CN102667091B - 用于检测氮氧化物处理系统的故障的检测方法 - Google Patents

用于检测氮氧化物处理系统的故障的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102667091B
CN102667091B CN201080047358.XA CN201080047358A CN102667091B CN 102667091 B CN102667091 B CN 102667091B CN 201080047358 A CN201080047358 A CN 201080047358A CN 102667091 B CN102667091 B CN 102667091B
Authority
CN
China
Prior art keywords
amount
nitrogen oxide
processing system
obd
sobd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080047358.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102667091A (zh
Inventor
C·格里斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Publication of CN102667091A publication Critical patent/CN102667091A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102667091B publication Critical patent/CN102667091B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

一种用于检测热力发动机的氮氧化物处理系统(10)的故障的检测方法，包括：对于参考的运行周期，定义处理在系统(10)上游产生的氮氧化物的最大量(Q0 amont)与系统(10)下游产生的排出的氮氧化物量的临界值(SOBD)之间的参考差值(ΔOBD)；在运行阶段，计算待处理的氮氧化物的量为在所产生的氮氧化物的量(Qamont)与系统下游排出的氮氧化物的量(Qava i)之间的差，将下游排出的氮氧化物的量(Qava i)与所述临界值(SOBD)比较，将所述参考差值与待处理的氮氧化物的量(QSCR)相比较。如果两个比较结果同时为正，推断处理系统故障。

Description

用于检测氮氧化物处理系统的故障的检测方法
技术领域
本发明主张2009.10.19提交的法国申请0957309的优先权，优先权文件的内容(文本，附图和权利要求)合并在本申请中作为参考。
本发明涉及一种用于检测机动车辆热力发动机氮氧化物处理系统的故障的检测方法。
本发明特别用于减少机动车辆热力发动机排出的污染气体。
背景技术
多年来，机动车辆热力发动机的设计者都致力于减少碳氢燃料燃烧时热力发动机对环境产生的有害化学物质的排放。
这些化合物质主要是CO2和氮氧化物，尤其是NO和NO2，简化为NOX。由于燃烧温度更高，柴油机比汽油机燃烧产生的氮氧化物更多。
为了限制氮氧化物排入大气，实际的解决方案是在汽车排气管路上放置NOX处理系统SCR(选择性催化还原)，借助还原剂如氨NH3，用化学方法减少水蒸气和氮氧化物分子。实践中，氨被注入排气管路中处理系统上游的特定催化器中进行还原反应。
借助氨进行SCR反应减少氮氧化物是工业上广泛使用的公知的方法。应用于汽车时，处理系统SCR的困难在于为排气管路提供必需的氨并将其以某种形式存储在车上。现有多种车载氨的方式：固态尿素，液态水溶尿素，甲胺酸盐，通过分解尿素或甲胺酸盐获得氨。
SCR处理系统包括置于排气管路的特定的催化器，一个保存尿素和甲胺酸盐的容器以及位于SCR催化器上游的一个尿素或甲胺酸盐注入装置。
当然，和其他造成污染的因素一样，氮氧化物的排放必须符合规定。
欧洲现行法规中，标准运行周期为“新欧洲驱动周期”(首字母缩写为NEDC)，氮氧化物NOX排放的临界值为0.08g/km。持续20分钟的NEDC循环包括“城市”运行类型的第一阶段，跟随着较快的运行类型“路线”的第二阶段。在这个周期的平均速度是33km/h。
法规还规定了SCR处理系统故障诊断规则，即OBD规则(车载诊断)。在NEDC周期，SCR处理系统下游氮氧化物超过临界值0.16g/km，则向司机发出发光指示并存储故障信息，因为超出临界值就会被视为故障。
然而，当车辆在NEDC周期运行时，超出临界值会被认为SCR处理系统故障，而在NEDC周期之外，这样的超出并不必然被认为是SCR系统故障，也可能仅仅导致车辆运行不符合NEDC规则，例如，在快速加速时。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于检测机动车辆热力发动机氮氧化物处理系统的故障的检测方法，可以包括处理系统故障诊断，当遵照参考运行周期运行时，同时考虑一些强制标准约束，如NEDC标准周期，以及不遵守参考运行标准时的特殊情形。
本发明的方法包括下述步骤：
.对于参考的运行周期，定义在处理系统上游产生的氮氧化物的最大值和下游排出的氮氧化物的临界值(SOBD)之间的参考差值，
.在运行阶段，计算待处理的氮氧化物的量为在上游的氮氧化物的量与下游排出的氮氧化物的量之间的差值，
-将处理系统下游热力发动机排出的氮氧化物的量与临界值(SOBD)比较，将所述参考差值与待处理的氮氧化物比较，
-如果两个比较值同时为正，推断处理系统故障。
在本发明的一特定实施例中，所述参考循环周期是NEDC标准循环周期。
进一步，本发明处理系统下游排出的氮氧化物的量的临界值符合车载诊断规则OBD。
本发明的NOX处理系统故障检测方法依靠两项比较。
第一比较是将在OBD规则下处理系统下游排出的氮氧化物的量的临界值SOBD和实际排出的氮氧化物的量Qava i之间比较。
第二比较是将在处理系统待处理的氮氧化物的量的临界值ΔOBD和实际处理的氮氧化物的量QSCR之间比较。注意到参考循环时处理系统上游热力发动机产生的氮氧化物量的最大值Q0 amont，ΔOBD＝Q0 amont-SOBD。
在遵守参考运行周期运行的情形下，如果氮氧化物的排放量Qava i大于临界值SOBD，诊断系统故障。在这种情形下，待处理的氮氧化物的量QSCR将需要低于临界值ΔOBD，需要检验两项比较。
在不遵守参考运行周期运行的情形下，如果氮氧化物的排放量Qava i大于临界值SOBD，则不必进行故障诊断。同时，待处理的氮氧化物的量QSCR＝Q0 amont-Qava i低于临界值ΔOBD，被处理的氮氧化物的量低于参考运行周期的量，就采用这种方式启动报警。换言之，在参考周期，如果被处理的氮氧化物的量QSCR至少等于被处理的氧的量，甚至尽管排出的量Qava i高于临界值，处理系统将被视为运行。
附图说明
将结合说明书附图和非限定性实施例更好地理解发明。
图1热力发动机机动车辆SCR氮氧化物处理系统框图
图2是图1热力发动机机动车辆SCR氮氧化物处理系统结构框图
图3a根据NEDC周期，待诊断的运行周期热力发动机动车辆SCR处理系统运行曲线图
图3b根据NEDC运行周期，待诊断热力发动机机动车辆SCR处理系统故障曲线图
图4a非NEDC运行周期，待诊断的机动车辆SCR处理系统运行曲线图
图4b非NEDC运行周期，待诊断的热力发动机机动车辆SCR处理系统故障曲线图
图5本发明诊断方法流程图
图6待处理的氮氧化物的量QSCR，以及机动车辆运行时排出的氮氧化物的量Qava i的曲线图。
具体实施方式
图1所示为机动车辆热力发动机1的排气管路示意图。在排气管路上热力发动机1的输出端安装了NOx的SCR处理系统10，该系统借助还原剂如氨NH3通过化学还原处理NOx。
如图1所示，SCR处理系统10包括一特定的催化器11，在其中发生NOx的还原反应，液态形式存储在例如容器12中的尿素在排气管路中被导入催化器11的上游。在高温作用下控制注入点，尿素分解以便提供还原NOx所需的NH3。
NOx的第一传感器20连接在SCR催化器11后端以便测量SCR处理系统10下游氮氧化物的量Qava i，根据与SCR系统故障诊断相关的OBD规则，第一传感器20检测氮氧化物的量Qava i低于临界值SOBD 0.16g/km，符合NEDC运行标准周期。
为了满足本发明的需要，NOx的第二传感器30置于SCR处理系统10上游，测量热力发动机1输出端的氮氧化物的量Qamont，。该氮氧化物的量也可以根据热力发动机1的排放模型通过估计确定。
SCR处理系统10由图2所示的控制系统100所控制。该控制系统100可以装在车辆的特定的SCR计算机中或与现有的电机计算机一体。
每一时刻尿素的量由尿素注入控制模块120确定，因此，尿素被注入排气管路中。模块120计算由传感器12测量的或通过NOx排放模型估计的待处理的氮氧化物的量Qamont。
装载尿素的控制模块130用于保证由模块120确定的尿素注入量，该量通过适当的方式控制注入器打开。例如在冷冻的情形下通过加热控制容器12。
模块110是诊断模块，用于根据OBD规则识别SCR处理系统10的故障。
如图2所示，诊断模块110包括两个子模块111和112。
控制还原剂水平的子模块112保证尿素的水平足以消除车辆的排出气体中的氮氧化物污染。量不足时，向司机报警重新向容器12中加入尿素。必须控制尿素的水平以便符合OBD规则。
子模块111与OBD规则比较检测SCR处理系统10故障。为此，该模块接受Qamont和Qavai信息。子模块111置于本发明的检测程序中，下面将参照附图3a-5详细描述。
第一阶段，子模块111记录SCR处理系统10下游排出的未超过临界值的氮氧化物的量。符合OBD规则的NEDC标准化周期的临界值为0.16g/km。
进一步，子模块111定义并记录SCR处理系统10中待处理的氮氧化物的最低量的临界值。如图3a所示，临界值ΔOBD由SCR处理系统10上游的热力发动机1在NEDC周期产生的氮氧化物的最大量Q0 amont和临界值SOBD：ΔOBD＝Q0 amont-SOBD确定。在整个NEDC周期，Q0 amont基本为常数。
车辆运行时，氮氧化物的量Qamont和Qavai经常通过上述解释的方式被确定并传输给子模块111以便建立关于SCR处理系统10效率的诊断。特别是，检测故障情形，向司机报警。为此，子模块111计算实际被处理的系统10的氮氧化物的量QSCR为Qamont和Qava i的差值，QSCR＝QAMONT-Qava i。
本发明的故障检测程序框图如图5所示，图中包括两个比较回路。
第一比较器201是处理系统10下游发出的氮氧化物的量Qava i与临界值SOBD比较，输出的逻辑值作为与门200的第一输入。
第二比较器202是临界值ΔOBD与待处理的氮氧化物的量QSCR比较，输出的逻辑值作为与门200的第二输入。
如果第一比较器201的Qava i＞SOBD，且如果第二比较器202的ΔOBD＞QSCRr，两个比较器均输出逻辑信号1，这两个信号比较，与门200逻辑输出为1，发送SCR系统故障信号。
下面结合附图5解释车辆运行的不同情形。
附图3a是车辆标准化周期NEDC运行，处理系统视为正常。该情形下，排出的氮氧化物的量Qava i低于临界值SOBD，第一比较器201的逻辑输出等于0，足以确定SCR系统在运行，且符合OBD规则。待处理的NOX的量QSCR高于临界值ΔOBD。第二比较器202的输出为逻辑0。
图3b是车辆标准化周期NEDC运行，处理系统视为故障，由于排出的氮氧化物的量Qava i大于临界值SOBD，第一比较器201逻辑输出也等于1，待处理的氮氧化物的量QSCR低于临界值ΔOBD，第二比较器202的逻辑输出也等于1。与门200的逻辑输出为1，发出故障信号。
图4a是车辆非标准化周期NEDC运行，处理系统视为正常，尽管不遵守OBD规则。由于QAVA i＞SOBD，第一比较器201输出为1，。相反，第二比较器202输出为0，ΔOBD＜QSCRr，门ET200逻辑输出为0，不会发出故障信号。
图4b是车辆非标准化周期NEDC运行的情形，处理系统将被视为故障。与前述情形不同，如果ΔOBD＞QSCR，第二比较器202输出为1，同样，第二比较器202输出为1，发出故障信号。
图6示出了一个车辆运行示例，根据附图4b所示的情形发出诊断申请，检测t0时刻SCR系统故障。

Claims (6)

1.一种热力发动机产生的氮氧化物NOX处理系统(10)的故障的检测方法，包括下列步骤：
对于参考运行周期，定义在处理系统(10)上游产生的氮氧化物量的最大值Q0 amont与系统(10)下游排出的氮氧化物量的临界值SOBD之间的参考差值ΔOBD，以及
在运行阶段，计算处理的氮氧化物的量QSCR为在上游产生的氮氧化物的量Qamont与系统下游排出的氮氧化物的量Qava i之间的差值，
将处理系统下游排出的氮氧化物的量Qava i与临界值SOBD比较，将所述参考差值与处理的氮氧化物的量QSCR比较，
如果两个比较值同时为正，推断处理系统故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考运行周期是NEDC运行标准周期。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，处理系统下游排出的氮氧化物的量的临界值SOBD符合车载诊断规则OBD。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，处理系统下游排出的氮氧化物的量Qava i由氮氧化物第一传感器(20)确定。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，处理系统上游热力发动机产生的氮氧化物的量Qamont由氮氧化物第二传感器(30)确定。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，处理系统上游热力发动机产生的氮氧化物的量Qamont由热力发动机氮氧化物排放模型确定。
CN201080047358.XA 2009-10-19 2010-09-20 用于检测氮氧化物处理系统的故障的检测方法 Expired - Fee Related CN102667091B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0957309A FR2951498B1 (fr) 2009-10-19 2009-10-19 Procede de detection de defaillance d'un systeme de traitement d'oxydes d'azote
FR0957309 2009-10-19
PCT/FR2010/051954 WO2011048293A1 (fr) 2009-10-19 2010-09-20 Procede de detection de defaillance d'un systeme de traitement d'oxydes d'azote

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102667091A CN102667091A (zh) 2012-09-12
CN102667091B true CN102667091B (zh) 2014-09-17

Family

ID=42224577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080047358.XA Expired - Fee Related CN102667091B (zh) 2009-10-19 2010-09-20 用于检测氮氧化物处理系统的故障的检测方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2491232B1 (zh)
CN (1) CN102667091B (zh)
BR (1) BR112012009076A2 (zh)
ES (1) ES2443871T3 (zh)
FR (1) FR2951498B1 (zh)
WO (1) WO2011048293A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113702055B (zh) * 2021-08-10 2023-10-20 一汽解放汽车有限公司 柴油机故障监测方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1989319A (zh) * 2004-07-23 2007-06-27 日野自动车株式会社 排气净化装置的异常检测方法
CN101115912A (zh) * 2004-12-14 2008-01-30 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 用于诊断氧化催化剂的方法、装置和计算机程序产品
EP2071145A1 (en) * 2006-09-26 2009-06-17 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Engine exhaust purifying apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR957309A (zh) 1950-02-18
JP3316066B2 (ja) * 1993-12-22 2002-08-19 富士重工業株式会社 排気ガス浄化装置の故障診断装置
DE102004021372B4 (de) * 2004-04-30 2014-05-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Dosieren eines Reagenzmittels zur Reinigung des Abgases von Brennkraftmaschinen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1989319A (zh) * 2004-07-23 2007-06-27 日野自动车株式会社 排气净化装置的异常检测方法
CN101115912A (zh) * 2004-12-14 2008-01-30 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 用于诊断氧化催化剂的方法、装置和计算机程序产品
EP2071145A1 (en) * 2006-09-26 2009-06-17 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Engine exhaust purifying apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平7-180535A 1995.07.18

Also Published As

Publication number Publication date
ES2443871T3 (es) 2014-02-20
FR2951498B1 (fr) 2011-11-04
EP2491232A1 (fr) 2012-08-29
FR2951498A1 (fr) 2011-04-22
EP2491232B1 (fr) 2013-12-25
CN102667091A (zh) 2012-09-12
WO2011048293A1 (fr) 2011-04-28
BR112012009076A2 (pt) 2016-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5680104B2 (ja) 還元剤容器における還元剤の状態を特定するための方法
US8561387B2 (en) Method for checking the seal of a reagent injector
US9657630B2 (en) Diagnostic systems and methods for selective catalytic reduction (SCR) systems based on NOx sensor feedback
EP2982839B1 (en) Reductant tank sensor diagnostic method and system
CN102678240B (zh) 用于氧化催化剂的车载性能监控的设备和方法
CN103089388B (zh) 区别退化和破坏的机动车车载诊断
US9752488B2 (en) Systems and methods of an on-board NOx monitor reset test
US11047283B2 (en) Method of monitoring an SCR catalytic converter
US10544743B2 (en) Method and system for diagnosing an aftertreatment system
CN107542563B (zh) 借助于氨填充水平在scr系统中进行故障识别
US20090205418A1 (en) Procedure for controlling a digital fuel level sensor
CN102182578B (zh) 电控柴油机EGR系统NOx排放水平监控方法及装置
KR101865915B1 (ko) Scr 시스템의 촉매 고장진단 및 부적합 요소수 판단 방법
CN107542562B (zh) 借助于效率在scr系统中进行故障识别
CN102667091B (zh) 用于检测氮氧化物处理系统的故障的检测方法
CN112682143A (zh) 一种dpf再生故障预判方法及装置
US20220213829A1 (en) Fuel Analysis Systems and Methods
CN115836156A (zh) 基于氨逃逸诊断NOx传感器的系统和方法
EP4212708B1 (en) A method for controlling an exhaust flow in an exhaust aftertreatment system (eats) of a vehicle
CN110792493A (zh) 用于在故障情况下运行scr系统的方法
CN108138639B (zh) 用于限制燃式发动机产生的功的方法
US11746686B2 (en) Method of diagnosing an engine system
CN110295973B (zh) 用于监视scr废气后处理机构的方法和装置
US20230332531A1 (en) Systems and methods for multi-factor diagnosis of exhaust aftertreatment system components
WO2010093286A1 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment system and exhaust aftertreatment system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140917

Termination date: 20170920