[发明专利]用于氧化催化剂的车载性能监测的装置和方法

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及监测发动机废气系统，并且更具体地，涉及用于确定在发动机废气流中的氧化催化剂（DOC）的NO到NO₂的转换效力的装置和方法。

背景技术

内燃发动机废气中的某些成分的减少受到极大关注。近来，关注点被放在了柴油发动机上。柴油发动机废气通常包含气体排放物，例如二氧化碳 (“CO₂”)、水蒸气(“H₂O”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)、一氧化碳(“CO”)、和包括NO和NO₂在内的氮氧化物(“NO_x”)，以及固体和/或液体凝聚相材料，这被称之为微粒。对柴油发动机废气的处理可涉及各种催化设备，这些催化设备具有一个或多个设置在基体上的催化剂以减少在柴油废气中的规定的成分的水平。例如，柴油废气处理系统可包括氧化催化剂，还被称为柴油氧化催化剂（DOC），以将HC和CO转换为CO₂和水；用于NO_x的还原的催化剂；和微粒过滤器，还被称为柴油微粒过滤器（DPF），用于去除微粒。

特别关注的一种柴油废气处理技术是使用选择性催化还原（SCR）催化剂以还原NO_x。这种技术包含由氨或氨源，例如尿素，催化增强的将NO_x还原为氮气和氧气。这种还原反应的效率极大地受在进入SCR反应器的废气流中的NO₂:NO_x比的影响。这个比对SCR效率的影响在更低的运行温度（例如，<300摄氏度）时尤其明显。对于典型的沸石基SCR催化剂，期望的NO₂:NO_x比约是0.5，这是快速SCR反应所要求的。但是，从发动机出来的废气经常显示出小于理想的NO₂:NO_x比，其小于0.2。幸运地，DOC设备，其在柴油废气处理系统中经常被放置在SCR反应器的上游，该设备能够将NO转换为NO₂，使得在进入SCR反应器的废气流中的NO₂:NO_x比能更加紧密地接近理想比。

但是，依赖DOC设备来将NO转换为NO₂以提高在进入SCR设备的废气流中的NO:NO₂比的一个问题是，DOC设备的NO到NO₂的转换效力可随着使用时间和/或运行条件而变化。因此，可取的是，具有车辆车载的监测DOC废气处理设备的NO到 NO₂的转换效力的能力。不幸的是，大多数NO_x传感器不能区分NO和NO₂，因此对DOC的NO到NO₂的转换效率的直接车载测量是不可行的。因此，可取的是，提供一种系统和方法，用以测量DOC废气处理设备的转换NO为NO₂的效力。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，流体联接到内燃发动机的废气处理系统包括：

氧化催化剂，其设置在发动机废气流中；

还原剂源，用于在氧化催化剂的下游喷射还原剂到废气流内；

SCR催化剂，其被设置在还原剂源下游的废气流中；以及

气体传感器，其在氧化催化剂的下游和还原剂源的上游被设置在废气流内，包括多个感测或泵送小隔室，其中第一小隔室能够产生第一输出，该第一输出单独地指示NO₂的浓度或者指示NO₂与一个或多个其它成分的组合的浓度，以及第二小隔室能够产生第二输出，该第二输出单独地指示NO的浓度或者指示NO与一个或多个其它成分的组合的浓度，并且其中如果第一输出指示NO₂与一个或多个其它成分的组合的浓度，那么该传感器包括带有感测能力的小隔室，该感测能力足以分离出NO₂浓度对第一输出的贡献，并且如果第二输出指示NO与一个或多个其它成分的组合的浓度，那么传感器包括带有感测能力的小隔室，该感测能力足以分离出NO浓度对第二输出的贡献。

在本发明的另一示例性实施例中，有一种评价废气处理系统的性能的方法，该系统包括设置在发动机废气流中的氧化催化剂、用于在氧化催化剂的下游将还原剂喷射到废气流中的还原剂源、和在还原剂源的下游设置在废气流中的SCR催化剂。该方法包括：