[发明专利]用于氧化催化剂的车载性能监控的设备和方法

说明书

技术领域

本发明示例性的实施方案涉及监控发动机排气系统，更具体地，涉及确定发动机排气流中氧化催化剂(DOC)的NO到NO₂的转化效率的设备和方法。

背景技术

降低内燃机排气中的某些成分已经引起了广泛关注。近期，关注点放在了柴油发动机上。柴油发动机排气典型地包括气体排放物，诸如二氧化碳(“CO₂”)、水蒸气(“H₂O”)、未燃烧的烃(“HC”)、一氧化碳(“CO”)、包括NO和NO₂的氮氧化物“NO_X”以及固态和/或液态的凝聚相材料(称为颗粒物)。对于柴油发动机排气的处理可以包括多种具有一或多种布置在基底上用来减少柴油排气中某些成分水平的催化剂的催化剂装置。例如，柴油排气处理系统可以包括氧化催化剂，其也被称为柴油氧化催化剂(“DOC”)，以将HC和CO转化为CO₂和水；还包括对NO_X进行还原的催化剂，以及颗粒过滤器，其也被称为柴油颗粒过滤器(“DPF”)，用来除去颗粒。

对于柴油排气处理技术的一个特别关注点是使用选择性催化还原(“SCR”)催化剂用于还原NO_X。该技术包括通过氨或者诸如脲的氨源将NO_X催化促进还原为氮气和氧气。该还原反应的效率受进入到SCR反应器的排气流中的NO₂∶NO_X的比率的影响显著。该比率对于SCR效率的影响在较低的运行温度(例如，小于300℃)下尤其明显。对于典型的沸石基SCR催化剂，希望的NO₂∶NO_X比率大约为0.5，这是快速SCR反应所需要的。然而，从发动机中排出的排气的NO₂∶NO_X比率通常展现为小于理想NO₂∶NO_X比率的小于0.2。幸运的是，通常布置在柴油处理系统中的SCR反应器上游的DOC装置能够将NO转化为NO₂，从而使进入到SCR反应器的排气中的NO₂∶NO_X的比率能更接近期望的比率。

但是，依靠DOC装置对于将NO转化为NO₂以提高进入到SCR装置的排气流中的NO∶NO₂比率存在一个问题，即DOC装置的NO到NO₂转化效率因设备老化和/或工作条件而不同。因此期望能够在车辆上监控DOC排气处理装置的NO到NO₂转化效率。然而，大部分NO_X传感器不能区分NO和NO₂，因此直接车载监测DOC的NO到NO₂的转化效率是不可行的。因此，需要提供一种测量DOC排气处理装置的转化NO到NO₂的效率的系统和方法。

发明内容

在一个本发明的示例性实施方案中，一种能够确定在柴油发动机运行期间通过氧化催化剂将发动机排气流中NO到NO₂的转化率的排气处理系统，其包括：

布置于发动机排气流中的氧化催化剂；

布置于排气流中在氧化催化剂上游的温度传感器；

布置于排气流中在氧化催化剂下游的温度传感器；以及

控制器，其包括与布置于排气流中在氧化催化剂上游的温度传感器和布置于排气流中在氧化催化剂下游的温度传感器相连通的微处理器；以及包括用于使所述微处理器执行一种方法的指令的存储介质，所述方法包括：

将碳化氢化合物燃料喷射入氧化催化剂上游的排气流；

测量氧化催化剂上游侧和下游侧的排气流的温度；

计算氧化催化剂上游侧和下游侧的排气流的温度差；

基于氧化催化剂的上游侧和下游侧温度与NO到NO₂的转化率之间的预定关联关系通过前述排气流的温度差确定由氧化催化剂转化的NO到NO₂的转化率。

在本发明的另外一个示例性的实施方案中，一种确定在发动机运行期间通过氧化催化剂转化发动机排气流中NO到NO₂的转化率的方法，包括如下步骤：

将碳化氢化合物燃料喷射入氧化催化剂上游的排气流；

测量氧化催化剂上游侧和下游侧的排气流的温度；

计算氧化催化剂上游侧和下游侧的排气流的温度差；