CN102889113B - 服务修复测试的有scr氨消除模式的排气诊断系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及服务修复测试的有SCR氨消除模式的排气诊断系统和方法。一种排气诊断系统，包括：选择性催化还原(SCR)部件测试模块，排气流温度管理模块和测试启用模块。部件测试模块执行SCR部件效率测试。排气流温度管理模块调节SCR部件温度到预定的温度范围。测试启用模块执行用来消耗还原剂负载并随后在SCR催化器的温度在预定温度范围内时开始SCR部件效率测试的过程。一种用于诊断排气系统的方法，包括确定SCR部件的效率，和选择性地调节SCR部件温度到预定温度范围。所述方法还包括执行用来消耗还原剂负载且随后在所述SCR部件的温度在所述预定温度范围内时启动SCR部件效率测试的过程。

Description

服务修复测试的有SCR氨消除模式的排气诊断系统和方法
相关申请交叉引用
本申请要求申请日为2011年07月13日的美国临时专利申请NO.61/507195的优先权，其全部内容通过引用将包括在本申请中。
技术领域
本发明涉及车辆排气系统，更具体地涉及到排气诊断系统和方法，其用来评估选择性催化还原(SCR)组件和过程的性能。
背景技术
此处所描述背景的目的是一般性地展示所公开内容的上下文关系。发明人所做的现有工作，延伸到在背景技术中所描述的内容，以及所描述的各个方面不能认为是申请日时的现有技术，也不能明确或隐含地认为是与本发明公开内容相抵触的现有技术。
在柴油发动机的燃烧过程中，空气/燃料混合物通过进气阀输送到气缸内并在其中进行压缩和燃烧。在燃烧之后，活塞迫使排气(例如排气流)从气缸流入到排气系统，所述排气流从排气系统排出到大气中。所述排气流可包括氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。
排气流处理系统可在一个或多个部件中应用催化器，所述部件配置为用于实现SCR过程，例如还原氮氧化物(NOx)以产生更多可容许的包含氮气(N2)和水(H2O)的排气组分。可向SCR上游的排气流添加还原剂，且仅作为示例，所述还原剂可包括无水氨，氨水或尿素，上述中的任何或全部都可作为细雾喷射到排气流中。当与排气流中的其他成分混合的氨达到SCR部件时，排气流内的NOx排放物会降低。柴油发动机颗粒过滤器(DPF)然后会捕获碳烟，该碳烟在再生循环期间可被周期性地烧成灰。水蒸气，氮气和减少了的排放物离开排气系统。
为了保持SCR部件中的有效NOx还原，可利用一种控制来保持SCR部件中所需要的还原剂量(即，还原剂负载)。当包含NOx的排气流穿过SCR部件时，还原剂被消耗，所述负载减少。所述控制可采用一种模型来追踪和/或预测在SCR部件中装载有多少还原剂，并保持合适的还原剂负载以实现所需的效果，例如排气流中NOx的还原。
具有SCR部件的排气系统易受到劣质还原剂的侵害。如果还原剂箱内装有劣质的还原剂，排气诊断系统可能检测到SCR部件不能接受的性能水平，例如低的NOx还原效率。响应于检测到此状况，在某些车辆上的发动机控制模块可能施加对车辆速度的限制和/或启动其他补救措施。例如，如果在检测到低的SCR转化效率之后没有及时添加可接受的还原剂，根据政府规定，一些控制可能限制车辆速度，例如到55英里/每小时和最终到4英里/每小时。为了避免这些或其他措施的强制负担，应当保持高质量的还原剂供应，如果检测到劣质还原剂，应迅速地替换为质量更好的还原剂。
通常在SCR温度在例如250℃或更高温度下执行对SCR效率的测试。然而，在速度限制期间，排气流的温度范围可例如小于250℃。因此，在车辆限速和/或采取其他补救动作之后，所述补救措施可能会妨碍在排气流中产生充足的热量来精确地评估SCR转化效率。这样，补救措施的不合理负担会干扰到核实所述还原剂是否被替换的能力。不幸的是，在没有对SCR转化效率的评估的情况下，目前并没有在检测到劣质还原剂和/或低SCR转化效率而限制车辆的速度之后重置排气诊断系统的方法。
有人尝试在例如服务站通过使用扫描工具重置该排气诊断系统来避免这种问题。但是这种解决方式是不利的，由于扫描工具对于一般公众而言是立即可用的，使得一些车辆操作者不恰当地重置该排气诊断系统从而遏制了这些措施背后的目的，且因此使得使用无效的还原剂例如水。结果是，在一些情况下，没有提供通过扫描工具来重置系统的机构。此外，许多用户缺少扫描工具。对于这些用户来说，无论如何都需要去一家授权的服务店，以使得服务店能够执行性能测试来确定是否已经补充了合适品质的还原剂。虽然如此，即使在能可靠地确定还原剂品质的情况下，当车辆遇到NOx效率问题时，所述控制用来追踪和/或预测在SCR部件中装载有多少还原剂的模型也易于出错。
因此，需要提供一种系统或方法，用来预测存在于SCR部件上的还原剂量(即还原剂负载)，以及用来在检测到差的还原剂质量和/或较低SCR转化效率之后以改善的可靠性测试此类SCR部件中NOx的还原效率。
发明内容
在本发明的一个优选实施例中，排气诊断系统包括选择性催化还原(SCR)部件测试模块，排气流温度管理模块和测试启用模块。上述部件测试模块执行SCR部件效率测试，包括确定SCR部件的效率。上述排气流温度管理模块使用侵入式排气流温度管理来选择性地将SCR部件的温度调节到预定的温度范围。上述测试启用模块执行消耗还原剂负载的处理过程，并随后在先前SCR部件效率测试失败之后且同时所述SCR催化器的温度在所述预定温度范围内时，使用SCR部件测试模块来启动SCR部件效率测试。
在本发明的另一个示例性实施例中，一种用于诊断排气系统的方法，包括确定选择性催化还原(SCR)组件的效率，使用侵入式排气流温度管理来选择性地将SCR部件温度调节到预定温度范围。该方法还包括执行消耗还原剂负载的处理过程，并随后在先前SCR部件效率测试失败之后且同时所述SCR部件的温度在所述预定温度范围内时，使用SCR效率模块来启动SCR部件效率测试。
本发明进一步提供如下技术方案：
技术方案1.一种排气诊断系统，包括：
选择性催化还原(SCR)部件测试模块，其执行SCR部件效率测试，该测试包括确定SCR部件的效率，其与流动通过所述SCR部件的排气流的一种或多种组分的调节相关；
排气流温度管理模块，其使用侵入式排气流温度管理选择性地将所述SCR部件的温度调节到预定的温度范围；以及
测试启用模块，其在先前的SCR部件效率测试没有通过之后且在所述SCR部件的温度在所述预定温度范围内时执行一过程，该过程消耗还原剂负载并随后使用SCR部件测试模块来启动SCR部件效率测试。
技术方案2.根据技术方案1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件测试模块配置为在定量给料所述SCR部件之后估计所述SCR部件的效率。
技术方案3.根据技术方案1所述的排气诊断系统，进一步包括速度限制模块，其在车辆没有通过所述先前的SCR部件效率测试之后限制所述车辆的速度。
技术方案4.根据技术方案3所述的排气诊断系统，进一步包括重置模块，如果所述SCR部件效率测试合格，该重置模块重置所述速度限制模块。
技术方案5.根据技术方案1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件在所述先前的SCR部件效率测试没有通过之后具有在第一温度范围内的温度，且其中所述第一温度范围低于且不同于所述预定温度范围。
技术方案6.根据技术方案1所述的排气诊断系统，其中所述排气流温度管理模块通过下列方式的至少其中之一来增加排气流中的燃料：
调节燃料供应；以及
使用HC喷射器将HC燃料喷射到排气流中以增加SCR部件的温度。
技术方案7.根据技术方案1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件测试模块包括测试启用模块，当下列条件的至少其中之一发生时，其选择性地启用SCR效率测试：
没有执行颗粒过滤器再生；和
没有执行SCR部件的适应性调节控制。
技术方案8.根据技术方案1所述的排气诊断系统，进一步包括：
进口温度传感器，其感测所述SCR部件的进口温度，以及
出口温度传感器，其感测所述SCR部件的出口温度，
其中基于所述SCR部件的进口温度和所述SCR部件的出口温度来计算所述SCR部件的温度。
技术方案9.根据技术方案1所述的排气诊断系统，进一步包括：
温度计算模块，其基于所述SCR部件的进口和出口温度来计算所述SCR部件的温度；和
燃料调节模块，进行调节燃料供应和在所述排气流中喷射碳氢化合物(HC)燃料中的至少一个来增加所述SCR部件的温度。
技术方案10.根据技术方案1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件测试模块配置为在所述先前的SCR部件效率测试之后以及在所述SCR部件效率测试之前禁用排气流再循环。
技术方案11.一种用于诊断排气系统的方法，包括：
确定与流动通过选择性催化还原(SCR)部件的排气流的一种或多种组分的调节相关的所述SCR部件的效率；
使用侵入式排气流温度管理选择性地将SCR部件的温度调节到到预定的温度范围；以及
在没有通过先前的SCR部件效率测试之后且在所述SCR部件的温度在所述预定温度范围内时执行一过程，用来消耗还原剂负载并使用SCR效率模块来启动SCR部件效率测试。
技术方案12.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括在将所述SCR部件的定量给料调节至预定水平后测试所述SCR部件的效率。
技术方案13.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括在车辆没有通过所述先前的SCR部件效率测试之后限制所述车辆的速度。
技术方案14.根据技术方案13所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括如果所述SCR部件效率测试通过了则取消速度限制。
技术方案15.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，其中：
所述SCR部件在没有通过所述先前SCR部件效率测试之后由于车辆速度限制而具有在第一温度范围内的温度，以及
所述第一温度范围低于且不同于所述预定温度范围。
技术方案16.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：
通过以下方式中的至少一种，增加排气流中的燃料以增加所述SCR部件的温度：
调节至燃烧室的、贡献给所述排气流的HC燃料的流量；
使用HC喷射器将HC燃料流量喷射到所述排气流中。
技术方案17.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：当下列条件的至少其中之一发生时选择性地启用SCR效率的测试：
没有执行颗粒过滤器再生；
没有执行SCR部件的适应性调节控制。
技术方案18.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：
感测所述SCR部件的进口温度；
感测所述SCR部件的出口温度；和
基于所述所述SCR部件的进口温度和所述SCR部件的出口温度来计算所述SCR部件的温度。
技术方案19.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：
基于所述SCR部件的进口和出口温度来计算所述SCR部件的温度；以及
下列的至少其中之一：
调节至燃烧室的、贡献给所述排气流的HC燃料的流量；和
使用HC喷射器将HC燃料流量喷射到所述排气流中。
技术方案20.根据技术方案11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：在所述先前的SCR部件效率测试结束之后以及在开始随后的SCR部件效率测试之前禁用排气流再循环。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将结合附图从本发明的以下描述中显示出来。
附图说明
其他特征，优点和细节通过仅实施例的方式在下面结合附图对实施例的详细描述中展示出来，图中：
图1是根据本发明公开的包括在使用劣质柴油还原剂操作之后自动重置的排气诊断系统的发动机控制系统的功能框图；
图2是图1的排气诊断系统的控制模块的示例性实施方式的功能模块图；
图3示出了根据本发明公开的用于在使用劣质柴油还原剂操作之后重置排气诊断系统的方法；和
图4示出了用于控制SCR催化器的温度的方法。
具体实施方式
下面的描述在本质上仅是示例性的，并不意欲限制本公开、其应用或用途。为了简便起见，图中将使用相同的附图标记来标识相类似的元件。如本文所用的，术语A，B，C中的至少一者应该被理解使用非排他性逻辑“或”的逻辑关系(A或B或C)。应当理解的是，方法中的步骤在不改变本公开原理的情况下可以不同的顺序来执行。
如本文所使用的，术语“模块”是指专用集成(ASIC)，电子电路，执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器，组合逻辑电路，和/或提供所述供能的其他合适的部件。
下虽然下面的公开内容涉及到柴油发动机，但是其他类型的发动机例如汽油机，包括直喷发动机也可从本文的教导中受益。
依照本发明的示例性实施例，本公开提供了一种系统和方法，用于在SCR部件已经使用不合格品质的还原剂运行、车辆速度已被限制和/或已经采取了其他补救措施之后，自动地(或通过可由服务测试工具启动的侵入式服务测试)重置车辆的排气诊断系统。为了提高还原剂装载预测的精确度和/或可靠性，通过重新校正负责产生那些预测的模型来开始服务程序(service procedure)。所述服务程序通过建立所述SCR部件之中或之上的已知还原剂负载来完成上述校正过程。在一些实施例中，所述服务程序通过执行服务再生测试来实现所述校正，所述服务再生测试用于可靠地消耗所述SCR部件中的任何还原剂负载。
因而，一旦出现指示存在足够重要的危险的条件(criteria)，即，SCR部件中实际的还原剂负载不能够匹配负载模型预测出的负载(例如在检测到劣质尿素之后可能出现)，在所述SCR部件中重新建立真实且可靠的可知还原剂负载，得到改进的模型精度。更具体地说，在所述服务再生测试之后，并且假设通过连续的还原剂喷射进行的喷射器冷却还没有发生时，所述还原剂负载可以可靠地被认定为在已知水平(例如零)的可接受公差范围内。在建立了还原剂负载的情况下，所述模型可被校正或以其他方式被重置，使得其对还原剂负载的预测匹配所述已知水平。在已经校正了所述模型的情况下，可以改进的精确度和可靠性来执行服务修复测试。
更具体地说，在执行服务修复测试之前，使用可靠地方式例如执行再生测试程序来故意地消耗该SCR部件上的还原剂负载，使得所述还原剂负载可以可靠地等于或低于预先建立的阈值。这种还原剂-消耗，SCR-清洗过程可作为DEF品质服务修复测试中的初始步骤来执行。在非限制性示例性实施例中，用于SCR部件的清洗过程包括在所述服务修复测试开始时命令中断定量给料，直到已经从SCR部件将NH3或另一种还原剂负载充分地消耗至低于预定阈值的水平。可使用一种算法来估计在所述SCR部件中NOx降低的程度，由此来核实还原剂被消耗的程度。通过对比由上游和下游NOx传感器产生的信息信号从而证实在这两者输出之间任何可检测的差别在可接受的水平内，来确认还原剂的充分消耗。此外，或作为选择，可采用基于实践经验的算法来确定消耗的程度。例如，对于特定系统而言，该系统的操作可被充分地赋予这样的特征，对于某些操作条件可以明白还原剂的消耗速率。因此，上述程序提供了还原剂的负载处于已知水平的保证。在所述NH3负载已经被消耗之后，可以开始正常的定量给料以在所述NOx催化器上重建已知的(即，可通过所述NH3负载模型可靠预测的)NH3负载。
如上所述，根据本公开的排气诊断系统首先消耗所述SCR部件上的还原剂负载直到该负载低于预定阈值。上述过程可通过这样的方式来完成，命令或维持还原剂的定量给料为低于预定水平的水平直到已经充分地从所述SCR部件消耗了还原剂负载。所述预定水平可以是完全不存在(off)，如上所述，或可被设定为配置成致使SCR上还原剂的消耗的一个或多个水平，例如低于SCR中消耗还原剂的速率的水平。需要注意的是，命令定量给料为完全停止是不切实际的。例如，在一些情况下，必须给排气流定量给料还原剂以此来冷却还原剂喷嘴。
一旦还原剂已经被充分地消耗，通过来自NOx传感器和/或模型预测的SCR中还原剂消耗的指示可以证实一种情形，还原剂负载将处于可靠-可知的水平、为零或接近零。
已经确认了还原剂的充分消耗，例如通过比较上游和下游NOx传感器产生的信息信号和证实在它们的输出之间的任何可检测的差别在可接受的水平内和/或通过观察来自负载模型的SCR部件卸载的指示。所述还原剂负载可以被可靠地认为是已经消耗，因此可以开始正常的定量给料以重建SCR催化器上的还原剂的已知(即，可通过还原剂负载模型可靠预测的)负载。
连同上述步骤，和/或在NH3消耗完成和重新开始正常的定量给料之后，根据本公开的排气诊断系统可使用侵入式排气流温度管理来提高排气温度，使得SCR催化器的温度足够高以允许测试SCR催化器的效率。如果SCR效率高于预定阈值，则可以去除对车辆速度的限制和/或其他补救措施而不需要扫描工具。换句话说，在因为劣质还原剂而导致SCR效率测试失败之后，排气诊断系统可以自修复(或经过通过服务测试工具来启动的侵入式服务测试)。
现在参考图1，示意性地示出了柴油发动机系统10。柴油发动机系统10包括柴油发动机12和排气处理系统13。排气处理系统13进一步包括排气系统14和定量给料系统16。柴油发动机12包括气缸18，进气歧管20，空气质量流量(MAF)传感器22和发动机转速传感器24。空气通过进气歧管20流入到柴油发动机12中并由MAF传感器22监测。空气被引导进入到气缸18中，并与燃料一起燃烧以驱动活塞(未示出)。虽然示出的是单个气缸18，但可以理解的是柴油发动机12可包括附加的气缸18。例如，可以预料的是，柴油发动机具有2，3，4，5，6，8，10，12和16个气缸。
排气流23由于燃烧过程而产生于气缸18内。排气系统14在排气流23被释放到大气前处理排气流23。排气系统14包括排气歧管26和柴油氧化催化器(DOC)28。排气歧管26引导离开气缸的排气流通过DOC28。排气流在DOC28中经过处理以减少受管制的排放物。排气系统14进一步包括SCR部件30，排气系统上游温度传感器31，SCR部件进口温度传感器32，SCR部件出口温度传感器34和颗粒过滤器(PF)36。
排气系统上游温度传感器31可位于发动机和DOC28之间。SCR部件进口温度传感器32位于SCR部件30的上游，用来监测在SCR部件30的进口处的温度变化。SCR部件出口温度传感器34位于SCR部件30的下游，用来监测在SCR部件30的出口处的温度变化。虽然排气处理系统13显示为包括SCR部件进口温度传感器32和SCR部件出口温度传感器34，两者都布置在SCR部件30的外侧，但是进口温度传感器32和出口温度传感器34可以位于SCR部件30的内侧，同时配置并布置成监测排气流在SCR部件30的进口和出口处的温度(即焓)变化。PF36通过捕集排气流中的颗粒物(例如炭烟和其他物质)来进一步减少排放物。
定量给料系统16包括定量给料喷射器40，其将还原剂从还原剂供给源38喷射到排气流中。还原剂与排气流23混合，从而在所述混合物暴露于SCR部件30时进一步减少排放物。混合器41可用于使还原剂在SCR部件30上游与排气流23混合。控制模块42调节并控制发动机系统10的操作运行。
排气流流量传感器44可产生与排气系统14中排气流的流量相对应的信号。虽然该传感器示出为在SCR部件30和PF36之间，但是排气系统14内的其他不同位置也可以用来进行测量，包括排气歧管26下游和SCR部件30上游的位置。
颗粒过滤器温度传感器46产生与所测量的颗粒过滤器温度相对应的颗粒过滤器温度信号。颗粒过滤器温度传感器46可位于PF36上或位于其内部。颗粒过滤器温度传感器46也可位于PF36的上游或下游。
排气系统14中的其他传感器可包括上游NOx传感器50，其基于排气系统14中存在的NOx浓度产生NOx信号。下游NOx传感器52可位于PF36的下游，用来测量离开PF36的NOx浓度。此外，氨(NH3)传感器54产生与排气流内的氨量相对应的信号。NH3传感器54是可选择的，但由于具有识别NOx和NH3的能力而能用来简化控制系统。可选择性地和/或附加地，可设置碳氢(HC)供应源56和HC喷射器58以在到达DOC28的排气流23中供应HC。
现在参考图2，控制模块42可包括SCR部件测试模块60，其用来确定SCR部件30处的NOx转化效率。控制模块42还包括排气流温度管理模块62，其侵入式地控制SCR部件30的温度。
SCR部件测试模块60包括重置模块70和测试开始模块72。如在此所述，术语“侵入式”表示控制模块42改变发动机外部运行状况的控制来允许测试发生。测试开始模块72在SCR部件30没有通过之前的SCR部件效率测试之后开始侵入式SCR部件效率测试，并采取车辆速度限制和/或其他补救措施。
在SCR部件效率测试之前，侵入式测试开始模块72发送信号到排气流温度管理模块62以开始SCR部件的侵入式温度控制。测试启用模块74确保在测试之前满足启用条件。
排气流温度管理模块62包括SCR部件温度计算模块76，其计算SCR部件的温度。温度计算模块76可基于SCR部件进口温度传感器32，SCR部件出口温度传感器34，模型或其他任何合适方法来计算SCR部件的温度。仅举例来说，温度计算模块76可基于来自进口和出口温度传感器32，34的值计算SCR部件温度。仅举例来说，温度计算模块76可基于进口和出口温度传感器32，34的平均值或加权平均值计算上述温度。
控制模块42，SCR部件测试模块60和/或排气流温度管理模块62可包括运行参数调整模块78，其在侵入式SCR部件效率测试之前调整其他运行参数。例如，在侵入式SCR部件效率测试之前，也可在相应的窗口内调节其他运行参数，例如定量给料，还原剂负载，EGR，和/或其他条件。
控制模块42包括车辆速度限制模块80，其在SCR部件效率下降低于设定阈值之后限制车辆速度。控制模块42还包括燃料供给控制模块82，其确定燃料量，燃料喷射正时，后喷射等。当在侵入式SCR部件测试模式中时，排气流温度管理模块62调节燃料供给。这种燃料供给调整增加了SCR部件的温度。可选择地，碳氢化合物喷射模块84喷射燃料到DOC28上游的排气流中来产生放热以增加SCR部件的温度。
现在参考图3，控制开始于步骤100，在此控制确定是否需要执行侵入式还原剂品质测试。仅举例说明，跟随着之前SCR部件效率测试没有通过，在车辆处于速度限制模式和/或已经采取其他补救措施之后，执行侵入式还原剂品质测试。
如果步骤100为“假”，则在步骤102控制以正常模式运行。假如步骤100为“真”，则控制继续进行到步骤104，确定第一组条件是否是可接受的以运行所述测试。仅举例说明，第一组条件可包括确保没有执行PF36的再生。当炭烟在PF36中积聚时一般会执行PF再生。此外，第一组条件可包括确保没有执行适应性调节。当SCR部件存在问题使得下游NOx传感器测量和基于模型的期望NOx水平之间的差异超出了预定容许水平时，发生适应性调节。代替或除了这些条件之外，还有其他条件可用在第一组条件中。
如果步骤104为“假”，控制返回步骤100。如果步骤104为“真”，控制继续到步骤106中，可选地禁用排气流再循环(EGR)。在步骤107，控制致动用来消耗还原剂负载以在SCR部件上建立可靠的还原剂负载的过程。消耗还原剂负载的过程包括命令以减少的水平定量给料(例如停止)直到该还原剂负载已经充分地从SCR部件消耗(即该算法确定SCR部件上的还原剂负载已经被消耗到低于预定阈值的水平)。可选地，可开始再生测试以更快地消耗所述还原剂负载。所述还原剂的充分消耗可通过下述来确认，比较由上游和下游NOx传感器产生的信息信号，从而证实在它们的输出之间的任何可检测的差异在可接受的水平范围内。此外，可以观测负载模型以确保其指示SCR部件卸载。在示例性实施例中，卸载可花费最多30分钟。在所述还原剂负载已经被消耗之后，可以再次开始定量给料以在SCR部件上重建已知的(即可通过还原剂负载模型可靠预测的)负载。
在步骤108，控制激活侵入式SCR测试来实现SCR部件的预定温度范围。控制还在步骤108开始定量给料。在步骤112，控制确定SCR部件30上是否有足够的还原剂负载。可使用时间延迟来确保已经重新建立了足够的还原剂负载来提供可接受的NOx转化。
如果步骤112为“假”，控制等待直到SCR部件上有足够的还原剂负载为止。在步骤114，控制确定第二组启用条件是否已满足。仅举例来说，所述第二组启动条件可包括一个或多个下列条件：排气流流量在预定范围内；上游NOx质量流量在预定范围内；上游NOx浓度在预定范围内和/或NOx传感器准备好了。第二组启用条件还可包括其他条件。
在步骤118，控制测量SCR转化过程的效率(EFFSCR)。在步骤120，控制产生作为上游和下游积累质量的函数的SCR转化过程的效率(EFFSCR)。在步骤124，控制产生作为上游NOx和SCR部件温度的函数的效率阈值(EFFTHR)。所述效率阈值(EFFTHR)可以百分比表示。
在步骤128，控制确定EFFSCR是否大于或等于EFFTHR。如果步骤128为“真”，在步骤130控制表明还原剂品质通过状态(和/或SCR效率状态)。假如步骤128为“假”，在步骤132控制表明还原剂品质FAIL(不合格)状态(和/或SCR效率FAIL状态)。控制从步骤130继续到步骤134，并禁用还原剂失效模式。例如，结束车辆速度限制模式和/或其他补救措施。控制继续从步骤132和134到步骤140，在步骤140控制停止侵入式排气流温度管理并启用EGR(假如之前的被禁用的话)。
现参考图4，示出了侵入式排气流温度管理方法。在步骤146，控制确定该侵入式SCR测试是否在运行。假如步骤146为“假”，控制返回步骤146。假如步骤146为“真”，控制继续到步骤148，在此处控制确定SCR温度是否处于预定的温度范围内(例如，在最低温度TLo和最高温度THi之间)。
假如步骤148为“真”，控制返回步骤146。假如步骤148为“假”，在步骤152控制确定SCR部件温度是否大于最低温度TLo。假如步骤152为“假”，控制以任何合适方式来增加排气流温度。例如在步骤154，可通过改变燃料供应(燃料量，燃料喷射正时，后喷射等)和/或通过开始或增加HC喷射来增加排气流温度。控制返回到步骤146。
假如步骤148为“假”，在步骤156控制确定SCR部件温度是否小于最高温度THi。假如步骤156为“假”，控制以任何合适的方式降低排气流温度。例如，在步骤158，可通过改变燃料供应(燃料量，燃料喷射正时，后喷射等)和/或通过停止或减少HC喷射来降低所述排气流温度。控制返回到步骤146。
虽然结合示例性实施例已经描述了本发明，可以理解的是，本领域内技术人员可以在不偏离本发明范围的情况下进行给中改变以及元件的等效替换。此外，在不偏离本发明实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适于本发明的教导。因此，本发明不意欲被限于所披露的具体实施例，相反本发明包括落在本申请范围内的所有实施例。

Claims (20)

1. 一种排气诊断系统，包括：
选择性催化还原（SCR）部件测试模块，其执行SCR部件效率测试，该测试包括确定SCR部件的效率，其与流动通过所述SCR部件的排气流的一种或多种组分的调节相关；
排气流温度管理模块，其使用侵入式排气流温度管理选择性地将所述SCR部件的温度调节到预定的温度范围；以及
测试启用模块，其在先前的SCR部件效率测试没有通过之后且在所述SCR部件的温度在所述预定温度范围内时执行一过程，该过程消耗所述SCR部件上的还原剂负载并随后使用SCR部件测试模块来启动SCR部件效率测试。
2. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件测试模块配置为在定量给料所述SCR部件之后估计所述SCR部件的效率。
3. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，进一步包括速度限制模块，其在车辆没有通过所述先前的SCR部件效率测试之后限制所述车辆的速度。
4. 根据权利要求3所述的排气诊断系统，进一步包括重置模块，如果所述SCR部件效率测试合格，该重置模块重置所述速度限制模块。
5. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件在所述先前的SCR部件效率测试没有通过之后具有在第一温度范围内的温度，且其中所述第一温度范围低于且不同于所述预定温度范围。
6. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，其中所述排气流温度管理模块通过下列方式的至少其中之一来增加排气流中的燃料：
调节燃料供应；以及
使用HC喷射器将HC燃料喷射到排气流中以增加SCR部件的温度。
7. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件测试模块包括测试启用模块，当下列条件的至少其中之一发生时，其选择性地启用SCR效率测试：
没有执行颗粒过滤器再生；和
没有执行SCR部件的适应性调节控制。
8. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，进一步包括：
进口温度传感器，其感测所述SCR部件的进口温度，以及
出口温度传感器，其感测所述SCR部件的出口温度，
其中基于所述SCR部件的进口温度和所述SCR部件的出口温度来计算所述SCR部件的温度。
9. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，进一步包括：
温度计算模块，其基于所述SCR部件的进口和出口温度来计算所述SCR部件的温度；和
燃料调节模块，进行调节燃料供应和在所述排气流中喷射碳氢化合物（HC）燃料中的至少一个来增加所述SCR部件的温度。
10. 根据权利要求1所述的排气诊断系统，其中所述SCR部件测试模块配置为在所述先前的SCR部件效率测试之后以及在所述SCR部件效率测试之前禁用排气流再循环。
11. 一种用于诊断排气系统的方法，包括：
确定与流动通过选择性催化还原（SCR）部件的排气流的一种或多种组分的调节相关的所述SCR部件的效率；
使用侵入式排气流温度管理选择性地将SCR部件的温度调节到到预定的温度范围；以及
在没有通过先前的SCR部件效率测试之后且在所述SCR部件的温度在所述预定温度范围内时执行一过程，用来消耗所述SCR部件上的还原剂负载并使用SCR效率模块来启动SCR部件效率测试。
12. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括在将所述SCR部件的定量给料调节至预定水平后测试所述SCR部件的效率。
13. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括在车辆没有通过所述先前的SCR部件效率测试之后限制所述车辆的速度。
14. 根据权利要求13所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括如果所述SCR部件效率测试通过了则取消速度限制。
15. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，其中：
所述SCR部件在没有通过所述先前SCR部件效率测试之后由于车辆速度限制而具有在第一温度范围内的温度，以及
所述第一温度范围低于且不同于所述预定温度范围。
16. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：
通过以下方式中的至少一种，增加排气流中的燃料以增加所述SCR部件的温度：
调节至燃烧室的、贡献给所述排气流的HC燃料的流量；
使用HC喷射器将HC燃料流量喷射到所述排气流中。
17. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：当下列条件的至少其中之一发生时选择性地启用SCR效率的测试：
没有执行颗粒过滤器再生；
没有执行SCR部件的适应性调节控制。
18. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：
感测所述SCR部件的进口温度；
感测所述SCR部件的出口温度；和
基于所述所述SCR部件的进口温度和所述SCR部件的出口温度来计算所述SCR部件的温度。
19. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：
基于所述SCR部件的进口和出口温度来计算所述SCR部件的温度；以及
下列的至少其中之一：
调节至燃烧室的、贡献给所述排气流的HC燃料的流量；和
使用HC喷射器将HC燃料流量喷射到所述排气流中。
20. 根据权利要求11所述的用于诊断排气系统的方法，进一步包括：在所述先前的SCR部件效率测试结束之后以及在开始随后的SCR部件效率测试之前禁用排气流再循环。
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