CN108603433A - 用于诊断排气传感器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于诊断排气传感器的方法，其中通过供应添加剂来还原通过燃烧产生的至少一种物质(NOx)。经受废气流的第一传感器旨在测量所述物质(NOx)在所述添加剂供应上游的出现，并且经受废气流的第二传感器(208)旨在测量所述物质(NOx)在所述添加剂供应下游的出现。该方法包括：‑确定所述第一传感器(207)和第二传感器的位置是否颠倒，所述确定包括：‑确定所述第二传感器(208)的第二测量值是否超过所述第一传感器(207)的对应的第一测量值至少第一范围，以及‑当所述第二测量值超过所述对应的第一测量值至少所述第一范围时，确定所述第一传感器(207)和第二传感器(208)的位置颠倒，当将添加剂供应设定为获得待还原的所述至少一种物质(NOx)的第一减少量时，确定所述测量值。

Description

用于诊断排气传感器的方法和系统
技术领域
本发明涉及燃烧过程，并且更具体地涉及一种用于诊断经受通过燃烧产生的废气的排气传感器的方法和系统。本发明还涉及一种车辆，以及实现根据本发明的方法的计算机程序和计算机程序制品。
背景技术
关于一般车辆，以及至少在某种程度上的重型/商用车辆，例如卡车、公共汽车等，存在关于提高燃料效率和减少废气排放的持续不断的研究和发展。
这通常至少部分是由于政府越来越关注污染和空气品质(例如在城市区域中)，这也导致在许多管辖区中采用各种排放标准和规则。
这些排放标准通常由限定对于设置有内燃机的车辆的废气排放的可接受范围的需求组成。例如，在这些标准中规定对于大多数类型的车辆的例如氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和颗粒的排气水平。
通过减少燃料消耗和/或通过对通过燃烧过程产生的废气的后处理(净化)的使用可以减少物质的不希望的排放。
来自内燃机的废气可以例如通过使用所谓的催化工艺进行处理。存在各种类型的催化转化器，其中不同的类型可用于不同类型的燃料和/或用于废气流中出现的不同类型的物质的处理。关于氮氧化物NOx(诸如一氧化氮NO和二氧化氮NO2)，例如，重型车辆通常包括将添加剂供应到废气流的方法。供应添加剂是为了通常通过使用催化转化器将氮氧化物NOx的存在还原成较低污染的物质(主要是氮和水蒸气)。
一种用于NOx还原中的常用类型的催化转化器是选择性催化还原(SCR)催化转化器，其中将(通常是尿素基)添加剂添加到废气流。
在用于还原废气流中的物质的添加剂供应中，必要的是供应给废气流的添加剂的量既不太大也不太小。因此，希望添加剂的实际供应量对应于预期/期望的添加剂的量。此外，关于还原，添加剂由预期类型的添加剂组成也是重要的。
通常使用一个或多个经受废气流的传感器来执行这种还原的评估。因此，当评估还原时一个或多个传感器的恰当操作是重要的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可以有助于认定后处理系统中不恰当操作的原因的方法和系统。该目的是通过根据权利要求1所述的方法实现的。
根据本发明，提供一种用于诊断经受通过燃烧产生的废气的排气传感器的方法，其中后处理系统设置成用于通过向由所述燃烧产生的废气流供应包括试剂的添加剂来还原通过所述燃烧产生的至少一种物质，其中第一排气传感器经受废气流并且旨在测量所述至少一种物质在所述添加剂供应上游的位置处的出现，而第二排气传感器经受废气流并且旨在测量所述至少一种物质在所述添加剂供应下游的位置处的出现。该方法包括：
-确定所述第一传感器和第二传感器的位置是否颠倒，该确定包括：
-确定所述第二传感器的第二测量值是否超过对应的所述第一传感器的第一测量值至少第一范围，以及
-当所述第二传感器的所述第二测量值超过对应的所述第一传感器的所述第一测量值至少所述第一范围时，确定所述第一传感器和第二传感器的位置颠倒，其中所述测量值当添加剂供应被设定为获得待还原的所述至少一种物质的至少第一减少量时确定。
所述至少一种物质在废气流中的出现可以被确定为在废气流中出现的所述物质的量，其中该量可以设置成随时间累积。废气流可以是由车辆中的内燃机中的燃烧产生的废气流。
如上所述，通过燃烧产生的废气流中的至少一些物质(如下面在本说明书和权利要求书中所解释的，术语物质也包括化合物)的存在可以通过向废气流供应添加剂来还原。然后，添加剂的试剂与废气流中出现的一种或多种物质反应由此形成较小危害的物质。
例如，添加剂供应可用于降低通过燃烧产生的废气中的氮氧化物NOx或其它物质的浓度，其中添加剂可以包括例如尿素形式的试剂。然而，重要的是，试剂以与待还原的一种或多种物质/组合物的存在相对应的比例供应到废气流，以便实现期望的效果。同样重要的是，添加剂包括能够执行期望还原的类型的试剂。如果供应错误类型的试剂/添加剂，和/或如果试剂供应量/添加剂供应量相对于待还原的物质/组合物的存在太小，则物质的不希望的过剩在还原之后可能仍然存在并且排放到周围环境中。
添加剂供应通常基于待还原的物质在添加剂供应上游的出现而执行。该出现可以使用经受废气流的传感器来确定，其中由传感器指示的存在可以用作用于计算添加剂的合适量以实现期望还原的算法的输入。第二传感器可用于通过测量物质在添加剂供应下游的出现并且优选在还原中使用的任何催化转化器(多个催化转化器)下游的出现来验证还原。
如果还原偏离预期还原，则通常可以使用校正机制来校正供应。也就是说，确定所供应的量是否实际上对应于所供应的添加剂的预期/所需的量，并且当发现必要时，将供应校正。因此，校正补偿所预定的量或数量，以针对与预期不同的因素进行喷射。然而，校正通常关于可以校正的预期量的范围是受限的。例如，通常将校正限制为待供应的所确定的量的例如10-100％，例如50％。因此，仅可将校正执行到有限的范围。
在添加剂供应的上游和下游使用的类型的传感器通常非常相似，并且例如在后处理部件的组装期间，这些传感器可能容易地混合。例如，传感器可能在视觉上(例如仅在电缆或传感器的颜色和/或电缆长度上)不同，并且如果没有立即发现组装期间的错误，则例如车辆的一段时间的使用可能会导致污垢和灰尘隐藏颜色的差异。为了能够通过控制系统区分，传感器通常具有不同的标识(ID)。例如，传感器可以设置有标识代码，其中一个范围的标识代码可以通过控制系统使用以将传感器认定为位于添加剂供应的上游的传感器，而另一个(例如非重叠的)范围的标识代码可以用于将传感器认定为位于添加剂供应的下游的传感器。
可替代地，每个传感器可以连接到专用插座，在这种情况下，传感器的认定可以通过其旨在连接到的特定插座提供。
如果在组装期间传感器已经混合并且安装位置已经颠倒，则这将如将在下面的详细描述中进一步解释的，导致待还原的物质的还原的不恰当操作。如果上游传感器和下游传感器之间的还原由于颠倒的传感器导致而不足，则添加剂供应没有恰当地起作用的实际原因可能不容易建立。相反，可能指示出除了传感器颠倒之外的各种故障。由此，不恰当还原的实际原因可能无法通过控制系统检测到。相反，实际上由错误传感器位置引起的还原问题可能相反会指示与还原的其它功能有关的错误。例如，系统可能假定添加剂的品质低劣，例如包括不足量的试剂或错误类型的试剂。而且，可能假定添加剂的喷射发生故障，和/或在还原中使用的催化转化器发生故障。这种错误的故障指示可能延长故障跟踪并且误导服务人员朝向实际上正常运行的部件的所假定的故障。
例如，为了检查NOx传感器是否正常运行，尿素的供应可以断开，在这种情况下，假定传感器示出废气流中的相同NOx出现。然而，这并未揭示有关颠倒的传感器的问题。相反，如上所述，可能指示出其它错误。
根据本发明，确定分别在添加剂供应的上游和下游的传感器是否在组装期间已经混合以及传感器位置是否已经颠倒。该确定在下面描述。
根据本发明的各实施方式，当确定传感器已经混合时，来自控制系统(诸如车辆控制系统)中的颠倒的传感器的传感器信号的使用可以交换，以便允许根据来自这些传感器的信号的功能使用传感器信号，就像传感器实际上是相对于废气流中的添加剂供应正确定位的一样。
也就是说，可以根据本发明的各实施方式将来自实际上位于添加剂供应的上游的传感器的传感器信号处理为来自具有该位置的传感器的传感器信号，反之亦然。例如，各传感器的标识可以在控制系统中颠倒。
而且，当确定各传感器已经混合时，可以设定适当的诊断故障代码，使得可以当车辆维护时留意到传感器位置。以这种方式，有关颠倒的传感器的问题可以关于利用来自这些传感器的信号的控制系统功能而基本上完全减轻。因此，可以大致上维持车辆性能，并且由此车辆可以继续操作，直到例如下次车辆预定维护。
例如，由于本发明使得系统(诸如还原废气流中的物质)能够使用来自实际上预期的传感器位置的传感器信号，因此可以确保适当还原。以这种方式，可以维持适当的系统性能，使得可以避免由于例如排气排放的不充分处理而导致的例如车辆性能中的法规限制。
关于确定传感器是否已经颠倒，这是通过确定第二传感器的第二测量值是否超过第一传感器的对应的第一测量值至少第一范围来执行的，并且当情况是这样时，确定第一传感器和第二传感器的位置是颠倒的。然而，还需要的是，当将添加剂供应设定为以获得待还原的至少一种物质的至少第一减少量时确定测量值。以这种方式，可以确定测量值的差异，这将使得可以检测传感器是否已经颠倒。
例如，可以将还原设定为预期导致所述第一测量值和第二测量值之间的差异超过由传感器精度的公差造成的可能差异的水平。
以这种方式，可以确保由于添加剂供应将会发生的还原而导致的每个传感器的相应测量值将会差异到超过例如通过传感器公差造成的可能差异的范围。例如，关于NOx传感器，公差可能相对较高，使得测量待还原的至少一种物质的相同出现的两个传感器可能在所提供的结果中显著不同。这种差异可以通过确保对添加剂供应的测量的影响将超过由公差造成的可能差异来计算，使得可以获得关于实际传感器位置的明确结果。
根据本发明的各实施方式，将所述至少一种物质的还原设定为导致所述至少一种物质的减少相当于以百分比表示的至少等于或超过(((1,A)*(1,B))-1)*100的减少的水平，其中A是以百分比表示的所述第一传感器的传感器精度的公差，并且B是以百分比表示的所述第二传感器的传感器精度的公差。以这种方式，可以检测到所颠倒的传感器，即使公差从检测的视角来看是最不利的。
待还原的物质的测量可以为每个传感器(即可能位于添加剂供应的上游的传感器并且可能位于添加剂供应的下游的传感器)累积。另外，该累积可以在第一量的添加剂供应到废气流的期间执行一段时间。
时间段的长度可以设置成由以下组中的任一个或多个来确定：
-一段时间，
-通过内燃机产生的累积功在累积期间达到第一量的功所经过的时间段，
-供应到废气流的试剂和/或添加剂的累积至少达到第一量的试剂/添加剂。
所述第一添加剂供应可以设置成在第一催化转化器的上游执行。该催化转化器可以设置成选择性催化还原(SCR)催化转化器。同样地，位于添加剂供应下游的传感器优选地位于催化转化器(当存在时)的下游。
此外，被还原物质可以是任何物质，并且传感器可以是测量被还原物质的任何传感器。根据本发明的各实施方式，被还原物质至少是氮氧化物NOx。传感器可以由适合于测量氮氧化物NOx的出现的传感器组成。
本发明还涉及一种与以上阐述的方法相对应的系统。该系统的特征在于执行本发明的特征的构件。用于执行本发明的特征的这种构件可以由任何合适的构件组成，并且该构件可以特别适合于执行系统权利要求中阐述的特征。这种构件可以由一个或多个控制单元或其它电气、机械和/或机电元件或装备组成。
本发明的进一步特征及其优点在下面列出的各示例性实施方式的详细描述和附图中指出。
附图说明
图1A展示示例性车辆的动力系，其中可以有利地利用本发明的各实施方式；
图1B展示车辆控制系统中的控制单元的实施例；
图2展示后处理系统的实施例，其中利用添加剂供应并且利用该后处理系统可以有利地利用本发明的各实施方式。
图3展示用于颠倒传感器信号的示例性方法。
图4展示添加剂供应随时间的变化。
图5展示根据本发明的各实施方式的用于确定传感器是否颠倒的示例性方法。
具体实施方式
在下面的详细描述中，将以车辆为例说明本发明。然而，本发明也可适用于其它类型的运输装置，例如飞机和船舶。本发明还可适用于固定设施。
此外，下面结合提供用于还原氮氧化物的尿素基添加剂供应来举例说明本发明。然而，本发明可适用于供应添加剂的任何类型的系统，其中添加剂可以设置成用于还原废气流中的任何物质/化合物，并且因此不一定是氮氧化物。
此外，在本说明书和所附权利要求中，将表述“物质”定义为包括化合物、组合物和混合物。
图1A示意性描绘示例性车辆100的动力系。动力系包括动力源，在本示例中为内燃机101，所述内燃机以常规方式经由内燃机101的输出轴、通常经由飞轮102、经由离合器106连接到变速箱103。来自变速箱103的输出轴107经由末级齿轮108(诸如公共差速器)以及连接到所述末级齿轮108的半轴104、105推进驱动轮113、114。
内燃机101经由控制单元115通过车辆控制系统控制。离合器106和变速箱103也借助于控制单元116通过车辆控制系统控制。
因此，图1A公开一种特定类型的动力系，但是本发明可适用于任何类型的动力系并且也可适用于例如混合动力车辆。所公开的车辆还包括用于后处理(净化)通过内燃机101中的燃烧产生的废气的后处理系统130。后处理系统130的功能通过控制单元204控制。
后处理系统130可以属于各种类型和设计，并且根据所公开的实施方式，添加剂被供应到废气流。在图2中更详细地展示本发明可以利用的示例性后处理系统130，并且在所公开的示例性实施方式中，后处理系统130包括选择性催化还原(SCR)催化转化器201。所述后处理系统还可以包括另外的未公开的部件，例如可以设置在SCR催化转化器201上游或下游的另外的催化转化器和/或颗粒过滤器。
根据上文，添加剂供应可以例如用于通过使用SCR催化转化器来降低来自内燃机的废气中的氮氧化物NOx的浓度。
如根据所公开的实施方式，该添加剂可以尤其是包括作为试剂的尿素的添加剂并且例如由AdBlue组成，所述AdBlue构成常用的添加剂并且由溶解在水中的约32.5％尿素的混合物组成。当加热时尿素形成铵，并且随后铵与废气流中的氮氧化物NOx反应。当使用AdBlue以及当使用任何其它尿素基添加剂时，本发明是可适用的。如上所述，当使用任何类型的包括其它试剂的添加剂，并且其中使用添加剂还原/处理废气流中的任何合适的物质时，本发明也是可适用的。
除了所述催化转化器201之外，图2还公开添加剂配量系统，在所公开的示例中，尿素配量系统(UDS)包括连接到喷嘴205的尿素罐或配量罐202，添加剂通过使用所述尿素配量系统来喷射至废气流119中。尿素的配量通过控制废气后处理的控制单元204控制，所述控制单元产生用于控制添加剂供应的控制信号，使得使用喷射喷嘴205将所期望的量从罐202喷射至废气流119中。
用于添加剂供应的配量系统通常在现有技术中被很好地描述，并且因此在本文中不详细描述配量/执行添加剂供应的精确方式。配量可以经受调节或校正。在下文中使用术语校正，并且校正可以例如定期执行并且目的在于确保添加剂的喷射量对应于需求。通常，配量原则上随着操作条件改变并且在该实施例中随着氮氧化物产生的随之改变而连续地变化。
通常基于待还原的物质在添加剂供应的上游的存在来执行配量。NOx在添加剂供应的上游和催化转化器201的下游以及因此添加剂供应的下游的存在可以分别例如通过使用NOx传感器207、208来确定。
来自传感器208的传感器信号可用于确定是否正在发生期望的转换(即还原)以及由此是否可以假定添加剂供应以期望的方式执行。
实际需要的添加剂的量可能实际上与预定量不同。例如，添加剂的品质/浓度可能与所确定的配量的添加剂的品质/浓度不同。而且，例如磨损和/或老化和/或故障部件(诸如催化转化器)可能影响实际喷射量。为了考虑这种因素，可以执行调节或校正，其中例如应用校正因子来考虑这种变化。
通常可以执行这种校正直到已经达到最大限度。当已经达到最大限度时，认为通过进一步增加喷射量不能执行进一步的校正。
然而，如以上已经解释的，关于添加剂供应和校正的适当功能需要所述传感器信号实际上代表来自传感器可能位于的废气流中的位置处的测量。
本发明涉及一种用于诊断经受通过燃烧产生的废气的排气传感器的方法。具体地，本发明提供一种方法，其中确定经受废气流的两个传感器是否已经颠倒，即被互换。此外，根据本发明的各实施方式，如果是这种情况，则来自各传感器的传感器信号可以颠倒，使得就像传感器位置颠倒一样解释、定义来自各传感器的传感器信号。以这种方式，例如控制系统(诸如车辆控制系统)可以像各传感器已经位于其预期位置一样使用传感器信号以确保适当地起作用直到可以适当地重新定位传感器。
关于颠倒传感器信号的示例性方法300在图3中示出，所述方法可以在例如用于控制废气的后处理的控制单元204中至少部分地实施。类似地，根据图5中公开的本发明的各实施方式的方法可以在例如控制单元204中至少部分地实施。如上所述，车辆的各功能通常是由多个控制单元控制的，并且所公开类型的车辆中的控制系统通常包括由一个或多个通信总线组成的通信总线系统，所述通信总线用于将多个电子控制单元(ECU)或控制器连接到各种车载部件。这种控制系统可以包括大量控制单元，并且可以将对特定功能的控制划分到这些控制单元中的两个或更多个控制单元之间。
为了简单起见，图1A、图2仅描绘控制单元115-116、204，但是如本领域技术人员将理解的，所展示类型的车辆100通常设置有显著更多的控制单元。控制单元115-116、204设置成经由所述通信总线系统和通过图1A中的互连的线部分地指示的其它布线与彼此和各种部件通信。
本发明可以在车辆100中的任何合适的控制单元中实施，并且因此不一定在控制单元204中实施。根据本发明的传感器诊断将通常取决于从其它控制单元和/或车辆部件接收的信号。并且通常情况是，所公开类型的控制单元通常适于接收来自车辆100的各种部分的传感器信号。控制单元204将例如接收来自NOx传感器207、208的信号并且可能地接收例如与通过内燃机产生的功有关的数据。所展示类型的控制单元通常还适于将控制信号传递到车辆的各种部分和部件，例如当测试表明应该限制车辆的性能时传递到发动机控制单元或其它合适的控制单元。
这种类型的控制通常是通过编程的指令来完成的。编程的指令通常由计算机程序组成，当在计算机或控制单元中执行所述计算机程序时，造成计算机/控制单元执行所期望的控制，诸如根据本发明的方法步骤。计算机程序通常构成计算机程序制品的一部分，其中所述计算机程序制品包括合适的存储介质121(参见图1B)与存储在所述存储介质121上的计算机程序126。计算机程序可以以非易失性的方式存储在所述存储介质上。数字存储介质121可以例如由包括以下各种介质的组合中的任一项组成：ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、闪存、EEPROM(电可擦除PROM)、硬盘单元等，并且设置在控制单元中或与控制单元连接，控制单元在所述数字存储介质上执行计算机程序。因此，通过修改计算机程序的指令可以调节车辆在特定情形中的行为。
在图1B中示意性地示出一种示例性控制单元(控制单元204)，其中控制单元可以包括处理单元120，所述处理单元可以例如由任何合适类型的处理器或微型计算机组成，例如用于数字信号处理(数字信号处理器，DSP)的电路或具有预定的特定功能的电路(专用集成电路，ASIC)。处理单元120连接到存储器单元121，所述存储器单元向处理单元120提供例如处理单元120需要以能够执行计算的所存储的程序代码126和/或所存储的数据。处理单元120还设置成将计算的部分或最终结果存储在存储器单元121中。
此外，控制单元204配备有分别用于接收和发送输入和输出信号的设备122、123、124、125。这些输入和输出信号可以包括用于接收输入信号的设备122、125可以检测以作为用于由处理单元120处理的信息的波形、脉冲或其它属性。用于发送输出信号的设备123、124设置成将来自处理单元120的计算结果转换成用于传送到车辆控制系统的其它部分和/或信号所针对的部件(多个部件)的输出信号。用于接收和发送相应输入和输出信号的设备的每一个连接可以由以下部分组成：一个或多个电缆；数据总线，例如CAN总线(控制器区域网络总线)、MOST总线(面向媒体的系统传输)或任何其它总线配置；或无线连接。
返回图3中所示的示例性方法300，所述方法在步骤301中开始，在所述步骤中确定是否要诊断传感器位置。只要不是这种情况，所述方法就保持在步骤301中。当确定要诊断传感器位置时，所述方法继续到步骤302。从步骤301到步骤302的转换可以例如根据各种标准启动。例如，诊断可以设置成在每次存在添加剂供应中的错误的指示时、当指示添加剂供应中的某些类型的错误时和/或当存在还原不充分的指示时执行。
如上所述并且将在下面进一步解释的，如果传感器207、208的位置意外地已经颠倒并且因此位于彼此的预期位置上，则这将引起反过来可能导致设定有关添加剂供应的各种故障代码的行为。
如上文还提到的，添加剂供应通常基于待还原的物质在添加剂供应上游的存在来控制。这意味着如果传感器意外地已经颠倒，则供应将无意地基于来自位于添加剂供应下游的传感器的传感器信号。
因此，当供应添加剂时，还原将减少NOx在供应下游的出现。然而，由于放错位置的传感器，这将被视为NOx在添加剂供应上游的废气中的出现，因此减少的出现将被视为NOx在内燃机中的减少的产生，结果是添加剂供应减少而不是如实际上需要获得期望还原的进一步增加。这出于展示性目的在图4中举例说明，所述图4示出当添加剂供应的上游和下游的传感器已经颠倒时还原的情况。
图4公开添加剂供应随时间的变化，由虚线401表示。此外，实线402表示来自实际上位于添加剂供应下游的传感器的测量值，而虚线403(出于说明的目的在该示例中是恒定的线)表示来自系统假定是位于添加剂供应下游但实际上表示添加剂供应上游的排放并且因此表示来自内燃机101的排放的传感器的信号。虚线404表示目标还原的NOx水平，即通过传感器208测量的目标水平，并且例如表示满足法规所要求的水平。
在系统启动处，t＝t0，不喷射添加剂(尿素)，并且NOx排放水平(假定没有试剂存储在催化转化器201中)在添加剂供应点的上游和下游都是相同的。因此，系统确定需要供应添加剂以将排放减少到批准的水平并且大致上在t＝t0处开始添加剂供应。在时间t＝t1处，已经开始使用添加剂还原NOx并且通过图2中的NOx传感器208(根据上文，系统假定所述传感器是传感器207)指示的水平已经降低到水平E1。如上所述，添加剂供应通常是作为离开发动机的NOx(发动机排出NOx)的出现的函数受到控制。也就是说，物质在图2中的传感器207的(假定)位置处的出现。这意味着当将传感器208用作指示发动机排出NOx的传感器时，系统得出发动机排出的NOx已经减少并且因此对添加剂的需求也应该减少的结论。
因此，在t＝t1处，停止添加剂供应的增加，并且在t＝t2处，即使实际排放水平仍然远高于通过图4中Etarget指示的期望水平，也开始减少添加剂供应。作为结果，由传感器208测量的所得的NOx水平将开始增加。这又使系统假定发动机排出的NOx水平增加，使得在时间t3处供应的添加剂的量不会进一步减少，而是相反在t4处，供应的添加剂的量将响应于增加的发动机排出水平再次增加。
因此，当NOx传感器已经颠倒时，系统将表现出图4所示的类型的振荡、循环行为，并且控制系统可能不明显地确定系统行为的原因。添加剂供应的确定还可以包括在供应下游测量到的NOx的影响，根据该实施例所述影响非常高，但是使用该因子的可能的校正通常被限制为例如已确定量的10-100％。因此，即使当施加最大校正因子时，所得的添加剂的喷射也将因此太小而无法获得期望还原。
由于来自传感器207、208的传感器信号也可以通过控制系统中的其他功能使用，例如以确定车辆是否满足有关排放水平的设定标准，颠倒的传感器可能导致各种不希望的影响，例如由于车辆没有满足法规要求而导致车辆性能通过控制系统限制(降低)。根据本发明的各实施方式，这种类型的问题通过如下系统来解决或至少减轻，其中借助于来自传感器207、208的信号确定传感器是否已经颠倒。这在图3的步骤302中执行。
如果在步骤302中确定传感器实际上是颠倒的，则所述方法继续到步骤303，其中传感器信号在控制系统中“颠倒”，使得利用来自传感器207、208的传感器信号的任何功能将自动地使用来自系统中正确位置处的传感器的传感器信号，而无论传感器在组装期间是否已经颠倒。同时，可以设定任何合适的诊断故障代码，使得当车辆进行维护时，系统可以例如通过物理地重新定位传感器并重置有关的控制系统来校正。所述方法随后在步骤304中结束。如果在步骤302中确定传感器没有颠倒，则所述方法可以结束或返回到步骤301。在这种情况下，其它故障检测机制可以揭露其它类型的问题。
下面将参考图5公开根据本发明的各实施方式的用于确定传感器是否已经颠倒的方法。
用于确定传感器是否已经颠倒的图5的方法500在步骤501中开始，其中所述方法保持直到确定传感器是否颠倒，这可以例如通过图3的方法或通过任何其它触发启动。例如，根据图5的方法可以设置成当指示后处理中的任何或某些类型的故障时执行。
在步骤502中，将一组测度设定为初始值，例如零。这些测度包括：
moutlet：表示NOx在添加剂供应上游的假定位置处的累积(即离开内燃机的NOx的累积)的测度，
mtail：表示NOx在传感器208的假定位置处(即在添加剂供应的下游)的累积并且基本上表示排放到车辆的环境空气的NOx的量的测度。
UREAacc：表示在moutlet、mtail的累积期间已经供应到废气流的添加剂(在该实施例中为尿素)的量的测度。
添加剂可以设置成根据上述供应，即根据NOx在供应上游的(假定的)的出现。根据一个实施方式，供应可以设置成基于来自传感器的传感器信号，所述传感器被解释为添加剂供应下游的传感器，因为在传感器实际上颠倒的情况下，当配量是基于来自该传感器的信号时，将会供应较高量的添加剂。
在步骤503中，将添加剂的配量设定为推测将NOx减少到至少预定范围的配量。例如，可以将添加剂的配量设定为预期将NOx的出现减少例如至少35％或者到任何其它合适程度的量。该步骤可以在例如总是将预期还原设定为某个水平或以任何其它方式设定的情况下省略。将还原设定为考虑由于传感器精度的公差可能出现的测量差异的水平。
根据本发明的各实施方式，可以将还原设定为导致NOx的出现减少的水平，所述减少可以以任何合适的方式确定但是等同于以百分比表示的至少等于或超过：
(((1,A)*(1,B))-1)*100的减少，其中
A是以百分比表示的传感器中的一个的传感器精度的公差，并且B是以百分比表示的另一个传感器的传感器精度的公差。
例如，NOx传感器可以具有例如15％的精度的公差，并且如果传感器就精度而言处于不同的极限，则单独这个因素可能使累积的NOx的差异为30％的量级。特别地，使用A＝15(15％的精度)的上述关系导致经受相同废气流的两个传感器的可能差异为1.15*1.15＝1.32＝32％。根据本发明的各实施方式，至少将该还原设定。
在步骤504中开始累积，并且在步骤505中确定在累积期间由内燃机产生的功Eengine是否已经达到功ER。可以将该功设定为某些合适的水平，例如某些合适数量的kWh，例如10-100kWh的量级，以确保获得代表性的测量。如果供应太少量的添加剂，则传感器的公差可能提供不可靠的结果。可替代地或者另外，可以确定自累积开始以来添加剂的最小量murea是否达到或超过量murea，min，该量murea，min表示假定足够大以确保通过添加剂供应产生的还原将对上面的测度moutlet和mtail产生预期影响的量。而且，累积可以设置成执行直到moutlet和mtail中的任一个达到设定的极限，前提是根据上文将还原设定为合适水平。根据本发明的各实施方式，累积可以设置成可替代地或另外地执行至少第一数量的分钟数，例如15-60分钟。
当在步骤505中确定由内燃机产生的累积功Eengine已经达到极限ER或者已经满足任何其它所应用的标准时，在步骤506中评估所得到的累积测度moutlet和mtail。根据本实施例，在步骤505中还确定试剂的所供应的量murea是否至少达到下面所描述的量mR，以确保已经供应足够量的试剂以允许区分传感器位置。步骤506中的传感器位置的评估可以例如根据以下步骤执行：
根据所公开的实施例，在第一发动机功ER下的累积质量不同于以下公式的情况下，可以假定传感器颠倒(变换)：
mtail>CR×mmoutlet，对于给定的murea>mR，
其中：
moutlet＝∑ER(dmoutlet×poengine)，
dmoutlet表示对于期间产生功ER的总时间t的特定时间段ti测量的发动机输出NOx(根据系统假设的是离开内燃机的排放)。在求和中可以使用任何合适的时间段ti，直到来自内燃机的累积功达到ER。在本示例中，dmoutlet以g/kWh表示，并且发动机功率poengine以kW表示。
因此，在内燃机传递功ER所花费的时间t期间执行求和。
mtail＝ΣER(dmtail×poengine)
其中dmtail表示对于期间产生功ER的总时间t的特定时间段ti测量的SCR尾管/下游NOx(根据假设的传感器位置)，ti与上面的ti相同或不同，尽管对于来自内燃机的功的相同产生而言，积累仍然执行。
类似地，可以将喷射量确定为：
murea＝ΣER(dmurea×ti)，其中dmurea代表尿素配量，例如以g/h表示。dmurea可能已经存在于控制系统中，或者直接从例如喷射喷嘴的控制确定。要注意的是，累积的是供应的尿素(即试剂)的量，并且因此试剂的供应可能更高。例如，adBlue中尿素的浓度约为32.5％。
可以将因子CR确定为：
CR≈(NOx传感器精度)2>1。
例如，可以使用根据下文的极限值：ER＝30kWh，mR＝0.35mtail，并且CR＝1.32(传感器精度为15％)。
也就是说，可以将mR/mtail设定为等于所使用的最小NOx转化效率，在该实施例中为35％。此外，需要一个铵分子来还原一个NOx分子，并且在以上等式中使用关于通过NH3还原NOx的众所周知的化学方法，例如关于还原例如一克NOx所需的添加剂的重量。
总之，测量的NOx被集成用于两个传感器，并且随后根据测量的要求，商mtail/moutlet不能大于CR，除非传感器变换。如果在步骤507中确定商mtail/moutlet大于CR，则在步骤508中假定传感器变换。否则，在步骤509中假定传感器正确放置。所述方法随后在步骤510中结束。
因此，根据所公开的实施例，通过确保对添加剂供应的测量的影响将超过由公差引起的可能差异，可以以考虑例如由于公差造成的差异的方式评估传感器位置，从而可以获得关于实际传感器位置的明确结果。
最后，已经以车辆为例说明本发明。然而，本发明可适用于任何类型的飞行器(船)，例如飞机、船舶和航天器。本发明还可适用于燃烧设备。而且，后处理系统还可以包括例如一个或多个颗粒过滤器、一个或多个本身已知的氧化催化转化器的部件。还可以设想后处理系统可以包括多于一个SCR催化转化器。

Claims (17)

1.用于诊断经受通过燃烧产生的废气的排气传感器的方法，其中后处理系统(130)设置成用于通过将包括试剂的添加剂供应到从所述燃烧产生的废气流来还原从所述燃烧产生的至少一种物质(NOx)，其中第一排气传感器(207)经受所述废气流并且旨在测量所述至少一种物质(NOx)在所述添加剂供应上游的位置处的出现，而第二排气传感器(208)经受所述废气流并且旨在测量所述至少一种物质(NOx)在所述添加剂供应下游的位置处的出现，所述方法的特征在于：
-确定所述第一传感器(207)和第二传感器的位置是否颠倒，所述确定包括：
-确定所述第二传感器(208)的第二测量值是否超过所述第一传感器(207)的对应的第一测量值至少第一范围，以及
-当所述第二传感器(208)的所述第二测量值超过所述第一传感器(207)的对应的所述第一测量值至少所述第一范围时，确定所述第一传感器(207)和所述第二传感器(208)的位置颠倒，其中当将添加剂供应设定为获得待还原的所述至少一种物质(NOx)的第一减少量时，确定所述测量值。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
-当确定所述传感器颠倒时，使用来自所述第一传感器(207)的传感器信号作为来自所述第二传感器(208)的传感器信号，并且使用来自所述第二传感器(208)的传感器信号作为来自所述第一传感器(207)的传感器信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包括：
-在控制多个功能的控制系统中利用来自所述第一传感器和第二传感器的信号，以及
-当确定所述传感器颠倒时，当用于所述控制系统时，将来自所述第一传感器(207)的传感器信号认定为来自所述第二传感器(208)的传感器信号，并且将来自所述第二传感器(208)的传感器信号认定为来自所述第一传感器(207)的传感器信号。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其进一步包括：
-在控制多个功能的控制系统中利用来自所述第一传感器(207)和第二传感器(208)的信号，以及
-当确定所述第一传感器(207)和第二传感器(208)颠倒时，颠倒所述控制系统中的所述第一传感器(207)和第二传感器(208)的标识。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其进一步包括：
-将所述第一测量值确定为通过所述第一传感器(207)测量的待还原的所述至少一种物质(NOx)的出现的累积，以及
-将所述第二测量值确定为通过所述第二传感器(208)测量的待还原的所述至少一种物质(NOx)的出现的累积，所述累积具有时间长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述时间长度由来自以下组合中的一项或多项确定：
-一段时间，
-通过内燃机产生的累积功达到累积期间第一量的功所经过的时间段，
-供应到废气流的试剂和/或添加剂的累积至少达到第一量的试剂/添加剂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其进一步包括：
-将所述至少一种物质(NOx)的所述第一减少量设定为预期导致所述第一测量值和第二测量值之间的差异超过可能通过所述第一传感器(207)和第二传感器(208)传感器精度的公差造成的差异的水平。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其进一步包括：
-将所述至少一种物质(NOx)的所述第一减少量设定为导致所述至少一种物质(NOx)的减少相当于以百分比表示的至少等于或超过(((1,A)*(1,B))-1)*100的减少，其中A是以百分比表示的所述第一传感器(207)的传感器精度的公差，并且B是以百分比表示的所述第二传感器(207)的传感器精度的公差。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其进一步包括：
-当所述第二传感器(208)的第二测量值超过所述第一传感器(207)的第一测量值至少等于(1,A)*(1,B)的因子时，确定所述第一传感器(207)和第二传感器的位置颠倒，其中A是以百分比表示的所述第一传感器(207)的传感器精度的公差，B是以百分比表示的所述第二传感器(207)的传感器精度的公差。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括：当颠倒所述传感器信号时，设定指示所述第一传感器(207)和第二传感器(208)的错误传感器位置的一个或多个故障代码。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述添加剂是至少部分地包括尿素的添加剂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述第一传感器和第二传感器是用于测量所述废气流中氮氧化物(NOx)的出现的传感器。
13.包括程序代码的计算机程序，当所述程序代码在计算机中执行时，使得所述计算机执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。
14.计算机程序制品，其包括计算机可读介质和根据权利要求13所述的计算机程序，其中所述计算机程序包含在所述计算机可读介质中。
15.用于诊断经受通过燃烧产生的废气的排气传感器的系统，其中后处理系统(130)设置成用于通过将包括试剂的添加剂供应到通过所述燃烧产生的废气流来还原通过所述燃烧产生的至少一种物质(NOx)，其中第一排气传感器经受所述废气流并且旨在测量所述至少一种物质(NOx)在所述添加剂供应上游的位置处的出现，而第二排气传感器(208)经受所述废气流并且旨在测量所述至少一种物质(NOx)在所述添加剂供应下游的位置处的出现，所述系统的特征在于：
-装置(204)适于确定所述第一传感器(207)和第二传感器的位置是否颠倒，所述确定包括：
-确定所述第二传感器(208)的第二测量值是否超过所述第一传感器(207)的对应的第一测量值至少第一范围，以及
-当所述第二传感器(208)的所述第二测量值超过所述第一传感器(207)的对应的所述第一测量值至少所述第一范围时，确定所述第一传感器(207)和第二传感器(208)的位置颠倒，其中当将添加剂供应设定为获得待还原的所述至少一种物质(NOx)的至少第一减少量时，确定所述测量值。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，催化转化器(201)设置在所述添加剂供应的下游和所述第二传感器(208)的所述预期位置的上游。
17.一种车辆，其特征在于，其包括根据权利要求15或16所述的系统。
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