專利名稱：用于診斷氧化催化劑的方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種用于診斷氧化催化劑功能的方法，氧化催化劑用 于在車輛運(yùn)行過程中NO到N02的轉(zhuǎn)化，其中氧化催化劑布置在包括 內(nèi)燃機(jī)的車輛內(nèi)，在運(yùn)行過程中，該內(nèi)燃機(jī)將廢氣排入包含后面將講 到的氧化催化劑的廢氣再處理系統(tǒng)中。
本發(fā)明還提出一種內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，該車輛包括內(nèi)燃機(jī)，在運(yùn)行 過程中，其將廢氣排放到廢氣再處理系統(tǒng)，該廢氣再處理系統(tǒng)包括用 于把NO氧化為N02的氧化催化劑，用于將還原劑噴射到氧化催化劑 的廢氣再處理系統(tǒng)上游內(nèi)的噴射裝置，NOx還原催化劑和/或布置在氧 化催化劑下游的微粒濾清器，至少在氧化催化劑下游布置的氣體傳感 器，以及用于記錄來自于氣體傳感器信號(hào)并至少控制噴射裝置的控制 單元。
本發(fā)明還提出一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括用于與計(jì)算機(jī)一起執(zhí) 行這種方法的計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
關(guān)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是關(guān)于排放氮氧化物和微粒的法律規(guī)定已 經(jīng)很嚴(yán)格并且將會(huì)更嚴(yán)格。在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)，通過燃料燃燒形成的氮 氧化物的量取決于燃燒時(shí)的溫度。高溫將導(dǎo)致在空氣中存在的大部分 氮轉(zhuǎn)化為氮氧化物。與過剩的空氣一起運(yùn)行的、用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和其 他發(fā)動(dòng)機(jī)的催化劑成為最主要的氧化催化劑。由于廢氣包括氧氣，很 難以高選擇性減少氮的氧化物。除氮的氧化物外，不期望的一氧化碳 (CO)，碳?xì)浠衔?HC)和其他微粒同樣在燃燒過程中以煙(C) 的形式形成。
前面所述的用于減少氮的氧化物量并且基于廢氣再處理的方法是
LNA (稀NOx吸附器)NOx吸附器。LNA也可以稱為L(zhǎng)NT (稀NOx 捕集器)。該方法基于在氧化催化劑內(nèi)，首先將NO氧化為N02，之 后將N02以硝酸鹽的形式存儲(chǔ)在吸附器內(nèi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)與過剩的氧一起 運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)N02的儲(chǔ)存。通過使發(fā)動(dòng)機(jī)與不足的氧一起運(yùn)行，NOx 吸附器(NOx還原催化劑)的重生成以預(yù)定的間隔間歇地出現(xiàn)，也就是 說，與多余的碳?xì)浠衔?還原劑)和/或減少的空氣流動(dòng)一起運(yùn)行， 其破壞了硝酸鹽并減少了氮氧化物N02在NOx吸附器內(nèi)被分離為N2 和水H;jO?？梢詤⒁娎鏤S5473887或US6718757。存儲(chǔ)和重生成都 需要NOx吸附器內(nèi)的溫度足夠高(存儲(chǔ)需要高于200°C，重生成需要大 約300'C)。在發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷時(shí)(例如，市內(nèi)駕駛或卸下貨物的車輛)， 廢氣溫度將不足以把NOx吸附器保持在必要的溫度。使溫度達(dá)到合適 值的一種方法是，將碳?xì)浠衔飮娚淙霃U氣，然后碳?xì)浠衔镌贜Ox 吸附器中催化燃燒，從而達(dá)到合適的溫度。碳?xì)浠衔飳?duì)有用的N02 的形成具有不利的影響，由此，在加熱過程中，廢氣系統(tǒng)內(nèi)的氮的氧 化物的全部轉(zhuǎn)變將減少。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，能夠以這樣的方式控制噴射， 即使得碳?xì)浠衔锏乃幸鈭D和目的是使氧化催化劑完全中毒，以致 N02在氧化催化劑內(nèi)的形成大體上不存在。
如果由于同樣的原因，氧化催化劑具有損害N02形成的作用，則 減少的N02的量將存儲(chǔ)在NOx吸附器內(nèi)，以及增加的NOx的量將釋放 到空氣中。
與碳?xì)浠衔锏墓┙o相關(guān)，其可以作為額外噴射(后噴射)發(fā)生， 同時(shí)排氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)打開或通過噴射器布置在排氣管上。
另一種以通過氧化催化劑形成N02為主的、現(xiàn)已公開的廢氣再處 理方法為CRT (連續(xù)重生成捕集)。特別地，也就是煙和硫磺混合 物，例如，其在捕集器內(nèi)聚集，其中煙可以轉(zhuǎn)化為二氧化碳C02。 N02
在這里起到氧化劑的作用與微粒一起轉(zhuǎn)變。為了確保煙在N02的幫助
下燃燒，廢氣再處理系統(tǒng)的溫度需要超過25(TC。這里，同樣的，在廢
氣再處理系統(tǒng)內(nèi)的溫度可在附加的碳?xì)浠衔锏膸椭律叩胶线m 值，其中碳?xì)浠衔镌诖呋瘎﹥?nèi)燃燒。
如果CRT內(nèi)的氧化催化劑由于同樣的原因具有有損N02形成的作 用，則減少的煙的量將在微粒濾清器內(nèi)被氧化，這意味著存在這樣的 危險(xiǎn)，即微粒濾清器可能超負(fù)荷，并且在微粒濾清器內(nèi)足夠高的溫度 促使煙的燃燒，由于燃燒的煙的量增加，故其發(fā)展到微粒濾清器將被 損害的程度。
另一種已知公開的以N02的形成為主的廢氣再處理技術(shù)是
一LNC (稀NOJ崔化劑)，其中氮氧化物在氧化環(huán)境下持續(xù)減少。 一涂覆有"洗滌層"的微粒濾清器。
一用于NOx還原的尿素或氨基SCR (選擇性的催化還原劑)；參 見例如US5540047。
一碳?xì)浠衔锘?HC-基)的SCR (選擇性的催化還原劑)。
為確保該功能，并相應(yīng)地達(dá)到法律規(guī)定要求，在車輛運(yùn)行過程中， 對(duì)各部分或整個(gè)廢氣再處理系統(tǒng)進(jìn)行診斷。EP1174601公開一種診斷方 法的實(shí)例，用于基于溫度測(cè)量的廢氣再處理系統(tǒng)。預(yù)定量的碳?xì)浠?物HC被周期性注入。通過溫度傳感器測(cè)量放熱曲線，也就是記錄點(diǎn)燃 溫度，并且基于所測(cè)量溫度值，作出關(guān)于廢氣再處理系統(tǒng)是否具有減 弱功能的決定。
本發(fā)明的目的是診斷氧化催化劑以及在車輛運(yùn)行過程中N02的形 成，從而能及時(shí)地確定所有故障，并且可以通過該方法減少任意不期 望的廢氣排放。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明問題的解決方案描述了一種根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1和 IO的方法，并且關(guān)于本發(fā)明權(quán)利要求6和14的裝置。其它從屬權(quán)利要 求描述了優(yōu)選實(shí)施方式，及根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的方法和裝置。權(quán)利要求
15和16描述了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括與權(quán)利要求1和10相對(duì)
應(yīng)方法的程序代碼。
根據(jù)本發(fā)明的方法包括一種在車輛運(yùn)行過程中執(zhí)行的且用于氧化
催化劑的診斷方法，氧化催化劑用于將NO氧化為N02，該催化氧化劑 被設(shè)置在具有內(nèi)燃機(jī)的車輛中，在運(yùn)行過程中，該內(nèi)燃機(jī)將廢氣排入 廢氣再處理系統(tǒng)，該廢氣再處理系統(tǒng)包括至少前面所述的氧化催化劑， 和NC^還原催化劑，其中預(yù)定量的還原劑在至少一個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔的 過程中被添加到氧化催化劑的上游的廢氣再處理系統(tǒng)中，并且在NOx 還原催化劑的下游測(cè)量NOx的含量，該方法的特征在于包括以下階段 —在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)之前，進(jìn)行第一測(cè)量和記錄關(guān) 于NOx含量的第一值；
一在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)期間，進(jìn)行第二測(cè)量和記錄關(guān)
于NOx含量的第二值；
一在上述第一值和第二值之間進(jìn)行比較，當(dāng)上述兩測(cè)量值之間的 差別小于預(yù)定第一值時(shí)，得到氧化催化劑減弱功能的指示。
根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)車輛在運(yùn)行過程中，可持 續(xù)診斷氧化催化劑的功能，以及可以在氧化催化劑的功能減弱時(shí)得到 指示。通過該方法也得到了更穩(wěn)定的廢氣再處理功能，并且可確保使 不期望的廢氣排放最小化。
本發(fā)明同樣包括一裝置，其為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的形式，具有廢氣 再處理系統(tǒng)，其中根據(jù)本發(fā)明，對(duì)氧化催化劑進(jìn)行診斷。
根據(jù)本發(fā)明得到裝置的優(yōu)點(diǎn)與本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)相同。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的方法和裝置，所述差別還與第二預(yù)定 值相比較，其中上述第二預(yù)定值相應(yīng)于法律規(guī)定的最大許可廢氣排放。 如果該差別大于上述第二預(yù)定值并且小于上述第一預(yù)定值，則上述的 指示將與車輛下一常規(guī)保養(yǎng)一同發(fā)生。
其一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，給車輛駕駛員的信息流減少，廢氣再處理系統(tǒng)的 車輛檢查和任何修理將以更經(jīng)濟(jì)的方式發(fā)生。
根據(jù)本發(fā)明的又一方法和裝置的實(shí)施方式是，有微粒濾清器設(shè)置 在氧化催化劑下游，且所述差別與第三預(yù)定值相比。如果該差別小于 此預(yù)定值，則氧化催化劑的減弱功能的指示將馬上給到車輛駕駛員。 這是由于之后的煙燃燒快速增加了損壞微粒濾清器的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式的方法和裝置，N02的含量在氣體傳 感器的幫助下被測(cè)量，氣體傳感器設(shè)置在氧化催化劑下游。通過氣體 傳感器測(cè)量的N02的含量，在上面已公開。特征階段與上述實(shí)施方式 相同，除了以下N02含量的測(cè)量是不同的
一在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)之前，進(jìn)行第一測(cè)量和記錄關(guān) 于N02含量的第一值；
一在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)和使上述氧化催化劑中毒期
間，進(jìn)行第二測(cè)量和記錄關(guān)于N02含量的第二值，；
一在上述第一值和第二值之間進(jìn)行比較，同時(shí)當(dāng)上述兩測(cè)量值之 間的差別小于預(yù)定第一值時(shí)，給出氧化催化劑減弱功能的指示。
其優(yōu)點(diǎn)與上述相應(yīng)實(shí)施方式相同。
本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式可根據(jù)從屬權(quán)利要求來理解。


圖1和圖4分別示出根據(jù)本發(fā)明的廢氣再處理系統(tǒng)兩個(gè)不同優(yōu)選
實(shí)施方式的示意圖2、 3和5示出用于圖l和圖4各實(shí)施方式的流程圖。 圖6示出可用于圖1和圖4中至少一個(gè)實(shí)施方式的設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
圖1示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中將來自內(nèi)燃機(jī)1的燃燒廢 氣導(dǎo)入廢氣再處理系統(tǒng)，廢氣再處理系統(tǒng)通常用2表示。例如活塞缸 式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)1與過剩的氧一起運(yùn)行，其中在內(nèi)燃機(jī)1廢氣 內(nèi)的過剩氧用于減少在廢氣排放到空氣中之前在廢氣內(nèi)的NOx和微粒 (大體是煙)的量。廢氣再處理系統(tǒng)2設(shè)置為減少氮氧化物的量以 及內(nèi)燃機(jī)1廢氣內(nèi)的微粒。廢氣再處理系統(tǒng)2內(nèi)的主要組成部分包括 CRTTM3和NOx還原催化劑4。在這里所示的實(shí)施方式中，CRT3包括 氧化催化劑5和微粒濾清器6。在這里所示的實(shí)施方式中，NOx還原催 化劑4是LNA型的。來自內(nèi)燃機(jī)1的廢氣經(jīng)由排氣管7，被依次導(dǎo)入 通過氧化催化劑5形式的第一階段，微粒濾清器6形式的第二階段， 以及最后NOx還原催化劑4形式的第三階段。廢氣由催化劑4從催化 劑4導(dǎo)出并經(jīng)由輸出管8進(jìn)入大氣。
來自內(nèi)燃機(jī)1的廢氣基本上包括各種氮氧化物NOx，例如NO和 N02，以及碳?xì)浠衔颒C， 一氧化碳CO， 二氧化碳CO，微粒和其它 燃燒殘余物。在第一階段的氧化催化劑5中優(yōu)選涂覆有貴金屬，例如 鉑或鈀，但也可以包括金屬氧化物。在其正常功能期間，氧化催化劑5 將廢氣內(nèi)的大部分NO氧化為N02。在第一階段內(nèi)的反應(yīng)通過公式1 描述
NO+l/202 — N02 1)
結(jié)果形成N02，然后，轉(zhuǎn)入第二階段，第二階段包括微粒濾清器 6，例如整體陶瓷式，其中插入有管道，使得氣體必須通過管道壁。在 微粒濾清器6內(nèi)，來自氧化催化劑5的N02與廢氣內(nèi)的微粒反應(yīng)，其 中微粒主要是煙的形式，以致至少部分的N02還原為NO，即一氧化氮，
同時(shí)煙被氧化為C02。N02的還原量取決于廢氣內(nèi)的煙容量以及已被捕
集到濾清器內(nèi)的煙的量。NO還原為N02不是百分之百地完全。來自微 粒濾清器的廢氣通常包括N02和還原的N02，也就是NO，以及C02。 在第二階段內(nèi)的反應(yīng)可基本上通過公式2表示 2N02+C — 2NO + C02 2)
然后，來自濾清器6的廢氣繼續(xù)進(jìn)入第三階段，也就是NO,還原 催化劑4。 NOx還原催化劑4在這里所示的實(shí)施方式中是LNA，也就 是NOx吸附裝置，其這樣設(shè)置，即以便在富氧的條件下，在其上收集 N02的剩余量，其中催化劑4與附加還原劑將NOJ及附裝置內(nèi)捕集的 二氧化氮N02還原為氮?dú)釴2和氣態(tài)形式的水H20。在第三階段內(nèi)的主 要過程可通過公式3表示
3N02+2H2C— li/2N2 + 2H20 + 2 C02 3)
NOx還原催化劑4可涂覆有催化劑涂層，其目的是將所有第二階 段中存留的NO氧化為N02，然后N02可以存儲(chǔ)在NOx還原催化劑4 內(nèi)。
在另一實(shí)施方式中，通過使微粒濾清器的壁涂覆有適當(dāng)?shù)拇呋瘎?層，NOx還原作用可結(jié)合在微粒濾清器內(nèi)(4元催化劑)。此外，微粒 濾清器可以是具有插入或不插入管道的金屬基底型。
在這里所述的實(shí)施方式中，前邊提到的還原劑或加熱介質(zhì)優(yōu)選地 包括用于內(nèi)燃機(jī)1的燃料，并且可存儲(chǔ)在單獨(dú)的箱內(nèi)(未示出)，以 便使其利用布置在氧化催化劑5上游的噴射器(未示出)而按需要噴 入排氣管7。噴射器由控制單元11控制，其同樣可設(shè)置為控制內(nèi)燃機(jī) 1的燃燒過程。在另一實(shí)施方式中，還原劑可通過內(nèi)燃機(jī)1的標(biāo)準(zhǔn)燃料 噴射器(未示出)噴入。本實(shí)施方式中的還原劑優(yōu)選地包括車輛常規(guī) 燃料，并且通過所謂的后噴射而適當(dāng)?shù)貒娙耄摵髧娚渫ㄟ^控制單元 11來控制并調(diào)節(jié)。
這里所示實(shí)施方式中，控制單元11接收來自布置在催化劑4下游
的NOJ專感器12的信號(hào)。NOJ專感器12感應(yīng)廢氣內(nèi)NOx的量。
根據(jù)本發(fā)明，在NOx還原催化劑4涂覆有催化劑層、用以將第二 階段存留的NO氧化為N02的情況下，可進(jìn)行與實(shí)施方式相應(yīng)的催化 劑5的氧化的診斷，也可以根據(jù)圖2中所示的流程圖進(jìn)行催化劑4的 氧化能力的診斷。這種情況下，控制單元11按程序執(zhí)行至少圖4所示 的階段。當(dāng)控制單元11識(shí)別出從即時(shí)的前述診斷起，已經(jīng)經(jīng)過某一操 作周期，并且識(shí)別出期望在隨后的短時(shí)間內(nèi)能保持相對(duì)固定的內(nèi)燃機(jī) 狀態(tài)時(shí)，則診斷從圖2中的Sl開始。在階段S2，控制單元ll通過傳 感器12進(jìn)行NOx含量的測(cè)量。在正常氧化催化劑功能中，這里會(huì)得到 較低的第一次測(cè)量值mll，這是由于大部分的NOx己經(jīng)被轉(zhuǎn)變(與上 述相應(yīng))。當(dāng)mil的值已測(cè)出并存儲(chǔ)在控制單元11內(nèi)時(shí)，通過在內(nèi)燃 機(jī)1標(biāo)準(zhǔn)燃料噴射器(未示出)的幫助下，后噴射的在這里所示實(shí)施 例的階段3中噴射還原劑的控制單元11，氧化催化劑5中毒，并且氧 化功能也可能形成在NC^還原催化劑4中。噴射的還原劑的量是預(yù)定 且適當(dāng)?shù)?，以致在廢氣再處理系統(tǒng)2內(nèi)NO到N02的氧化優(yōu)選地全部 停止，或希望全部停止。當(dāng)希望NO到N02的氧化以充分停止時(shí)，控 制單元11進(jìn)行新的測(cè)量，在階段S4，通過傳感器12測(cè)量NOx的含量， 以及得到對(duì)于NOx含量的值m12，并存儲(chǔ)在控制單元ll內(nèi)。
在階段S5，控制單元11終止還原劑的噴射。在階段S6，控制單 元11進(jìn)行對(duì)測(cè)量值mil和m12之間差別的計(jì)算，然后比較該差別與 預(yù)定值kll。在正常氧化功能內(nèi)，計(jì)算出的差別相對(duì)較大，這是由于希 望的NO到N02的氧化完全，并且NOx的測(cè)量值mll相對(duì)較低。如果， 另一方面，氧化功能減少，則差別將變小。氧化功能越差，測(cè)量值ml2 和mil之間的差別將越小。如果計(jì)算出的差別小于預(yù)定值kll (極值)， 則控制單元11將通過選擇階段S7來指示氧化功能已減弱到不能說OK 的程度。如果，另一方面，在階段S6控制單元11計(jì)算出該差別大于
預(yù)定值kll，則控制單元11將改作選擇在階段S8中指示氧化功能為
OK。在階段S9，與圖2中實(shí)施方式相應(yīng)的，控制單元ll終止循環(huán)。
關(guān)于廢氣再處理系統(tǒng)的不同部分均達(dá)到預(yù)定值kll，并且達(dá)到可 接受的氧化功能，也就是氧化功能將導(dǎo)致可接受的廢氣變干凈。例如，
由于與圖1相應(yīng)的所示實(shí)施方式包括微粒濾清器6，其在確定預(yù)定值
kll時(shí)，要考慮微粒濾清器的性能，以致一定程度減弱的氧化功能并不 會(huì)導(dǎo)致破壞煙燃燒，也就是不會(huì)從控制單元11得到存在故障的指示。
內(nèi)燃機(jī)1和/或廢氣再處理系統(tǒng)2的狀態(tài)從在階段S2內(nèi)測(cè)量開始 的點(diǎn)且直到在階段S4內(nèi)進(jìn)行測(cè)量的點(diǎn)應(yīng)當(dāng)相對(duì)穩(wěn)定，以便得到很好的 測(cè)量值。在優(yōu)選實(shí)施方式中，控制單元11可以在進(jìn)行階段S2和S4的 測(cè)量后，確定內(nèi)燃機(jī)1和/或廢氣再處理系統(tǒng)2的狀態(tài)是否在測(cè)量過程 中改變。如果在測(cè)量持續(xù)階段，在內(nèi)燃機(jī)1和/或廢氣再處理系統(tǒng)2內(nèi) 有很顯著的改變發(fā)生，則控制單元11可設(shè)置為拒絕測(cè)量結(jié)果并選擇進(jìn) 行至少一個(gè)或多個(gè)更新的測(cè)量循環(huán)，并比較關(guān)于kll的計(jì)算出的差別。 若干完整循環(huán)將對(duì)氧化催化劑功能診斷提供更好的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)。
在另一替代實(shí)施方式中，控制單元11在階段S6可設(shè)置為不是計(jì) 算差別，而是計(jì)算測(cè)量值mll和ml2之間的比率。如果該比率與預(yù)定 值kll相比，更接近于1，則控制單元11將指示在氧化催化劑功能內(nèi) 可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。
診斷可同樣在溫度變化范圍內(nèi)有利地進(jìn)行，該范圍對(duì)于催化劑產(chǎn) 品的選擇是有利的。如果不可以，則預(yù)定值kll將考慮這一因素。也 就是預(yù)定值可以根據(jù)不同運(yùn)行狀況和條件而變化。
在圖3中示出本發(fā)明又一實(shí)施方式，其包括又一階段，其中控制 單元11可以設(shè)置為確定根據(jù)圖2中的階段S7，是否氧化催化劑的功 能不是OK。在該實(shí)施方式中，控制單元ll設(shè)置為，在確定階段S7催
化劑的氧化功能不是OK之后，其在階段S21與又一預(yù)定極值k22進(jìn) 行新的比較。k22的預(yù)定值與允許廢氣排放的法定最大值相應(yīng)。Kll優(yōu) 選地大于k22。因此，法定值k22比kll允許更減弱的氧化催化劑功能。 如果根據(jù)階段S21的m22和m21之間的差別也小于k22，則對(duì)車輛駕 駛員立即指示與階段S22相應(yīng)的故障。另一方面，如果階段S21內(nèi)的 差別大于k22 (但是小于kll)，則控制單元11按階段S23設(shè)置，從 而不會(huì)指示氧化催化劑的故障，直至車輛下一保養(yǎng)。這基于這樣的假 設(shè)，即在階段S21內(nèi)的差別小于法定的k22，在下一保養(yǎng)執(zhí)行之前將不 會(huì)進(jìn)行新的診斷。當(dāng)控制單元11已進(jìn)行階段S22或S23，程序的終止 將在階段S24達(dá)到。
圖4示出本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，其中來自內(nèi)燃機(jī)21的廢氣， 如根據(jù)圖1的實(shí)施方式中所示的，將被導(dǎo)入廢氣再處理系統(tǒng)，廢氣再 處理系統(tǒng)通常用22表示。廢氣在這里按與根據(jù)圖1相同的實(shí)施方式導(dǎo) 入，穿過廢氣管27并進(jìn)入氧化催化劑25。廢氣輸送到廢氣再處理單元 26，其可以是微粒濾清器或NOx還原催化劑，這兩種形式都需要N02 用于其減少排放作用。測(cè)量N02 (代替上述的NOx含量)的氣體傳感 器212直接設(shè)置在氧化催化劑25之后，也就是在氧化催化劑25和廢 氣再處理單元26之間。氣體傳感器將所測(cè)量的N02含量的信號(hào)傳到控 制單元211。類似控制單元ll (圖1)的控制單元211可以設(shè)置為用于 控制內(nèi)燃機(jī)21的燃燒過程。這里，如圖l所示實(shí)施方式，還原劑可同 樣直接或者通過內(nèi)燃機(jī)21的標(biāo)準(zhǔn)燃料噴射器(未示出)噴射入氧化催 化劑25上游的廢氣管27。在本實(shí)施方式中，還原劑優(yōu)選地包括車輛常 規(guī)燃料，并通常通過所謂的后噴射器而適當(dāng)噴射，該后噴射器通過控 制單元211控制并調(diào)節(jié)。
在又一實(shí)施方式中，基于與圖4相應(yīng)的實(shí)施方式，氣體傳感器212 可布置在氧化催化劑25和廢氣再處理單元26兩者的下游。
根據(jù)本發(fā)明，與另一實(shí)施方式相應(yīng)的，催化劑25氧化能力的診斷
可按圖5所示流程圖進(jìn)行。該流程圖與上面圖2的流程圖相同。唯一
的區(qū)別是，在階段S32內(nèi)的測(cè)量中利用氣體傳感器212的幫助，存儲(chǔ) 了關(guān)于N02含量的測(cè)量值。N02含量也按階段S33的同樣方式測(cè)量。 圖5相應(yīng)的實(shí)施方式與圖2實(shí)施方式相比較，通過控制單元211在階 段S35計(jì)算出的N02是不同的。因此，另一方面，階段S30到S38按 與圖2實(shí)施方式相應(yīng)的同樣方式發(fā)生。
基于與圖5相應(yīng)的實(shí)施方式，本發(fā)明的又一實(shí)施方式可具有相應(yīng) 的控制法則，其中與圖3實(shí)施方式相應(yīng)的，同樣用于與圖5相應(yīng)的實(shí) 施方式，也就是控制單元211考慮法定要求，并考慮關(guān)于"催化功能 不OK"的指示是否將延遲直到下一保養(yǎng)。
在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，可進(jìn)行在完成還原劑的噴射后NOx含 量的第三測(cè)量(未示出)。與圖示實(shí)施方式相應(yīng)的控制單元(ll， 211)， 可設(shè)置為比較第一測(cè)量值(mll， m31)與第三測(cè)量值。如果控制單元 識(shí)別出第一測(cè)量值與第三測(cè)量值之間的不同，則可以指示出一些外部 因素可能已影響了測(cè)量程序。通常.NOx的含量在還原劑噴射之前(第 一值)和之后(第三值)必須相同。如果在兩值之間有顯著差別，則 控制單元設(shè)置為可重復(fù)測(cè)量，并記錄至少最近測(cè)量的第一值和第二值
(分別是mll， m31和ml2， m32)。
在NOx還原催化劑不激活的情況下，例如在冷啟動(dòng)順序中，或當(dāng) 催化劑的功能被故意關(guān)掉時(shí)(在SCR內(nèi)，例如，為確保還原劑沒有提 供給SCR催化劑)，來自于NOj專感器的NOx信號(hào)與作用的(激活的) 氧化催化劑一起，在噴射還原劑的周期中與還原劑剛剛開始噴入前相 比而將被降低。信號(hào)低到什么程度將取決于氧化催化劑的功能的程度。 如果氧化催化劑由于某些原因沒作用，在還原劑噴入的周期中相比還 原劑剛剛噴入之前，NOx傳感器信號(hào)將不會(huì)有差別。由此，在本發(fā)明又 一實(shí)施方式中，控制單元可設(shè)置為識(shí)別NOx還原作用沒有激活，并同 樣進(jìn)行在還原劑噴入前和還原劑噴射周期中的NOx傳感器信號(hào)的比
較，并且，根據(jù)NOx含量的差別，用以確定催化劑的氧化功能。上述 控制氧化催化劑的方法可同樣用于缺少NOx還原催化劑的情況。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的設(shè)備500，其包括非易失存儲(chǔ)器 520，處理器510和可讀寫存儲(chǔ)器560。存儲(chǔ)器520具有第一記憶部分 530，其中存儲(chǔ)用于控制設(shè)備500的計(jì)算機(jī)程序。在記憶部分530內(nèi)的 用于控制設(shè)備500的計(jì)算機(jī)程序可為操作系統(tǒng)。
設(shè)備500可例如在控制單元內(nèi)關(guān)閉，例如控制單元11或211。數(shù) 據(jù)處理單元510例如可包括微型計(jì)算器。
存儲(chǔ)器520同樣具有第二記憶部分540，其中存儲(chǔ)用于根據(jù)本發(fā) 明氧化催化劑診斷的程序。在另一實(shí)施方式中，用于氧化催化劑診斷 的程序存儲(chǔ)在獨(dú)立的非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介550內(nèi)，例如CD —ROM或 可更換的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。程序能以可執(zhí)行形式或壓縮狀態(tài)存儲(chǔ)。
由于下面所述的，數(shù)據(jù)處理單元510執(zhí)行特定功能，應(yīng)當(dāng)清楚的 是，數(shù)據(jù)處理單元510執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器540內(nèi)的特定程序部分，或 存儲(chǔ)在非易失記錄媒介550上的程序特定部分。
數(shù)據(jù)處理單元510適于與存儲(chǔ)器550通過數(shù)據(jù)總線514通訊。數(shù) 據(jù)處理單元510同樣適于與存儲(chǔ)器520通過數(shù)據(jù)總線512通訊。數(shù)據(jù) 處理單元510同樣適于與存儲(chǔ)器560通過數(shù)據(jù)總線511通訊。數(shù)據(jù)處 理單元510同樣適于與數(shù)據(jù)端口 590通過數(shù)據(jù)總線515通訊。
根據(jù)本發(fā)明的方法可通過數(shù)據(jù)處理單元510執(zhí)行，其中數(shù)據(jù)處理 單元510執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器540內(nèi)的程序，或存儲(chǔ)在非易失記錄媒介 550內(nèi)的程序。
在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，氧化催化劑5可與微粒濾清器6相結(jié)
合。 一部分或全部微粒濾清器可涂覆有催化激活材料，其將NO氧化為
N02。按同樣方式，氧化催化劑25可與排氣單元26相結(jié)合。
在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，根據(jù)圖1實(shí)施方式的CRT (或PM — F —催化劑)和NOx還原催化劑，可以相反順序設(shè)置在廢氣再處理系統(tǒng)2 內(nèi)。
在本發(fā)明又一實(shí)施方式中，還原劑的噴射可同時(shí)通過兩個(gè)內(nèi)燃機(jī) 的噴射器，以及一個(gè)或多個(gè)布置在廢氣再處理系統(tǒng)上的噴射器發(fā)生。
除已述廢氣再處理方法外，根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明可同樣進(jìn)一步應(yīng)用 于至少以下方面
一LNC (稀NOx催化劑)，其中氮氧化物在富氧條件下持續(xù)還原。 一貴金屬和/或涂覆有氧化金屬的微粒濾清器。 一碳?xì)浠衔锘?HC基)SCR (選擇性催化劑還原)。 一尿素或氨基SCR (選擇性催化劑還原)。
噴入廢氣再處理系統(tǒng)的還原劑具有優(yōu)選的車輛燃料，可以是柴油， 汽油，二甲醚(DME)，甲烷(CNG)等等，即使在廢氣管上的噴射 器的情況下，同樣可能是來自于單獨(dú)的箱中的還原劑，該還原劑不用 于驅(qū)動(dòng)車輛。還原劑除了是碳?xì)浠衔锏男问酵?，也能使用?H2) 和一氧化碳(CO)。
需要說明的是，本發(fā)明不限于所示上述實(shí)施方式，而可在所附專 利權(quán)利要求范圍內(nèi)進(jìn)行系列的進(jìn)一步變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種在車輛運(yùn)行過程中執(zhí)行的且用于氧化催化劑的的診斷方法，該催化氧化劑用于將NO氧化為NO2，其被設(shè)置在具有內(nèi)燃機(jī)(1)的車輛中，在運(yùn)行過程中，該內(nèi)燃機(jī)將廢氣排入廢氣再處理系統(tǒng)(2)，該廢氣再處理系統(tǒng)(2)包括至少前面所述的氧化催化劑(5)，和NOx還原催化劑(4)，其中預(yù)定量的還原劑在至少一個(gè)預(yù)定時(shí)間間隔的過程中被添加到氧化催化劑(5)的上游的廢氣再處理系統(tǒng)(2)中，并且，在NOx還原催化劑(4)的下游測(cè)量NOx的含量，且該方法的特征在于，其包括以下階段-在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)(2)之前的即刻時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)行第一測(cè)量(S2)和記錄關(guān)于NOx含量的第一值(m11)；-在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)(2)期間，進(jìn)行第二測(cè)量(S4)和記錄關(guān)于NOx含量的第二值(m12)；-在上述第一值和第二值之間進(jìn)行比較(S6)，當(dāng)上述兩測(cè)量值之間的差別小于預(yù)定第一值(k11)時(shí)，得到氧化催化劑(5)減弱功能的指示。
2. 如權(quán)利要求l所述的診斷方法，其特征在于，當(dāng)所述差別小于 上述第一預(yù)定值(kll)時(shí)，并且，根據(jù)所述差別的大小，立即給出車 輛駕駛員氧化催化劑的減弱功能的指示，或者與車輛下一操作一同給 出。
3. 如權(quán)利要求1所述的診斷方法，其特征在于，如果上述差別大 于相應(yīng)于法定最大廢氣排放允許值的第二預(yù)定值(k22)，并且小于上 述第一值(kll)，上述指示將與車輛下一常規(guī)保養(yǎng)一同發(fā)生。
4. 如權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中具有布置在氧化催化劑(5) 下游的微粒濾清器(6)，其特征在于，當(dāng)上述差別小于第三預(yù)定值(kll) 時(shí)，氧化催化劑減小功能的指示將立即給到車輛駕駛員。
5. 如權(quán)利要求1所述的診斷方法，其特征在于，在提供的還原劑 臨時(shí)使氧化催化劑(5)中毒時(shí)，第二測(cè)量(S4)發(fā)生，以致在氧化催化劑(5)內(nèi)所產(chǎn)生的N02的量可以忽略。
6. —種具有內(nèi)燃機(jī)(1)的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，在運(yùn)行過程中，內(nèi) 燃機(jī)將廢氣排入廢氣再處理系統(tǒng)(2)，該廢氣再處理系統(tǒng)包括用于將 NO氧化為N02的氧化催化劑(5),用于將還原劑噴入氧化催化劑(5) 上游的廢氣再處理系統(tǒng)(2)的噴射裝置，NOx還原催化劑(4)，設(shè)置 在NOx還原催化劑(4)和氧化催化劑(5)下游的NOx傳感器(12)， 用于記錄來自于NOy傳感器(12)的信號(hào)并控制至少噴射裝置的控制 單元(11)，其特征在于，該控制單元(11)被這樣設(shè)置，即通過NC^ 傳感器(12)，記錄在還原劑噴射(S3)之前的關(guān)于NOx含量的第一 值(mil)，以及記錄在還原劑噴射發(fā)生并使上述氧化催化劑(5)中 毒期間的關(guān)于NOx含量的第二值(ml2)，同時(shí)控制單元(11)被設(shè) 置為對(duì)上述第一值和第二值之間進(jìn)行比較(S6)，并當(dāng)上述測(cè)量值 之間的差別小于預(yù)定第一值(kll)時(shí)，指示氧化催化劑(5)的減弱 功能(S7)。
7. 如權(quán)利要求6所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，當(dāng)上述差別小于上述第一預(yù)定值(kll)時(shí)，并且，根據(jù)上述差別的大小，控制單元(ll)被設(shè)置為立即給出車輛駕駛員氧化催化劑的減弱功能的指示， 或者與車輛下一保養(yǎng)一同給出。
8. 如權(quán)利要求6所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，如果上述差 別大于相應(yīng)于法定最大廢氣排放允許值的第二預(yù)定值(k22)，并且小 于上述第一預(yù)定值(kll)，則控制單元(11)設(shè)置為上述指示與車 輛下一常規(guī)保養(yǎng)一同發(fā)生。
9. 如權(quán)利要求6所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，其中還包括布置在氧化催化劑(5)下游的微粒濾清器(6)，其特征在于，當(dāng)上述差別小于第 三預(yù)定值(kll)時(shí)，控制單元(11)設(shè)置為將還原的氧化催化劑功 能的指示立即給到車輛駕駛員。
10. —種在車輛運(yùn)行過程中執(zhí)行的且用于氧化催化劑(25)的診斷方法，氧化催化劑用于將NO氧化為N02，該催化氧化劑設(shè)置在具有 內(nèi)燃機(jī)(21)的車輛中，在運(yùn)行過程中，該內(nèi)燃機(jī)將廢氣排入廢氣再 處理系統(tǒng)(22)，該廢氣再處理系統(tǒng)包括至少前面所述的氧化催化劑 (25)，其中預(yù)定量的還原劑在至少預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)提供給氧化催化 劑(25)上游的廢氣再處理系統(tǒng)(22)，并且在上述氧化催化劑(25) 的下游測(cè)量N02的含量，該方法的特征在于包括以下階段-一在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)(22)之前，進(jìn)行第一測(cè)量(S31) 和記錄關(guān)于N02含量的第一值(m31);一在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)(22)期間，進(jìn)行第二測(cè)量(S33) 和記錄關(guān)于NC^含量的第二值(m32);一在上述第一值和第二值之間進(jìn)行比較(S35)，當(dāng)上述兩測(cè)量值 之間的差別小于預(yù)定第一值(k31)時(shí)，得到氧化催化劑(25)減弱功 能的指示。
11. 如上述權(quán)利要求所述的診斷方法，其特征在于，在氧化催化 劑(25)和布置在氧化催化劑(25)下游的廢氣再處理單元(26)之 間進(jìn)行上述N02的含量的測(cè)量。
12. 如權(quán)利要求IO所述的診斷方法，其中具有布置在氧化催化劑 (25)下游的微粒濾清器(26)，其特征在于，當(dāng)上述差別小于第二預(yù)定值(k31)時(shí)，氧化催化劑減小功能的指示立即給到車輛駕駛員。
13. 如權(quán)利要求IO所述的診斷方法，其特征在于，在提供的還原 劑臨時(shí)使氧化催化劑(25)中毒時(shí)，第二測(cè)量(S33)發(fā)生，以致在氧 化催化劑(25)內(nèi)所產(chǎn)生的N02的量可以忽略。
14. 一種具有內(nèi)燃機(jī)(21)的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，在運(yùn)行過程中，內(nèi)燃機(jī)將廢氣排入廢氣再處理系統(tǒng)(22)，該廢氣再處理系統(tǒng)包括用 于將NO氧化為N02的氧化催化劑(25)，用于將還原劑噴入氧化催 化劑(25)上游的廢氣再處理系統(tǒng)(22)的噴射裝置，設(shè)置在前述氧 化催化劑(25)下游的N02傳感器(212)，用于記錄來自于N02傳感 器(212)的信號(hào)并控制至少噴射裝置的控制單元(211)，其特征在 于，該控制單元(211)這樣設(shè)置，即通過N02傳感器(212)，記錄 在還原劑噴射(S3)之前關(guān)于N02含量的第一值(m31)，以及在還 原劑噴射發(fā)生并使上述氧化催化劑(25)中毒期間的關(guān)于N02含量的 第二值(m32)，同時(shí)控制單元(211)設(shè)置為對(duì)上述第一值和第二 值之間進(jìn)行比較，并當(dāng)上述測(cè)量值之間的差別小于預(yù)定第一值(k31) 時(shí)，指示氧化催化劑(25)的減弱功能。
15. 如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于，在氧化 催化劑(25)和布置在氧化催化劑(25)的下游的廢氣再處理單元(26) 之間設(shè)置上述N02傳感器(212)。
16. 如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，其中還包括布置在氧 化催化劑(25)下游的微粒濾清器(26)，其特征在于，當(dāng)上述差別 小于第二預(yù)定值(k31)時(shí)，控制單元(211)設(shè)置為使得氧化催化 劑減小功能的指示立即給到車輛駕駛員。
17. —種包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀寫介質(zhì)中的程序代碼的計(jì)算機(jī)程 序產(chǎn)品，其用于當(dāng)上述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)進(jìn)行權(quán)利要求1 或權(quán)利要求IO的方法步驟。
18. —種能夠直接從計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)讀取的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品， 包括當(dāng)上述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)用于進(jìn)行權(quán)利要求1或權(quán)利 要求10的方法步驟的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種在機(jī)動(dòng)車輛中的氧化催化劑(5，25)的診斷方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序，氧化催化劑(5、25)用于將NO氧化為NO₂。廢氣再處理系統(tǒng)(2、22)包括至少一個(gè)前面所述的氧化催化劑和微粒濾清器(6、26)，和/或NO_x還原催化劑(4、26)，該還原催化劑被設(shè)置在氧化催化劑的下游，以及預(yù)定量的還原劑提供給氧化催化劑上游的廢氣再處理系統(tǒng)，以及NO_x含量或NO₂含量在氧化催化劑的下游測(cè)量。該方法包括下述階段在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)(2，22)之前，測(cè)量關(guān)于NO_x/NO₂含量的第一值(m11、S2、M31、s31)；在還原劑提供給廢氣再處理系統(tǒng)期間，測(cè)量關(guān)于NO_x/NO₂含量的第二值(m12、S4、m32、s33) 在上述第一和第二值之間進(jìn)行比較(S6、S35)，當(dāng)上述兩測(cè)量值之間的差小于預(yù)定第一值(k11、k31)時(shí)，得到氧化催化劑減弱功能的指示。
文檔編號(hào)F01N11/00GK101115912SQ200480044612
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者倫納特·安德森, 安德烈亞斯·欣茨 申請(qǐng)人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司