CN115929443A - 用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的EATS - Google Patents

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Abstract

用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的EATS，该EATS包括：流体通道(40)，用于为排气提供流体路径；选择性催化还原SCR催化剂(32)，该SCR催化剂布置在流体通道中，该SCR催化剂被配置成储存氨；喷射器(34)，该喷射器被配置成喷射还原剂，以向所述SCR催化剂提供氨，该喷射器布置在SCR催化剂的上游；流体流动诱导器(56、58)，所述流体流动诱导器被配置成当发动机关闭时在流体通道的至少一部分中引起诱导的流体流动；以及控制设备(17)，该控制设备被配置成在发动机启动之前通过将还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节，并通过所述诱导的流体流动将还原剂输送到SCR催化剂中，从而在SCR催化剂中储存氨。

Description

用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的EATS
技术领域
本发明涉及一种用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的排气后处理系统(EATS)、以及一种用于预调节EATS的至少一部分的方法。本发明还涉及一种用于车辆的控制设备、一种车辆和一种计算机程序。
背景技术
车辆通常包括用于推进车辆的发动机。发动机可以是由例如液体或气体燃料提供动力的内燃发动机，或者它可以是由电提供动力的电机。此外，还存在混合动力解决方案，其中，车辆由内燃发动机和电机二者推进。
在发动机是内燃发动机(例如柴油发动机)的情况下，通常为车辆提供排气后处理系统EATS，以处理来自发动机的排放物。用于柴油发动机的EATS通常包括以下部件中的一种或多种：柴油氧化催化剂DOC、柴油微粒过滤器DPF和选择性催化还原SCR催化剂。还原剂(例如尿素或含氨物质)通常被喷射在SCR催化剂的上游，从而有助于在催化剂的帮助下将氮氧化物(也称为NOx)转化为双原子氮(N2)和水、以及可能的二氧化碳CO2(取决于还原剂的选择)。被清洁的或至少减少了排放物的排气然后通过车辆的排气管离开EATS和车辆。引起与柴油发动机至少部分类似的排放物的其它类型的发动机可以使用相同或相似的EATS。
政府法规以及对提高车辆燃料经济性的持续需求意味着需要更高效地运行EATS。例如，EATS必须快速加热并在非常低的负载下以及在排气温度低的发动机冷启动时也具有高的转换效率。需要非常高效的发动机来满足严格的CO2要求，这也导致排气温度降低和发动机排出的NOx水平升高，需要在SCR催化剂上游喷射大量还原剂。此外，当使用尿素作为还原剂时，尿素需要热量来蒸发并水解成氨。如果温度低，例如在发动机冷启动期间，产生结晶和沉积物的风险很大，会降低EATS的效果。
在发动机启动之前，可以对EATS进行预调节。在一些示例中，通过加热EATS的部件或子系统来执行对EATS的预调节，以便在EATS运行以处理来自发动机的排气之前将其温度升高到更接近其运行温度。EATS的这种热预调节需要能量。此外，由于EATS构成了车辆的包含热互连部件的大的热缓冲器，因此热预调节可能以相对低的精度执行，因为所供应的热量会消散并传递到预期之外的其它EATS部件。而且，如果过早地(即，与发动机启动相比相对早)执行热预调节(thermal preconditioning)，热损失可能会降低预调节的效率。因而，本行业需要对EATS的改进的预调节，以减少车辆的排放物。
发明内容
本发明的目的在于至少部分地减轻上文关于已知排气后处理系统讨论的缺点，并改进对排气后处理系统的至少一部分的预调节。
根据本发明的第一方面，提供了一种排气后处理系统EATS，该EATS用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物。该EATS包括：
-流体通道，用于为排气提供流体路径，
-选择性催化还原SCR催化剂，该SCR催化剂布置在流体通道中，该SCR催化剂被配置成储存氨，
-喷射器，该喷射器被配置成喷射还原剂，以向SCR催化剂提供氨，该喷射器布置在SCR催化剂的上游，
-流体流动诱导器，该流体流动诱导器被配置成当发动机关闭时在流体通道的至少一部分中引起诱导的流体流动，
-控制设备，该控制设备被配置成在发动机启动之前通过将还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节，并通过所述诱导的流体流动将还原剂输送到SCR催化剂中，从而在SCR催化剂中储存氨。
因此，以有利方式对SCR催化剂进行预调节。即，SCR催化剂至少在SCR催化剂中增加的氨储存方面被预调节，从而在发动机启动时改善排气中的NOx排放物的转化。通常，与冷启动排放物相关的NOx排放物会减少，因为SCR催化剂在发动机启动之前被预调节。作为发动机冷启动的结果，冷启动排放物通常在排气中包含非期望的化合物(例如NOx、颗粒和CO或未燃烧的HC)，并且通过如本公开中所述的对EATS的预调节，可以减少这样的冷启动排放物。因而，可以减少冷启动排放物，并且减少了排放物的排气可以通过排气管离开EATS。通常，发动机被包含在车辆中，因而，减少了排放物的排气可以通过车辆的排气管离开EATS。
根据至少一个示例实施例，所述控制设备还被配置成对EATS进行预调节，以达到SCR催化剂中的预定的氨储存水平。通过将SCR催化剂预调节到预定的氨储存水平，可以使SCR催化剂更接近其在发动机启动之前的正常运行条件。因而，在发动机启动时，与SCR催化剂没有被预调节到预定的氨储存水平的情况相比，SCR催化剂具有更接近其正常运行条件的氨储存。所述预定的氨储存水平例如可以是氨储存阈值水平。根据至少一个示例实施例，所述控制设备被配置成确定SCR催化剂中的当前氨储存水平，并且被配置成喷射还原剂以满足所述氨储存阈值水平。
根据至少一个示例实施例，在发动机启动前最多30分钟时执行预调节。因此，可以实现如本公开中所述的对EATS的充分预调节。例如，在发动机启动前最多20分钟或最多10分钟时执行预调节。因而，例如，在发动机启动前0至30分钟之间(例如0至20分钟之间，或0至10分钟之间)执行预调节。根据另一示例，在发动机启动前1分钟至30分钟之间(例如1分钟至20分钟之间，或1分钟至10分钟之间)执行预调节。
根据至少一个示例实施例，正经受由流体流动诱导器诱导的流动的流体通道的至少所述部分包括至少从喷射器或从流体通道中的由喷射器实现的还原剂喷射点到SCR催化剂的流体路径。因此，所述诱导的流体流动将至少把所喷射的还原剂从喷射器输送到SCR催化剂。所述流体流动诱导器可以被称为质量流动源或流体流动源。
应理解，“在发动机启动之前”意味着发动机没有运行，因而在预调节期间没有来自发动机的排气流经EATS。因而，所述诱导的流体流动是不同于排气流的流体流动。
根据至少一个示例实施例，喷射器被配置成喷射液体还原剂以将氨提供给SCR催化剂。因而，所述控制设备被配置成在发动机启动之前通过将该液体还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节。因此，可以容易地将常规类型的还原剂源喷射到流体通道中，该液体还原剂例如是尿素。根据至少一个示例实施例，该液体还原剂是无水氨、氨水、尿素水溶液或含氨的柴油机排气流体。
根据至少一个示例实施例，喷射器被配置成喷射气态还原剂以将氨提供给SCR催化剂。因而，所述控制设备被配置成在发动机启动之前通过将该气态还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节。因此，促进了通过所述诱导的流体流动将还原剂输送到SCR催化剂。还通过使用气态还原剂促进氨在SCR中的吸收或储存，和/或需要较少的外部热量以便为SCR催化剂提供气体形式的还原剂。
根据至少一个示例实施例，喷射器被配置成喷射固体还原剂，以将氨提供给SCR催化剂。因而，所述控制设备被配置成在发动机启动之前通过将该固体还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节。通常，这样的固体还原剂(例如，以固体晶体元素的形式)必须被加热以便提供SCR催化剂所能储存的氨。
根据至少一个示例实施例，EATS还包括用于加热还原剂的加热装置，其中，所述控制设备被配置成通过该加热装置来加热还原剂。
因此，改善了SCR催化剂的氨储存。例如，如果将液体还原剂或固体还原剂喷射到流体通道中，对其加热通常会引起液体还原剂或固体还原剂气化。气态还原剂或气态氨更容易通过所述诱导的流体流动而输送到SCR催化剂中，和/或气态还原剂或气态氨也促进氨在SCR中的吸收或储存。该加热装置优选布置在SCR催化剂的上游或之前。因此，从加热装置供应的加热被高效地利用。该加热装置通常被配置成向还原剂提供外部热量。
根据至少一个示例实施例，该加热装置在流体通道中布置在喷射器的上游，以加热穿过该加热装置的所述诱导的流体流动，或者该加热装置被布置成在还原剂喷射之前加热还原剂。
因此，提供了向还原剂提供热量的至少两个不同的可替选位置。例如，对于其中加热装置在流体通道中布置在喷射器上游的实施例，加热装置可以包括布置在流体通道中的被加热构件，使得所述诱导的流体流动通过穿过该被加热构件而被加热。该被加热构件例如可以是格子、格栅、线圈或板。因而，当被加热的所述诱导的流体流动加热所喷射的还原剂时，所喷射的还原剂将被加热装置间接加热。因此，所喷射的还原剂可以被加热，以蒸发并水解成氨。根据另一示例，对于其中加热装置被布置成在还原剂喷射之前加热还原剂的实施例，加热装置可以包括被布置成与喷射器接触或与流体连接到该喷射器的任何还原剂剂量容器接触的被加热构件。因此，还原剂可以在其喷射到流体通道之前被加热。
根据至少一个示例实施例，加热装置包括电加热元件或燃烧器。
因此，提供了加热还原剂的至少两种不同的可替选方案。对于其中加热装置包括电加热元件的实施例，加热元件被配置成通过电而被加热。电加热元件可以包括前述被加热元件或导热地连接至前述被加热元件。根据至少一个示例实施例，所述被加热元件包括格子、光栅、线圈或板，被配置成由被引导通过所述格子、格栅、线圈或板的电而被加热。电加热元件可以为另一种形状，例如，呈扁平或弯曲加热薄片的形状，或者包括不同类型的加热元件，例如电阻泡沫。根据至少一个示例实施例，电加热元件是基于正温度系数PTC的元件。根据至少一个示例实施例，电加热元件基于感应加热并且可以被称为感应加热元件。对于其中加热装置包括燃烧器的实施例，燃烧器可以被配置成燃烧燃料以便提供热量，并且可以导热地连接到前述被加热元件。
根据至少一个示例实施例，所述流体流动诱导器是风扇或压缩机。
风扇或压缩机可以相对容易地布置在流体通道内以诱导流体流动，或者可以布置在流体通道外部并且通过连接通道流体地连接到该流体通道。也就是说，对于后者，风扇或压缩机可以被配置成在连接通道中诱导流体流动，其中，该连接通道连接到流体通道以将所述诱导的流体流动供应到流体通道的至少所述部分中。风扇或压缩机可以根据意愿而容易且快速地启动，并且可以容易且快速地关闭。此外，所述控制设备可以被配置成以简明方式控制风扇或压缩机的运行。此外，所述诱导的流体流动的水平或体积可以由风扇或压缩机容易地改变(增加或减少)。
根据至少一个示例实施例，所述流体流动诱导器包括压缩气体源和阀门，该阀门被配置成将压缩空气从压缩气体源释放到流体通道中。
压缩气体源和阀门是用于提供所述诱导的流体流动的可靠手段。此外，可以通过打开该阀门来快速地提供流体通道中的相对高水平或高体积的所述诱导的流体流动。
根据至少一个示例实施例，所述流体流动诱导器布置在喷射器的上游。
因此，从喷射器喷射的任何还原剂都可以跟随所述诱导的流体流动并被所述诱导的流体流动输送。根据至少一个示例实施例，流体流动诱导器在流体通道中布置在加热装置的上游。因而，所述诱导的流体流动可以在到达还原剂的喷射点之前被加热装置加热。因而，所述诱导的流体流动被配置成使得所述诱导的流体流动在到达SCR催化剂之前经过加热装置和还原剂的喷射点。喷射器例如可以布置在离加热装置预定距离处，以使被加热的所述诱导的流体流动能够加热由喷射器喷射的任何还原剂。
根据至少一个示例实施例，EATS还包括辅助加热装置，以加热SCR催化剂，其中，所述控制设备被进一步配置成通过所述辅助加热装置加热SCR催化剂。
因而，SCR催化剂可以与被配置成加热还原剂的加热装置分开地加热。因此，可以进一步改善对EATS的预调节，因为可以以有利的方式对SCR催化剂进行预调节。例如，通过对SCR催化剂进行热预调节，可以使SCR催化剂在发动机启动之前更接近其运行温度。此外，可以通过被热预调节的SCR催化剂促进SCR中氨的吸收或储存。
根据本发明的第二方面，提供了一种方法，以预调节被配置成转化来自发动机的排气中的NOx排放物的排气后处理系统EATS的至少一部分，该EATS包括：流体通道，用于向排气提供流体路径；和选择性催化还原SCR催化剂，该SCR催化剂布置在流体通道内，该SCR催化剂被配置成储存氨。该方法包括：
-将还原剂喷射到流体通道中，和
-在流体路径的至少一部分中诱导流体流动，以将还原剂输送到SCR催化剂中，从而在SCR催化剂中储存氨。
本发明的第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明的第一方面所述的那些效果和特征。关于本发明的第一方面提及的实施例在很大程度上与本发明的第二方面兼容，其中一些在下面例证说明，通常不再重复任何有利效果。
根据至少一个示例实施例，执行该方法的预调节，以达到SCR催化剂中的预定的氨储存水平。
根据至少一个示例实施例，该EATS包括：喷射器，该喷射器被配置成喷射还原剂以向SCR催化剂提供氨；和流体流动诱导器，该流体流动诱导器被配置成引起诱导的流体流动，其中，该流体流动诱导器被布置在喷射器的上游。在本发明的第一方面中描述了喷射器和流体流动诱导器及其任何实施例。
根据至少一个示例实施例，该方法进一步包括加热还原剂。
根据至少一个示例实施例，该EATS包括加热装置，用于加热还原剂，该加热装置在流体通道中布置在喷射器的上游，并且该方法包括通过加热经过加热装置和喷射器的所述诱导的流体流动来加热还原剂，或者其中，加热装置被布置成加热还原剂，其中该方法包括在喷射还原剂之前加热还原剂。如针对本发明的第一方面所述的，对于其中加热装置在流体通道中布置在喷射器上游的实施例，加热装置通常被配置成加热穿过加热装置的所述诱导的流体流动，其中，被加热的所述诱导的流体流动加热所喷射的还原剂。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于包括排气后处理系统EATS的车辆的控制设备。该控制设备被配置成指示本发明第一方面的EATS执行根据本发明第二方面的方法的步骤。
因而，该控制设备被配置为执行或施行至少一些参考本发明第二方面的方法所述的相应步骤。根据至少一个示例实施例，该控制设备被配置成通过指示本发明的第一方面的EATS来执行或施行根据关于本发明的第一方面提及的任何实施例的方法步骤。该控制设备可以例如是或被包含在车辆的电子控制单元(ECU)中。
根据本发明的第四方面，提供了一种车辆。该车辆包括根据本发明第一方面的排气后处理系统EATS或根据本发明第三方面的控制设备。
根据至少一个示例实施例，该车辆是混合动力车辆，除了发动机之外还包括用于推进车辆的电机。
因此，可以减少发动机(例如，柴油发动机或氢发动机)的运行时间或功率。此外，对于至少一些车辆运行，发动机可以关闭，并且车辆可以仅由电机推进。通常，车辆包括能量存储或转换设备(例如蓄电池或燃料电池)，从而为电机供电。
根据本发明的第五方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括程序代码组件，该程序代码组件包括指令，以在所述程序在计算机上运行时使本发明的第一方面的EATS执行根据本发明的第二方面的方法的步骤。
根据本发明的第六方面，提供了一种携载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序代码组件，该程序代码组件包括指令，以在所述程序在计算机上运行时使本发明的第一方面的EATS执行根据本发明的第一方面的方法的步骤。
本发明的第三至第六方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明的第一和第二方面所述的那些效果和特征。关于本发明的第一和第二方面提及的实施例在很大程度上与本发明的第三至第六方面兼容。
在本发明的第二方面中描述并在本发明的一些其它方面中实施的方法步骤的顺序不限于本公开中所述的顺序。在不脱离本发明的范围的情况下，一个或几个步骤可以交换位置或以不同的顺序发生。然而，根据至少一个示例实施例，方法步骤以本发明的第二方面中所述的连续顺序执行。
根据至少一个示例实施例，适用于本发明的第一至第六方面中的任一方面，EATS被配置成用于转化来自车辆(例如，重型卡车)发动机的排气中的NOx排放物。EATS可以用于清洁来自各种类型发动机(诸如柴油发动机或氢发动机)的排气。例如，本EATS可以用于通过转化来自基于CNG(压缩天然气)、LPG(液化加压气体)、DME(二甲醚)和/或H2(氢气)的内燃发动机的排气的NOx排放物来清洁排气。
根据至少一个示例实施例，EATS被配置成用于转化来自车辆的氢发动机的排气中的NOx排放物。对于这样的实施例，EATS可以进一步包括微粒过滤器，该微粒过滤器被配置成过滤排气中的颗粒。这样的微粒过滤器被有利地布置在SCR催化剂的上游。
在以下描述和附图中公开并讨论了本公开的进一步的优点和特征。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明实施例的更详细描述。
在这些图中：
图1是根据本发明的示例实施例的包括发动机、EATS和控制设备的车辆的示意性侧视图；
图2是示出适用于本发明的示例实施例的图1的发动机、EATS和控制设备的示意性示例的更详细的设置图；并且
图3是示出根据本发明的示例实施例的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
参考图1，公开了一种车辆1(这里被实现为重型卡车1)，本公开中公开的类型的排气后处理系统EATS20对于该车辆1是有利的。然而，EATS20也可以在其它类型的交通工具中实施，例如在具有类似发动机系统的公共汽车、轻型卡车、乘用轿车、船舶应用等中。图1的车辆1是混合动力车辆1，其包括发动机15和电机22，该发动机15是柴油发动机15。柴油发动机15由柴油燃料提供动力，该柴油燃料通常被容纳在燃料箱(未示出)中，并且电机22通过从至少一个能量存储或转换设备(例如，蓄电池或燃料电池)供应的电力来提供动力。柴油发动机15和电机22通常被布置和配置成通过单独地联接到车辆1的动力总成的其它部分(例如变速器、传动轴和车轮(未详细示出))来独立地推进车辆1。也就是说，车辆1可以由柴油发动机15单独推进、由电机22单独推进、或者由柴油发动机15与电机22一起推进。发动机15和EATS20可以统称为发动机系统。
在图1中，EATS20被配置成减少来自发动机15的排气中的排放物。EATS20包括：流体通道40，该流体通道40用于为来自发动机15的排气提供流体路径；和选择性催化还原SCR催化剂32，该SCR催化剂32布置在流体通道40中。SCR催化剂32被布置和配置成在催化剂的帮助下将氮氧化物(也称为NOx)转化为双原子氮(N2)和水(H2O)(以及可能的二氧化碳CO2)。喷射器34被配置成喷射还原剂，例如无水氨、氨水或尿素溶液，该喷射器34被布置在SCR催化剂32的上游。所喷射的还原剂提供氨，氨被吸附到SCR催化剂32中的催化剂上，并促进NOx在SCR催化剂32中的转化。因而，SCR催化剂32被配置成储存氨。EATS20还包括：流体流动诱导器56，流体流动诱导器56被配置成当发动机关闭时在流体通道40的至少一部分中引起诱导的流体流动；和控制设备17(控制单元17)，控制设备17被配置成在发动机启动之前通过将还原剂喷射到流体通道40中而对EATS20进行预调节，并通过所述诱导的流体流动将还原剂输送到SCR催化剂中，以将氨储存在SCR催化剂中。因而，图1的EATS20被配置成在发动机启动之前进行预调节，这将参考图2至图3进一步描述。
图2是图1的EATS20的示意图，其被更详细地示出并且包括各种可选部件和另外的可替选方案。图2的EATS20包括参考图1所述的流体通道40、SCR催化剂32和喷射器34。此外，EATS20包括DOC30和颗粒过滤器，在本实施例中，该颗粒过滤器是DPF31。DOC30被布置在DPF31的上游，并且被配置成将一氧化碳和碳氢化合物转化为二氧化碳。DPF31被布置在SCR催化剂32的上游，并且被布置和配置成从柴油发动机15的排气中去除颗粒，即，柴油微粒物质或碳烟。
在车辆的初始运行期间(例如，直至已达到发动机和EATS的运行温度的时间点)，从EATS排出的排放物(例如，每行驶距离的排放物，或每单位运行时间的排放物)通常高于已经达到发动机和EATS的运行温度时的排放物。这样的排放物被称为冷启动排放物，它们通常包括由于发动机冷启动而从EATS排出的排气中的非期望化合物(例如NOx、颗粒和CO或未燃烧的HC)。为了避免或至少减少这样的冷启动排放物，可以在发动机启动之前对EATS进行预调节。即，能够以发动机的初始运行期间的排放物被减少的方式来准备EATS的至少一部分。
为了实现对EATS20的至少一种预调节，图2的EATS20包括流体流动诱导器56、58，流体流动诱导器56、58被配置成当发动机关闭时在流体通道40的至少一部分中引起诱导的流体流动。在图2中，示出了两个不同的流体流动诱导器56、58，仅需要其中一个来实现所述诱导的流体流动。作为第一选项，第一流体流动诱导器56在流体通道40中布置在喷射器34的上游，并且被配置成当发动机15关闭时至少在第一流体流动诱导器56下游的流体通道40的一部分中引起诱导的流体流动。第一流体流动诱导器56例如可以是压缩机或风扇。作为第二选项，第二流体流动诱导器58包括压缩气体源60和阀门61，该阀门61被配置成将压缩空气从压缩气体源60释放到流体通道40中。因而，第二流体流动诱导器58被配置成至少在阀门61下游的流体通道40(或将阀门61与流体通道40流体连接的任何连接通道)的一部分中引起诱导的流体流动。因而，在第一选项和第二选项中，流体流动诱导器56、58被配置成在发动机启动之前在喷射器34上游诱导流体流动。
图2的EATS20的控制设备17被配置成通过用喷射器34将还原剂喷射到流体通道40中来至少控制对SCR催化剂32的预调节，并且通过用流体流动诱导器56、58诱导的流体流动将喷射的还原剂输送到SCR催化剂32中，以将氨储存在SCR催化剂32中。因此，实现了对EATS20的所期望的预调节，从而减少了源自例如发动机15的冷启动的非期望的NOx排放物。
可选地，EATS20还包括用于加热所述还原剂的加热装置50、52、53。在图2中，示出了三个不同的加热装置50、52、53，只需要其中之一来实现对还原剂的所述加热。在第一可替选方案中，第一加热装置50在流体通道40中布置在喷射器34的上游。如图2中所示，第一加热装置50被布置在喷射器34的紧挨着的上游，在二者之间没有其它EATS部件。例如，第一加热装置50与喷射器34或还原剂被喷射到流体通道40中的点之间的流体流动距离为0.1至1m。因此，第一加热装置50可以加热穿过第一加热装置50的所述诱导的流体流动。在可以单独使用或与第一可替选方案结合使用的第二可替选方案中，第二加热装置52在流体通道40中布置在喷射器34的上游。如图2中所示，第二加热装置52被布置在流体流动诱导器56、58(或将诱导的流体流动施加到流体通道40中的点)的紧挨着的下游，例如，在二者之间没有其它EATS部件。例如，第二加热装置52与流体流动诱导器56、58(或将诱导的流体流动施加到流体通道40中的点)之间的流体流动距离为0.1至1m。因此，第二加热装置52可以加热穿过第二加热装置52的所述诱导的流体流动。优选地，第一加热装置50和/或第二加热装置52是电加热元件。如前所述，第一加热装置50和第二加热装置52可以组合，以增强对所述诱导的流体流动的加热。
在可以单独使用或与第一和/或第二可替选方案组合使用的第三可替选方案中，第三加热装置53被布置成在喷射还原剂之前加热还原剂。如图2中所示，第三加热装置53与喷射器34相邻或导热连接地布置。例如，第三加热装置53可以与喷射器34或者流体连接到喷射器34的任何还原剂剂量容器直接接触。因此，第三加热装置53可以在将还原剂喷射到流体通道40之前直接加热还原剂。例如，可以在将还原剂喷射到流体通道40之前加热并蒸发还原剂。第三加热装置53可以是电加热元件或燃烧器。在燃烧器中，实现例如HC的燃烧以产生热。如前所述，第一、第二和/或第三加热装置50、52、53可以组合，以增强对还原剂的加热。
加热装置50、52、53中的每一个例如可以包括格子或格栅、或者线圈或板，其被配置成通过被引导通过所述格子、格栅、线圈或板的电来加热。加热装置50、52、53中的至少一个可以是另一种形状，例如，呈扁平或弯曲加热薄片的形状，或者包括不同类型的加热元件，例如，电阻泡沫。加热装置50、52、53中的至少一个可以是基于正温度系数PTC的元件，或者可以基于感应加热并且被称为感应加热元件。
相应地，图2的EATS20的控制设备17可以被配置成通过加热装置50、52、53加热还原剂。因而，控制设备17被配置成开始第一、第二和/或第三加热装置50、52、53的运行，以加热还原剂，无论是第一和第二加热装置50、52间接(即，经由所述诱导的流体流动)加热，或是第三加热装置53直接加热。因此，实现了对EATS20的所期望的预调节，从而减少了源自例如发动机15的冷启动的、非期望的NOx排放物。
转向图3的流程图，其中示意性地示出了用于预调节EATS(诸如图1和图2的EATS20)的至少一部分的方法的步骤。因而，EATS被配置成至少转化来自发动机(例如发动机15)的排气中的NOx排放物。该EATS包括：流体通道，其用于为排气提供流体路径；和选择性催化还原SCR催化剂，该SCR催化剂被布置在流体通道中，例如，它们对应于图1和图2的流体通道40和SCR催化剂32。该SCR催化剂被配置成储存氨。
在步骤S1中，开始对EATS的至少所述部分的预调节。预调节S1的开始是在发动机关闭时执行的，因此没有排气流经EATS。步骤S1可以例如在发动机启动之前最多30分钟处执行。
在步骤S10中，将还原剂喷射到流体通道中。例如，还原剂可以通过喷射(例如参考图1和图2所述的喷射器34)来喷射。该还原剂向SCR催化剂提供氨。
在可选的步骤S20中，加热所喷射的还原剂。另外或可替选地，在可选的步骤S5中，还原剂在被喷射到流体通道S10中之前被加热。因而，还原剂可以在被喷射之前被加热和/或在被喷射到流体通道中之后被加热。例如，还原剂由加热装置(例如参考图1和图2所述的第一、第二和/或第三加热装置50、52、53)加热。
在步骤S30中，在流体路径的至少一部分中诱导流体流动，以将还原剂输送到SCR催化剂中，从而在SCR催化剂中储存氨。因而，在没有排气流经EATS的发动机关闭状态期间诱导流体流动。所述流体流动可以由流体流动诱导器(例如参考图1和图2所述的第一流体流动诱导器56或第二流体流动诱导器58)诱导。因而，所述流体流动诱导器被布置在喷射器的上游。
对于其中还原剂被加热(S5、S20)的实施例，所述诱导的流体流动将被加热的还原剂输送到SCR催化剂中。对于其中所喷射的还原剂由加热装置加热的实施例，该加热装置可以在流体通道中布置在喷射器的上游或在将还原剂喷射到流体通道内的点上游。此外，流体路径的经受所述诱导的流体流动的部分通常包括该加热装置和喷射器或将还原剂喷射到流体通道中的点，使得所喷射的还原剂将通过经过加热装置和喷射器的所述诱导的流体流动而被加热。另外或可替选地，还原剂在被喷射之前由加热装置加热。因而，被加热的还原剂将被喷射到流体通道中，并通过所述诱导的流体流动而进一步输送到SCR催化剂。
在可选的步骤S40中，确定是否达到了SCR催化剂中的预定的氨储存水平。响应于确定已经达到SCR催化剂中的预定的氨储存水平，停止预调节S50。然而，响应于确定尚未达到SCR催化剂中的预定的氨储存水平，该预调节通过返回到步骤S1(或替选地，通过在喷射之前加热还原剂的可选步骤S5，或将还原剂喷射到流体通道中S10)而重新开始。
通过参考图3所述的方法(至少步骤S10和S30)，EATS被至少关于SCR催化剂中增加的氨储存而预调节，从而改善发动机启动后的排气中的NOx排放物的转化。
根据至少一个示例实施例，连续地执行图3中的方法的步骤。因而，例如，还原剂的一部分在步骤S5中在喷射到流体通道中之前被加热，同时，被加热的还原剂的另一部分在步骤S10中被喷射到流体通道中，并且被加热的还原剂的另一部分在步骤S30中通过(被加热的)所述诱导的流体流动而输送到SCR催化剂。应注意，步骤的命名不一定，而是根据至少一个示例实施例，可能与这些步骤被执行的顺序有关。因而，除非明确地彼此依赖，否则这些步骤的顺序可以与本文解释的不同。
应理解，本发明不限于上文所述和附图所示的实施例；相反，本领域技术人员应认识到，可以在所附权利要求书的范围内做出许多改变和修改。本发明不限于某种类型的发动机系统和/或EATS。例如，EATS20或类似的EATS可以用于清洁除柴油发动机之外的其它发动机的排气。例如，EATS可以用于通过转化来自使用CNG(压缩天然气)、LPG(液化加压气体)、DME(二甲醚)和/或H2(氢气)作为燃料的内燃发动机的排气的NOx排放物来清洁排气。因而，该发动机系统可以包括不同于柴油发动机的另一内燃发动机，例如氢发动机。
另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的发明概念时可以理解和实现所公开实施例的变体。在权利要求书中，“包括…”一词不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施这一事实并不表明不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种排气后处理系统EATS(20)，用于转化来自发动机(15)的排气中的NOx排放物，所述EATS包括：
流体通道(40)，所述流体通道用于为所述排气提供流体路径，
选择性催化还原SCR催化剂(32)，所述SCR催化剂布置在所述流体通道中，所述SCR催化剂被配置成储存氨，
喷射器(34)，所述喷射器被配置成喷射用于向所述SCR催化剂提供氨的还原剂，所述喷射器布置在所述SCR催化剂的上游，
流体流动诱导器(56、58)，所述流体流动诱导器被配置成当所述发动机关闭时在所述流体通道的至少一部分中引起诱导的流体流动，
控制设备(17)，所述控制设备被配置成在发动机启动之前通过将所述还原剂喷射到所述流体通道中而对所述EATS进行预调节，并通过所述诱导的流体流动将所述还原剂输送到所述SCR催化剂中，从而在所述SCR催化剂中储存氨。
2.根据权利要求1所述的EATS，还包括用于加热所述还原剂的加热装置(50、52、53)，其中，所述控制设备(17)被配置成通过所述加热装置来加热所述还原剂。
3.根据权利要求2所述的EATS，其中，所述加热装置(50、52)在所述流体通道中布置在所述喷射器上游，以加热穿过所述加热装置的所述诱导的流体流动；或者其中，所述加热装置(53)被布置成在所述还原剂喷射之前加热所述还原剂。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述加热装置(50、52、53)包括电加热元件或燃烧器。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述流体流动诱导器(56)是风扇或压缩机。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述流体流动诱导器(58)包括压缩气体源(60)和阀门(61)，所述阀门被配置成将压缩空气从所述压缩气体源释放到所述流体通道中。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述流体流动诱导器(56、58)布置在所述喷射器的上游。
8.一种用于对排气后处理系统EATS(20)的至少一部分进行预调节的方法，所述EATS被配置成转化来自发动机(15)的排气中的NOx排放物，所述EATS包括：流体通道(40)，所述流体通道用于为所述排气提供流体路径；和选择性催化还原SCR催化剂(32)，所述SCR催化剂布置在所述流体通道中，所述SCR催化剂被配置成储存氨，所述方法包括：
将还原剂喷射(S10)到所述流体通道中，和
在所述流体路径的至少一部分中诱导流体流动(S30)，以将所述还原剂输送到所述SCR催化剂中，从而在所述SCR催化剂中储存氨。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，执行所述预调节以达到所述SCR催化剂中的预定的氨储存水平。
10.根据权利要求8至9中的任一项所述的方法，其中，所述EATS包括：喷射器(34)，所述喷射器被配置成喷射用于向所述SCR催化剂提供氨的所述还原剂；和流体流动诱导器(56、58)，所述流体流动诱导器被配置成引起诱导的流体流动，并且其中，所述流体流动诱导器布置在所述喷射器的上游。
11.根据权利要求8至9中的任一项所述的方法，进一步包括加热所述还原剂(S20、S5)。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述EATS包括用于加热所述还原剂的加热装置(50、52、53)，所述加热装置(50、52)在所述流体通道中布置在所述喷射器上游，并且所述方法包括通过加热经过所述加热装置和所述喷射器的所述诱导的流体流动来加热所述还原剂(S20)；或者其中，所述加热装置(53)被布置成加热所述还原剂，其中所述方法包括在喷射所述还原剂(S10)之前加热所述还原剂(S5)。
13.一种控制设备(17)，所述控制设备(17)用于包括排气后处理系统EATS(20)的车辆(1)，所述控制设备被配置成指示根据权利要求1至7中的任一项所述的EATS执行根据权利要求8至12中的任一项所述的方法的步骤。
14.一种车辆(1)，其包括根据权利要求1至7中的任一项所述的排气后处理系统EATS(20)或根据权利要求13所述的控制设备。
15.一种携载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码组件，所述程序代码组件包括指令，以在所述程序在计算机上运行时使根据权利要求1至7中的任一项所述的EATS(20)执行根据权利要求8至12中的任一项所述的方法的步骤。
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