[发明专利]用于SCR催化器中还原剂溶液的品质控制的方法

说明书

本发明涉及一种方法，其用于SCR催化器的还原剂溶液的品质控制，该SCR催化器包括氮氧化物调节器。在本方法的开始，调节SCR催化器至预定的氮氧化物转化率。接着，将实际的氨质量流量进行积分运算得到实际的氨质量，以及将模型化的氨质量流量进行积分运算得到模型化的氨质量。接着进行配量质量因子的计算，其为实际的氨质量和模型化的氨质量的商，最后，当配量因子（facDos）超过设定的第一阈值（311）时（在点312处），生成故障状态，该故障状态归因于还原剂溶液的品质差。

技术领域

本发明涉及一种方法，其用于SCR催化器中的还原剂溶液的品质控制，该SCR催化器具有氮氧化物调节器。此外，本发明还涉及一种计算机程序，其在计算设备上运行时执行根据本发明方法的每个步骤，并且涉及存储该计算机程序的可机读的存储介质。最后，本发明涉及一种电子控制设备，其被设置用于执行根据本发明的方法。

背景技术

现今主要使用SCR催化器（Selective Catalytic Reduction选择性催化还原）来还原机动车辆废气中的氮氧化物（NOx）。在此，在存在氨（NH₃）作为还原剂的情况下，位于SCR催化器表面上的氮氧化物分子被还原成元素氮。还原剂以尿素水溶液的形式提供，其中氨被解离，商业上也称其为AdBlue^®，并将还原剂通过SCR催化器上游的配量模块注入排气管路。所期望的配量比率的确定在电子控制设备中进行，在该电子控制设备中存有用于操作和监控SCR系统的策略。

目前已知的SCR催化器在其催化器表面存储氨。存储容量主要取决于催化器表面的温度，并且随着温度的升高而降低。附着在催化器表面并且可用于还原的氨越多，氮氧化物转化率越高。只要SCR催化器的存储容量没有耗尽，就会存储过量配给的还原剂。相反，如果配量单元所供应的还原剂少于完全还原废气中存在的氮氧化物所需的还原剂，则由于在催化器表面继续发生氮氧化物的还原而使氨填充水平降低。目前常见的用于SCR系统的配量策略包括填充水平调整，其调整SCR催化器中的以氨填充水平的额定值为形式的工作点。该工作点选择为，使氨填充水平足够高，既足以确保高氮氧化物转化率，又足以提供缓冲，以应对突然出现的过量氮氧化物质量（所谓的氮氧化物峰值）。另一方面，根据SCR催化器可以存储的最大氨质量来选择氨填充水平。由此，特别是在温度快速升高的情况下，避免了过量配给的氨未经利用地经过催化器表面；这也被称为氨逸出。

尿素水溶液的品质定义为从中解离出氨的尿素质量与尿素水溶液的总质量的商。DE 10 2006 055 235 A1描述了一种用于识别还原剂品质的方法。在此，废气中的氮或氨浓度由布置在SCR催化器下游的废气传感器确定。随后，将测得的值与比较值进行比较，并在出现偏差的情况下推断出还原剂的品质下降。常见的氮氧化物传感器显示出对氨的交叉敏感性，即其传感器信号不仅包含氮氧化物浓度，而且还显示氮氧化物和氨的总和信号。在氮氧化物传感器布置在SCR催化器下游的情况下，传感器信号的增大不仅可以指示氮氧化物转化率降低，即指示氮氧化物浓度增加，而且可以指示氨逸出以及氨浓度的相应增加。因此，利用该传感器无法直接区分氮氧化物和氨。

一方面，当过量化学计量的还原剂配量导致SCR催化器中存储的氨质量增加时，氨填充水平和氮氧化物转化率之间的关系导致氮氧化物转化率提高。另一方面，如果SCR催化器已经最佳地运行，则氮氧化物转化率保持不变。如果在这种情况下测量到的氮氧化物转化率降低，即上述传感器信号增大，则可归因于SCR催化器下游的氨。在这种情况下，可以认为SCR催化器的最大存储容量已经耗尽，因此过量配给的氨未经使用地经过催化器表面，即发生氨逸出。