用于操作排气系统的方法和控制组件技术方案

本发明专利技术涉及用于操作车辆排气系统的方法和控制组件(10)，其中评估测量值来指示催化装置(12)下游排气中的氮氧化物含量。催化装置(12)适于减少发动机产生的排气中的氮氧化物含量。基于所述测量值评定供给催化装置(12)的还原剂的质量。该方法包括测定是否已将还原剂填充到储罐(16)中。多个测量值在预定时间段内被捕获，考虑多个测量值的幅值和频率以评定所述还原剂的质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种操作排气系统的方法，特别是对于车辆，其中评估测量值来指示催化装置下游排气中的氮氧化物含量。所述催化装置适于减少机动车辆发动机产生的排气中的氮氧化物含量。基于所述测量值评定供给所述催化装置的还原剂的质量。该方法包括测定是否已将还原剂填充到储罐中的步骤。此外，本专利技术涉及一种用于操作排气系统的控制组件。
技术介绍
由于严格的排放规则，发动机，如车辆柴油发动机，一般都配有一个排气后处理系统。这样的排气后处理系统可包括催化装置，其被设计为称为选择性催化还原(SCR)催化剂。所述SCR催化剂的作用是通过氮氧化物和氨(NH3)之间的催化反应，将氮氧化物(NOx)转化成无害的氮(N2)和水(H2O)。氨作为还原剂，通过向热排气中注入流体，被供给进入催化装置中的排气流中，其又被称为柴油机尾气处理液(DEF)。所述柴油机尾气处理液可特别是含32.5％尿素的尿素-水溶液。该注入的柴油机尾气处理液(DEF)通过注入到热排气中的水解反应释放氨。所述氨首先存储在所述SCR催化剂中。然后，所述氨与NOx分子在SCR催化剂的表面反应。如果氨是过量供应的，它可能不是都存储在SCR催化剂中，而是可能逃逸出SCR催化剂并进入所述排气系统的尾管中。因为该逃逸出的氨是一种讨厌和恶臭的气体，通常SCR后面接着称为氨逃逸催化剂(ASC)的小节段。该氨逃逸催化剂将逃逸的氨转化成氮和水。占主导地位的反应是将氨转化为N2和H2O。然而，如果该逃逸氨的量太高，一些氨将被氨逃逸催化剂转化成氮氧化物。随着进入ASC催化剂中的逃逸氨增加，可产生越来越多的氮氧化物。如果逃逸氨非常高，所述NOx产物将变得显著。严重影响NOx还原的有效性的因素之一是NOx和氨的分子的比例，称为氨-NOx比(ANR)。有一个狭窄的ANR范围，其给出最大的转换。如果所述氨供给不足，由氨供应短缺引起，所述NOx的转化效率降低。因此，氨的供给不足可引起NOx的排放不顺从。另一方面，如果所述氨是过量供给的，一些未被使用的氨可逃逸出SCR催化剂。如果该逃逸足够高，可在氨逃逸催化剂下游产生额外NOx。所述氨供给不足可有多个根源。一个原因可能是所述还原剂的稀释，即所述柴油机尾气处理液，其导致在相同的注入速率下较低的氨含量。所述柴油机尾气处理液可用水稀释，但不限于只有水。所述柴油机尾气处理液还可用其它没有氨的液体稀释。如果利用稀释的柴油机尾气处理液，且该柴油机尾气处理液的注入率没有校正，该NOx转化效率将下降。因此，排气尾管NOx排放可能超过规定水平。对于以上提到的原因，一些排放规则要求实施车载诊断手段，以监控还原剂的质量，并且一旦所述还原剂质量劣化到引起尾管NOx超过规定限制的水平，则采取某些行动。US8,209,964B2描述一种评定注入到SCR催化剂上游排气系统的还原剂质量的方法。第一传感器产生第一信号，表示进入该SCR催化剂的氮氧化物的量。第二传感器产生第二信号，表示该SCR催化剂下游剩余氮氧化物的量。利用第三传感器来检测所述NOx还原效率的变化是否与所述还原剂的填充事件/操作有关。如果是这样的话，所述NOx还原的一个戏剧性的变化导致的结论是，添加的流体不是所述还原剂。如果只观察到所述还原效率温和的下降，则还原剂的剂量/定量输送/配量增加。如果这样的反应导致NOx还原的提高，相应地调整未来的配量且警告操作者不适当的还原剂已经填充到所述还原剂的储罐中。因为利用三个传感器去评定还原剂的质量，这样的方法太复杂了。进一步地，因为该方法使用绝对传感器信号读数，该方法对所述传感器信号漂移敏感。这可导致还原剂质量的检测不可靠。另一方法是利用质量传感器，其安装在所述柴油机尾气处理液罐中。可利用这样一种商业上可获得的传感器监控质量和检测柴油机尾气处理液质量的劣化。通常，所述DEF质量是通过密度感应进行检查。为此，该传感器被浸入所述罐中的柴油机尾气处理液中。然而，为了检测该罐中分层稀释的流体，该传感器不得不覆盖整个柴油机尾气处理液罐的深度。例如，可利用超声波传感器测量柴油机尾气处理液的密度。然而，基于电流传导、导热系数等等，也有其它类型传感器。可利用这样的质量传感器的信号来校正所述DEF的注入速率。然而，在DEF罐中安装DEF质量传感器导致成本增加。更进一步地，该传感器本身有增加监控的需求。需求之一是传感器信号的合理性检验，因为没有很好的参考点进行比较，这可能非常难实施。更进一步地，DEF在足够低的环境温度中经历了冷冻和融化后，可能存在水和尿素的DEF分层。在这样的条件下，信号误差增加。更进一步地，利用不同稀释剂可能影响传感器的输出。这样的传感器的反应被称为交叉灵敏度。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种最初提及种类的方法和控制组件，其在评定所述还原剂的质量上特别简单和可靠。通过具有权利要求1所述的特征的方法和具有权利要求10所述的特征的控制组件解决了这个目的。在从属权利要求中，详细说明了本专利技术的具有方便的进一步发展的有利的配置。在按照本专利技术的方法中，多个测量值在预定时间段内被捕获，考虑多个测量值的幅值和频率以评定所述还原剂的质量。因此，该方法只需要指示所述排气中氮氧化物含量的单个传感器的测量值的评估，其中该传感器位于所述催化装置的下游。此外，利用测定还原剂是否已经填充到所述储罐中的手段，如储罐液位传感器。由于没有必要通过比较位于所述催化装置上游的第一NOx传感器信号和位于所述催化装置下游的第二传感器信号来计算NOx还原效率，该方法特别简单。只评估位于所述催化装置下游的一个传感器的测量值就足够了。如果所述催化装置的转化性能的下降发生在储罐再填充后，可以得出结论的是填充到储罐中的还原剂具有不良的质量。对所述催化装置下游的传感器提供的测量值或信号施加幅度-频率分析，从而导致评定还原剂质量的特别简单和可靠的方法。因此，该方法提供了一种无需物理质量传感器来检测还原剂的不良质量的车载技术，例如还原剂的稀释。在一个有利的实施例中，在预定时间段内捕获的测量值的幅值与在预定时间段段内所捕获的多个测量值幅值的平均值或中值有关。然后，利用该相关幅值来评定所述还原剂的质量。由于该值与平均和中值相关，利用相对幅度-频率分析代替绝对幅度-频率分析。因此，无论是用新的或新鲜的催化装置或老化的催化装置，都达到了特别高的检测分辨率。更进一步地，通过利用相关幅值，该方法能容忍信号漂移且因此对于所述还原剂质量的劣化的检查特别可靠。通过将所述幅值与平均值或中值关联，测量值的绝对值的变化对转换性能的测定没有不必要的影响，从而对所述还原剂的质量没有不必要的影响。例如，有足够供给还原剂的老化催化装置，将不会被错误地检测为稀释还原剂的供给，其导致指示所述催化装置下游排气中的氮氧化物含量的信号或测量值的更高的绝对值。在进一步有利的实施例中，利用与在预定时间段内捕获的每个测量值的大小/幅值相关联的移动中值/中位数。在特别简单的配置中，所述移动中值是所述多个测量值的幅值的算术平均，所述多个测量值对称地排列在与所述移动中值相关联的幅值或值的周围。因此，可以检测到测量值幅值的整体趋势的影响，并且不被错误地解释为供给所述排气的还原剂的质量不适当。因此，利用所述移动中值提高质量评定的可靠性。如果关联幅值与平均值或中值时，计算相本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于操作特别是车辆的排气系统的方法，在该方法中评估测量值，所述测量值指示催化装置(12)下游排气中氮氧化物的含量，所述催化装置(12)适于减少机动车辆发动机产生的排气中的氮氧化物含量，其中，基于所述测量值评定供应至所述催化装置的还原剂的质量，并且其中，所述方法包括确定是否已将还原剂填充到储罐(16)中，其特征是在预定时间段内捕获多个测量值，并考虑所述多个测量值的幅值和频率以评定所述还原剂的质量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 GB 1413302.91.用于操作特别是车辆的排气系统的方法，在该方法中评估测量值，所述测量值指示催化装置(12)下游排气中氮氧化物的含量，所述催化装置(12)适于减少机动车辆发动机产生的排气中的氮氧化物含量，其中，基于所述测量值评定供应至所述催化装置的还原剂的质量，并且其中，所述方法包括确定是否已将还原剂填充到储罐(16)中，其特征是在预定时间段内捕获多个测量值，并考虑所述多个测量值的幅值和频率以评定所述还原剂的质量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是使在预定时间段内捕获的测量值的幅值与在预定时间段内捕获的所述多个测量值的幅值的平均值或中值、特别是移动中值相关联，以及利用关联的幅值来评定还原剂的质量。3.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征是使所述幅值与所述平均值或中值相关联时，计算要关联的测量值的幅值与所述平均值或中值的差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是利用关联的幅值来评定所述还原剂的质量时，创建差的绝对值的总和。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是经历一采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志平，B·彭，J·科西克，CB·肖梅特，
申请(专利权)人：戴姆勒股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE