量，必须将大量尿素溶液喷射到废气流中。
为了控制尿素配量并避免还原剂的配量过多或不足，通常在后处理系统中使用NOx传感器。例如，NOx传感器可以用于测量离开发动机时的废气流的NOx，并且另外的NOx传感器可以布置在SCR催化剂的下游。目前可用的NOx传感器是非选择性的并且不能区分NOx和NH3。因此，布置在SCR催化剂的下游的NOx传感器通常也布置在氨泄漏催化剂的下游。氨泄漏催化剂通过转化为氮气来去除过量的氨。通过将NOx传感器布置在氨泄漏催化剂的下游，从而确保NOx传感器实际上测量尾管NOx而不是氨泄漏。
NOx传感器的测量精度约为0.1g/kWh。为了满足当前的排放标准(例如欧6)，在暖操作中，尾管NOx需要为约0.25g/kWh或以下。因此，可以使用来自NOx传感器的反馈控制来执行尿素配量，以便达到0.25g/kWh的限制。然而，根据可能的未来排放标准，例如CARB23，在暖操作中尾管NOx可能必须低于0.1g/kWh。这低于目前可用的NOx传感器的测量精度，因此反馈NOx控制不能用于希望满足未来排放要求的系统。
该问题的一种可能解决方案是始终大幅过量使用还原剂，即始终具有远大于1的氨:NOx比率(ANR)，例如1.5或更大。然而，由于过量还原剂的经济成本，这是不可取的。而且，氨的过量配量会导致氨泄漏，即未反应的氨通过SCR催化剂。通常在后处理系统中提供氨泄漏催化剂以处理该氨泄漏并防止氨尾管排放。然而，氨泄漏的一部分在氨泄漏催化剂中转化为N2O。N2O是一种强温室气体，并在许多现行排放标准中受到管制。氨的过量配量将导致N2O排放增加，因此由于该原因优选避免氨的过量配量。
仍然需要改进的废气后处理系统以满足未来排放标准的要求。
发明内容
本发明的发明人已认识到已知技术的许多缺点。尾管NOx传感器在现有废气后处理系统中的放置不是最佳的，原因是为了满足未来的排放要求，传感器放置点处的NOx水平必须低于NOx传感器可以可靠测量的水平。这意味着尾管NOx传感器不能用于尿素配量的反馈控制。由于氨泄漏催化剂通常具有一些SCR功能并且SCR催化剂的效率低于100％，因此氨泄漏催化剂上游的NOx浓度可能会稍高一些。然而，由于NOx传感器的非选择性以及在该位置处氨泄漏的可能存在，因此不能依赖在该位置处测量的任何NOx值。可以利用向SCR系统持续过量配量还原剂来满足关于NOx的排放要求。然而这是以更大的N2O排放和过度的还原剂消耗为代价的。
实现克服或至少减轻上述挑战中的至少一些的废气后处理系统将是有利的。特别地，期望提供允许对还原剂配量进行反馈控制同时仍满足关于NOx和潜在N2O的未来严格排放标准的废气后处理系统。
根据本发明的第一方面，本发明的目的通过根据所附独立权利要求的用于控制废气后处理系统的方法来实现。
所述废气后处理系统包括：还原剂配量装置；布置在所述还原剂配量装置的下游的选择性催化还原(SCR)装置；布置在所述SCR装置的下游的氨泄漏催化剂；布置在所述SCR装置的下游和所述氨泄漏催化剂的上游的反馈NOx传感器；以及布置在所述氨泄漏催化剂的下游的尾管NOx传感器。
所述方法由控制装置执行并且包括以下步骤：
-提供来自所述还原剂配量装置的还原剂的初始配量；
-获得来自所述反馈NOx传感器的反馈信号和来自所述尾管NOx传感器的尾管NOx信号；以及
-调节所述还原剂的配量，直到所述反馈信号超过所述尾管NOx信号在预定正区间内的值。
通过利用来自布置在SCR和ASC之间的反馈NOx传感器的信号以及来自尾管NOx传感器的信号，可以准确地反馈控制还原剂的配量以允许足够的氨过量配量，使得NOx排放水平低于尾管NOx传感器可检测的水平(<0.1g/kWh)，并且排放的N2O很少(<0.1g/kWh)。这是通过组合使用反馈和尾管传感器信号来确定反馈传感器是在检测NOx、氨还是两者的组合来完成的。在低氨:NOx比率(ANR)下，反馈传感器将基本上只受到NOx影响，而尾管传感器将受到或多或少相同水平的NOx影响，这意味着反馈和尾管传感器信号之间几乎没有区别。在高氨:NOx比率下，反馈传感器将基本上只受到氨影响。由于氨泄漏催化剂去除了该氨，尾管传感器将不会受到相同水平的氨影响，这意味着反馈和尾管传感器信号之间会有很大差异。该方法使用反馈和尾管传感器的信号来调节还原剂的配量，使得足够大的过量氨在反馈传感器处占优势。
正区间表示反馈信号值应大于尾管NOx信号，因此这些信号之间的期望差值应为正值。预定正区间可以例如对应于反馈传感器处的约0.2g/kWh至约0.5g/kWh的氨浓度。
调节还原剂的配量的步骤可以包括以下步骤
-确定所述反馈信号和所述尾管NOx信号之间的差值(Δ)；以及
-将所确定差值(Δ)与下限差值和上限差值进行比较。
如果所确定差值低于所述下限差值，则增加还原剂的配量，或者如果所确定差值高于所述上限差值，则减少还原剂的配量。
这提供了一种简单的手段来调节还原剂的配量，直到反馈信号超过尾管NOx信号在预定正区间内的值。
替代地，调节还原剂的配量的步骤可以包括以下步骤
-将所述尾管NOx信号与阈值尾管NOx值进行比较，由此如果所述尾管NOx信号大于所述阈值尾管NOx值，则增加还原剂的配量以便获得小于所述阈值尾管NOx值的尾管NOx信号；以及
-一旦所述尾管NOx信号小于所述阈值尾管NOx值，则将所述反馈信号与下限值和上限值进行比较。
如果所述反馈信号低于所述下限值，则增加还原剂的配量，或者如果所述反馈信号高于所述上限值，则减少还原剂的配量。
这允许使用尾管NOx传感器在低ANR下调节配量的现有技术方法的使用，并且仅在确定后处理系统在尾管传感器不再有效地自行控制配量的高ANR状态下操作时要求附加反馈传感器的输入。阈值尾管NOx值可以例如等于尾管NOx传感器的检测极限，或者替代地可以不超过尾管NOx传感器的检测极限10％以上。这确保在过渡到使用反馈NOx传感器的反馈控制之前，可以使用具有尾管NOx信号的反馈控制的现有技术方法在尽可能大的程度上控制配量。
所述废气后处理系统还可以包括布置在所述还原剂配量装置的上游的初始NOx传感器。在这样的情况下，可以基于来自所述初始NOx传感器的初始NOx信号提供来自所述还原剂配量装置的还原剂的初始配量。初始NOx传感器的使用通常允许对应于在0.8至1.2区间内的ANR的相对准确的初始配量，并且意味着系统对废气条件的变化更敏感。
所述废气后处理系统还可以包括温度传感器。所述温度传感器可以用于测量所述后处理系统中占优势的温度，以便控制何时应用所述方法。所述方法可以在由位于所述后处理系统中的温度传感器测量的150℃或更高，例如180℃或更高，或200℃或更高的温度下执行。所述方法基于配量到后处理系统的尿素转化为氨的假设，并且该假设适用于超过约150℃的温度。
所述尾管NOx信号和/或所述反馈信号可以是时间平均的。这允许该方法考虑例如由SCR装置的瞬时温度变化引起的氨泄漏的瞬时峰值或下降。
根据本发明的另一方面，本发明的目的通过根据所附独立权利要求的废气后处理系统来实现。所述废气后处理系统包括：
-还原剂配量装置；
-布置在所述还原剂配量装置的下游的选择性催化还原(SCR)装置；
-布置在所述SCR装置的下游的氨泄漏催化剂；
-布置在所述SCR装置的下游和所述氨泄漏催化剂的上游的反馈NOx传感器；
-布置在所述氨泄漏催化剂的下游的尾管NOx传感器；以及
-配置成执行本文所述的方法的控制装置。
所述氨泄漏催化剂可以具有ASC和SCR功能两者。这可以允许进一步降低NOx排放或允许使用尺寸更小和更便宜的SCR装置。
根据本发明的另一方面，本发明的目的通过包括本文所述的废气后处理系统的载具来实现。
从以下详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
为了更全面地理解本发明及其其他目的和优点，下文阐述的详细描述应与附图一起阅读，在附图中，相同的附图标记在各图中表示相似的项目，并且在附图中：
图1示意性地示出了包括废气后处理系统的载具；
图2示意性地示出了根据现有技术的废气后处理系统；
图3示意性地示出了根据本发明的废气后处理系统；
图4是示意性示出在氨：NOx比率(ANR)范围内的SCR催化剂的出口处的NOx、NH3和NOx传感器输出的图表；
图5是示意性地示出了根据本发明的用于控制废气后处理系统的方法的示例性实施例的流程图；
图6是示意性地示出了根据本发明的用于控制废气后处理系统的另一方法的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于控制废气后处理系统以便将尾管NOx排放降低到当前NOx传感能器可靠检测的水平以下的方法。本发明基于发明人认识到可以利用NOx传感器的非选择性来确保使用反馈控制提供合适水平的氨过量配量，从而允许获得低于当前NOx传感器可检测的水平的尾管NOx排放水平。只要可以确定位于SCR催化剂的下游的NOx传感器是在富含NOx的环境(氨向SCR的亚化学计量配量)还是在富含氨的环境(氨向SCR的过化学计量配量)中操作，这是可行的。布置在氨泄漏催化剂的下游的尾管NOx传感器与布置在SCR装置的下游和氨泄漏催化剂的上游的反馈NOx传感器组合能够实现这样的确定。
废气后处理系统包括还原剂配量装置、选择性催化还原(SCR)装置、氨泄漏催化剂和多个NOx传感器。在本申请中后处理系统部件彼此之间的关系将根据上游和下游来定义。上游和下游分别指参考废气从发动机到尾管的典型流动方向的废气后处理系统中的位置。如果一个部件在废气系统中更靠近发动机定位，则指定其在另一部件的上游，而如果其在废气系统中更靠近尾管定位，则指定其在下游。
还原剂配量装置布置成将还原剂配量到废气后处理系统。为此，还原剂配量装置可以包括至少一个还原剂喷射器或由至少一个还原剂喷射器组成。还原剂喷射器可以是本领域已知的任何类型，例如空气辅助(例如喷雾)喷射器，或仅液体(即无空气)喷射器。
还原剂可以是本领域已知的任何SCR还原剂。根据ISO 22241的AUS 32标准，还原剂优选是包括尿素水溶液的柴油排放流体，因为其广泛的商业可用性和容易处理。然而，如果合适，也可以使用其他还原剂，例如氨水溶液或胍盐溶液。
SCR装置布置在还原剂配量装置的下游。SCR装置可以是本领域已知的任何类型。SCR装置是指包括能够使用还原剂催化NOx还原为N2的催化剂的装置。SCR催化剂装置可以是专用的SCR催化剂，也可以是将SCR催化剂的功能与其他功能相结合的装置。例如，SCR装置可以是SCR催化柴油微粒过滤器(SDPF)。SCR装置可以包括并联或串联布置的多个SCR催化剂。
选择性催化还原(SCR)用于将氮氧化物(NOx)转化为良性氮气(N2)，通常使用氨作为还原剂。氨SCR中的主要反应是：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+2NO→4N2+6H2O
从这些反应可以看出，NH3与NOx的最佳化学计量约为1:1，即氨:NOx比率(ANR)约为1。因此，大于化学计量(过化学计量)的ANR可能约为1.1或更大，例如约1.2或约1.3。小于化学计量(亚化学计量)的ANR可以小于或等于1，例如小于或等于0.9。氨的亚化学计量配量导致NOx的不完全转化，即在SCR装置的出口处可检测到NOx，而氨的过量配量导致氨泄漏，即在SCR装置的出口处可检测到未反应的氨。
氨泄漏催化剂布置在SCR装置的下游。氨泄漏催化剂通过将过量氨氧化为良性氮气(N2)来防止尾管氨排放。然而，该催化反应不是完全选择性的，氨泄漏的一部分不可避免地在催化剂中转化为N2O。N2O是一种强温室气体，其排放是非常不良的。因此，希望将氨的过化学计量配量限制在基本上所有的NOx都被转化但不再转化的水平，以便限制N2O的产生。合适的ANR值可以是例如约1.05至约1.3，例如约1.1至约1.2。当使用过化学计量氨:NOx比率时，如果氨泄漏催化剂也具有SCR功能则是有利的，原因是以该方式它可以帮助进一步降低NOx排放水平或允许使用较小尺寸的SCR催化剂。
废气后处理系统包括至少两个NOx传感器，优选三个或更多个NOx传感器。NOx传感器可以是本领域已知的任何类型，例如市售的YSZ型NOx传感器。市售的NOx传感器通常不能完全选择性地检测NOx并且也检测氨(NH3)。
NOx传感器布置在氨泄漏催化剂下游的废气后处理系统中，并且在本文中被称为尾管NOx传感器。然而应当注意，该传感器可以位于ASC下游的后处理系统中的任何位置，不一定位于废气系统的尾管中。
另一NOx传感器布置在SCR和ASC之间，在SCR的下游和ASC的上游。该NOx传感器在本文中被称为反馈传感器，原因是来自该传感器的反馈用于实现在期望区间内的ANR值。
可选地，NOx传感器可以布置在还原剂配量装置的上游。该传感器在本文中被称为初始NOx传感器并且可以与废气流量数据(虚拟的或由流量传感器测量的)结合使用以便确定还原剂的合适初始配量速率。
废气后处理系统可以包括本领域公知的其他部件。例如，柴油氧化催化剂(DOC)和/或柴油微粒过滤器(DPF)，或组合的DOC/DPF可以布置在还原剂分配装置的上游。包括还原剂配量装置和SCR催化剂的预SCR单元可以布置在DOC的上游，以便在废气到达主SCR装置之前去除一部分废气NOx，如本文所述。混合器或蒸发板可以与还原剂配量装置结合布置以便改善还原剂在废气流中的分布。其他传感器，例如温度传感器、流量传感器和/或压力传感器，可以适当地布置在后处理系统中。
废气后处理系统可以包括配置成执行如本文所述的方法的控制装置。替代地或附加地，废气后处理系统在使用中可以布置成与另一合适的控制装置通信以用于执行本文所述的方法。
现在将参考某些示例性实施例和附图更详细地描述本发明的方法。然而，本发明不限于本文讨论的和/或附图中所示的示例性实施例，而是可以在所附权利要求的范围内变化。此外，不应认为附图是按比例绘制的，因为一些特征可能被夸大以更清楚地示出某些特征。
图1以示意性侧视图描绘了载具1，这里为卡车形式。然而，载具可以是任何其他机动载具，例如公共汽车、船只或客车。该载具包括内燃机2，其经由变速箱(未示出)和驱动轴(未示出)为载具的牵引轮3提供动力。载具设有用于处理发动机2排出的废气的废气后处理系统4。
图2示意性地示出了现有技术中已知的废气后处理系统4。箭头11指示废气流的方向。术语“下游”和“上游”参考如箭头11所示的废气流的方向使用。该系统包括初始NOx传感器13。初始NOx传感器连接到控制装置15。在初始NOx传感器13的下游串联布置柴油氧化催化剂(DOC)17和柴油微粒过滤器(DPF)19。在DOC 17和DPF 19的下游，配量装置23布置成将尿素引入后处理系统。温度传感器21布置在DPF19的下游和配量装置23的上游。配量装置23连接到控制装置15。在配量装置23的下游布置SCR装置27，并且紧接在SCR装置27的下游布置氨泄漏催化剂(ASC)29。尾管NOx传感器31布置在ASC 29的下游并连接到控制装置15。
在操作中，尿素溶液配量到现有技术的废气后处理系统，目的是在SCR装置27处实现尽可能均匀的还原剂分配。需要大约至少150℃(例如大约至少180℃或大约至少200℃)的废气温度才能蒸发配量的尿素并产生NH3。可以使用温度传感器21测量废气温度。基于来自NOx传感器13、31的信号以及其他输入，例如废气温度和/或废气流量(测量的或计算的)，由控制装置15控制配量。尿素分解为氨并被传送到SCR装置27。SCR装置27催化氨与废气流中存在的NOx的反应。在SCR装置27的出口处，获得包括NOx和一些氨泄漏的混合物的相对均匀的废气流。该废气流被进一步传送到ASC 29，在那里一些另外的NOx可以由SCR去除并且剩余的氨被氧化成氮。离开ASC 29的废气流包括残余NOx并且基本上不含氨。还原剂的初始配量由在初始NOx传感器13处测量的NOx浓度与废气流量数据(虚拟的或来自流量传感器的)一起确定。由于NOx和废气流量的测量精度的限制，以及来自配量装置23的配量精度的变化，以及环境条件(环境温度、压力和湿度)的变化，初始配量通常落在约0.8至约1.2ANR的范围内。尾管NOx传感器31检测残余NOx水平并且用于来自配量装置23的尿素配量的反馈控制以便获得适合于几乎完全去除NOx的ANR(通常从约1.05至约1.1)。只要允许残余NOx水平高于尾管NOx传感器31能可靠测量的极限，即大约0.1g/kWh，这种现有技术装置就令人满意地工作。然而，如果允许的NOx排放低于可由尾管NOx传感器31可靠测量的极限，则尾管传感器31不能用于控制来自配量装置23的尿素配量。
图3示意性地示出了根据本发明的废气后处理系统4的示例性实施例。废气后处理系统类似于图2中所示的现有技术系统，但是具有重要区别。反馈NOx传感器33布置在SCR装置27的下游和ASC 29的上游。当与来自尾管传感器31的数据结合使用时，该反馈NOx传感器33允许对还原剂配量进行反馈控制。
图4是示意性地示出作为SCR装置的出口处的氨:NOx比率(ANR)的函数的NOx浓度(线431)和氨浓度(线435)的图表。浓度以ppm为单位并且在300℃的稳态操作条件下获得。该图表还示出了从布置在SCR装置的出口处的NOx传感器获得的读数(线433)，所述传感器相当于根据本发明的废气后处理系统中的反馈NOx传感器33。图4中所示的图表可以用于理解废气后处理系统的工作原理。
在低ANR值(<0.95)下，可以看到大量NOx逸出SCR装置(线431)，但基本上没有氨泄漏(线435)。在这些ANR值下，来自反馈NOx传感器的读数(线433)因此基本上对应于SCR装置出口处的NOx浓度。在高ANR值(ANR>1.05)下，可以看到基本上没有NOx逸出SCR装置(线431)，但是产生了大量的氨泄漏(线435)。如前所述，NOx传感器是非选择性的，这意味着它们无法区分NOx和氨泄漏。在高ANR值下，来自反馈NOx传感器的读数(线433)因此基本上对应于SCR装置出口处的氨泄漏浓度。在过渡ANR范围内(大约ANR 0.95-1.05之间)，氨与NOx的反应不完全，这意味着在SCR装置出口处检测到NOx排放(线431)和氨泄漏(线435)两者。在这样的过渡情况下，反馈NOx传感器测量NOx和氨的组合浓度(线433)。
从图4中的图表可以看出，反馈NOx传感器33不能单独用于控制还原剂配量以实现期望的氨:NOx比率(ANR)。这是因为从低ANR值扫掠到高ANR值的反馈NOx传感器输出信号曲线(线433)基本上是对称的U形，ANR周围的最小值约为1。这意味着反馈NOx传感器对于低ANR值和高ANR值提供或多或少的相同输出(例如，将例如ANR 0.8与ANR 1.2进行比较)。还应当注意，在实际操作中，诸如温度、流量和NOx浓度的废气参数会波动，这意味着反馈传感器曲线的梯度不能被测量并用于确定后处理系统是在低ANR还是高ANR状态下操作。
线451示出了汽车NOx传感器的典型检测极限，可以看出，在高ANR值下，NOx浓度低于使用汽车NOx传感器可测量的浓度。这意味着仅使用尾管NOx传感器无法在高ANR值下控制ANR。
该问题的解决方案是使用反馈NOx传感器33与尾管NOx传感器31组合以便确定废气后处理系统是在低ANR状态还是高ANR状态下操作，并且提供还原剂配量的反馈控制以便将ANR控制到所需的值区间(ANR 1.05-1.3，优选1.1-1.2)。由于尾管传感器31布置在ASC29的下游，因此它不受氨泄漏影响，因此来自尾管传感器31的信号基本上对应于如图4的线431所示的NOx曲线。从图4中的图表可以看出，有多种方式可以使用来自反馈NOx传感器433和尾管NOx传感器431的信号来控制氨配量，以便实现在期望区间内的ANR。所有这些方式的共同点在于，以某种方式调节还原剂的配量，直到反馈信号超过尾管NOx信号在预定正区间内的值。例如，可能希望调节配量使得反馈信号超过尾管NOx信号在对应于氨的约0.2至约0.5g/kWh(约20-50ppm)的区间内的值。控制配量以提供这样的过量氨将导致NOx排放低于0.05g/kWh，以及非常低的N2O排放。
可以这样做的第一种方式是通过反馈NOx传感器31和尾管NOx传感器33的信号的简单比较。从图4可以看出，在低ANR值下，来自这些传感器的信号之间的差异可忽略不计(Δ低)，原因是两个传感器测量相同的NOx排放，而在高ANR值下，传感器信号的差异很大(Δ高)，原因是反馈NOx传感器33检测到大量的氨泄漏，而尾管NOx传感器布置在ASC 29的下游，因此不会检测到该泄漏。因此，控制氨配量的第一种手段是通过确定反馈NOx传感器31和尾管NOx传感器33之间的信号输出的差异(Δ)。如果该差异小于差异的下限，则应增加氨配量(例如，如果Δ<30ppm，则增加氨配量)，而如果大于差异的上限，则应减少氨配量(例如，如果Δ>100ppm，则减少氨的配量)。
图5是示出控制废气后处理系统的该第一方法的示例性实施例的流程图。步骤s501表示方法的开始。在步骤s503中，还原剂的初始配量从还原剂配量装置23配量。该初始配量可以基于来自初始NOx传感器13的信号，或者可以以某种其他方式确定。在步骤s505中，从反馈NOx传感器31获得反馈信号并且从尾管NOx传感器33获得尾管NOx信号。在步骤s507中，确定反馈信号和尾管NOx信号之间的差值(Δ)。在步骤s509中，将确定差值(Δ)与下限差值和上限差值进行比较。如果确定差值低于下限值，则增加配量(s511)并且该方法再次返回到获得尾管和反馈信号的步骤s505。如果确定差值高于上限值，则减少配量(s513)并且该方法再次返回到获得尾管和反馈信号的步骤s505。如果确定差值在限值内，则维持初始配量并且该方法直接返回到获得尾管和反馈信号的步骤s505。
可以控制废气后处理系统的第二种方式是首先确定尾管NOx传感器31具有低于阈值的信号。阈值可以例如是传感器的检测极限(例如图4中的线451)，或至少接近传感器的检测极限的值(例如高于检测极限的5％至10％)。如果尾管NOx传感器的信号超过该阈值，则应增加氨配量，直到尾管NOx传感器的信号低于该阈值。一旦满足该条件，则确定废气后处理系统在高ANR区域中操作，并且可以使用来自反馈NOx传感器31的反馈信号来控制氨配量以将ANR控制到期望区间。如果反馈信号低于下限值(例如30ppm)，则增加还原剂的配量，或者如果反馈信号高于上限值(例如100ppm)，则减少还原剂的配量。反馈信号的下限值应至少等于或大于尾管NOx信号的阈值。
图6是示出控制废气后处理系统的该第二方法的示例性实施例的流程图。步骤s601表示方法的开始。在步骤s603中，还原剂的初始配量从还原剂配量装置23配量。该初始配量可以基于来自初始NOx传感器13的信号，或者可以以某种其他方式确定。在步骤s605中，从反馈NOx传感器33获得反馈信号并且从尾管NOx传感器31获得尾管NOx信号。在步骤s607中，将尾管NOx信号与阈值尾管NOx值进行比较。如果尾管NOx信号大于阈值尾管NOx值，则增加还原剂的配量(s611)并且该方法再次返回到获得尾管和反馈信号的步骤s605。如果尾管NOx信号小于阈值尾管NOx值，则方法进行到步骤s609。在步骤s609中，将反馈信号与下限值和上限值进行比较。如果反馈信号低于下限值，则增加还原剂的配量(s611)并且该方法再次返回到获得尾管和反馈信号的步骤s605。如果反馈信号高于上限值，则减少还原剂的配量(s613)并且该方法再次返回到获得尾管和反馈信号的步骤s605。如果反馈信号在限值内，则维持初始配量并且该方法直接返回到获得尾管和反馈信号的步骤s605。
应当注意，在期望ANR区间内的操作期间，反馈NOx传感器33主要测量氨泄漏，而不是NOx排放。因此，反馈NOx传感器理论上可以用铵传感器代替。然而，由于铵传感器昂贵，不如NOx传感器鲁棒，并且在非选择性方面具有相同的问题，因此优选使用反馈NOx传感器。
在操作期间，废气后处理系统的温度可能会波动。SCR催化剂能够储存一定量的氨，并且该储存容量取决于温度。在温度瞬变期间，储存在SCR催化剂中的氨量可能会迅速增加或减少，从而导致反馈NOx传感器31处的氨泄漏的瞬时不足或峰值。为了解决这种影响，来自NOx传感器的信号，例如来自反馈NOx传感器33和尾管NOx传感器31的信号可以是时间平均的。例如，可以在约1分钟至约20分钟的时间段内对信号进行平均。

Claims (11)

1.一种用于控制废气后处理系统(4)的方法，所述废气后处理系统包括
-还原剂配量装置(23)；
-布置在所述还原剂配量装置的下游的选择性催化还原SCR装置(27)；
-布置在所述SCR装置的下游的氨泄漏催化剂(29)；
-布置在所述SCR装置的下游和所述氨泄漏催化剂的上游的反馈NOx传感器(33)；以及
-布置在所述氨泄漏催化剂的下游的尾管NOx传感器(31)；
其中所述方法由控制装置(15)执行并且包括以下步骤
-提供来自所述还原剂配量装置的还原剂的初始配量(s503、s603)；
-获得来自所述反馈NOx传感器的反馈信号和来自所述尾管NOx传感器的尾管NOx信号(s505、s605)；以及
-调节还原剂的配量，直到所述反馈信号超过所述尾管NOx信号在预定正区间内的值(s511、s513、s611、s613)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中调节还原剂的配量的步骤包括以下步骤
-确定所述反馈信号和所述尾管NOx信号之间的差值(Δ)(s507)；
-将所确定差值(Δ)与下限差值和上限差值进行比较(s509)；以及
-如果所确定差值低于所述下限差值，则增加还原剂的配量(s511)；或者
-如果所确定差值高于所述上限差值，则减少还原剂的配量(s513)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中调节还原剂的配量的步骤包括以下步骤
-将所述尾管NOx信号与阈值尾管NOx值进行比较，由此如果所述尾管NOx信号大于阈值尾管NOx值，则增加还原剂的配量以便获得小于所述阈值尾管NOx值的尾管NOx信号(s607)；
-一旦所述尾管NOx信号小于所述阈值尾管NOx值，则将所述反馈信号与下限值和上限值进行比较(s609)；以及
-如果所述反馈信号低于所述下限值，则增加还原剂的配量(s611)；或者
-如果所述反馈信号高于所述上限值，则减少还原剂的配量(s613)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述阈值尾管NOx值等于所述尾管NOx传感器的检测极限，或者不超过所述尾管NOx传感器的检测极限10％以上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述废气后处理系统还包括布置在所述还原剂配量装置的上游的初始NOx传感器(13)，并且其中基于来自所述初始NOx传感器的初始NOx信号提供来自所述还原剂配量装置的还原剂的初始配量。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述废气后处理系统还包括温度传感器(21)，并且其中所述方法在150℃或更高的温度下执行。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述废气后处理系统还包括温度传感器(21)，并且其中所述方法在180℃或更高的温度下执行。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述尾管NOx信号和所述反馈信号是时间平均的。
9.一种废气后处理系统，包括
-还原剂配量装置(23)；
-布置在所述还原剂配量装置的下游的选择性催化还原SCR装置(27)；
-布置在所述SCR装置的下游的氨泄漏催化剂(29)；
-布置在所述SCR装置的下游和所述氨泄漏催化剂的上游的反馈NOx传感器(33)；
-布置在所述氨泄漏催化剂的下游的尾管NOx传感器(31)；以及
-控制装置(15)，所述控制装置配置成执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的废气后处理系统，其中所述氨泄漏催化剂具有ASC和SCR功能两者。
11.一种载具(1)，包括根据权利要求9-10中任一项所述的废气后处理系统(4)。
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