CN109415966A - 用于诊断后处理系统的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种诊断燃烧产生的排气的后处理的方法，其中由所述燃烧产生的第一物质(NOx)至少通过对所述燃烧产生的排气流供应添加剂并且使用第一还原催化转化器(201)来还原。该方法包括：‑估算在第一时间段(tlim1)期间所述第一物质(NOx)的累积预期还原，‑确定所述第一物质(NOx)在与所述第一时间段(tlim1)至少基本上重叠的时间段中的累积实际还原，以及‑当所述累积实际还原以所述第一物质(NOx)的出现中的预定差异偏离所述累积预期还原时，产生指示出在所述第一物质(NOx)的所述还原中的错误的信号。本发明还涉及一种相应的系统。

Description

用于诊断后处理系统的方法和系统
技术领域
本发明涉及燃烧过程，尤其涉及一种用于诊断后处理系统的方法和系统，该后处理系统用于处理由燃烧产生的排气。本发明还涉及一种车辆，以及一种实现根据本发明的方法的计算机程序和一种计算机程序制品。
背景技术
关于一般的车辆，以及至少在某种程度上关于重型/商用车辆，诸如卡车、公共汽车等，在提高燃料效率和减少排气排放方面不断进行研究和开发。
这通常至少部分是由于政府越来越关注例如城市地区中的污染和空气质量，这也导致许多司法管辖区采用各种排放标准和规则。
这些排放标准通常包括定义配置有内燃机的车辆的排气排放的可接受限制的要求。例如，例如氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和颗粒物的排气水平在这些标准中被调节用于大多数类型的车辆。
不期望的物质排放可以通过减少燃料消耗和/或通过对由燃烧过程产生的排气使用后处理(净化)来减少。
例如，可以通过使用催化过程来处理来自内燃机的排气。存在各种用于这种过程的催化转化器，其中不同类型的催化转化器可以用于不同类型的燃料和/或用于处理在排气流中出现的不同类型的物质。关于至少氮氧化物NOx(例如分别为一氧化氮NO和二氧化氮NO2)，重型车辆通常包括将向排气流供应添加剂的方法。提供添加剂是为了通常通过使用催化转化器来将氮氧化物NOx的存在还原为污染较少的物质(主要是氮气和水蒸气)。
添加剂可以喷射至催化转化器上游的排气流中，并且用于还原这种类型的氮氧化物NOx的一种常见类型的催化转化器是选择性催化还原(SCR)催化转化器。
至关重要的是，向排气流供应的添加剂的量既不太大也不太小。因此，希望添加剂的供应对应于预期的添加剂量。此外，关于还原，添加剂还必须由预期类型的添加剂组成。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于诊断添加剂向排气流的供应的方法和系统。该目的通过根据权利要求1的方法实现。
根据本发明，提供了一种诊断燃烧产生的排气后处理的方法，其中至少由所述燃烧产生的第一物质通过向所述燃烧产生的排气流供应添加剂并且使用第一还原催化转化器来还原。该方法包括：
-估算所述第一物质在第一时间段中的累积预期还原，
-确定所述第一物质在与所述第一时间段至少基本上重叠的时间段中的累积实际还原，以及
-当所述累积实际还原以所述第一物质NOx的出现中的预定差异偏离所述累积预期还原时，产生指示出在所述第一物质的所述还原中的错误的信号。
如上所述，燃烧产生的排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)的存在可以通过向排气流供应添加剂来还原。接下来，添加剂的反应物与在排气流中出现的一种或多种物质反应，由此形成危害较少的物质。
例如，添加剂的供应可以用于减少氮氧化物NOx(诸如NO、NO2)或排气中的其它物质的浓度。然而，重要的是将添加剂(反应物)以与待还原的一种或多种物质/化合物的存在相对应的比例供应至排气流中，以实现期望的效果。添加剂包括能够执行期望的还原的类型的反应物也是重要的。如果供应了错误类型的反应物/添加剂，和/或如果添加剂和由此反应物的供应相对于待还原物质/化合物的存在而言太小，则不期望的过量物质可能在还原后仍然剩余并且排放到周围环境中。
相反，如果向排气流供应的添加剂和由此反应物的量相对于待还原的至少一种物质/化合物较高，则添加剂的供应可能替代地导致其它不期望的过量物质。例如，关于使用尿素或氨的NOx还原，如果向排气流供应过量的添加剂，则可能将过量氨排放到周围环境中。氨被归类为有害物质，并且氨的排放也经常受到管制。
为了确保向排气流提供期望的质量和量的添加剂，并且避免利用不太合适但经济上更有利的替代品替代添加剂(如可能是这种情况)，目前和/或即将在至少在某些司法管辖区存在有关车载诊断(OBD)的要求。也就是说，要求车辆能够在车辆操作期间检测关于不期望的物质还原的偏离。
本发明提供了一种用于诊断由燃烧产生的排气后处理的方法，诸如使用添加剂来诊断在排气流中出现的至少一种物质的还原。
根据本发明，这是通过估算待还原物质在第一时间段中的累积预期还原来实现的。预期的(即预测的)还原可以通过累积添加剂在所述第一时间段中的供应(即在所述第一时间段中向至排气流供应的添加剂的总量/定量)来确定。基于所供应的添加剂，可以对整个供应(即基于总累积供应)执行对物质的预期还原的估算，其中可以例如使用已知的化学关系以基于已向排气流供应的添加剂的量来确定还原。预期还原的估算也可以作为在所述第一时间段中在所述第一时间段的每个时刻或时段中的还原的积分或总和来执行，使得估算出所述第一物质在第一时间段中的总预期还原。可以例如以每单位时间的定量(诸如每小时的克(g)数)或者以例如由内燃机产生的每单位功的定量(诸如每千瓦时的克(g)数)来确定还原。还可以以任何其它合适的方式(诸如总出现的百分比等)来确定还原。
如上所述，添加剂包括反应物，并且对添加剂的供应的确定等同于对反应物的供应的确定，因为例如通过使用质量传感器，添加剂的组成通常是已知的或至少被认为是已知的。
此外，确定所述第一物质优选地在所述第一时间段中但至少在与所述第一时间段至少基本上重叠(即在绝对时间中与所述第一时间段重合)的时间段中的累积实际还原。如果时间段不同(即对实际还原的累积和预期还原的估算并非在相同的起始时间点开始并且在相同的结束时间点结束)，则这可以通过例如取决于在累积时间的不同部分期间喷射的添加剂的量的因子来补偿。然而，在绝对时间方面基本相同的时间区间中而不是在不同的完全非重叠的时间段中执行累积。因此，第一时间段具有已定义的起始时间点和已定义的结束时间点，并且在绝对时间中的该区间中完全或至少基本上确定对实际还原的累积和预期还原的估算。
接下来可以将估算出的预期还原和实际还原进行比较，并且如果比较指示出实际还原以所述第一物质NOx的出现中的预定差异偏离预期还原时，可以产生指示出在第一物质的还原中的错误的信号。
可以以各种方式表示还原，并且例如当比较指示出还原之后的实际出现以出现中的所述预定差异(例如出现中的构成一些合适的百分比的差异，诸如10％至30％区间中的百分比，或任何其它合适的区间)超过累积预期出现时，可以生成指示出错误的信号。
通常，累积还原可以例如确定为所述第一物质的累积定量，诸如还原的定量或还原之后在排气流中剩余的定量。
关于待还原物质的预期还原，这可以布置成基于所供应的添加剂并且还基于排气流中的物质的出现来估算，可以例如使用如本身已知的排气的模型或使用布置在添加剂的供应上游的传感器(诸如关于NOx的NOx传感器)来确定该出现。也可以利用添加剂的质量，例如以确定添加剂中的反应物的量，并且质量可以布置成使用受排气流影响的质量传感器(诸如浸没在包含添加剂的罐中的传感器)来确定。
关于实际还原，至少在添加剂的供应下游例如使用传感器来测量待还原物质的出现。
可以通过确定待还原物质在添加剂的供应上游的存在(出现)，例如借助于模型或使用位于添加剂的供应上游的传感器根据上面举例说明的确定，并且将该出现与在添加剂的供应下游测量的出现进行比较来确定实际还原。添加剂的供应下游的测量优选在催化转化器下游执行，利用该催化转化器以在使用时协助还原。
此外，可以确定待还原物质的存在(出现)，同时使用燃烧的模型表示以及由此燃烧产生的排气或替代地或附加地通过使用位于添加剂的供应的上游传感器来向所述排气流供应添加剂。
可以在对实际还原进行累积的时间段中连续地确定待还原物质在添加剂的供应上游的存在(出现)。以这种方式，在累积期间可以考虑到待还原物质的出现中的时间中的变化。这种变化可能例如当执行诊断同时在正常使用期间驾驶车辆时出现。因此，不要求对稳态条件执行测量。
可以通过确定包含所述添加剂的罐中的填充程度的减少和/或从将所述添加剂喷射至排气流中的喷射嘴的喷射压力和打开时间中确定添加剂的累积供应。可以例如根据确定所供应的添加剂的量的方法使用用于累积添加剂的供应的不同时间段，并且时间段可以是例如约2分钟至4小时或更长时间。例如，时间段可以是在10至30分钟或更长的区间中的任何时间段。
此外，时间段还可以布置成确定为内燃机产生至少一些适当量的功的时间段，例如以kWh为单位。时间段可以替代地或附加地确定为至少已将最小累积定量的添加剂喷射至排气流中的时间段。
因此，以这种方式，时间段可以例如根据车辆的当前操作条件改变，其中与在较高负荷条件下操作时相比，当车辆在低负荷条件下操作时，诊断可能需要更长的时间。
利用例如喷射嘴的喷射压力和打开时间的第一累积可以执行，并且如果该累积指示出错误，则可以使用利用包含添加剂的罐中的填充程度的变化的另外的累积来验证错误，或者确定实际上不存在错误。
所述第一添加剂的供应可以布置成在第一催化转化器上游执行。该催化转化器可以布置成选择性催化还原(SCR)催化转化器。因此，后处理的诊断可以在这样的系统中执行，其中在第一催化转化器上游供应添加剂，并且还原确定为待还原物质在所述添加剂的供应上游和催化转化器下游的出现中的差异。
此外，被还原物质可以是任何物质。根据本发明的实施方式，被还原物质至少是氮氧化物NOx。
本发明可以在车辆中实施，其中燃烧可以出现在车辆的内燃机的至少一个燃烧室中。
本发明还涉及对应于上述方法的系统。该系统的特征在于实施本发明的特征的装置。用于实施本发明的特征的这种装置可以由任何合适的装置组成，并且该装置可以特别适于执行在系统权利要求中阐述的特征。这种装置可以由一个或多个控制单元或其它电气、机械和/或机电元件或构造组成。
在下面阐述的示例性实施方式的详细描述和附图中指示出本发明的其它特征及其优点。
附图说明
图1A示出了示例性车辆的动力系，其中可以有利地利用本发明；
图1B示出了车辆控制系统中的控制单元的示例；
图2示出了后处理系统的示例，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。
图3示出了根据本发明一个实施方式的示例性方法。
具体实施方式
在下面的详细描述中，将会以车辆为例说明本发明。然而，本发明也适用于其它类型的运输装置，例如飞机和船只。本发明也适用于固定构造。
此外，以下举例说明本发明用于氮氧化物的还原的尿素基添加剂。然而，本发明适用于任何类型的合适添加剂，其中添加剂可以布置成用于排气流中的任何物质/化合物的还原，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，术语“物质”定义为包括化学化合物以及混合物。
图1A示意性地描绘了示例性车辆100的动力系。动力系包括动力源，在本示例中为内燃机101，其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连接至变速箱103。来自变速箱103的输出轴107经由末端齿轮108(诸如公共差速器)和连接至所述末端齿轮108的半轴104，105推动驱动轮113，114。
内燃机101由车辆控制系统经由控制单元115控制。离合器106和变速箱103也由车辆控制系统借助于控制单元116控制。
因此，图1A公开了一种特定类型的动力系，但是本发明可以应用于任何类型的动力系，并且还可以例如应用于使用内燃机的混合动力车辆中。所公开的车辆还包括一个或多个后处理部件130，用于对内燃机101中的燃烧产生的排气进行后处理(净化)。一个或多个后处理部件130的功能通过控制单元131控制。
一个或多个后处理部件130可以是各种类型和设计，并且根据所公开的实施方式，向排气流供应添加剂。在图2中更详细地示出了可以利用本发明的后处理部件的设置的示例，并且在所公开的示例性实施方式中，使用选择性催化还原(SCR)催化转化器201来执行排气的后处理。在一般情况下，后处理还可以包括其它未公开的部件，诸如可以布置在SCR催化转化器201上游或下游的其它催化转化器和/或颗粒物过滤器。
例如添加剂的供应可以用于通过在排放至车辆的周围环境中之前使用SCR催化转化器来减少来自内燃机的排气中的氮氧化物NOx的浓度。
如在本示例中，该添加剂可以是例如包含尿素作为反应物的添加剂并且由AdBlue组成，该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。尿素在加热时形成氨，接下来氨与排气流中的氮氧化物NOx反应。当使用AdBlue时，以及当使用任何其它基于尿素的添加剂时以及当使用完全由反应物(例如纯氨)组成的添加剂时，本发明是适用的。如上所述，当使用包含其它反应物或由其它反应物组成的任何类型的添加剂时，本发明也是适用的，并且其中使用添加剂还原/处理排气流中的任何合适的物质。
除了所述催化转化器201之外，图2还公开了添加剂配量系统，在所公开的示例中，尿素配量系统(UDS)包括尿素或配量罐202，该尿素或配量罐连接至喷射嘴205，添加剂通过使用该喷射嘴来喷射至排气流119中。尿素的配量由UDS控制单元204控制，该UDS控制单元产生用于控制添加剂供应的控制信号，使得期望的量使用喷射嘴205从罐202喷射至排气流119中。电枢210布置在罐202中并且包括用于诊断添加剂质量的质量传感器211。此外，电枢210包括浮子212，该浮子以常规方式指示出罐202中的添加剂的当前填充水平。作为浮子212的替代，可以例如替代地使用超声传感器来确定罐202中的填充水平。
用于添加剂的供应的配量系统通常在现有技术中有很好的描述，因此在本文中不详细描述配量/执行添加剂的供应的精确方式。通常，配量在内燃机的操作条件改变并且由此在该实例中产生氮氧化物时原则上连续地改变。而且，SCR催化转化器能够为不同的主要催化转化器温度存储不同量的氨，如本身已知的。
然而，单独喷射添加剂本身不足以确保待还原物质的适当减少。例如这可能是由于各种原因。例如可能使用错误类型的添加剂，或者添加剂可能质量较差，或者所喷射的添加剂的量实际上可能与所喷射或认为所喷射的预定量不同。此外，系统组件可能存在故障。
本发明提供了用于诊断还原的方法，以确定系统是否在还原方面正确地操作，并且根据本发明的实施方式，如果是这种情况，则也可以评估可能的不正确操作的原因。
图3中示出了本发明的示例性方法300，该方法可以例如在控制单元131中至少部分地实施，用于控制后处理部件。如上所述，车辆的功能通常由多个控制单元控制，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，用于将多个电子控制单元(ECU)或控制器连接至车辆上的各种部件。这种控制系统可以包括大量控制单元，并且特定功能的控制可以在它们中的两个或更多个之间划分。
为简单起见，图1A，2仅描绘了控制单元115-116，131，204，但是所示类型的车辆100通常设置有明显更多的控制单元，如本领域技术人员将会理解的。控制单元115-116，131，204布置成经由所述通信总线系统以及由图1A中的互连线部分地指示出的其它布线彼此通信。
本发明可以在车辆100中的任何合适的控制单元中实施，因此不一定在控制单元131中。根据本发明的排气流中物质的还原的诊断也可以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适于接收来自车辆100的各个部分的传感器信号。根据本发明的实施方式，控制单元131将会例如接收例如来自NOx传感器208(参见下文)和来自浮子212或相应的装置的信号和/或与喷射嘴205的控制有关(例如与喷射嘴205的喷射压力和/或打开时间有关)的信号，这些信号可以例如从控制单元204接收。所示类型的控制单元通常也适于将控制信号传递给车辆的各个部分和部件，例如传递给控制单元204以例如当如下所述评估传感器时控制添加剂的喷射。
这种控制通常通过编程指令来完成。编程指令通常包括计算机程序，当在计算机或控制单元中执行时，该计算机程序使计算机/控制单元进行期望的控制，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)，其中计算机程序126存储在所述存储介质121上。计算机程序可以以非易失性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的组中的任何组成：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，并且布置在控制单元中或与控制单元连接，由此计算机程序由控制单元执行。因此，可以通过修改计算机程序的指令来调整车辆在特定情况下的行为。
在图1B中示意性地示出了示例性控制单元(控制单元131)，其中控制单元可以包括处理单元120，该处理单元可以由例如任何合适类型的处理器或微计算机组成，诸如用于数字信号处理的电路(数字信号处理器DSP)或具有预定特定功能的电路(专用集成电路ASIC)。处理单元120连接至存储器单元121，该存储器单元向处理单元120提供例如存储的程序代码126和/或处理单元120需要以能够执行计算的存储数据。处理单元120还布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131配备有用于分别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布置成将来自处理单元120的计算结果转换成输出信号，以便传送到车辆控制系统的其它部分和/或信号所针对的部件。用于接收和发送相应输入和输出信号的设备的每个连接可以包括以下中的一个或多个：电缆；数据总线，诸如CAN总线(控制器区域网络总线)、MOST总线(媒体导向系统传输)或任何其它总线配置，或无线连接。
返回到图3中所示的示例性方法300，该方法在步骤301开始，其中确定是否要诊断出现在离开内燃机101的排气流中的物质的还原。只要不是这种情况，该方法就留在步骤301中。当确定要诊断还原时，该方法继续到步骤302。可以例如根据各种标准启动从步骤301到步骤302的转换。例如确定可以例如布置成定期执行。而且，确定可以布置成例如在每当内燃机101启动时和/或每当存在已经进行添加剂的再填充的指示时执行。图3的方法也可以布置成连续执行。
在步骤302中，将开始第一时间段tlim1的计时器t1设定为零，并且在步骤303中，开始反应物/添加剂向排气流中的供应的累积。根据本示例，添加剂由包括作为反应物的尿素的溶液组成，并且累积可以根据所喷射的添加剂和/或作为喷射至排气流中的反应物的累积来测量。可以例如使用所喷射的添加剂的量和使用质量传感器211进行的质量的测量来确定反应物的累积，例如该质量传感器可以输送表示添加剂中的尿素的百分比的信号，使得可以确定所喷射的反应物的总量，并且取决于质量，该总量针对相同量的所喷射的添加剂可以不同。还预期可以使用纯由反应物组成的添加剂，诸如氨。因此，根据本发明的实施方式，添加剂的累积供应的确定可以等同于反应物的累积供应的确定。
在步骤304中，基于所供应的添加剂估算氮氧化物NOx的预期的还原的表示的相应累积。该估算可以作为每个时刻或时段(诸如随着添加剂的供应累积而累积的添加剂的每次喷射)中的还原的积分或总和来执行，其中氮氧化物NOx在排气流中在每个相应时刻或时段中的存在的表示可以用于还原的表示的确定。
根据本示例，通过使用借助于NOx传感器207(参见图2)的测量来确定NOx在添加剂的供应上游的存在。替代地，NOx在添加剂的供应上游的存在可以例如借助于模型表示，例如如本身已知的那样考虑到内燃机运行参数来确定。
还原的表示可以确定为所还原(即转化为其它化合物，诸如在本实施方式中例如氮和水)的NOx的定量/量。而且，还原可以确定为以排气流中剩余的定量表示。此外，可以例如以每单位时间的定量(诸如每小时的克(g)数)或者以例如由内燃机产生的每单位功的定量(诸如每千瓦时的克(g)数)来确定还原。也可以以任何其它合适的方式(诸如原始出现的剩余或还原的百分比等)确定还原的表示。
因此，还原可以确定为在累积正在进行期间在总时间段的每个时刻/时段中的即时或基本上即时的还原的累积。还考虑到通过首先确定添加剂在累积正在进行的时间段中的总累积来确定还原，接下来使用该总累积估算在累积添加剂的供应的时间段中的总预期还原。例如，可以假设以例如100％的供应量的反应物来还原氮氧化物NOx，其中一般化学关系可以用于该确定。例如，需要2克AdBlue来还原1克氮氧化物NOx。替代地，可以假设转换的效率为例如一些百分比，例如80％至100％的百分比，其中百分比可以取决于当前发动机负荷、催化转化器的温度等。
在步骤305中，开始NOx的实际还原的表示的相应累积。鉴于上述情况，氮氧化物NOx的实际还原的累积的开始可以由NOx在添加剂的供应上游的存在的累积以及NOx在添加剂的供应下游的存在的相应累积组成，其中可以通过比较这些累积来确定还原。
可以如上所述，例如通过使用NOx传感器207或借助于模型表示来确定氮氧化物NOx在添加剂的供应上游的存在，其中NOx在添加剂的供应上游的相同确定可以用于预期还原的估算以及实际还原的确定两者。
可以通过使用催化转化器下游的受排气流影响的NOx传感器208(参见图2)来确定NOx在添加剂的供应下游以及催化转化器201下游的存在。
在步骤306中，确定时间段t1是否已到达时间tlim1，并且只要不是这种情况，则累积继续。时间tlim1可以是预定的并且具有合适的长度，例如确定为已喷射至排气流中的添加剂的最小累积定量。如果例如借助于浮子212来确定喷射至排气流中的添加剂的累积定量，则可能需要相对大定量的累积，诸如约一升或多升的添加剂，以便能够以足够的精度确定消耗并且因此确定喷射。第一时间tlim1也可以布置成确定为内燃机产生一些适当量的功的时间段，例如以千瓦时为单位。
如果例如超声传感器用于测量添加剂的消耗，则由于更高的测量精度，可以使用更小的定量来限定时间tlim1。如果通过使用喷射嘴的喷射来确定添加剂的供应，则可以从喷射时间、喷射压力和喷射嘴细节来确定累积供应。在这种情况下，可以利用甚至更小的累积量，因此允许在更短的时间段中进行诊断。根据本发明的实施方式，可以首先使用由喷射嘴细节确定的供应的定量来执行诊断，并且如果该诊断指示出不正确的操作，则可以执行另外的诊断，其中使用消耗在添加剂罐中并且因此在更长的时间段中的测量来确定添加剂的供应。也可以同时执行两种变体。
而且，根据本发明的实施方式，可能需要内燃机产生至少预定最小功，使得当发动机负荷过低时不执行测量。因此，当发动机负荷低于某个负荷极限时，可以暂停测量。
返回步骤306，当时间段tlim1已到期时，NOx在时间段tlim1期间的预期还原的估算可能已确定为时间过程。否则，当tlim1已从累积喷射的添加剂以及可能的添加剂的供应上游的累积出现过去时可以执行估算。
类似地，实际还原的确定可能已在累积期间执行，或者可能以其它方式分别使用NOx在添加剂的供应上游和下游的累积出现来执行。
该方法接下来继续到步骤307，其中比较NOx的估算(即预期)还原和NOx的实际还原。如果NOx在排气流中的实际累积出现超过累积预期出现，则该方法继续到步骤308，否则该方法在步骤310结束，并且认为该系统适当地操作。
在步骤308中，确定NOx在还原之后在排气流中的实际出现是否在某个合适的预定程度上超过累积预期剩余出现NOx，即实际还原在某种程度上小于预期(预测)还原。如果是这种情况，则该方法继续到步骤309，其中产生指示出NOx的还原中的错误的信号。否则，该方法在步骤319结束。在步骤209中产生的信号可以例如由一个或多个诊断故障代码的设置组成。该方法接下来可以在步骤319结束。根据本实施方式，如下所述执行评估还原的另外的测试，以便进一步隔离指示出的错误的可能原因。
用于产生指示出错误的信号的标准可以是例如一些合适的百分比，例如实际还原以10％至30％区间中的一定百分比小于估算还原，其中在该示例中，根据所还原的NOx来测量还原，该还原可以例如表示为定量或百分比。如上所述，还原可以以各种术语和方式表达，并且如果例如表达为与估算的预期剩余NOx相比的实际剩余NOx，则当NOx的实际剩余出现以10％至30％区间或任何其它合适的区间中的百分比超过估算的预期剩余出现时，可以替代地产生信号。
优选地在与本示例中相同的时间区间中确定NOx的预期还原的估算以及NOx的实际还原的确定，但这不是绝对要求，并且如果时间区间不同，则这可以例如通过表示所用时间段之间差异的因子来补偿。例如，如果在基本上稳定的状态条件期间执行诊断，则可以以直接的方式执行补偿。然而，在绝对时间中的基本上相同的时间区间中确定NOx的预期还原的估算以及NOx的实际还原的确定，即关于执行累积时间段存在在绝对时间中的显著重叠。
如果设置了一个或多个诊断故障代码，则当车辆被带去维护时，这些可能形成测试添加剂的供应的原因。然而，如在本示例中，也可以在正常操作期间执行至少一些测试。
例如，根据本发明的本实施方式，在步骤310中评估NOx传感器，或者，在借助于模型确定NOx在添加剂的供应上游的出现的情况下，评估添加剂的供应下游的传感器。可以另外例如通过分析所接收的传感器信号的大小和/或传感器信号的存在或缺失来确定是否可以假设NOx传感器207和208正常工作，或者是否假设任何传感器出现故障。而且，可以检查是否已经激活关于传感器208的诊断故障代码。
也可以使用用于评估传感器性能的其它方法，并且根据本示例，执行侵入式评估，即评估对车辆排气排放具有影响，并且因此不应当经常执行。在该实例中，添加剂的供应停止，并且可能在一段时间之后停止以允许消耗存储在催化转化器中的反应物，将来自传感器207，208的传感器信号进行比较。当没有供应添加剂并且传感器受基本相同的NOx出现影响时，考虑到传感器精度，应当传递类似的信号。如果传感器信号以足够的程度对应，例如考虑到传感器精度，则可以推断传感器207，208正常操作并且忽略NOx传感器功能作为错误的原因，而另一方面，如果认为一个或两个传感器存在错误，则可以设置诊断故障代码。在使用模型来确定NOx在添加剂的供应上游的出现的情况下，可以执行相同的评估，其中模型代替来自传感器207的信号。如果在步骤311中确定估算出现与测量出现之间存在差异，则可以在步骤312中设置合适的诊断故障代码，以便当车辆被带去维护时进行后续养护。
除了评估NOx传感器之外，还可以在步骤313中评估添加剂的消耗是否等于预期消耗。可以例如根据上述关于喷射嘴的喷射时间和喷射压力来确定累积消耗。接下来可以将该累积消耗与由布置在添加剂罐中的浮子或其它测量装置确定的消耗进行比较，并且在步骤314中如果存在差异并且消耗无法以足够的程度对应，则在步骤315中可以设置关于添加剂的供应的一个或多个故障代码，以便当车辆被带去维护时进行后续养护。
如果所述一个或多个测试未指示出故障，则故障质量传感器可能是还原的不正确操作的原因，并且，当车辆被带去维护时，可以例如通过在步骤317中将来自罐中的质量传感器的传感器信号与来自附加质量传感器的传感器信号进行比较来在步骤316中评估质量传感器，该附加质量传感器例如可以浸没在添加剂罐中以便进行比较。如果认为质量传感器有错误，则可以在步骤318中设置适当的故障代码和/或例如在车辆已被带去维护的情况下更换传感器。可以以任何其它顺序和/或在可能的情况下同时并行执行所公开的测试。
还预期上述评估可能导致诱导。立法可能包括诱导以向驾驶员提供激励确保使用适当的添加剂。例如在检测到关于物质的还原的错误的情况下，可能要求车辆控制系统通常根据限制燃烧产生的功来采取关于例如车辆性能的诱导措施。根据上述的测试除了上述之外还具有以下结果，即当检测到错误时引入诱导，并且在认为还原正确地操作的情况下避免诱导。
最后，已经以车辆为例说明了本发明。然而，本发明适用于任何类型的交通工具，例如飞行器、船只和航天器。本发明还适用于燃烧设备。此外，后处理系统可包括其它部件，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。还考虑到后处理系统可包括一个以上的SCR催化转化器。

Claims (21)

1.用于诊断由燃烧产生的排气的后处理的方法，其中通过向由所述燃烧产生的排气流供应添加剂并且使用第一还原催化转化器(201)来还原由所述燃烧产生的至少第一物质(NOx)，所述方法的特征在于：
-估算所述第一物质在第一时间段(tlim1)期间的累积预期还原，
-确定所述第一物质(NOx)在与所述第一时间段(tlim1)至少基本上重叠的时间段中的累积实际还原，以及
-当所述累积实际还原以所述第一物质(NOx)的出现中的预定差异偏离所述累积预期还原时，产生指示出所述第一物质(NOx)的所述还原中的错误的信号。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
-确定添加剂在所述第一时间段(tlim1)期间的第一累积供应，以及
-基于添加剂的所述第一累积供应来估算所述第一物质的累积预期还原。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
-将所述累积还原确定为所述第一物质的累积定量。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
-将所述累积还原确定为所还原的定量或还原之后在排气流中剩余的定量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括：
-还基于所述添加剂的质量的测量来估算所述第一物质在所述第一时间段(tlim1)期间的累积预期还原，借助于受所述添加剂影响的质量传感器来确定质量的所述测量。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，还包括：
-通过确定包含所述添加剂的罐中的填充程度的减少来确定添加剂的所述第一累积供应。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，还包括：
-从将所述添加剂喷射至所述排气流中的喷射嘴的喷射压力和打开时间中确定添加剂的所述第一累积供应。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
-通过确定待还原物质在添加剂的供应上游的存在(出现)来确定所述累积实际还原，以及
-将所述出现与在添加剂的供应下游测量的出现进行比较。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
-借助于模型和/或使用位于添加剂的供应上游的传感器来确定待还原物质在添加剂的供应上游的存在(出现)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，还包括：
-在向所述排气流供应添加剂时确定所述待还原物质的存在(出现)。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，还包括：
-在对实际还原进行累积的时间段中连续地确定待还原物质的存在(出现)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
-当所述比较指示出所述第一物质在所述还原之后的实际出现以出现中的预定差异超过所述第一物质在所述还原之后的所述累积预期出现时，产生指示出错误的信号。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，还包括：
-至少在2分钟至4小时区间中的时间段中累积所述还原。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
-从将所述添加剂喷射至所述排气流中的喷射嘴的喷射压力和打开时间中确定添加剂的所述第一累积供应，
-当所述累积实际还原以所述第一物质(NOx)的出现中的所述预定差异偏离所述累积预期还原时，通过确定包含所述添加剂的罐中的填充程度在第二时间段中的减少来确定添加剂的第二累积供应，所述第二时间段长于所述第一时间段(tlim1)，以及
-当所述累积实际还原在所述第二时间段之后以所述第一物质(NOx)的出现中的所述预定差异偏离所述累积预期还原时，产生指示出还原中的错误的所述信号。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，还包括：
-借助于所述第一物质(NOx)在所述还原催化转化器(201)下游的所述出现的测量来确定所述第一物质(NOx)的所述实际还原，通过传感器装置(208)来确定所述测量。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，还包括，当产生指示出还原中的错误的所述信号时：
-执行测量所述第一物质(NOx)在所述排气流中的出现的传感器装置(208)的第一测试以评估所述传感器装置的操作，并且当所述传感器装置的操作的所述评估指示出所述传感器装置的不正确操作时，产生指示出传感器装置错误的信号。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，还包括，当产生指示出还原中的错误的所述信号时：
-执行添加剂的消耗的测试，包括：
-从喷射嘴的喷射时间和喷射压力中确定添加剂的另外的累积供应，以及
-将添加剂的所述另外的累积供应与通过布置在包含所述添加剂的罐中的测量装置确定的添加剂的消耗进行比较，以及
-当添加剂的所述另外的累积供应以预定量的添加剂偏离由所述测量装置确定的添加剂的所述消耗时，产生指示出添加剂的消耗中的错误的信号。
18.一种计算机程序，包括程序代码，当所述程序代码在计算机中执行时，所述计算机程序使所述计算机执行根据权利要求1-17中任一项所述的方法。
19.一种计算机程序制品，包括计算机可读介质和根据权利要求18的计算机程序，其中所述计算机程序被包含在所述计算机可读介质中。
20.一种用于诊断由燃烧产生的排气的后处理的系统，其中通过向由所述燃烧产生的排气流供应添加剂并且使用第一还原催化转化器(201)来还原由所述燃烧产生的至少第一物质(NOx)，所述系统的特征在于：
-用于估算所述第一物质(NOx)在第一时间段(tlim1)期间的累积预期还原的装置，
-用于确定所述第一物质(NOx)在与第一时间段(tlim1)至少基本上重叠的时间段中的累积实际还原的装置，以及
-用于当所述累积实际还原以所述第一物质(NOx)的出现中的预定差异偏离所述累积预期还原时产生指示出所述第一物质(NOx)的所述还原中的错误的信号的装置。
21.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求20所述的系统。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4305285A1 (en) * 2021-03-11 2024-01-17 Cummins Inc. Systems and methods for exhaust aftertreatment sensor offset detection and diagnosis

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140065041A1 (en) * 2012-08-28 2014-03-06 Cummins Emission Solutions, Inc. Emissions aftertreatment component recovery system and method
CN104603412A (zh) * 2012-08-31 2015-05-06 沃尔沃卡车集团 用于估计反应剂质量的方法和系统
CN104813002A (zh) * 2012-12-20 2015-07-29 大众汽车有限公司 用于诊断废气催化器的方法、诊断装置以及具有这种诊断装置的汽车

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19547646A1 (de) 1995-12-20 1997-06-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US6701707B1 (en) 2002-09-04 2004-03-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission diagnostics
US6925796B2 (en) 2003-11-19 2005-08-09 Ford Global Technologies, Llc Diagnosis of a urea SCR catalytic system
JP4789242B2 (ja) 2005-12-09 2011-10-12 Ｕｄトラックス株式会社 排気浄化装置
EP2080889A4 (en) 2006-11-09 2011-02-09 Nissan Diesel Motor Co AMBIENT AIR TEMPERATURE SENSOR AND EXHAUST PURIFICATION APPARATUS
KR100957138B1 (ko) 2007-07-09 2010-05-11 현대자동차주식회사 질소산화물 센서 고장 판단 방법 및 이를 수행하는 선택적환원 촉매 시스템
DE102007040439A1 (de) 2007-08-28 2009-03-05 Daimler Ag Betriebs- und Diagnoseverfahren für ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem
KR100907363B1 (ko) 2008-03-03 2009-07-10 현대자동차주식회사 Ｕｒｅａ-ｓｃｒ 시스템 제어방법
US8161731B2 (en) 2008-05-12 2012-04-24 Caterpillar Inc. Selective catalytic reduction using controlled catalytic deactivation
US8245567B2 (en) 2008-08-19 2012-08-21 GM Global Technology Operations LLC On board diagnostic monitor of NOx conversion efficiency for aftertreatment device
US8555613B2 (en) 2009-03-02 2013-10-15 GM Global Technology Operations LLC Model-based diagnostics of NOx sensor malfunction for selective catalyst reduction system
US9133750B2 (en) * 2009-07-30 2015-09-15 GM Global Technology Operations LLC Method and system for verifying the operation of an SCR catalyst
DE102009055082A1 (de) 2009-12-21 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren zur Überwachung einer Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102010060099A1 (de) * 2010-10-21 2012-04-26 Ford Global Technologies, Llc. Verfahren zum Anpassen eines SCR Katalysators in einem Abgassystem eines Kraftfahrzeugs
DE102011003084A1 (de) 2011-01-25 2012-07-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage
WO2012129179A1 (en) 2011-03-18 2012-09-27 Cummins Inc. A method and apparatus to control selective catalytic reduction systems in feedback
US8281578B2 (en) * 2011-03-24 2012-10-09 Ford Global Technologies, Llc Method for correcting an estimate of NH3 stored within a selective catalyst reduction system
DK2726413T3 (en) 2011-07-01 2017-06-26 Alzchem Ag AMMONIA GAS GENERATOR FOR AMMONIA PRODUCTION TO REDUCE NITROGEN OXIDES IN EXHAUST GAS
JP5846490B2 (ja) * 2011-12-21 2016-01-20 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
US9132386B2 (en) 2011-12-23 2015-09-15 Volvo Lastvagnar Ab Exhaust aftertreatment system and method for operating the system
US9162183B2 (en) 2012-03-06 2015-10-20 Cummins Inc. System and method to manage SCR catalyst NO2/NOX ratio
WO2013134539A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Cummins Inc. Method and algorithm for performing an nh3 sensor rationality diagnostic
EP2831387B1 (en) 2012-03-29 2019-09-04 Volvo Construction Equipment AB Method for diagnosing a selective catalytic reduction catalyst
US8607625B2 (en) 2012-05-10 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Service test for exhaust gas treatment system
DE102012209240A1 (de) * 2012-05-31 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Plausibilisierung einer Messvorrichtung zur Ermittlung einer Qualität einer Harnstoffwasserlösung in einem Behälter eines SCR-Katalysatorsystems
US9528462B2 (en) 2012-06-15 2016-12-27 GM Global Technology Operations LLC NOx sensor plausibility monitor
SE538193C2 (sv) 2012-07-05 2016-03-29 Scania Cv Ab SCR-system och förfarande vid ett SCR-system
DE102012211703A1 (de) 2012-07-05 2014-01-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überprüfung eines Stickoxidsensors
EP2918805B1 (en) 2012-11-07 2017-06-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device for internal-combustion engine
US9038369B2 (en) 2013-02-13 2015-05-26 Cummins Inc. Systems and methods for aftertreatment system diagnostics
JP5672328B2 (ja) 2013-03-22 2015-02-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102013006153A1 (de) * 2013-04-10 2014-10-30 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors
DE102013209487B4 (de) 2013-05-22 2020-07-02 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
JP6080954B2 (ja) 2013-06-10 2017-02-15 ボッシュ株式会社 制御装置、内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化装置の制御方法
DE102013012575A1 (de) 2013-07-30 2015-02-05 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Wirkungsgrades einer Abgasreinigungsvorrichtung
US9109495B2 (en) 2013-08-08 2015-08-18 GM Global Technology Operations LLC Method and system for identifying a source of nitrogen oxide reduction inefficiency
EP3051084B1 (en) 2013-09-25 2017-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis device for a sensor
SE540265C2 (sv) 2014-01-31 2018-05-15 Scania Cv Ab Förfarande och system vid tillförsel av tillsatsmedel till en avgasström
US10001042B2 (en) 2014-03-03 2018-06-19 Cummins Inc. Systems, methods, and apparatus for reductant dosing in an SCR aftertreatment system
US20150273395A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 GM Global Technology Operations LLC Reductant quality and scr adaption control system
US10662843B2 (en) 2014-07-18 2020-05-26 Cummins Emission Solutions, Inc. Exhaust after-treatment system and method with dual closed-loop reductant dosing systems
JP2016098682A (ja) 2014-11-19 2016-05-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9784166B2 (en) * 2014-12-30 2017-10-10 Cummins Inc. NOx sensor diagnostic for an exhaust aftertreatment system
US9879580B2 (en) * 2015-08-19 2018-01-30 Cummins, Inc. Diagnostic methods for a high efficiency exhaust aftertreatment system
DE102015222209A1 (de) 2015-11-11 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Plausibilisierung eines NOx-Sensors in einem SCR-Katalysatorsystem

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140065041A1 (en) * 2012-08-28 2014-03-06 Cummins Emission Solutions, Inc. Emissions aftertreatment component recovery system and method
CN104603412A (zh) * 2012-08-31 2015-05-06 沃尔沃卡车集团 用于估计反应剂质量的方法和系统
CN104813002A (zh) * 2012-12-20 2015-07-29 大众汽车有限公司 用于诊断废气催化器的方法、诊断装置以及具有这种诊断装置的汽车

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