SE1150045A1 - Metod för ett avgasefterbehandlingssystem - Google Patents

Metod för ett avgasefterbehandlingssystem Download PDF

Info

Publication number
SE1150045A1
SE1150045A1 SE1150045A SE1150045A SE1150045A1 SE 1150045 A1 SE1150045 A1 SE 1150045A1 SE 1150045 A SE1150045 A SE 1150045A SE 1150045 A SE1150045 A SE 1150045A SE 1150045 A1 SE1150045 A1 SE 1150045A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
exhaust
reducing agent
amount
added
dosing
Prior art date
Application number
SE1150045A
Other languages
English (en)
Other versions
SE536409C2 (sv
Inventor
Mikael Edstam
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1150045A priority Critical patent/SE536409C2/sv
Priority to KR1020137022439A priority patent/KR20130117869A/ko
Priority to RU2013139344/06A priority patent/RU2549389C2/ru
Priority to PCT/SE2012/050049 priority patent/WO2012102664A1/en
Priority to EP12739087.0A priority patent/EP2668384B1/en
Priority to JP2013551942A priority patent/JP2014505205A/ja
Priority to CN2012800064943A priority patent/CN103339354A/zh
Priority to BR112013018826-0A priority patent/BR112013018826B1/pt
Publication of SE1150045A1 publication Critical patent/SE1150045A1/sv
Publication of SE536409C2 publication Critical patent/SE536409C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/05Systems for adding substances into exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402Exhaust gas composition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Sammanfattning Avgasefterbehandlingssystem för en förbränningmotor, omfattande en avgasefterbehandlingsanordning (10), exempelvis i form av en katalysator eller ettfilter; en sensor (22) anpassad att bestämma en mätsignal avseende storleken hos enparameter relaterad till kväveoxider (NOX) i avgaser som strömmar ut ur nämndaavgasefterbehandlingsanordning, varvid amplitudvärden detekteras för mätsignalen somavges av sensom. Systemet omfattar vidare en insprutningsanordning (12) anpassad atttillsätta ett reduktionsmedel till avgasema som strömmar in iavgasefterbehandlingsanordningen, och en övervakningsanordning (40) innefattande ettbearbetningsmedel (42) och ett minne (44), bearbetningsmedlet är anordnat att mottagamätsignalen från sensom (22) och att generera en styrsignal för insprutningsanordningen.Övervakningsanordningen (40) är anpassad att avge en styrsignal tillinsprutningsanordningen sådan att mängden tillsatt reduktionsmedel varieras enligt ettforutbestämt mönster under en mätperiod och att bearbetningsmedlet är anpassat attdetektera amplitudvärdesvariationer för NOX i avgasema nedströmsavgasefterbehandlingsanordningen och att identifiera och lagra, i minnet (44), värden påmängd tillsatt reduktionsmedel då amplitudvärdesvariationema för NOX i avgasemanedströms avgasefterbehandlingsanordningen uppfyller förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel. (Figur 1)

Description

2 driftstillstånd måste NHg-lagret bibehållas. Emellertid, i takt med att temperaturen för SCR-katalysatorn ökar, måste NH3-nivån minskas för att undvika NHg-utsläpp (dvs. att överskott av NHg släpps ut från SCR-katalysatom), vilket kan minska omvandlingseffektiviteten för katalysatom.
Sammanfattningsvis, för att möta striktare miljökrav använder allt fler fordonstillverkare SCR katalysstorsystem för att rena dieselavgaser från kväveoxider (NOX). Detta görs genom att spruta in ammoniaklösning i en SCR katalysator som hjälper till att omvandla NOX -partiklar till kvävgas och vatten. Avgasreningsstrategin bör ta hänsyn till att tillräckligt mycket NOX omvandlas samtidigt som man inte vill spruta in för mycket ammoniak, av hänsyn både till körekonomin och miljön.
I den amerikanska patentansökan med nummer US-2008/ 025 0778 och i det svenska patentet med nummer SE-530435 beskrivs kända anordningar inom teknikområdet.
US-2008/0250778 avser en metod för att reglera mängden av NH3 lagrad i en katalysator för ett avgasefterbehandlingssystem som innefattar att bestämma mängden NH3 in till katalysatom baserat pä en doseringsfrekvens för ett doseringsmedel som sprutas in i avgasströmmen uppströms katalysatom av katalysatom och bestämma mängden NHg ut från katalysatom. Den ackumulerade massan av NHg i katalysatom beräknas med hjälp av mängden in, respektive ut, från katalysatom, och doseringsfrekensen beräknas sedan med användning av den ackumulerade massan.
SE-530435 avser ett förfarande för övervakning av funktionen hos ett avgasefterbehandlingssystem hos ett motorfordon. Enligt detta kända system genomförs en frekvensanalys av en parameter relaterad till avgaser som strömmar ut ur exempelvis en katalysator. Baserat på resultatet av frekvensanalysen kan information om systemets funktion erhållas.
För att minimera utsläpp av NOX krävs således en noggrann reglering av doseringen av reduktionsmedlet, t.ex. av urea, till katalysatom. Regleringen syftar till att ge optimal inlagring av ammoniak vid olika temperaturer. Inlagringen kan dock inte mätas direkt vilket tillsammans med att katalysatom fungerar mycket olika vid olika temperaturer gör regleringen mycket svår.
Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad reglering av doseringen av reduktionsmedlet för att optimera funktionen av katalysator.
Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syfte åstadkommes med uppfinningen definierad av de oberoende patentkraven.
Föredragna utföringsformer definieras av de beroende patentkraven.
Detta åstadkommes förenklat genom att analysera överlagrade NOX-variationer i avgasema nedströms avgasefterbehandlingsanordningen, tex. SCR-katalysatom, för bestämning av inlagring av ammoniak i denna.
Genom att analysera amplitudvariationer för NOX-halten kan tillståndet i katalysatom indirekt mätas. Amplituden på NO-halten efter katalysatom beror av inlagrad mängd ammoniak i katalysatorn. Beroende på amplitud i NOx-nivå (per frekvens) i den nedströms nivån kan inlagring vid olika temperaturer uppströms bestämmas.
Med metoden och systemet enligt föreliggande uppfinning kan ett flertal fördelar uppnås, bland annat kan en snabb och robust diagnos av försämrad omvandlingsgrad i katalysatom detekteras, vilket exempelvis kan höra samman med att utspätt reduktionsmedel använts eller att katalysator är föråldrad.
Vidare kan, enligt en utföringsforrn, en adaption av styrningen av tillsatsen av reduktionsmedel i vissa driftpunkter göras for att nå optimal inlagring av reduktionsmedlet Lösningen enligt uppfinningen kan också generaliseras för att aktivt identifiera katalysatoms egenskaper i ett brett omfång av driftspunkter. Det vill säga att man i fordonet implementerar en funktion for systemidentifiering som hittar katalysatoms dynamik. En sådan funktion är svår att implementera i drift eftersom den påverkar 4 emissionsnivåerna, men det skulle dock kunna användas i eftermontering eller som ett lab- stöd för snabb, grovkalibrering.
Genom användning av metoden och avgasefterbehandlingssystemet enligt föreliggande uppfinning åstadkommes en effektivare styrning av tillsatt mängd reduktionsmedel, i synnerhet vid höga temperaturer.
Vidare kan metoden utnyttjas för att åstadkomma en snabb kalibrering av mängden reduktionsmedel som skall tillsättas vid varje givet tillstånd.
Kort ritningsbeskrivning Figur 1 visar ett schematiskt blockschema som illustrerar implementering av ett avgasefierbehandlingssystem enligt föreliggande uppfinning.
Figur 2 visar ett flödesschema enligt föreliggande uppfinning.
Figur 3 visar grafer illustrerande föreliggande uppfinning.
Figur 4 visar grafer illustrerande föreliggande uppfinning.
Figur 5 visar olika grafer illustrerande föreliggande uppfinning.
Detalierad beskrivning av föredragna utforingsformer av uppfinningen Med hänvisning till de bifogade ritningama kommer nu uppfinningen att beskrivas i detalj.
En forbränningsmotor 2 med ett tillhörande avgasefterbehandlingssystem 4 visas schematiskt i figur 1. Förbränningsmotorn kan företrädesvis vara anordnad i ett motorfordon, men uppfinning är tillämplig i många andra sammanhang där forbränningsmotorer används, exempelvis inom industrin och for fartyg.
Avgasema som lämnar förbränningsmotom 2 leds genom en avgasledning 6 och släpps ut till omgivningen via ett avgasutlopp 8. En avgasefterbehandlingsanordning 10, företrädesvis en katalysator, är anordnad i avgasledningen 6 och avgasema från forbränningsmotom 2 passerar genom katalysatom 10 innan de släpps ut till omgivningen via avgasutloppet 8.
Enligt en foredragen utföringsforrn är katalysatom 10 en SCR-katalysator. I detta fall insprutas reduktionsmedel med hjälp av en insprutningsanordning 12 i avgasema i avgasledningen 6 uppströms katalysatorn 10. Insprutningsanordningen 12 innefattar ett eller flera i avgasledningen 6 anordnade insprutningsorgan 14 i form av insprutningsmunstycken eller liknande, och en därtill ansluten förvaringsbehållare 16 för reduktionsmedel. Insprutningsanordningen innefattar även ett styrorgan 20 anslutet till reglerorganet 18. Reglerorganet 18 styrs av styrorganet 20, vilket fastställer hur stor mängd reduktionsmedel som skall insprutas i avgaserna baserat på de rådande driftförhållandena hos forbränningsmotorn 2 och katalysatorn 10 och i beroende av en styrsignal från ett bearbetningsmedel 42.
Reduktionsmedlet kan vara urea (CO(NH2)2), ammoniak (N H3) eller kolväte (bränsle).
Avgasefterbehandlingssystemet omfattar ofta också en dieseloxidationskatalysator (DOC) ll som är placerad uppströms katalysatorn 10. I DOC sker reaktioner som minskar utsläppsniväema för avgasema. Vidare kan ett dieselpartikelfilter (DPF), (ej visad i figuren), vara anordnat uppströms eller nedströms om SCR-katalysatorn for att ytterligare minska utsläppsnivåerna.
En sensor 22 är anordnad i avgasledningen 6 nedströms katalysatorn 10. I detta exempel är sensorn 22 en NOX-sensor som är anordnad att generera en mätsignal representerande NOX-halten i avgaserna som strömmar ut ur katalysatom 10, d.v.s. NOX -halten i avgasema vid utloppet hos katalysatom. Ofta är en andra NOX-sensor anordnad uppströms katalysatom 10 (ej visad i figuren). Mätsignalen kan vara en kontinuerlig signal som representerar de kontinuerliga förändringarna hos den uppmätta parametem, d.v.s. bildar en kontinuerlig ström av mätvärden avseende storleken hos parametem, men registreras vanligtvis som en diskret tidssignal som bildar en serie av på varandra följande och diskreta mätvärden avseende storleken hos parametem.
Avgasefterbehandlingssystemet omfattar vidare en övervakningsanordning 40 innefattande ett bearbetningsmedel 42, och ett minne 44. Bearbetningsmedlet är anordnat att mottaga mätsignalen från sensorn 22 avseende den uppmätta storleken av NOX-halten i avgasema nedströms katalysatom 10. Bearbetningsmedlet är vidare anpassat att mottaga en eller flera temperatursignaler TA, TB och TC avseende temperaturer för avgasema uppmätta längs avgasvägen av ett antal temperatursensorer. Exempelvis kan sensorn som upptar T A vara anordnad uppströms om DOC, sensorn for TB kan vara anordnad uppströms om SCR-katalysatorn, men nedströms DOC och sensorn för TC kan vara anordnad nedströms om SCR-katalysatorn. Vidare finns en flödessensor ofta anordnad uppströms om katalysatom som avkänner massflödet för avgasflödet och avger ett mätvärde FL till övervakningsanordningen 40. Värdena for massflödet och temperaturerna betecknas med samlingsbegreppet parametervärden och är anpassade att påföras övervakningsanordningen 40. Ytterligare mätvärden kan givetvis ingå som parametervärden.
Avgasefterbehandlingssystemet 4 for ett motorfordon, omfattar således enligt föreliggande uppfinning en avgasefterbehandlingsanordning 10, exempelvis i form av en katalysator eller ett filter och mera föredraget en selektiv katalytisk reduktionskatalysator (SCR- katalysator), och en sensor anpassad att bestämma en mätsignal avseende storleken hos en parameter relaterad till NOX i avgaser som strömmar ut ur närrmda avgasefterbehandlingsanordning, varvid amplitudvärden detekteras för mätsignalen som aVgCS ElV SCIISOTII.
Vidare omfattar systemet en insprutningsanordning 12 anpassad att tillsätta ett reduktionsmedel till avgaserna som strömmar in i avgasefterbehandlingsanordningen, och en övervakningsanordning 40 innefattande ett bearbetningsmedel 42 och ett minne 44, där bearbetningsmedlet är anordnat att mottaga mätsignalen från sensom 22 och att generera en styrsignal för insprutningsanordningen. Övervakningsanordningen 40 är anpassad att avge en styrsignal till insprutningsanordningen sådan att mängden tillsatt reduktionsmedel varieras enligt ett förutbestämt mönster under en mätperiod, där en mätperiod kan omfatta ett förutbestämt antal doseringsperioder. Dessa är tillräckligt många för att mätningen skall ge ett stabilt resultat men inte så många att omgivningsfaktorer, t.ex. massflöde och temperatur, ändras så mycket att detta påverkar mätningen. Ett typiskt antal doseringsperioder kan ligga i intervallet 4-25.
Bearbetningsmedlet är anpassat att detektera amplitudvariationema för NOX i avgaserna nedströms avgasefterbehandlingsanordningen och att identifiera och lagra, i minnet 44, värden på mängd tillsatt reduktionsmedel då amplituden för NOX i avgasema nedströms avgasefterbehandlingsanordningen uppfyller förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel.
Enligt en utföringsforrn är ett kriterium för optimal reglering att amplituden för NOX minimeras.
Figur 3 och 4 visar grafer som visar dels uppmätt NOX-nivå efter katalysatom (översta grafen) och dels doseringen av reduktionsmedlet (nedersta grafen).
Reduktionsmedlet tillsätts av insprutningsanordningen 12 genom insprutning av medlet med en doseringsfrekvens F, med en doseringsperiodtid L (L=l/F) som definieras som tiden mellan början av två konsekutiva insprutningar, där insprutningen sker under en inställbar doseringstid t av nämnda doseringsperiodtid, där 0 reduktionsmedel som sprutas in i avgaserna kan således varieras genom att variera doseringsfrekvensen och/eller doseringstiden för insprutningen av reduktionsmedlet.
I figur 3 visas en situation där en konstant doseringstid t tillämpas med en konstant doseringsfrekvens F, dvs. konstant doseringsperiodtid L. Då reduktionsmedlet sprutas in minskar NOX -nivån ner for att sedan öka då reduktionsmedlet i katalysatom väsentligen förbrukats vilket i grafen kan ses som en ökning i slutet av doseringperiodtiden L. I grafen visas även en tröskelnivå THl mot vilken aktuell amplitud för NOX kan jämföras. Givetvis kan flera tröskelnivåer användas. Situationen som illustreras i figur 3 är relativt stabil avseende temperaturer och flöden och därför är NOX -nivån relativt konstant.
I figur 4 illustreras en situation där mängden tillsatt reduktionsmedel varieras, i detta fall genom att gradvis öka doseringstiden t, men där doseringsfrekvensen är konstant.
Resultatet blir att ökningen av amplituden för NOX i slutet av doseringperioden blir mindre och samtidigt minskar NOX. I figuren har två tröskelnivåer, TH2 och TH3, lagts in mot vilka aktuell NOX -amplitud kan jämföras. Givetvis kan flera, eller färre, nivåer användas. I den illustrerade situationen uppvisar reduktionsmängden motsvarande den fjärde doseringspulsen mest fördelaktigt resultat eftersom NOX -amplituden är lägst.
I figur 5 visas ett antal grafer som illustrerar föreliggande uppfinning. Överst visas en graf av mätvärden från NOX-sensor under en period av ungefär 6 sekunder för två olika fall; ett där urea tillsätts med en frekvens av en sekund mellan insprutningama (betecknas 1 Hz), och ett där urea tillsätts med en frekvens av fyra insprutningar per sekund (betecknas 4 Hz).
I den andra grafen uppifrån visas lagringsnivån i katalysatorn för dessa två fall.
I de båda understa graferna visas avgivna doser av reduktionmedlet i dessa båda fall.
I båda fallen sker är doseringsfrekvensen konstant medan doseringstiden minskar, vilket exempelvis framgår av den näst nedersta grafen vid en jämförelse mellan 1 Hz- doseringstiden vid tiden 112 och 1 Hz-doseringstiden vid tiden 117.
Amplitudvariationema framgår tydligt från den översta grafen. Övervakningsanordningen 40 lagrar, i minnet 44, förutbestämda parametervärden relaterade till avgasflödet för varje samhörande mängd tillsatt reduktionsmedel. Vidare identifieras och lagras parametervärdena och samhörande värden på mängd tillsatt reduktionsmedel då amplituden för NOX i avgasema nedströms katalysatom uppfyller de förutbestämda kriteriema för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel.
De förutbestämda kriterier innebär till exempel att amplitudvärdena jämförs med ett, eller flera, inställbara tröskelvärde(n) för amplituden.
Enligt en utföringsform sker regleringen så att om amplitudvärden överstiger ett förutbestämt tröskelvärde ändras tillförseln av reduktionsmedel till avgasefierbehandlingssystemet, till exempel genom att öka doseringsfrekvensen och minska doseringstiden.
Mera generellt gäller att mängden tillsatt reduktionsmedel regleras av bearbetningsmedlet 42 så att optimal reglering åstadkommes.
Föreliggande uppfinning avser också en metod för övervakning och justering av funktionen hos ett avgasefterbehandlingssystem hos en förbränningsmotor motorfordon.
De viktigaste metodstegen illustreras i figur 2.
En mätsignal upptas av en sensor som avspeglar storleken för en parameter relaterad till NOX i avgaser som strömmar ut ur en avgasefterbehandlingsanordning, exempelvis i form av en katalysator (t.ex. en SCR-katalysator) eller ett filter, som ingår i avgasefterbehandlingssystemet, varvid amplitudvärden detekteras för mätsignalen som avges av sensorn under en viss mätperiod, och tillsättning sker av ett reduktionsmedel till avgaserna som strömmar in i avgasefterbehandlingsanordningen.
Metoden omfattar vidare att: - variera mängden tillsatt reduktionsmedel enligt ett förutbestämt mönster under mätperioden; - detektera amplitudvariationema för NOX i avgaserna nedströms avgasefterbehandlingsanordningen, och att - identifiera och lagra värden på mängden tillsatt reduktionsmedel då amplitudvariationema för NOX i avgasema nedströms avgasefierbehandlingsanordningen uppfyller förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel.
Enligt en föredragen utföringsforrn är ett kriterium för optimal reglering att amplituden för NOX minimeras.
Företrädesvis omfattar metoden dessutom att: - lagra förutbestämda parametervärden relaterade till avgasflödet för varj e samhörande mängd tillsatt reduktionsmedel, - identifiera och lagra parametervärdena och samhörande värden för mängd tillsatt reduktionsmedel då amplituden för NOX i avgasema nedströms katalysatom uppfyller nämnda förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel.
Sedan regleras mängden tillsatt reduktionsmedel så att optimal reglering åstadkommes.
Detta sker genom att bearbetningsmedlet 44 genererar en styrsignal som påförs styrorganet 20 i insprutningsanordningen 12.
För att identifiera om förutbestämda kriterier är uppfyllda jämförs exempelvis detekterade amplitudvärden med ett eller flera inställbara tröskelvärden.
Resultatet av jämförelsen kan till exempel vara att om amplitudvärdena överstiger ett givet tröskelvärde kan detta vara orsakat av att katalysatoms förmåga att omvandla urea har minskat. Ett exempel på åtgärd kan då vara att ändra doseringsfrekvensen och doseringstiden så att urea sprutas in i mindre doser men mera frekvent. Detta kan vid höga temperaturer, då katalysen sker snabbt, ge en förbättrad omvandlingsgrad.
Generellt kan mängden reduktionsmedel varieras genom att variera doseringsfrekvensen och/eller doseringstiden for insprutningen av reduktionsmedlet. Detta kan ske genom att öka doseringsfrekvensen och/eller genom att öka doseringstiden.
Det är vidare möjligt att variera mängden tillsatt reduktionmedel genom att ändra doseringstrycket, dvs. det tryck som påförs medlet vid insprutning. Detta kan naturligtvis ske i kombination med en variering av doseringsfrekvensen och/eller doseringtiden.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är bearbetningsmedlet anpassat att identifiera en modell över dynamiken för avgasefterbehandlingsanordningen baserat på de identifierade optimala parametervärdena, dvs. samhörande värden för temperaturer, massflöden för varje bestämd dosering av reduktionsmedel.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan-beskrivna föredragna utföringsforrner.
Olika altemativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Ovan utföringsformer skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (23)

10 15 20 25 30 ll Patentkrav
1. l. Metod för övervakning och justering av funktionen hos ett avgasefterbehandlingssystem för en förbränningsmotor baserat på en mätsignal från en sensor avseende storleken för en parameter relaterad till kväveoxider (N OX) i avgaser som strömmar ut ur en avgasefterbehandlingsanordning, exempelvis i form av en katalysator eller ett filter, som ingår i avgasefterbehandlingssystemet, varvid amplitudvärden detekteras for mätsignalen som avges av sensorn under en viss mätperiod, och tillsättning av ett reduktionsmedel till avgaserna som strömmar in i avgasefterbehandlingsanordningen, k ä n n e t e c k n a d a v att metoden vidare innefattar att: - variera mängden tillsatt reduktionsmedel enligt ett förutbestämt mönster under mätperio den, - detektera variationer av amplitudvärden för NOX i avgasema nedströms avgasefterbehandlingsanordningen, och att - identifiera och lagra värden på mängden tillsatt reduktionsmedel då de detekterade amplitudvärdesvariationema för NOX i avgaserna nedströms avgasefterbehandlingsanordningen uppfyller förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel.
2. Metod enligt krav l, varvid ett kriterium for optimal reglering innebär att amplituden för NOX minimeras.
3. Metod enligt krav l eller 2, varvid metoden innefattar att: - lagra förutbestämda parametervärden relaterade till avgasflödet för varje samhörande mängd tillsatt reduktionsmedel, - identifiera och lagra parametervärdena och samhörande värden på mängd tillsatt reduktionsmedel då amplituden för NOX i avgaserna nedströms katalysatorn uppfyller nämnda förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel.
4. Metod enligt krav något av kraven 1-3, varvid mängden tillsatt reduktionsmedel regleras så att optimal reglering åstadkommes. 10 15 20 25 30 12
5. Metod enligt något av kraven 1-4, varvid nämnda förutbestämda kriterier innebär att nämnda amplitudvärden jämförs med ett inställbart tröskelvärde.
6. Metod enligt av krav 3, varvid nämnda parametervärden är massflödet av avgaser in till avgasefterbehandlingsanordningen och en eller flera temperaturer för avgasflödet.
7. Metod enligt något av kraven 1-6, varvid nämnda avgasefterbehandlingsanordning är en selektiv katalytisk reduktionskatalysator (SCR- katalysator).
8. Metod enligt krav 3 eller 6, varvid baserat på nämnda parametervärden identifieras dynamiken i avgasefterbehandlingsanordningen.
9. Metod enligt något av kraven 1-8, varvid reduktionsmedlet tillsätts genom insprutning av medlet med en doseringsfrekvens F, med en doseringsperiodtid L (L=1/F) som definieras som tiden mellan början av två konsekutiva insprutningar, där insprutningen sker under en inställbar doseringstid t av nämnda doseringsperiodtid, där 0
10. Metod enligt krav 9, varvid mängden reduktionsmedel varieras genom att variera doseringsfrekvensen och/eller doseringstiden för insprutningen av reduktionsmedlet.
11. Metod enligt krav 9 eller 10, varvid mängden tillsatt reduktionsmedel varieras genom att öka eller minska doseringsfrekvensen.
12. Metod enligt något av kraven 9-11, varvid mängden tillsatt reduktionsmedel varieras genom att öka eller minska doseringstiden.
13. Metod enligt något av kraven 9-12, varvid nämnda mätperiod omfattar ett förutbestämt antal doseringsperioder. 10 15 20 25 30 13
14. Avgasefterbehandlingssystem för en förbränningsmotor, omfattande en avgasefterbehandlingsanordning (10), exempelvis i form av en katalysator eller ett filter; en sensor (22) anpassad att bestämma en mätsignal avseende storleken hos en parameter relaterad till kväveoxider (N OX) i avgaser som strömmar ut ur nämnda avgasefterbehandlingsanordning, varvid amplitudvärden detekteras för mätsignalen som avges av sensom, en insprutningsanordning (12) anpassad att tillsätta ett reduktionsmedel till avgaserna som strömmar in i avgasefterbehandlingsanordningen, en övervakningsanordning (40) innefattande ett bearbetningsmedel (42) och ett minne (44), bearbetningsmedlet är anordnat att mottaga mätsignalen från sensorn (22) och att generera en styrsignal för insprutningsanordningen, k ä n n e t e c k n a d a v att övervakningsanordningen (40) är anpassad att avge en styrsignal till insprutningsanordningen sådan att mängden tillsatt reduktionsmedel varieras enligt ett förutbestämt mönster under en mätperiod och att bearbetningsmedlet är anpassat att detektera amplitudvärdesvariationer för NOX i avgaserna nedströms avgasefterbehandlingsanordningen och att identifiera och lagra, i minnet (44), värden på mängd tillsatt reduktionsmedel då amplitudvärdesvariationema för NOX i avgasema nedströms avgasefterbehandlingsanordningen uppfyller förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel.
15. Avgasefterbehandlingssystem enligt krav 14, varvid ett kriterium för optimal reglering innebär att amplituden för NOX minimeras.
16. Avgasefterbehandlingssystem enligt krav 14 eller 15, varvid övervakningsanordningen (40) är anpassad att lagra, i minnet (44) förutbestämda parametervärden relaterade till avgasflödet för varje samhörande mängd tillsatt reduktionsmedel, och att identifiera och lagra, i minnet (44) parametervärdena och samhörande värden på mängd tillsatt reduktionsmedel då amplituden för NOX i avgasema nedströms katalysatom uppfyller nämnda förutbestämda kriterier för optimal reglering av mängden tillsatt reduktionsmedel. 10 15 20 25 30 14
17. Avgasefterbehandlingssystem enligt något av kraven 14-16, varvid mängden tillsatt reduktionsmedel regleras av bearbetningsmedlet (42) så att optimal reglering åstadkommes.
18. Avgasefterbehandlingssystem enligt något av kraven 14-17, varvid enligt nämnda förutbestämda kriterier innebär att nämnda amplitudvärden jämförs med ett inställbart tröskelvärde.
19. Avgasefterbehandlingssystem enligt något av kraven 16-18, varvid nämnda parametervärden är massflödet av avgaser in till avgasefterbehandlingsanordningen och en eller flera temperaturer för avgasflödet och att parametervärdena är anpassade att påforas övervakningsanordningen (40).
20. Avgasefterbehandlingssystem enligt något av kraven 14-19, varvid nämnda avgasefterbehandlingsanordning är en selektiv katalytisk reduktionskatalysator (SCR- katalysator).
21. Avgasefterbehandlingssystem enligt något av kraven 14-20, varvid reduktionsmedlet tillsätts av nämnda insprutningsanordning (12) genom insprutning av medlet med en doseringsfrekvens F, med en doseringsperiodtid L (L=1/F) som definieras som tiden mellan början av två konsekutiva insprutningar, där insprutningen sker under en inställbar doseringstidt av nämnda doseringsperiodtid, där 0
22. Avgasefterbehandlingssystem enligt krav 21, varvid mängden reduktionsmedel varieras genom att variera doseringsfrekvensen och/eller doseringstiden for insprutningen av reduktionsmedlet.
23. Avgasefterbehandlingssystem enligt något av kraven 21 eller 22, varvid nämnda mätperiod omfattar ett förutbestämt antal doseringsperioder.
SE1150045A 2011-01-25 2011-01-25 Metod för övervakning och justering av ett avgasefterbehandlingssystem och avgasefterbehandlingssystem därför SE536409C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150045A SE536409C2 (sv) 2011-01-25 2011-01-25 Metod för övervakning och justering av ett avgasefterbehandlingssystem och avgasefterbehandlingssystem därför
KR1020137022439A KR20130117869A (ko) 2011-01-25 2012-01-20 배기 가스 후처리 시스템을 관리 및 조정하기 위한 방법
RU2013139344/06A RU2549389C2 (ru) 2011-01-25 2012-01-20 Способ наблюдения и регулирования системы доочистки выхлопных газов
PCT/SE2012/050049 WO2012102664A1 (en) 2011-01-25 2012-01-20 Method for supervision and adjustment of an exhaust posttreatment system
EP12739087.0A EP2668384B1 (en) 2011-01-25 2012-01-20 Method for supervision and adjustment of an exhaust posttreatment system
JP2013551942A JP2014505205A (ja) 2011-01-25 2012-01-20 排気後処理システムを監視および調整するための方法
CN2012800064943A CN103339354A (zh) 2011-01-25 2012-01-20 用于监控和调整排气后处理***的方法
BR112013018826-0A BR112013018826B1 (pt) 2011-01-25 2012-01-20 método de supervisão e ajuste de um sistema de exaustão pós-tratamento, e sistema

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150045A SE536409C2 (sv) 2011-01-25 2011-01-25 Metod för övervakning och justering av ett avgasefterbehandlingssystem och avgasefterbehandlingssystem därför

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1150045A1 true SE1150045A1 (sv) 2012-07-26
SE536409C2 SE536409C2 (sv) 2013-10-15

Family

ID=46581046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1150045A SE536409C2 (sv) 2011-01-25 2011-01-25 Metod för övervakning och justering av ett avgasefterbehandlingssystem och avgasefterbehandlingssystem därför

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2668384B1 (sv)
JP (1) JP2014505205A (sv)
KR (1) KR20130117869A (sv)
CN (1) CN103339354A (sv)
BR (1) BR112013018826B1 (sv)
RU (1) RU2549389C2 (sv)
SE (1) SE536409C2 (sv)
WO (1) WO2012102664A1 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103775176B (zh) * 2014-02-28 2016-01-13 中国人民解放军军事交通学院 一种柴油机scr后处理变频计量控制方法
CN204357543U (zh) * 2014-11-21 2015-05-27 康明斯排放处理公司 氮氧化物信号多路复用***
JP6225948B2 (ja) * 2015-06-19 2017-11-08 トヨタ自動車株式会社 還元剤供給装置
US10267202B2 (en) * 2016-10-04 2019-04-23 Ford Global Technologies, Llc Method and system for catalyst feedback control
CN107185760B (zh) * 2017-06-05 2019-08-20 华南理工大学 一种可控的循环浓缩喷漆废气处理***
CN109723525A (zh) * 2019-03-13 2019-05-07 中国船舶电站设备有限公司 一种scr尿素喷射***
KR102438603B1 (ko) * 2021-03-02 2022-08-31 에스피티씨주식회사 배기 가스 복합 측정 장비

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19536571C2 (de) * 1995-09-29 1998-09-03 Siemens Ag Verfahren sowie Vorrichtung zur Dosierung der Eingabe eines Reduktionsmittels in den Abgas- oder Abluftstrom einer Verbrennungsanlage
DE19817994A1 (de) * 1998-04-22 1999-11-04 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Stickoxid (NO¶x¶) enthaltendem Abgas eines Verbrennungsmotors
US6295809B1 (en) * 1999-07-12 2001-10-02 Ford Global Technologies, Inc. Emission control system with a catalyst
EP1164266B1 (en) * 2000-06-13 2009-10-07 Ford Global Technologies, Inc. Method of optimizing reductant addition to an SCR catalyst coupled to an internal combustion engine
JP2006233936A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2006274838A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP4767218B2 (ja) * 2007-06-08 2011-09-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
US9518492B2 (en) * 2008-04-23 2016-12-13 Caterpillar Inc. Exhaust system implementing in situ calibration
DE102009012093A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Einstellung der Dosierungen des Reduktionsmittels bei selektiver katalytischer Reduktion
DE102009012092A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Anpassung der Dosiermenge eines Reduktionsmittels zur selektiven katalytischen Reduktion

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014505205A (ja) 2014-02-27
WO2012102664A1 (en) 2012-08-02
KR20130117869A (ko) 2013-10-28
SE536409C2 (sv) 2013-10-15
RU2013139344A (ru) 2015-03-10
EP2668384A4 (en) 2015-11-18
CN103339354A (zh) 2013-10-02
EP2668384A1 (en) 2013-12-04
BR112013018826A2 (pt) 2017-03-28
RU2549389C2 (ru) 2015-04-27
EP2668384B1 (en) 2017-11-15
BR112013018826B1 (pt) 2021-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1150045A1 (sv) Metod för ett avgasefterbehandlingssystem
JP4764463B2 (ja) 内燃機関の排気浄化制御装置及び排気浄化システム
US8783019B2 (en) Apparatus and method for onboard performance monitoring of oxidation catalyst
US8640445B2 (en) Multi-leg exhaust after-treatment system and method
EP2133524B1 (en) Apparatus for purifying exhaust gas in internal combustion engine
US20120186226A1 (en) Apparatus and method for onboard performance monitoring of oxidation catalyst
US20140260190A1 (en) Exhaust Aftertreatment Control System And Method For Maximizing Fuel Efficiency While Reducing Emissions
WO2013134539A1 (en) Method and algorithm for performing an nh3 sensor rationality diagnostic
US9366171B2 (en) Method for determining an estimated amount of soot accumulated in a particulate filter of an exhaust gas after-treatment system
CN101918686A (zh) 催化剂劣化判定装置及催化剂劣化判定方法
US9381468B2 (en) Enhanced real-time ammonia slip detection
US10662847B2 (en) Integrated start/stop and after-treatment controls
CN102510935B (zh) 内燃机的排气净化装置
SE1350535A1 (sv) Avgasefterbehandlingssystem, och metod i samband med ett sådant system
US20140123629A1 (en) Ammonia slip detection
CN103797221B (zh) 内燃机的排气净化装置
SE536173C2 (sv) System för kalibrering av en virtuell NOx-sensor i ett avgasefterbehandlingssystem för en förbränningsmotor
US9228467B2 (en) Urea injection controller for a motorized system
SE1150185A1 (sv) Förfarande för feldetektering hos avgassystem
SE536140C2 (sv) Arrangemang och förfarande för att styra mängden av ett reduktionsmedel som tillförs en avgasledning hos en förbränningsmotor
US20140127098A1 (en) Ammonia Slip Reduction
CN106062329B (zh) 用于内燃机的控制设备
US8413424B2 (en) Stored reductant state for startup
BR112018006330B1 (pt) Método e sistema para uso ao corrigir suprimento de um aditivo para uma corrente de gás de exaustão