还原剂浓度诊断系统和方法技术方案

本申请涉及还原剂浓度诊断系统和方法。一种用于诊断不适当的还原剂浓度的系统，包括：选择性催化还原(SCR)催化剂单元、配给器、还原剂浓度传感器和控制器，配给器配置为将还原剂配给到SCR催化剂单元的室中。在一些实施方案中，控制器被配置为：基于从还原剂浓度传感器接收的信息，引导配给器将还原剂配给到SCR催化剂单元的室中，确定SCR催化剂单元的室中的还原剂浓度水平，将测量的系统排出NO

【技术实现步骤摘要】
还原剂浓度诊断系统和方法本申请是申请日为2017年12月11日，申请号为201780076615.4，专利技术名称为“还原剂浓度诊断系统和方法”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2016年12月12日提交的申请号为62/432,875的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。
本申请总体上涉及用于内燃发动机的后处理系统(aftertreatmentsystems)的领域。
技术介绍
对于内燃发动机(例如，柴油发动机)，氮氧化物(NOx)化合物可能在排气中被排放。为了减少NOx排放物，可实施选择性催化还原(SCR)过程，以借助于催化剂和还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，例如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以被包括在排气系统的催化剂室中，例如交通工具或动力产生单元的排气系统的催化剂室。还原剂(例如，无水氨、氨水或尿素)一般在被引入催化剂室之前被引入到排气气体流中。为了将还原剂引入到排气气流中以用于SCR过程，SCR系统可以通过配给器(doser)配给或以其它方式引入还原剂，该配给器将还原剂蒸发或喷射到催化剂室上游的排气系统的排气管中。SCR系统可以包括一个或更多个传感器以监控在排气系统内的状况。
技术实现思路
本文描述的实施方式涉及还原剂浓度诊断，用于诊断不适当的还原剂浓度，在一些实施方案中，其包括诊断有缺陷的还原剂浓度传感器。在一些实施方案中，还原剂浓度传感器可以是尿素质量传感器、尿素浓度传感器等。一种实施方式涉及用于诊断不适当的还原剂浓度的系统。该系统包括选择性催化还原(SCR)催化剂单元、配给器、还原剂浓度传感器和控制器，配给器配置为将还原剂配给到SCR催化剂单元的室中。控制器被配置为引导配给器将还原剂配给到SCR催化剂单元的室中。基于从还原剂浓度传感器接收的信息，控制器被配置为确定SCR催化剂单元的室中的还原剂浓度水平。控制器被配置为将测量的系统排出NOx值(system-outNOxvalue)与对应于确定的还原剂浓度水平的至少一个基准值进行比较。控制器被配置为基于测量的系统排出NOx值与至少一个基准值的比较来确定通过配给器配给的还原剂的状态。在一些实施方案中，还原剂浓度传感器被配置为检测通过配给器配给的还原剂的还原剂浓度，并且控制器还被配置为至少基于测量的系统排出NOx值与至少一个基准值的比较来确定还原剂浓度传感器的状态。在一些实施方案中，控制器被配置为设定指示通过配给器配给的还原剂的所确定的状态的值。在一些实施方案中，控制器还被配置为基于对所设定的值的解译来触发警告灯点亮。在一些实施方案中，控制器还被配置为经由输出设备将所设定的值输出到辅助设备。在一些实施方案中，测量的系统排出NOx值是制动比系统排出NOx(brake-specificsystem-outNOx，BS-SONOx)值。在一些实施方案中，至少一个基准值是第一基准值，并且控制器还被配置为将第一基准值设定为选自指示预先确定的SCR催化剂单元温度下的足够还原剂浓度水平的第一组系统排出NOx值中的值。控制器还可以被配置为将第二基准值设定为选自指示预先确定的SCR催化剂单元温度下的低还原剂浓度水平的第二组系统排出NOx值中的值。控制器还可以被配置为通过归一化第一基准值和第二基准值来为第一组系统排出NOx值和第二组系统排出NOx值生成单个阈值。控制器还可以被配置为：将相对于SCR催化剂单元温度的足够还原剂浓度的第一组系统排出NOx值归一化到0至1.0标度，将相对于SCR催化剂单元温度的低还原剂浓度的第二组系统排出NOx值归一化到0至1.0标度，从0至1.0标度选择归一化因子，所述归一化因子对应于SCR催化剂单元温度；确定归一化测量的系统排出NOx值；并将归一化测量的系统排出NOx值与阈值进行比较。在一些实施方案中，控制器还被配置为当确定SCR催化剂单元处于预先确定的SCR催化剂单元温度时测量系统排出NOx值。在一些实施方案中，控制器还被配置为在将测量的系统排出NOx值与至少一个基准值进行比较之前，在SCR催化剂单元的480摄氏度和600摄氏度之间的温度下激活高温再生事件。在一些实施方案中，控制器还被配置为在将测量的系统排出NOx值与至少一个基准值进行比较之前，控制配给器配给还原剂以保持恒定的氨与NOx比(ANR)。控制器还可以被配置为计算通过配给器配给的还原剂的量，以匹配测量的系统排出NOx值，使得基本上所有的NOx被还原剂还原。控制器还可以被配置为计算还原剂的量，以补偿来自一个或更多个传感器的噪声，所述一个或更多个传感器被配置为捕获测量的系统排出NOx值。在一些实施方案中，控制器被配置为当SCR催化剂单元的温度降低时监控制动比系统排出NOx值，SCR催化剂单元的温度在220摄氏度和440摄氏度的范围内。本文描述的其他实施方式涉及用于诊断不适当的还原剂浓度的方法。该方法包括引导配给器将还原剂配给到选择性催化还原(SCR)催化剂单元的室中。该方法包括检测SCR催化剂单元的室中的还原剂浓度水平。该方法包括将测量的系统排出NOx值与对应于确定的还原剂浓度水平的至少一个基准值进行比较，并且基于测量的系统排出NOx值与至少一个基准值的比较来确定通过配给器配给的还原剂的状态。在一些实施方案中，还原剂浓度传感器的状态至少基于测量的系统排出NOx值与至少一个基准值的比较来确定，其中还原剂浓度传感器被配置为检测通过配给器配给的还原剂的还原剂浓度。在一些实施方案中，测量的系统排出NOx值是制动比系统排出NOx(BS-SONOx)值。在一些实施方案中，该方法包括将至少一个基准值设定为选自指示预先确定的SCR催化剂单元温度下的还原剂浓度水平的至少一组系统排出NOx值中的值。在一些实施方案中，在检测还原剂浓度水平之前，从SCR催化剂单元移除任何存储的残留还原剂。在一些实施方案中，该方法包括配给还原剂以保持恒定的氨与NOx比(ANR)。在一些实施方案中，当SCR催化剂单元的温度降低时，计算制动比系统排出NOx值，SCR催化剂单元的温度在220摄氏度和440摄氏度的范围内。本文描述的其他实施方式涉及传感器合理性诊断，并且更具体地，涉及还原剂浓度传感器合理性诊断，用于相比于低还原剂浓度的基准来诊断有缺陷的还原剂浓度传感器。一种实施方式涉及用于诊断还原剂浓度传感器的系统，该系统包括用于配给还原剂的配给器、SCR催化剂单元、配置为检测通过配给器配给的还原剂的还原剂浓度的还原剂浓度传感器、以及控制器。控制器被配置为响应于初始还原剂浓度传感器故障将测量的系统排出NOx值与基准值进行比较，并且基于测量的系统排出NOx值与基准值的比较来确定还原剂浓度传感器的状态。在一些其他实施方式中，控制器还被配置为设定指示还原剂浓度传感器的确定状态的值。在一些情况下，所设定的值触发警告灯点亮，或者所设定的值经由输出设备输出到另一个设备。在一些实施方式中，测量的系统排出NOx值是制动比系统排出NOx(BS-SONOx)值。在一些实施方式中，基准值是在预先确定的SCR催化剂单元温度下的足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于诊断不适当的还原剂浓度的系统，所述系统包括：/n选择性催化还原催化剂单元；/n配给器，其被配置为将还原剂配给到所述选择性催化还原催化剂单元的室中；/n还原剂浓度传感器；以及/n控制器，其配置为：/n引导所述配给器将所述还原剂配给到所述选择性催化还原催化剂单元的所述室中，/n基于从所述还原剂浓度传感器接收的信息，确定所述选择性催化还原催化剂单元的所述室中的还原剂浓度水平，/n将测量的系统排出NO

【技术特征摘要】
20161212 US 62/432,8751.一种用于诊断不适当的还原剂浓度的系统，所述系统包括：
选择性催化还原催化剂单元；
配给器，其被配置为将还原剂配给到所述选择性催化还原催化剂单元的室中；
还原剂浓度传感器；以及
控制器，其配置为：
引导所述配给器将所述还原剂配给到所述选择性催化还原催化剂单元的所述室中，
基于从所述还原剂浓度传感器接收的信息，确定所述选择性催化还原催化剂单元的所述室中的还原剂浓度水平，
将测量的系统排出NOx值与对应于所确定的还原剂浓度水平的至少一个基准值进行比较，以及
基于所述测量的系统排出NOx值与所述至少一个基准值的比较来确定通过所述配给器配给的所述还原剂的浓度是否在可接受范围之外，以及
计算待通过所述配给器配给的还原剂的量以补偿来自被配置为捕获所述测量的系统排出NOx值的一个或更多个传感器的噪声。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述还原剂浓度传感器被配置为检测通过所述配给器配给的所述还原剂的所述还原剂浓度，其中所述控制器还被配置为至少基于所述测量的系统排出NOx值与所述至少一个基准值的所述比较来确定所述还原剂浓度传感器的状态。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为设定指示通过所述配给器配给的所述还原剂的所确定的浓度的值。


4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制器还被配置为基于对所设定的值的解译来触发警告灯被点亮。


5.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制器还被配置为经由输出设备将所设定的值输出到辅助设备。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述测量的系统排出NOx值是制动比系统排出NOx值。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个基准值是第一基准值，并且其中所述控制器还被配置为将所述第一基准值设定为选自指示预先确定的选择性催化还原催化剂单元温度下的足够还原剂浓度水平的第一组系统排出NOx值中的值。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制器还被配置为将第二基准值设定为选自指示所述预先确定的选择性催化还原催化剂单元温度下的低还原剂浓度水平的第二组系统排出NOx值中的值。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器还被配置为通过归一化所述第一基准值和所述第二基准值来为所述第一组系统排出NOx值和所述第二组系统排出NOx值生成单个阈值。


10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器还被配置为：
将相对于所述预先确定的选择性催化还原催化剂单元温度的对于足够还原剂浓度的所述第一组系统排出NOx值归一化到0至1.0标度；
将相对于所述预先确定的选择性催化还原催化剂单元温度的对于低还原剂浓度的所述第二组系统排出NOx值归一化到所述0至1.0标度；
从所述0至1.0标度选择归一化因子，所述归一化因子对应于所述预先确定的选择性催化还原催化剂单元温度；
确定归一化的测量的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦伦·R·拉贾戈帕，法尔沙德·法里德，龚谨谦，
申请(专利权)人：康明斯排放处理公司，
类型：发明
国别省市：美国;US