[发明专利]选择性催化还原故障检测

说明书

本发明描述了一种用于排放控制系统或用于处理废气的排气系统中的选择性催化还原诊断的技术方案，诸如在包括内燃机的机动车中。示例性排放控制系统包括选择性催化还原(SCR)设备。排放控制系统还包括执行SCR故障诊断的控制器。SCR故障诊断包括计算SCR设备的SCR催化剂的多个估计的NH₃存储容量值(Θ)。诊断还包括使用多个估计的NH₃存储容量值来确定所述SCR设备的诊断参数。

引言

本发明涉及用于内燃机的排气系统，并且更具体地涉及使用用于排放控制的选择性催化还原(SCR)单元的排气系统。

从内燃机(特别是柴油机)中排出的废气是多相混合物，其包含气体排放物，比如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)，和氮氧化物(“NO_x”)，以及构成颗粒物质(“PM”)的冷凝相材料(液体和固体)。通常设置在催化剂载体或基底上的催化剂组合物作为后处理系统的一部分提供在发动机排气系统中，以将某些或所有这些废气成分转化成未调节的废气成分。

废气处理系统通常包括选择性催化还原(SCR)设备。SCR设备包括基底，该基底上设置有SCR催化剂以减少废气中的NO_x的量。典型的废气处理系统还包括还原剂递送系统，该还原剂递送系统注入还原剂例如氨(NH₃)，尿素(CO(NH₂)₂等)。SCR设备利用NH₃来还原NO_x。例如，当在适当条件下将适量的NH₃供应到SCR设备时，NH₃在SCR催化剂存在下与NO_x反应以减少NO_x排放物。如果还原反应速率太慢，或者如果在废气中存在过量的氨，则氨能够从SCR通过(“泄露”)。另一方面，如果废气中的氨太少，则SCR NO_x转化效率将降低。

发明内容

根据一个或多个实施方案，描述了一种用于处理包括内燃机的机动车中的废气的排放控制系统。排放控制系统包括选择性催化还原(SCR)设备。排放控制系统还包括执行SCR故障诊断的控制器。SCR故障诊断包括计算SCR设备的SCR催化剂的多个估计的NH₃存储容量值(Θ)。所述诊断还包括使用所述多个估计的NH₃存储容量值来确定所述SCR设备的诊断参数。基于计算确定诊断参数：

和

在计算时，其中Θ_nom是预定的校准值，f_avg是诊断参数，并且N是多个估计的NH₃存储容量值中的多个值。

响应于诊断参数超过预定阈值，控制器确定存在SCR故障。此外，确定诊断参数还包括检查多个估计的NH₃存储容量值(Θ)的至少预定百分比(V)是有效的。而且，响应于多个估计的NH3存储容量值的至少预定百分比(V)是有效的，计算诊断参数。如果多个估算的NH3存储容量值(Θ)中的至少预定百分比(V)无效，则诊断包括从多个估算的NH₃存储容量值中去除预定数目的估算的NH₃存储容量值的最旧集合，并使用附加的估算的NH₃存储容量值将SCR故障诊断重复到多个估算的NH₃存储容量值。

基于条件标志确定估计的NH₃存储容量值的有效性。条件标志表示估计的NH₃存储容量值的估计准确度的置信度。此外，响应于在计算估计的NH3存储容量值时SCR催化剂温度在预定范围内，执行SCR故障诊断。