[发明专利]具有诊断延迟的排气后处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制车辆中的后处理系统的方法和设备。

背景技术

内燃发动机产生多种排放物，包括多种氮氧化物，其在本文中被统称为NOx气体。NOx气体在存在于发动机进气空气中的氮气和氧气分子暴露于燃烧的高温下时产生。排气后处理系统被用于车辆中来还原和管理燃烧过程中产生的NOx气体。为了辅助该过程，后处理系统采用多种诊断装置。

发明内容

提供一种控制车辆后处理系统的设备和方法。后处理系统处理由车辆发动机产生的排气。后处理系统包括选择性催化还原（SCR）装置和颗粒过滤器。颗粒过滤器被配置为在排气被加热至高于再生温度时再生，以去除积聚的颗粒。后处理系统包括至少一个诊断装置，用于监测后处理系统的运行。诊断装置可以是设置在SCR装置上游和/或下游的NOx传感器。诊断装置可以是选择性催化还原效率监测器。

采用控制器来优化诊断装置的功能。控制器延迟诊断装置的启动，直到达到一个或多个进入条件（entry condition）。进入条件可以是预定温度下是否已经经过预定量的时间，或是否已经发生预定次数的颗粒过滤器再生。延迟诊断装置的启动允许后处理系统的诊断监测在SCR装置中的催化剂已经达到最小效率水平时进行。还提供了用于控制产生排气的车辆中的后处理系统的操作的方法。

在结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面实现所附权利要求中限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细描述非常显而易见。

附图说明

图1是具有使用本文提出的算法的控制器和后处理系统的车辆的示意图；

图2是图1中所示的后处理系统的一部分的示意性剖视图，显示了选择性催化还原（SCR）装置和颗粒过滤器；和

图3是根据本发明的用于控制图1中所示的后处理系统的算法或方法的示意性流程图。

具体实施方式

参照附图，其中，在全部几幅图中，相似的附图标记对应于相似或类似的部件，车辆10的具有产生排气14的发动机12的部分显示在图1中。车辆10包括后处理系统16，用于处理排气14中的组成成分，例如氮氧化物（NOx）。参照图1，后处理系统16包括NOx吸收或NOx还原装置17，例如选择性催化还原（SCR）装置18（图1-2中所示）。替代地，NOx还原装置17可以是NOx吸收器，例如稀NOx捕集器（未示出）。可采用还原NOx的任何类型的装置。

SCR装置18目的是通过转换为氮气和水蒸汽来还原排气14中的氮氧化物（NOx）。SCR装置18使用在与过量氧气结合的情况下能够与NOx反应的还原剂。喷射器20可用于将还原剂喷射到后处理系统16中。还原剂可以是尿素、氨、氨前体或任何其他适当材料。在一个示例中，还原剂为柴油机废液（DEF）。NOx还原反应在排气14通过SCR装置18时进行。在一个示例中，发动机12为柴油发动机。但是，本发明可应用于具有NOx还原装置17的任何类型的发动机。

参照图1，后处理系统16可包括氧化催化器22。颗粒过滤器14设置在氧化催化器22和SCR装置18下游。来自发动机12的排气14经过氧化催化器22，之后经过选择性催化还原装置18，然后由颗粒过滤器24过滤。氧化催化器22将NO（一氧化氮）气体转变为NO2，NO气体在SCR装置18中不易于处理，NO2易于在SCR装置18中处理。氧化催化器22还通过将一些硫衍生物和其他化合物氧化为其他化合物而将其从排气14消除。由于氧化催化器22将排气14中的碳氢排放物氧化，因此由于反应的放热本性而释放热量。该热量被用于完成颗粒过滤器24的再生。

图2是后处理系统16的一部分的示意性剖视图，详细显示了SCR装置18和颗粒过滤器24。参照图2，SCR装置18包括载体或基底26，其被浸入到包含活性催化组合物或催化剂28的载体涂料（washcoat）中。换句话说，催化剂28被涂覆到基底26上。基底26被配置为增大可用于催化剂28的涂层的有效表面积。在一个示例中，基底26为陶瓷蜂窝状板块。基底26还可由金属或任何其他适当材料构成。催化剂28可以是贱金属的氧化物，例如钒、钼、钨和沸石的氧化物。在一个示例中，催化剂28为铁或铜置换的沸石。基底26可由金属或矿物‘垫’（未示出）支撑，然后封装到容器30中。在一个示例中，容器30为不锈钢罐。任何类型的催化剂28或基底26可用于SCR装置18中。