[发明专利]用于放在内燃机的排气区域中的反应剂的诊断方法以及实施这种方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于放在内燃机的排气区域中的反应剂的诊断方法，本发明还涉及一种按独立权利要求所述类型的实施这种方法的装置。

本发明的主题还有控制器程序和控制器程序产品。

背景技术

在DE19903439A1中描述了一种运行内燃机的方法和装置，在它的排气区域中设置SCR催化器(Selective-Catalytic-Reduction选择性催化还原)，该SCR催化器用反应剂将内燃机废气中所包含的氧化氮还原成氮。优选地根据内燃机的运行特征参数(例如转速和喷入的燃料量)来确定此反应剂的剂量。此外还优选根据废气的特征参数(例如废气温度和SCR催化器的工作温度)来确定此剂量。

例如将还原剂氨当作反应剂，其可从尿素水溶液中提取。必须细心地确定反应剂或者反应剂原始材料的剂量。剂量过低的结果是，SCR催化器中的氧化氮不再能得到完全的还原。剂量太多会导致反应剂逃逸(Reagenzmittelschlupf)，这一方面导致不必要的反应剂高消耗，另一方面还由于反应剂的特征会导致难闻的气味。另外必须考虑到，氨是有毒的。

DE102004031624描述了一种运行SCR催化器的方法，此SCR催化器是用来净化内燃机的废气。在此方法中规定，将SCR催化器中的反应剂料位控制或调节到预定的存储额定值。这种有针对性地预定存储额定值，一方面保证当内燃机处于不稳定状态时提供足够的反应剂，以便尽可能完全清除内燃机的NOx排放，另一方面避免反应剂逃逸。借助催化器模型来求出SCR催化器的绝对反应剂料位，该催化器模型考虑了流入SCR催化器中的NOx质量流、离开SCR催化器的NOx质量流、催化器温度以及可能的反应剂逃逸。SCR催化器的最大可能的反应剂料位尤其与SCR催化器的工作温度有关。当工作温度较低时，最大可能的反应剂料位是最高的，并随着工作温度的上升而下降到比较低的数值。因此考察相对的反应剂料位，来代替绝对的反应剂料位。此相对的反应剂料位与在给定的催化器运行条件下可能最大的反应剂料位联系起来。

只有当尿素水溶液具有预定的浓度或一定的品质时，才能还原氧化氮。相反，如果用品质较差的尿素水溶液亦或甚至用错误的反应剂或用反应剂的前体来填装尿素水溶液罐，则不能确保还原内燃机单元的废气中的氧化氮。

在DE102006055235A1(未公开)中描述了一种用于尿素水溶液的诊断方法，在这种方法中，在可预定的时间段内在填装尿素水溶液罐之后，为了检测氧化氮或氨浓度，将设置在SCR催化器下游的废气传感器的信号与可预定的标准值进行比较，并在此信号与标准值偏差可预定的阀值时，就断定尿素水溶液的品质较差。

发明内容

本发明的目的是，提供一种诊断方法，用于放在内燃机的排气区域中的反应剂，还提供一种实施这种方法的装置，这种方法和这种装置都很容易实现。

此目的分别通过在独立权利要求中说明的特征得以实现。

按本发明的、具有独立方法权利要求的特征的操作方法具有以下优点，即只需测量在催化器下游出现的反应剂逃逸。此方法步骤可借助已有的、在控制器中已知的参数来实现，因此只需要最少的费用。

按本发明的操作方法可识别所用反应剂的品质。通过识别出反应剂的品质较差或确定反应剂是错误的，来产生警告指示。因此，按本发明的操作方法可确保，内燃机废气中的不期望成份能实现恒定的、较高的转化。

由从属权利要求中得出按本发明的操作方法的有利改进和构造。

一种构造方案规定，当存在第一和第二释放信号时，对反应剂逃逸阀值的已出现和未出现的超出量求平均值。如果超出了平均值阀值，则反应剂具有足够好的品质。由此提高了诊断的可靠性，并避免了由于个别结果或干扰信号引起的诊断错误。

按本发明的、用来实施此方法的装置首先涉及一种控制器，其具专门布置的用来实施本方法的组件。此控制器优选包含至少一个电存储器，所述方法步骤作为控制器程序存储在此存储器中。

此控制器包含反应剂料位检测装置，用来检测相对反应剂料位；还包含负载变化检测装置，用来基于时间检测内燃机的负载变化；还包含反应剂逃逸比较器，用来比较反应剂逃逸与反应剂逃逸阀值。

按本发明的装置的构造方案规定，NOx传感器当作废气传感器，其相对于反应剂具有交叉敏感性。可替代的是，可使用其敏感性是专门针对反应剂的传感器作为废气传感器。如果尿素水溶液作为反应剂(反应剂氨从此尿素水溶液中提取)，则可以把NH3传感器作为废气传感器。