用于诊断机动车辆的选择性催化还原系统的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明的领域为对机动车辆功能的车载诊断，更具体地为对柴油型机动车辆的污 染排放物的催化还原的诊断。
【背景技术】
[0002] 为了对机动车辆的下限准许污染物排放作出响应，在贫燃烧的发动机的排气通道 中提供了越来越复杂的排气后处理系统。运些允许尤其减少颗粒物和氮氧化物、W及一氧 化碳和未燃烧控类的排放。
[0003] 已知选择性催化还原系统（SCR)是用于处理氮氧化物（NOy)的有效装置。该系统 包括对氮氧化物排放物（硝酸盐和亚硝酸盐）的连续处理。运需要使用被安排在排气系统 中的催化器和还原剂注入器。
[0004] 因此该系统要求添加包含还原剂（例如A地lue)的额外储箱、具体的注入系统、用 于将还原剂与排气混合的系统、W及加速通过注入的和/或储存在催化器上的还原剂对氮 氧化物的还原的催化器系统。应注意的是，为了优化氮氧化物处理的效率，进入选择性催化 还原系统SCR的催化器的混合物必须是尽可能均质的，运要求使用上述混合系统。
[0005] 在运个系统中，注入的还原剂的量和储存在催化器上的还原剂的量必须进行精细 地适配：事实上，过量投加还原剂（储存的或注入的）仅会无意义地增大还原剂的消耗并且 也许在排气中产生氨排放（浓重气味且高毒性的化合物）。然而，投加不足限制了所获得的 效率并且因此增大了排气中氮氧化物的排放。
[0006]在化学上，该选择性催化还原系统储存被包含在还原剂中的氨（N&)，例如尿素。 接着，如此储存在选择性催化还原系统中的氨将氮氧化物（NOy)还原。为了获得该选择性催 化还原系统的最佳效率，有必要控制所储存的氨（NH3)的质量，也称为氨缓冲剂（饥扣。然 而，随着选择性催化还原系统老化，其氨储存容量（N&)退化，从而导致效率损失。
[0007] 欧5和欧6标准要求用于整个选择性催化还原系统的车载诊断（0BD)系统。因此 运要求反复确认该选择性催化还原系统在处理氮氧化物（NOy)方面保持足够有效而能满足 车载诊断阔值。直到现在，对选择性催化还原系统SCR的诊断都是基于氮氧化物（NOy)处 理效率的退化的。
[0008] 然而，目前不能诊断氨（N&)的储存容量的损失，运是老化的更直接的后果。该新 诊断方法的主要困难是，必须能够在可逆的效率损失（运例如通过对尿素注入控制进行适 配来进行补偿）与SCR不再具有Ν&的任何储存位点来处理氮氧化物NOy时的明确损失之 间进行区分。运要求诊断氨储存容量（ASC)，即用可W储存的最大氨质量（N&)表征的值， 运是对SCR的老化状态的直接反映。
[0009] 从现有技术中W下文件是已知的。
[0010] 文件W0 2008/103113披露了基于在特定条件下对氮氧化物NOy的处理效率来进 行SCR系统的车载诊断（0BD)。选择性催化还原系统SCR的氮氧化物NOy处理效率极大地取 决于该选择性催化还原系统SCR的入口处的二氧化氮与氮氧化物之间的N〇2/NOy比率。运 个比率不能进行测量并且受到催化器DOC的硫化水平的影响、并且受到在该选择性催化还 原系统SCR上游的微粒过滤器FAP的烟灰水平的影响。将该选择性催化还原系统SCR的模 型所确定的效率与经由安排在该选择性催化还原系统SCR下游的针对氮氧化物NOy的传感 器所确定的效率在N〇2/NOy比率为先验标称值（即是在催化器D0C的脱硫和/或微粒过滤 器FAP的再生之后）的条件下进行比较。如果在标称条件下，测量的效率小于通过该模型 计算出的效率，则检测到该选择性催化还原系统SCR失效。
[0011] 文件W0 2007/037730披露了对选择性催化还原系统SCR的诊断系统，其是基于安 排在选择性催化还原系统SCR下游的氮氧化物NOy传感器得到的氮氧化物NOy处理效率与 给定的发动机运行点（负载、速度）下的标称效率之间的比较。如果SCR的效率低于参考 值，则检测到失效。
[0012] 因此需要一种用于选择性催化还原系统的诊断的、考虑到了氨储存容量（老化的 直接后果）的系统和方法。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是一种用于诊断装备有内燃发动机的机动车辆的选择性催化还原 系统的系统，该内燃发动机经由排气歧管相继连接到包含氮氧化物催化器和微粒过滤器的 组件上W及选择性催化还原系统上。该系统包括：
[0014] 用于抽空该选择性催化还原系统中储存的氨质量的装置，
[0015]被安排在该选择性催化还原系统上游的尿素注入装置，
[0016] 用于控制该抽空和注入的装置，
[0017] 用于测量该选择性催化还原系统的出口的氨的量的装置，
[0018]用于确定该选择性催化还原系统中储存的最大氨质量的系统，
[0019] 用于将该选择性催化还原系统中储存的最大氨质量的确定值与阔值进行比较、并 且能够根据该比较结果发出故障信号的装置。
[0020] 用于确定该选择性催化还原系统中储存的最大氨质量的该装置可W包括：用于根 据从该测量装置接收到的信号来确定该选择性催化还原系统的出口处的氨水平的装置，W 及用于对该选择性催化还原系统进行建模、并且能够通过模型来估算该选择性催化还原系 统下游的氨和氮氧化物水平的装置。该用于确定最大质量的装置还可W包括计算装置，该 计算装置能够确定该选择性催化还原系统的出口处测量的氨水平与该选择性催化还原系 统下游的氨和氮氧化物水平的建模值之间的差值，并且在该差值为正时确定该选择性催化 还原系统中储存的最大氨质量的新值、并且将该选择性催化还原系统中储存的最大氨质量 的该新值传输至用于对该选择性催化还原系统进行建模的装置从而确定新值，直到使得该 差值为零。该计算装置可能能够在该差值为零时发出该选择性催化还原系统中储存的最大 氨质量。
[0021] 用于该选择性催化还原系统的该故障信号在该选择性催化还原系统中储存的最 大氨质量的确定值小于阔值时可W采取第一值、而在情况并非如此时采取第二值。
[0022] 用于对该选择性催化还原系统进行建模的该装置可能能够根据该排气歧管下游 的二氧化氮与氮氧化物之间的比率、该选择性催化还原系统上游的溫度、在该选择性催化 还原系统上游注入的尿素质量、该选择性催化还原系统中储存的最大氨质量、排气质量流 量、该选择性催化还原系统上游的氨水平、w及该选择性催化还原系统上游的氮氧化物水 平来通过模型估算该选择性催化还原系统下游的氨水平。
[0023] 用于对该选择性催化还原系统进行建模的该装置还可能能够根据该微粒过滤器 与该催化器的组件上游的溫度、该内燃发动机的排气流量、W及该排气歧管下游的氮氧化 物水平来确定该排气歧管下游的二氧化氮与一氧化氮之间的比率。
[0024] 本发明的另一个目的是一种用于诊断装备有内燃发动机的机动车辆的选择性催 化还原系统的方法，该内燃发动机经由排气歧管相继连接到包含氮氧化物催化器和微粒过 滤器的组件上W及选择性催化还原系统上。该方法包括W下步骤：
[00巧]抽空该选择性催化还原系统中储存的氨