[發明專利]用于排氣系統NOx傳感器的過濾器的診斷方法和診斷模塊

有效

• 申請號: 201210186654.9
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102817684A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: M·巴萊諾維奇;Y·M·S·雅庫伯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明涉及用于排氣系統NOx傳感器的過濾器的一種診斷方法和一種診斷模塊，尤其是用于機動車輛的內燃發動機的一種具有SCR催化器的排氣系統。

背景技術

具有SCR（選擇性催化還原）催化器的系統良好地適用于去除NOx排放物，尤其在柴油發動機排氣時。在活性SCR系統中向SCR催化器中投料氨（NH₃），在此氨吸附在催化劑上并且與來自排氣的NO和NO₂進行反應。NH₃典型地不直接投料，而是在大多數情況下以一種尿素溶液的形式進行投料，該溶液在注入之后部分地轉化為NH₃。在被動/無源SCR系統中，沒有在該催化器的上游主動/有源地注入NH₃或尿素。取而代之的是，從該催化器的另一個上游組件產生NH₃，例如在發動機處在富燃工作狀態時的LNT（稀NOx捕集器）。

當投料的、或在催化器中儲存的NH₃不充足時，或者當溫度不適合于NOx的完全轉化時，無法轉化全部Nox并且通過催化器造成Nox泄露。然而如果投料的NH₃過多、并且其被儲存在催化器中，那么可能出現脫附。通常在快速升溫之后（例如在發動機負載升高以后）出現NH₃的脫附。但是在NH₃投料過量時這也可能出現在恒定的溫度下。

為了精確地控制SCR催化器中的過程，關于下游的或催化器之后的NOx和NH₃濃度的信息是有意義的。出于這個目的，存在兩種類型的傳感器，NH₃傳感器和NOx傳感器。NH₃傳感器僅用于測量NH₃的濃度或量，而NOx傳感器對NOx以及NH₃均是靈敏的。這導致在測量中困難，即無法簡單地確定，該傳感器剛剛檢測到的是NOx值還是NH₃值。

在并行的申請DE?10?2011?077?246.4中所記載的一種過濾器和過濾方法確定了由NOx傳感器檢測到的信號是NOx測量值還是NH₃測量值。為此，建立兩個不同的模型或建模方法和/或對其進行匹配。一個模型描述了NOx在催化器中的轉化率，而第二個模型描述了NH₃通過催化器的泄露行為。

該過濾器的準確度或效率取決于催化器上游的NOx水平或信號的特性。為了能夠在NOx值和下游NOx信號中的NH3值之間進行區分，該催化器的上游的NOx信號必須具有一種已知的動態特性。

在催化器中發生Nox泄露的情況下，NOx信號將動態地跟蹤輸入NOx信號，而NH₃值典型地不這樣做。因此，無法在催化器的上游（例如在恒定的行駛方式中）成功確定一個更恒定的NOx信號，并且所過濾的NOx/NH₃信號不應當用于一種反饋性控制。

發明內容

本發明的基本目的在于，改進具有催化器的排氣系統的工作方式。

這個目的是通過權利要求1及10的特征來實現的。各從屬權利要求中限定了本發明有利的改進方案。

根據本發明的第一個方面，一種用于帶有SCR催化器的排氣系統NOx傳感器的過濾器的診斷方法包括以下步驟：

-運行該過濾器，包括計算催化器下游的NOx估算值；

-基于該NOx估算值，建立一個線性NOx模型；

-將NOx估算值與線性NOx模型進行比較；

-當該比較的差值處于一個閾值之下時，停用該過濾器。

這個方法使得用于NOx傳感器的過濾器得以穩定，并且確定了該過濾器的決策何時可信。這種過濾器的一個實現方式為，連續地將兩個不同的模型進行匹配并且將其準確性進行比較。一個模型代表NOx轉化率的一個簡化的動力學模型。另一個模型是一種簡單的線性時間算法，該算法能夠在限定的時間窗口內良好地描述NH₃的滑動行為。在有些情況下，該過濾器不能在NOx和NH₃之間進行區分。這典型地發生在例如靜態工作的情況下，當NOx信號不具有足夠的動態特性時。在這種情況下，催化器下游的NOx同樣通過一個線性時間算法進行描述。通過所述條件的確定，可以避免該過濾器進行錯誤的假定或造成錯誤的決策。例如，如果這兩個比較信號之間的絕對差值低于一個閾值，可以停用該過濾器、或者拋棄或不使用其決策。