[发明专利]在选择性催化还原系统中检测低质量还原剂和催化剂劣化的系统和方法

说明书

本申请是2011年9月30日提交的名为“在选择性催化还原系统中检测低质量还原剂和催化剂劣化的系统和方法”的申请号为CN201110293128.8的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月6日提交的美国临时申请61/390,289的权益。以上申请的公开内容在此通过引用整体并入。

技术领域

本公开内容涉及排放处理系统，更具体地涉及一种用于在选择性催化还原（SCR）系统中检测低质量还原剂和催化剂劣化的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作，以及本描述中在申请时不构成现有技术的各方面，既非明示也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

内燃机将空气和燃料结合以形成在多个气缸内燃烧的空气/燃料（A/F）混合物。A/F混合物的燃烧驱动活塞，活塞可旋转地转动曲轴而产生驱动扭矩。在压缩点火（CI）发动机中，空气可被抽入气缸中并使用活塞被压缩。燃料于是可被喷射到压缩空气中而使得受压的A/F混合物燃烧。例如，CI发动机包括柴油机。

在燃烧过程中产生的排放气体可从气缸中排出至排放歧管中。排放气体可包括一氧化碳（CO）和烃（HC）。由于CI发动机与火花点火（SI）发动机相比具有更高的燃烧温度，因而排放气体也可包括氮氧化物（NOx）。排放处理系统可处理排放气体以去除CO、HC、和/或NOx。例如，排放处理系统可包括氧化催化剂（OC）、NOx吸收剂/吸附剂、选择性催化还原（SCR）系统、微粒物质（PM）过滤器和催化转化器中的至少一种。

在SCR过程中，配量剂通过配量系统被喷射到排放气体中。例如，配量剂可为纯的无水氨、含水氨、或尿素。配量剂包括与排放气体中的NOx反应的还原剂。例如，还原剂可为氨（NH₃）。还原剂与排放气体中的NOx混合，混合物可被吸收到SCR催化剂上。SCR催化剂然后可分解所吸收的混合物以形成水汽（H₂O）和氮气（N₂）。因此，SCR过程可显著减少NOx排放。

发明内容

一种用于选择性催化还原（SCR）系统的控制系统，包括：转化效率确定模块、氨流失确定模块、和诊断模块。转化效率确定模块确定SCR催化剂的转化效率。氨流失确定模块在所述转化效率小于预定阈值时确定所述SCR催化剂上的氨流失量。诊断模块基于所述氨流失量和至少一个氨流失阈值而确定还原剂源和所述SCR催化剂的合格/失败状态。

一种用于控制选择性催化还原（SCR）系统的方法，包括：确定SCR催化剂的转化效率；在所述转化效率小于预定阈值时确定所述SCR催化剂上的氨流失量；和基于所述氨流失量和至少一个氨流失阈值而确定还原剂源和所述SCR催化剂的合格/失败状态。

通过下文中提供的详细描述，本公开内容的进一步的应用领域将变得显见。应理解，这些详细描述和具体示例仅用于例示目的，而不用于限制本公开内容的范围。

本发明提供如下方案：

1.一种用于选择性催化还原（SCR）系统的控制系统，其包括：

转化效率确定模块，其确定SCR催化剂的转化效率；

氨流失确定模块，其在所述转化效率小于预定阈值时确定所述SCR催化剂上的氨流失量；和

诊断模块，其基于所述氨流失的量和至少一个氨流失阈值来确定还原剂源和所述SCR催化剂的合格/失败状态。

2.如方案1所述的控制系统，其特征在于，其还包括：低质量还原剂检测模块，其基于所述氨流失的量和第一氨流失阈值生成所述还原剂源的第一通过/故障状态。

3.如方案2所述的控制系统，其特征在于，所述低质量还原剂检测模块在所述氨流失的量小于所述第一氨流失阈值时生成指示低质量还原剂的第一失败状态。

4.如方案3所述的控制系统，其特征在于，其还包括：劣化的催化剂检测模块，其基于所述氨流失的量和第二氨流失阈值生成所述SCR催化剂的第二合格/失败状态。

5.如方案4所述的控制系统，其特征在于，所述劣化的催化剂检测模块在所述氨流失的量大于所述第二氨流失阈值时生成指示劣化的SCR催化剂的第二失败状态。

6.如方案5所述的控制系统，其特征在于，所述第二氨流失阈值大于所述第一氨流失阈值。

7.如方案5所述的控制系统，其特征在于，所述第二氨流失阈值等于所述第一氨流失阈值。