通过测量位于选择性催化还原机构下游的氮氧化物含量诊断氧化催化转换器的方法
【专利摘要】本发明涉及一种对来自内燃机(80)的气体(90)的排放线路(20)中的氧化催化转换器(40)进行诊断的诊断方法，所述排放线路(20)包括沿气体排放方向位于氧化催化转换器(40)下游的选择性催化还原机构(60)，所述方法包括：测量沿气体(90)排放方向位于选择性催化还原机构(60)下游的氮氧化物含量；以及根据所测得的氮氧化物含量确定氧化催化转换器(40)失效。
【专利说明】通过测量位于选择性催化还原机构下游的氮氧化物含量诊断氧化催化转换器的方法
[0001]本发明要求于2011年3月2日提交的法国专利申请1151675和1151676的优先权，其内容(说明书文本、附图及权利要求)均并入本发明作为参考。
【技术领域】
[0002]本发明涉及源自内燃机的气体的排放线路中的氧化催化转换器的诊断方法。本发明同样涉及包括了排放线路以及实施上述方法的计算器的机动车辆。
【背景技术】
[0003]在机动车辆领域，降低燃料消耗和减少污染物的排放已成为重点关注的问题。
[0004]因此，人们致力于降低排放至空气中的由一氧化碳(缩写为CO)和碳氢化合物(缩写为HC)构成的污染物。为了减少这些污染物，已知的是使用氧化催化转换器。这样一种氧化催化转换器通常被缩写为“CatOx”或是英文短语“Diesel Oxydation Catalyst”(柴油机氧化催化转换器)的缩写“D0C”。在下文中，缩写“D0C”和短语“氧化催化转换器”将被不加区分地使用。
[0005]此外，一氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)和一氧化二氮(N2O)是通常为人们统称为氮氧化物(NOx)的其它污染性气体。值得注意的是，DOC并不能帮助减少氮氧化物的总体排放，因为由于其氧化的特征，所述DOC催化由一氧化氮形成二氧化氮的反应。因此，所述DOC增加了二氧化氮与氮氧化物的比例，在下文中将以NO2 / NOx来表示这一比例。
[0006]因而，提出一种降低二氧化氮以及尤其所有氮氧化物污染的特定机构同样重要。用于消除这些气体排放的典型机构是与喷射尿素或NH3相关联的选择性催化还原(英文为Selective Catalytic Reduction,缩写为SCR)机构。在下文中，缩写“SCR”和术语“选择性催化还原”将不加区分地使用。
[0007]这样，DOC和SCR机构通常一体化在源自内燃机的气体排放线路中。附图1和附图2显示了与内燃机80相关联的排放线路20的实施例。这些排放线路20可以沿气体90排放的方向按顺序包括D0C40和SCR机构60。
[0008]为了确保排放线路20中存在减污机构时的效率，人们采用了不同的方法来诊断这些机构是否失效。例如，已知使用温度探测器来确定DOC的放热量。已知还可以使用氧气传感器来确定DOC的氧气消耗量。确定放热量或是确定氧气消耗量的变化可以用于诊断DOC 是否产生失效。可替换地，文献 W02008 / 093616A、W02009 / 101728A 和 DE10328856A描述了通过在DOC出口处、必要时在DOC上游测量NOx含量的方法来诊断DOC是否失效。可见，每一种已知的诊断方法都要使用特定的传感器来检测DOC是否失效。使用特定传感器导致排放线路结构复杂、尤其是造价愈发昂贵。
[0009]第一类方法是基于排放线路的功能参数建立的模型来对排放线路是否出现失效进行诊断。因此，文献W02010 / 113269A提出了一种排放线路中NO2含量的估算方法用于确定该线路是否失效。由于该第一类型的方法并不能确定排放线路功能参数的实际值，因此这种方法的可靠性还有待于改进。
[0010]第二类方法是以排放线路功能参数的实际值为基础的。文献W02008 / 093616A,W02009 / 101728A和DE10328856A描述了例如通过测量DOC出口处，并且必要时DOC上游的NOx含量来诊断DOC是否失效。由此，第二类型的诊断方法提出了使用特定传感器来探测DOC是否失效。然而，特定传感器的使用则导致排放线路更加复杂、造价也因此更加高昂。
[0011]因此，需要一种用于诊断排放线路中的减污机构是否失效的可靠方法，同时排放线路还要保持简单的设计，特别是需要一种适于在结构更为简单的排放线路中应用的氧化催化转换器的诊断方法。
【发明内容】
[0012]为此本发明提出了一种对来自内燃机的气体的排放线路中的氧化催化进行诊断的诊断方法，所述排放线路包括沿气体排放方向位于氧化催化转换器下游的选择性催化还原机构，所述方法包括:
[0013]-测量沿气体排放方向位于选择性催化还原机构下游的氮氧化物含量；以及
[0014]-根据所测得的氮氧化物含量确定氧化催化转换器失效。
[0015]根据一种变型，当所述所测得的氮氧化物含量超过氧化催化转换器失效的预先确定的氮氧化物阈值时，确定氧化催化转换器失效。
[0016]根据一种变型，方法包括:由所述所测得的氮氧化物含量计算选择性催化还原机构对氮氧化物的转化率；当选择性催化还原机构的转化率低于氧化催化转换器失效的预先确定的转化率阈值时，确定所述氧化催化转换器失效。
[0017]根据一种变型，所述方法包括:
[0018]-测量沿气体排放方向位于选择性催化还原机构上游和氧化催化转换器下游的一氧化碳含量或碳氢化合物含量；以及
[0019]-当所测得的一氧化碳或碳氢化合物含量超过氧化催化转换器失效的预先确定的一氧化碳或碳氢化合物阈值时，确定所述氧化催化转换器失效。
[0020]根据一种变型，所述方法包括:
[0021]-测量沿气体排放方向位于选择性催化还原机构上游和氧化催化转换器下游的二氧化氮与氮氧化物的比例；以及
[0022]-当所测得的二氧化氮与氮氧化物的比例低于氧化催化转换器失效的预先确定的二氧化氮与氮氧化物的比例阈值时，确定所述氧化催化转换器失效。
[0023]根据一种变型，所述方法包括:
[0024]-测量氧化催化转换器的氧气消耗量；以及
[0025]-当所测得的消耗量低于氧化催化转换器失效的预先确定的氧气消耗量阈值时，确定所述氧化催化转换器失效。
[0026]根据一种变型，所述方法包括:
[0027]-测量或估算氧化催化转换器所产生的放热量；以及
[0028]-根据所测得或估算的放热量确定氧化催化转换器失效。
[0029]根据一种变型，所述方法还包括沿气体排放方向在选择性催化还原机构的上游喷射尿素。[0030]根据一种变型，经排放线路排出的气体源自的内燃机为柴油机。
[0031]在前述方法中的一种特殊实施方式中，本发明还提出内燃机排放线路中的机构失效的诊断方法，所述排放线路沿气体排放方向包括氧化催化转换器和选择性催化还原机构，所述方法包括:
[0032]在第一温度和第二温度下测量沿气体排放方向位于选择性催化还原机构下游的氮氧化物含量，第二温度高于第一温度；以及
[0033]当:
[0034]-在第一温度下，所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构运行功能不足；以及
[0035]-在第二温度下，所测得的氮氧化物含量不对应选择性催化还原机构运行功能不足时，
[0036]确定氧化催化转换器失效。
[0037]根据一种变型，第一温度和第二温度中的至少其中之一是在选择性催化还原机构处测得的温度。
[0038]根据一种变型，第一温度和第二温度的至少其中之一是估算出的选择性催化还原机构的温度，所述估算是通过排放线路的温度模型来实现的。
[0039]根据一种变型，所述温度模型以下述一组参数中的至少其中之一为基础，所述一组参数包括:
[0040]-内燃机的转速；
[0041]-内燃机的扭矩；
[0042]-内燃机的燃料流量；
[0043]-内燃机的燃料相位；
[0044]-内燃机的空气流量；
[0045]-内燃机中要排入排放线路中的气体的再循环率；
[0046]-内燃机的进气阀门系统；
[0047]-包括了内燃机和排放线路的车辆的速度；以及
[0048]-内燃机进气口涡轮压缩机的位置，所述进气口涡轮压缩机回收要排入排放线路中的气体的动能。
[0049]根据一种变型，所述方法包括:当在第一温度和第二温度下，所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构运行功能不足时，确定所述选择性催化还原机构失效。
[0050]根据一种变型，在第一温度和第二温度的至少其中之一下，当所测得的氮氧化物含量超过失效的预先确定的氮氧化物阈值时，所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构运行功能不足。
[0051]根据一种变型，在第一温度和第二温度的至少其中之一下，所述方法包括:由所测得的氮氧化物含量计算选择性催化还原机构对氮氧化物的转化率，当计算得出的对氮氧化物的转化率低于失效的预先确定的转化率阈值时，在第一温度和第二温度中的至少其中之一下所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构运行功能不足。
[0052]根据一种变型:
[0053]所述第一温度是排放线路的正常运行温度，其在150°C和300°C之间；并且[0054]所述第二温度是排放线路的较高运行温度，其大于或等于300°C。
[0055]根据一种应用了本发明所提出方法的实施方式组合的变型，其中排放线路所排出气体源自的内燃机为柴油发动机。
[0056]本发明还提出一种机动车辆，其包括:内燃机、内燃机的气体排放线路以及所述排放线路的诊断计算器，所述排放线路沿气体排放方向包括:氧化催化转换器、选择性催化还原机构、氮氧化物含量传感器；并且所述计算器实施根据全部实施方式的上述诊断方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0057]通过阅读描述了仅作为示例的本发明各实施方式的详细说明书并且参照以下附图，本发明的其它特征和优点将得以体现:
[0058]-图1和图2是与内燃机相关联的排放线路的示意图；
[0059]-图3是比较了新氧化催化转换器与旧氧化催化转换器的二氧化氮与氮氧化物比例变化的曲线图；
[0060]-图4的图表显示了图1或图2中的排放线路对氮氧化物的处理效率关于温度、二氧化氮与氮氧化物的比例的函数；
[0061]-图5显示了出自不同的氧化催化转换器的污染物总排放量关于氧化催化转换器失效的预先确定的不同阈值的图表。
[0062]-图6显示了图1的排放线路对氮氧化物的处理效率关于在第一温度和第二温度下二氧化氮与氮氧化物的比例的柱状图；
[0063]-图7是比较了新氧化催化转换器与旧氧化催化转换器的温度变化的曲线图。【具体实施方式】
[0064]本发明提出一种氧化催化转换器的诊断方法。所述诊断应用于来自内燃机的气体的排放线路中。所述内燃机优选地为柴油发动机。以上文所描述的附图1和附图2作为参照，可以说明排放线路20中存在有D0C40。
[0065]依照图1和图2并根据第一种实施方式，应用了所提出方法的排放线路20包括沿气体排放方向位于DOC下游的选择性催化还原机构60。在下文中，排放线路20中“下游”与“上游”的术语的使用是指一个机构相对于另一个机构沿排放线路20中气体排放方向的定位。
[0066]所述方法包括在SCR机构60的下游处测量氮氧化物含量。另外，所述方法还包括确定D0C40失效。
[0067]事实上，在D0C40常见的失效原因中，D0C40的老化尤其容易导致碳氢化合物和一氧化碳氧化效率的下降以及在D0C40下游处N2 / NOx比例的减小。附图3的图表比较了新的D0C40 (曲线70)与旧的D0C40 (曲线72)的NO2 / NOx比例的变化。每个D0C40的NO2 /NOx比例变化都与内燃机80标准运转状态相关。因此，附图3显示了当内燃机80在标准运转状态下(曲线78)，该内燃机80的速度变化。
[0068]然而，由于SCR效率欠佳，所述D0C40下游处NO2 / NOx比例的减小导致SCR机构60下游处NOx排放物的增加。这种SCR效率的降低可见于图4的曲面76，该图显示了根据NO2 / NOx的比例，排放线路20对NOx的处理效率图线。[0069]这样，由于NO2 / NOx比例降低导致SCR效率下降，可以通过测量SCR机构60下游处的NOx含量来确定D0C40活动性的降低。根据以下两种确定方式中的至少一种，可以依据SCR机构60下游处的NOx含量来确定D0C40失效。
[0070]例如，当所测得的氮氧化物含量超过D0C40失效的预先确定的氮氧化物阈值时，可以确定D0C40失效。
[0071 ] D0C40的失效还可以通过计算SCR机构60对NOx的转化率来确定。计算SCR机构60对NOx的转化率是从所测得的NOx含量以及SCR机构60上游处的NOx含量得出。所述SCR机构60上游处的NOx含量可以借助专用传感器或是SCR机构60上游处的NOx含量模型来得出。所述SCR机构60上游处的NOx含量因而可以被测量或估算得出，并且，与在下游测得的NOx含量一起，可以计算出SCR机构60对NOx的转化率。当计算SCR机构60对NOx的转化率时，一旦所计算出的转化率低于D0C40失效的预先确定的转化率阈值时，D0C40被确定为失效。
[0072]上述两种确定D0C40失效的方式可以同时在排放线路20中实施。
[0073]换言之，在任何情况下，本发明提出的方法不直接通过对碳氢化合物和一氧化碳处理效率的降低来诊断所述D0C40的失效，而是间接地通过SCR机构60下游处的NOx排放量进行诊断。
[0074]然而，参照附图1和附图2，位于SCR下游的NOx传感器64被放置于诊断NOx减少的车载计算器(未示出)内。所述诊断NOx减少的车载计算器为一种车载诊断计算器，通常被称为OBD计算器(英文on board diagnostics的首字母缩写)。
[0075]通过同一车载计算器，实施所提出的方法并不需要使用附加的传感器，这与其它已知的通过D0C40的放热量或是改变D0C40的氧消耗量来对D0C40进行诊断的解决方法相反。无需附加的传感器，应用了所提出的诊断方法的排放线路20因而得以更加简单。
[0076]最后，所提出的氧化催化转换器的诊断方法能够实施在结构更加简单的排放线路中。
[0077]D0C40失效的预先确定的NOx阈值可以与OBD计算器存储的阈值相对应。该预先确定的阀值构成了 HC、CO或NOx这些不同污染物的规定阈值的其中一部分。
[0078]附图5显示了根据D0C40失效的不同的预先确定的阈值，HC、CO或NOx这些污染物的总排放量的图线。阈值94对应D0C40失效的预先确定的一氧化碳阈值。阈值96对应D0C40失效的预先确定的NOx及非甲烷烃(缩写为NMHC)的阈值。附图5示出了来自不同技术的氧化催化转换器的碳氢化合物、一氧化碳或氮氧化物这些污染物的总排放量:D0C1、D0C2、D0C3、D0C4以及D0C5，且这些技术均应用于标准运行状态下。对于这些DOC中的每一项，氮氧化物的预定阈值94远超过一氧化碳和非甲烷烃的预先确定的阈值96。对于不同的DOC技术，所提出的诊断方法因此得以检测D0C40的失效并且消除例如一氧化碳等其它规定污染物的超量排放。
[0079]始终出于对所述检测方法可靠性的考虑，该方法还可以另外包括测量SCR机构60上游和D0C40下游的一氧化碳含量或碳氢化合物含量。当该测量值超出D0C40失效的预先确定的一氧化碳或碳氢化合物阈值时，这种测量方式可以有利地对D0C40的失效进行补充确定。根据该实施方式，所述排放线路20则可以设有附加的传感器。
[0080]同样出于对所提出的诊断方法可靠性的考虑，所述方法另外还可以包括测量SCR机构60上游和D0C40下游的NO2 / NOx比例。当该测量值低于D0C40失效的预先确定的NO2 / NOx阈值时，这种测量方式可以有利地对D0C40的失效进行更好的确定。根据这一实施方式，所述排放线路20则可以设有附加的传感器。
[0081]出于一贯的可靠性考虑，所述方法另外还可以包括测量或估算通过D0C40将NOx转换成NO2的转化率。当该测量或估算值低于DOC失效的预先确定的特征性转化率阈值时，其可以有利地对D0C40的失效进行更好的确定。根据这种实施方式，所述排放线路20则可以带有附加的传感器。
[0082]仍是出于可靠性的考虑，所述方法另外还包括测量D0C40对氧气的消耗量。当该测量值低于D0C40失效的预先确定的氧气消耗阈值时，其可以有利地对D0C40的失效进行更好的确定。根据这种实施方式，所述排放线路20则可以带有附加的传感器。
[0083]仍是出于可靠性的考虑，所述方法另外还包括对D0C40放热量的测量或估算。当该测量或估算值不符合D0C40失效的预先确定的阈值时，其可以有利地对D0C40的失效进行更好的确定。所述放热量与失效的预先确定阈值的不一致可对应由于DOC老化所造成的D0C40的放热量减少。这样，当所测得的或估算出的D0C40的放热量低于D0C40失效的预先确定的温度阈值时，可以更好地确定D0C40失效。放热量与失效的预先确定阈值不一致还可以对应排放线路20运行时D0C40温度上升的减慢。当D0C40的温度上升速度低于D0C40失效的预先确定的温度上升阈值时，可以更好地确定D0C40失效。根据是否对放热量进行测量或估算，排放线路20可以设有附加的传感器。
[0084]参考附图1和附图2，所述排放线路20可以包括位于SCR机构60上游处的尿素喷射器62。这样，所提出的方法还可以包括在SCR机构60上游喷射尿素。与SCR还原剂对应的尿素还被称为AUS32 (尿素水溶液)。
[0085]本发明还涉及机动车辆。所述机动车辆包括:内燃机80、内燃机80的气体排放线路20和前述的排放线路20的诊断计算器。参照附图1和附图2，所述排放线路20还包括NOx含量传感器64。所述计算器有利地实施前述的诊断方法。该前述的诊断方法可以实施用于排放线路20，但是排放线路20可以不包括位于D0C40与SCR机构60之间的传感器。
[0086]所提出的方法有利地包括D0C40失效的信号装置。所述信号装置用于提示包括排放线路20的车辆的使用者，或是用于提示内燃机80的使用者。
[0087]参照附图1、3、4、6以及附图7，以下将描述根据本发明所述方法的另一种实施方式，出于简要的考虑，两种不同变型的共同特征这里将不再重复:提出一种排放线路中机构失效的诊断方法。所述诊断方法在用于内燃机排出气体的排放线路中实施。所述内燃机优选地为柴油发动机。以上文所描述的附图1作为参照，用以说明排放线路20中存在的D0C40和选择性催化还原机构60。
[0088]所述方法包括对SCR机构60下游处氮氧化物含量的测量。这些对NOx含量的测量在第一温度Tl和第二温度T2下实施。T2高于Tl。事实上，Tl可以对应排放线路20运行的低温和中温，而T2则对应排放线路20运行时的较高温度。由此，Tl优选地对应在150°C和300°C之间的温度，而T2优选地对应大于或等于300°C的温度。
[0089]另外，所述方法还包括对D0C40失效的确定。
[0090]这样，在低温和中温下，由于NO2 / NOx比例的降低，SCR效率下降，可以通过在第一温度Tl下测量SCR机构60下游处的NOx含量来确定排放线路中出现失效。[0091]然而，区分D0C40和SCR机构60之中的哪个机构失效是有益的。
[0092]当D0C40失效时排放线路20则会承受高温，由于该失效，D0C40下游的NO2 / NOx比例的降低并不会导致SCR机构60对NOx处理效率的明显下降。事实上，根据附图6，高温下的SCR机构60比起中温和低温下的SCR机构60，该SCR机构60对NOx的处理效率的下降要少得多。附图6显示了在Tl和T2下根据NO2 / NOxK例对于NOx处理效率的柱状图。该柱状图证明了，仅在温度Tl下根据NO2 / NOx比例NOx的处理效率的降低较为明显，而在温度T2下则并不明显。这样，在常规温度下(Tl)，SCR机构60对于NOx的处理效率取决于NO2 / NOx的比例，然而在高温(T2)下，则不再取决于这一比例。
[0093]反之，在SCR机构失效的情况下，不论SCR机构60处于何种温度下，所述SCR机构60下游的NOx的处理效率都会降低。
[0094]换言之，DOC的失效可以在以下情况下得以被确定:
[0095]-在第一温度Tl下，所测出的NOx含量对应SCR机构60运行功能不足，并且
[0096]-在第二温度T2下，所测出的NOx含量不对应SCR机构60运行功能不足。
[0097]当所测出的NOx含量不对应SCR机构60运行功能不足时，这标志着所测出的NOx含量对应SCR机构60的理想运行，即SCR机构60正常运行。
[0098]根据下述两种确定方式的至少其中一种，可以确定SCR机构60下游处所测出的NOx含量对应或不对应SCR机构60运行功能不足。
[0099]在给定温度下，即Tl或T2下，SCR机构60运行功能不足可以例如对应所测得的氮氧化物含量超过失效的预先确定的氮氧化物阈值。所述失效的预先确定的氮氧化物阈值优选地取决于温度，Tl或T2，以及该阈值所比较的NOx含量的测量值。
[0100]在给定温度下，即Tl或T2下，SCR机构60运行功能不足还可以通过计算SCR机构60的NOx转化率来识别。计算SCR机构60对NOx的转化率是由所测得的NOx含量和SCR机构60上游处的NOx含量得出。所述SCR机构60上游处的NOx含量可以借助位于SCR机构60上游的专用传感器或是NOx含量模型来得出。所述SCR机构60上游处的NOx含量由此被测出或估算出来，并且，有了所测得的下游处的NOx含量，可以计算出SCR机构60对NOx的转化率。这样，运行功能不足的状态可以对应所计算出的NOx转化率低于失效的预先确定的转化率阈值。所述失效的预先确定的转化率阈值优选地取决于温度，Tl或T2，以及用于计算转化率的NOx含量的测量值。
[0101 ] 与所测得的NOx含量与SCR机构60运行功能不足对应的前述两种方式可以同时由所提出的方法实施。这样，在给定温度下，所测得的NOx含量可以在如下情况下不对应SCR机构60运行功能不足:
[0102]-失效的预先确定的NOx含量阈值不被所测得的NOx含量超过；和/或
[0103]-失效的预先确定的转化率阈值不超过由所测得的NOx含量计算得出的转化率。
[0104]换言之，所提出的方法可以不直接通过对碳氢化合物和一氧化碳处理效率的降低来诊断D0C40的失效，而是间接地通过SCR机构60下游处NOx的排放量来进行诊断。
[0105]然而，参照附图1，位于SCR下游的NOx传感器64被放置于用于诊断NOx减少的车载计算器(未示出)上。所述诊断NOx减少的车载计算器为一种车载诊断计算器，通常被称为OBD计算器(英文on board diagnostics的首字母缩写)。
[0106]与已知的解决办法相反，使用该同一车载计算器的本发明所提出的方法则不需要附加的传感器。在不需要附加传感器的情况下，应用本发明所提出的的诊断方法的排放线路20更为简单。
[0107]此外，本发明所提出的的方法利用对SCR机构下游的NOx的测量，比起基于SCR机构下游的NOx含量的估算模型进行诊断的方法，更为可靠。
[0108]最后，本发明可以获得排放线路中减污机构失效诊断的可靠方法，并且排放线路仍保持着简单的结构。
[0109]本发明还涉及一种机动车辆。如前所述，所述机动车辆包括:内燃机80、内燃机80的气体排放线路20以及排放线路20的诊断计算器。参照附图1，排放线路20还包括NOx含量的传感器64。所述计算器有利地实施如前所述的诊断方法。该诊断方法可以实施用于排放线路20，然而该排放线路20可以不包括传感器，尤其是不包括位于D0C40和SCR机构60之间的NOx传感器。
[0110]可以在排放线路20和内燃机80不同的运行阶段中在Tl和T2下对于NOx含量进行不同的测量。这样，在低温和中温运行阶段，在Tl下对于NOx含量的第一次测量可以被计算器储存下来。在T2下对于NOx含量的第二次测量则在排放线路20和内燃机80处于高温运行阶段时进行。
[0111]当排放线路20包括至少一个温度探测器(未示出)时，可以通过测量来确定处于低温或中温运行阶段还是高温运行阶段。因此，温度Tl和T2中的至少一个对应被温度探测器测量出来的温度。优选所述温度探测器位于排放线路20中以便实现除了失效诊断以外的其它功能，同时也限制了排放线路的设计成本。
[0112]当排放线路20在SCR机构60处不设有温度深测器时，用于NOx含量测量的温度的至少其中之一是通过估算而非测量得出的。这样，Tl和/或T2对应在进行SCR机构60下游NOx含量测量时的估算温度。所述的估算则是通过排放线路20的温度模型来实现的。所使用的温度模型有利地基于以下一组参数中的至少其中之一:
[0113]—内燃机80的转速；
[0114]-内燃机80的扭矩；
[0115]-内燃机80的燃料流量；
[0116]-内燃机80的燃料相位；
[0117]-内燃机80的空气流量；
[0118]-内燃机80中要排入排放线路20中的气体90的再循环率；
[0119]-内燃机80 的进气阀门系统(le vannageal' admission)；
[0120]-包括了内燃机80和排放线路20的机动车辆的速度；以及
[0121 ]-内燃机80进气口涡轮压缩机的位置，所述涡轮压缩机回收要排入排放线路20中的气体90的动能。
[0122]这种温度模型基于内燃机80的一些参数，这些参数通常用于排放线路20的除了失效诊断以外的其它功能。这可以实现协同作用，降低内燃机80、排放线路20以及包括它们的机动车辆的设计成本和结构的复杂性。此外，该温度模型可以省去用于测量SCR机构60温度的特定的温度传感器。
[0123]本发明所提出的方法也可以，当在Tl和T2下两次所测得的氮氧化物均对应SCR机构运行功能不足时，确定SCR机构60失效。事实上，在SCR机构60失效的情况下，不论SCR机构60在何种温度下，该SCR机构60对NOx的处理效率有着显著的下降。
[0124]换言之，在高温(T2)下实现NOx含量的测量时，所述SCR与NO2 / NOx的比例无关，尔后这一测量和SCR机构60运行功能不足对应与否都可以消除不准确性。如果所述SCR机构60在高温(T2)下不再被确定为运行功能不足，则该SCR机构60正确运行而D0C40则为失效原因。如果所述SCR机构60在高温下(T2) —直被确定为运行功能不足，则该SCR机构60为失效原因。这样，当在Tl和T2下所测得的氮氧化物含量分别超出各自在Tl或T2下的失效的预先确定的氮氧化物阈值时，所述SCR机构60可以被确定为失效。当由在Tl和T2下所测得的NOx含量计算得出的NOx转化率分别低于各自在Tl或T2下失效的预先确定的转化率阈值时，SCR机构60也可以被确定为失效。
[0125]区分缺陷原因是D0C40或是SCR机构60可以避免在售后对这两个机构进行更换。
[0126]所提出的方法有利地包括D0C40和/或SCR机构60失效的信号装置。该信号装置用于包括排放线路20的车辆的使用者或者内燃机80的使用者。辨别缺陷原因是D0C40或是SCR机构60可以在运行中的内燃机上实现，即使进入售后阶段也可以直接用信号向用户指示失效的根源。
[0127]在常规温度(Tl)下，在通过测量NOx含量确定对NOx的处理效率降低之后，对于D0C40与SCR机构60之间的区分得到改进。
[0128]这样，在排放线路20中具有位于D0C40的上游和下游的两个温度探测器的情况下，所述方法可以包括通过其产生的放热量来确定D0C40为失效原因。事实上，当D0C40老化时，其产生的放热量减少。这种放热量的减少可见于附图7中所示出的图表，该图表比较了新的D0C54和旧的D0C56在D0C40的上游与下游之间温度的不同的变化。当内燃机80在曲线58代表的标准运行状态下运行时，可以获得与包括了内燃机80的车辆的速度相对应的不同的温度曲线54和56。通过比较作为参考的预先确定的温度上升速度与D0C40的温度上升速度，同样可以通过D0C40所产生的放热量对其进行失效区分。D0C40的温度上升速度随着D0C40的老化而减慢。
[0129]通过放热量对D0C40进行区分也可以用于排放线路20中仅具有一个温度探测器的情形。在这种情况下，有利地将该温度探测器放置在一个已知的运行位置处以测量D0C40放热量的减少。
[0130]在排放线路20中另外存在一些温度探测器的情形下，所述方法还可以包括借助D0C40的老化模型来对D0C40进行区分。这样一种模型由车辆整体寿命中SCR机构60和D0C40的热量载入组成。所述失效还可以归结于老化模型受影响最严重的机构本身。
[0131]所述方法还包括通过D0C40的氧气消耗量来对D0C40进行区分。事实上，当D0C40出现老化时，其用于处理污染物的氧气消耗量减少。当排放线路20中位于D0C40上游处设有氧气探测器时，也可以进行这样一种失效区分。然而，NOx传感器64同样可以感知氧气的浓度，尤其是将其设置在已知的一个运行点上时。
【权利要求】
1.一种对来自内燃机(80)的气体(90)的排放线路(20)中的氧化催化转换器(40)进行诊断的诊断方法，所述排放线路(20)包括沿气体排放方向位于氧化催化转换器(40)下游的选择性催化还原机构(60)，所述方法的特征在于其包括: -测量沿气体(90)排放方向位于选择性催化还原机构(60)下游的氮氧化物含量；以及 -根据所测得的氮氧化物含量确定氧化催化转换器(40)失效。
2.根据权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，当所述所测得的氮氧化物含量超过氧化催化转换器(40)失效的预先确定的氮氧化物阈值时，确定氧化催化转换器(40)失效。
3.根据权利要求1或2所述的诊断方法，其特征在于，其包括:由所述所测得的氮氧化物含量计算选择性催化还原机构(60)对氮氧化物的转化率；当选择性催化还原机构(60)的转化率低于氧化催化转换器(40)失效的预先确定的转化率阈值时，确定所述氧化催化转换器(40)失效。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的诊断方法，其特征在于，其包括: -测量沿气体(90)排放方向位于选择性催化还原机构(60)上游和氧化催化转换器 (40)下游的一氧化碳含量或碳氢化合物含量；以及 -当所测得的一氧化碳或碳氢化合物含量超过氧化催化转换器(40)失效的预先确定的一氧化碳或碳氢化合物阈值时，确定所述氧化催化转换器(40)失效。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的诊断方法，其特征在于，其包括: -测量沿气体(40)排放方向位于选择性催化还原机构(60)上游和氧化催化转换器下游的二氧化氮与氮氧化物的比例；以及 -当所测得的二氧化氮与氮氧化物的比例低于氧化催化转换器(40)失效的预先确定的二氧化氮与氮氧化物的比例阈值时，确定所述氧化催化转换器(40)失效。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的诊断方法，其特征在于，其包括: -测量氧化催化转换器(40)的氧气消耗量；以及 -当所测得的消耗量低于氧化催化转换器(40)失效的预先确定的氧气消耗量阈值时，确定所述氧化催化转换器(40)失效。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的诊断方法，其特征在于，其包括: -测量或估算氧化催化转换器(40)所产生的放热量；以及 -根据所测得或估算的放热量确定氧化催化转换器(40)失效。
8.根据权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，其包括:在第一温度(Tl)和第二温度(T2)下测量沿气体(90)排放方向位于选择性催化还原机构(60)下游的氮氧化物含量，第二温度(T2)高于第一温度(Tl);以及当:_在第一温度(Tl)下，所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构(60)运行功能不足；以及-在第二温度(T2)下，所测得的氮氧化物含量不对应选择性催化还原机构(60)运行功能不足时，确定氧化催化转换器(40)失效。
9.根据权利要求8所述的诊断方法，其特征在于，第一温度和第二温度(T1、T2)中的至少其中之一是在选择性催化还原机构(60)处测得的温度。
10.根据权利要求8或9所述的诊断方法，其特征在于，第一温度和第二温度(Τ1、Τ2)的至少其中之一是估算出的选择性催化还原机构(60)的温度，所述估算是通过排放线路(20)的温度模型来实现的。
11.根据权利要求10所述的诊断方法，其特征在于，所述温度模型以下述一组参数中的至少其中之一为基础，所述一组参数包括:内燃机(80)的转速；内燃机(80)的扭矩；内燃机(80)的燃料流量；内燃机(80)的燃料相位；内燃机(80)的空气流量；内燃机(80)中要排入排放线路(20)中的气体(90)的再循环率；内燃机(80)的进气阀门系统；包括了内燃机(80)和排放线路(20)的车辆的速度；以及内燃机(80)进气口涡轮压缩机的位置，所述进气口涡轮压缩机回收要排入排放线路(20)中的气体(90)的动能。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的诊断方法，其特征在于，其包括:当在第一温度(Tl)和第二温度(T2)下，所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构(60)运行功能不足时，确定所述选择性催化还原机构(60)失效。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的诊断方法，其特征在于，在第一温度和第二温度(T1、T2)的至少其中之一下，当所测得的氮氧化物含量超过失效的预先确定的氮氧化物阈值时，所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构(60)运行功能不足。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的诊断方法，其特征在于，在第一温度和第二温度(Tl、T2)的至少其中之一下，所述方法包括:由所测得的氮氧化物含量计算选择性催化还原机构(60)对氮氧化物的转化率，当计算得出的对氮氧化物的转化率低于失效的预先确定的转化率阈值时，在第一温度和第二温度(T1、T2)中的至少其中之一下所测得的氮氧化物含量对应选择性催化还原机构(60)运行功能不`足。
【文档编号】F01N9/00GK103502595SQ201280011402
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年2月17日 优先权日:2011年3月2日
【发明者】M·莱奥纳东, M·德雷纳, T·勒塔莱克, P·H·梅塞, C·沙尤 申请人:标致·雪铁龙汽车公司