DE102010036153A1

DE102010036153A1 - Abgasdiagnosesysteme und -verfahren zum Rücksetzen nach einem Betrieb mit schlechter Reduktionsmittelqualität

Info

Publication number: DE102010036153A1
Application number: DE102010036153A
Authority: DE
Inventors: Stephen Paul Swartz Creek Levijoki; Scott R. Ann Arbor Gordon; Cheryl J. Canton Stark; Paul Northville Jasinkiewicz; Brett B. Farmington Hills Thompson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Ein Abgasdiagnosesystem umfasst ein Modul zum Prüfen eines Wirkungsgrades von selektiver katalytischer Reduktion (SCR), das einen Wirkungsgrad eines SCR-Katalysators bestimmt. Ein Abgastemperaturmanagementmodul stellt eine Temperatur des SCR-Katalysators selektiv auf einen vorbestimmten Temperaturbereich unter Verwendung von intrusivem Abgastemperaturmanagement ein. Ein Prüfungsaktivierungsmodul löst eine Prüfung des SCR-Wirkungsgrades unter Verwendung des SCR-Wirkungsgradmoduls nach Nichtbestehen einer vorherigen Prüfung des SCR-Wirkungsgrades und während die Temperatur des SCR-Katalysators innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, aus.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 61/242,084, die am 14. September 2009 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Diese Anmeldung ist mit der U.S.-Anmeldung Nr. 12/606,512 verwandt, die am 27. Oktober 2009 eingereicht wurde und die die Priorität der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 61/242,098 beansprucht, die am 14. September 2009 eingereicht wurde. Die Offenbarungen der obigen Anmeldung sind hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeugabgassysteme und insbesondere Abgasdiagnosesysteme und -verfahren, die einen Wirkungsgrad von selektiver katalytischer Reduktion (SCR) prüfen.
HINTERGRUND
Die hier vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Arbeit der derzeit bezeichneten Erfinder in dem Maße, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, wie auch Aspekte der Beschreibung, die sich zum Zeitpunkt der Einreichung nicht anderweitig als Stand der Technik qualifizieren können, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung zulässig.
Während der Verbrennung in einem Dieselmotor wird ein Luft/Kraftstoff-Gemisch durch ein Ansaugventil an Zylinder geliefert und darin komprimiert und verbrannt. Nach der Verbrennung treibt der Kolben das Abgas in den Zylindern in das Abgassystem. Das Abgas kann Stickoxide (NO_x) und Kohlenmonoxid (CO) enthalten.
Abgasbehandlungssysteme können Katalysatoren für selektive katalytische Reduktion (SCR) verwenden, um Stickoxide (NOx) zu reduzieren. Ein Katalysator wandelt das NOx in Stickstoff N₂ und Wasser H₂O um. Dem Abgas kann Reduktionsmittel stromaufwärts von dem SCR-Katalysator zugesetzt werden. Nur beispielhaft kann das Reduktionsmittel Wasserfreien Ammoniak, wässrigen Ammoniak oder Harnstoff enthalten.
Abgassysteme mit SCR-Katalysatoren sind durch Reduktionsmittel mit schlechter Qualität gefährdet. Wenn ein Reduktionsmitteltank mit Reduktionsmittel mit schlechter Qualität gefüllt worden ist, erfasst ein Abgasdiagnosesystem einen geringen SCR-Umwandlungswirkungsgrad. Bei einigen Fahrzeugen kann das Motorsteuermodul die Geschwindigkeit des Fahrzeugs begrenzen und/oder andere Abhilfeaktionen ausführen. Das Reduktionsmittel mit schlechter Qualität sollte gegen ein Reduktionsmittel mit höherer Qualität ersetzt werden, um das Problem zu korrigieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Abgasdiagnosesystem umfasst ein Modul zum Prüfen eines Wirkungsgrades von selektiver katalytischer Reduktion (SCR), das einen Wirkungsgrad eines SCR-Katalysators bestimmt. Ein Abgastemperaturmanagementmodul stellt selektiv eine Temperatur des SCR-Katalysators auf einen vorbestimmten Temperaturbereich unter Verwendung von intrusivem Abgastemperaturmanagement ein. Ein Prüfungsaktivierungsmodul löst eine Prüfung des SCR-Wirkungsgrades unter Verwendung des SCR-Wirkungsgradmoduls nach Nichtbestehen einer vorherigen SCR-Wirkungsgradprüfung aus und während die Temperatur des SCR-Katalysators innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs liegt.
Gemäß anderen Merkmalen prüft das SCR-Wirkungsgradprüfmodul den Wirkungsgrad des SCR-Katalysators nach Einstellen einer Dosierung des SCR-Katalysators auf ein vorbestimmtes Niveau. Ein Geschwindigkeitsbegrenzungsmodul begrenzt eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, nachdem das Fahrzeug die vorherige SCR-Wirkungsgradprüfung nicht bestanden hat. Ein Rücksetzmodul setzt das Geschwindigkeitsbegrenzungsmodul zurück, wenn die Prüfung des SCR-Wirkungsgrades bestanden ist.
Gemäß weiteren Merkmalen besitzt der SCR-Katalysator eine Temperatur in einem ersten Temperaturbereich nach Nichtbestehen der vorherigen Prüfung des SCR-Wirkungsgrades. Der erste Temperaturbereich ist geringer als und verschieden von dem vorbestimmten Temperaturbereich.
Gemäß anderen Merkmalen erhöht das Abgastemperaturmanagementmodul Kraftstoff in dem Abgas durch Einstellen einer Kraftstofflieferung und/oder Injizieren von KW-Kraftstoff in das Abgas unter Verwendung eines KW-Injektors, um die Temperatur des SCR-Katalysators zu erhöhen.
Gemäß weiteren Merkmalen weist das SCR-Wirkungsgradprüfmodul ein Prüfungsaktivierungsmodul auf, das ein Prüfen des SCR-Wirkungsgrades selektiv aktiviert, wenn eine Partikelfilterregeneration nicht ausgeführt wird und/oder eine Adaptionssteuerung der SCR-Katalysatoren nicht ausgeführt wird.
Gemäß anderen Merkmalen erfasst ein Einlasstemperatursensor eine Einlasstemperatur des SCR-Katalysators. Ein Auslasstemperatursensor erfasst eine Auslasstemperatur des SCR-Katalysators. Die Temperatur des SCR-Katalysators wird auf Grundlage der Einlass- und Auslasstemperaturen berechnet.
Gemäß anderen Merkmalen berechnet das Temperaturberechnungsmodul die Temperatur des SCR-Katalysators auf Grundlage der Einlass- und Auslasstemperaturen des SCR-Katalysators. Ein Kraftstoffeinstellmodul stellt eine Kraftstofflieferung und/oder eine Injektion von Kohlenwasserstoff-(KW-)Kraftstoff in den Abgasstrom ein, um eine Temperatur des SCR-Katalysators zu erhöhen.
Gemäß weiteren Merkmalen deaktiviert das Modul zum Prüfen des Wirkungsgrads von selektiver katalytischer Reduktion (SCR) eine Abgasrückführung nach der vorherigen Prüfung des SCR-Wirkungsgrades und vor der Prüfung des SCR-Wirkungsgrades.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung offensichtlich. Es sei zu verstehen, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele nur zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen besser verständlich, in welchen:
1 ein Funktionsblockschaubild eines Motorsteuersystems mit einem Abgasdiagnosesystem, das sich nach einem Betrieb mit schlechter Dieselreduktionsmittelqualität automatisch zurücksetzt, gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockschaubild einer beispielhaften Implementierung eines Steuermoduls des Abgasdiagnosesystems von 1 ist;
3 ein Verfahren zum Zurücksetzen eines Abgasdiagnosesystems nach Betrieb mit schlechter Dieselreduktionsmittelqualität gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
4 ein Verfahren zum Steuern der Temperatur des SCR-Katalysators veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken. Der Klarheit halber sind in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen zur Identifizierung ähnlicher Elemente verwendet worden. Die hier verwendete Formulierung ”zumindest eines aus A, B und C” sei so zu verstehen, dass ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder gemeint ist. Es sei zu verstehen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Der hier verwendete Begriff ”Modul” betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Während die folgende Offenbarung Dieselmotoren betrifft, können auch andere Typen von Motoren, wie Benzinmotoren, einschließlich Direkteinspritzmotoren, ihren Vorteil aus den Lehren hier ziehen.
Nachdem das Fahrzeug geschwindigkeitsbegrenzt ist und/oder eine andere Abhilfeaktion unternommen wurde, kann es schwierig sein, den SCR-Umwandlungswirkungsgrad zu berechnen, um festzustellen, wann das Reduktionsmittel ausgetauscht worden ist. Die geringeren Geschwindigkeiten des Fahrzeugs lassen nicht zu, dass sich ausreichend Wärme in dem SCR-Katalysator aufbaut. Somit kann die Temperatur des SCR keinen richtigen Temperaturbereich zum Prüfen des SCR-Wirkungsgrades erreichen. Nur beispielhaft kann der Temperaturbereich während der Geschwindigkeitsbegrenzung < 250°C sein. Das Prüfen des SCR-Wirkungsgrades wird gewöhnlich bei höheren SCR-Katalysatortemperaturen ausgeführt. Wenn das Reduktionsmittel mit höherer Qualität ersetzt ist, sollte ein Weg bestehen, um das Abgasdiagnosesystem rückzusetzen. Gegenwärtig existiert kein Verfahren zum Rücksetzen des Abgasdiagnosesystems, nachdem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgrund schlechter Reduktionsmittelqualität begrenzt ist, was zu einem geringen SCR-Wirkungsgrad führt.
Eine Vorgehensweise für das Problem betrifft das Zurücksetzen des Abgasdiagnosesystems unter Verwendung eines Überprüfungswerkzeuges in einer Servicewerkstatt. Diese Lösung ist aufgrund der Tatsache ungünstig, da Überprüfungswerkzeuge für die allgemeine Öffentlichkeit leicht verfügbar sind. Daher können Fahrzeugbediener das Abgasdiagnosesystem nach Belieben zurücksetzen, was zulässt, dass nicht konforme Fluide, wie Wasser, anstelle von Reduktionsmittel verwendet werden können. Ferner müssen Kunden, die keine Überprüfungswerkzeuge besitzen, für ein Zurücksetzen einen Händler besuchen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Abgasdiagnosesystem eines Fahrzeugs automatisch (oder über eine intrusive Wartungsprüfung, die durch das Wartungsprüfwerkzeug ausgelöst wird) zurück, nachdem der SCR-Katalysator mit Reduktionsmittel mit schlechter Qualität betrieben ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt ist und/oder eine andere Abhilfeaktion unternommen wurde.
Das Abgasdiagnosesystem gemäß der vorliegenden Offenbarung erhöht die Abgastemperatur unter Verwendung eines intrusiven Abgastemperaturmanagements, sodass eine Temperatur des SCR-Katalysators hoch genug ist, um ein Prüfen des Wirkungsgrades des SCR-Katalysators zuzulassen. Wenn der SCR-Wirkungsgrad über einer vorbestimmten Schwelle liegt, können Begrenzungen hinsichtlich der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder andere Abhilfeaktionen ohne Erfordernis eines Abtastwerkzeuges beseitigt werden. Mit anderen Worten kann die Abgassystemdiagnose nach Nichtbestehen der SCR-Wirkungsgradprüfung aufgrund von Reduktionsmittel mit schlechter Qualität selbstheilend (oder über eine intrusive Wartungsprüfung, die durch das Wartungsprüfwerkzeug ausgelöst wird) sein.
Nun Bezug nehmend auf 1 ist ein Dieselmotorsystem 10 schematisch gezeigt. Das Dieselmotorsystem 10 weist einen Dieselmotor 12 und ein Abgasbehandlungssystem 13 auf. Das Abgasbehandlungssystem 13 umfasst ferner ein Abgassystem 14 und ein Dosiersystem 16. Der Dieselmotor 12 weist einen Zylinder 18, einen Ansaugkrümmer 20, einen Luftmassenstrom-(MAF-)Sensor 22 und einen Motordrehzahlsensor 24 auf. Luft strömt in den Dieselmotor 12 durch den Ansaugkrümmer 20 und wird durch den MAF-Sensor 22 überwacht. Die Luft wird in den Zylinder 18 geführt und mit Kraftstoff verbrannt, um Kolben (nicht gezeigt) anzutreiben. Obwohl ein einzelner Zylinder 18 gezeigt ist, sei angemerkt, dass der Dieselmotor 12 zusätzliche Zylinder 18 aufweisen kann. Beispielsweise sind Dieselmotoren mit 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 und 16 Zylindern vorstellbar.
Abgas wird innerhalb des Zylinders 18 infolge des Verbrennungsprozesses erzeugt. Das Abgassystem 14 behandelt das Abgas, bevor das Abgas an die Atmosphäre freigesetzt wird. Das Abgassystem 14 umfasst einen Abgaskrümmer 26 und einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 28. Der Abgaskrümmer 26 lenkt den Zylinder verlassendes Abgas durch den DOC 28. Das Abgas wird in dem DOC 28 behandelt, um die Emissionen zu reduzieren. Das Abgassystem 14 umfasst ferner einen SCR-Katalysator 30, einen Temperatursensor 31, einen Einlasstemperatursensor 32, einen Auslasstemperatursensor 34 und einen Partikelfilter (PF) 36.
Der Temperatursensor 31 kann zwischen dem Motor und dem DOC 18 positioniert sein. Der Einlasstemperatursensor 32 ist stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 30 angeordnet, um die Temperaturänderung an dem Einlass des SCR-Katalysators 30 zu überwachen. Der Auslasstemperatursensor 34 ist stromabwärts von dem SCR-Katalysator 30 angeordnet, um die Temperaturänderung an dem Auslass des SCR-Katalysators 30 zu überwachen. Obwohl das Abgasbehandlungssystem 13 so gezeigt ist, dass es die Einlass- und Auslasstemperatursensoren 32, 34 außerhalb des SCR-Katalysators 30 angeordnet aufweist, können die Einlass- und Auslasstemperatursensoren 32, 34 innerhalb des SCR-Katalysators 30 angeordnet sein, um die Temperaturänderung des Abgases an dem Einlass und Auslass des SCR-Katalysators 30 zu überwachen. Der PF 36 reduziert weiter Emissionen durch Abfangen von Partikeln (d. h. Ruß) in dem Abgas.
Das Dosiersystem 16 umfasst einen Dosierinjektor 40, der Reduktionsmittel von einer Reduktionsmittelfluidversorgung 38 in das Abgas injiziert. Das Reduktionsmittel mischt sich mit dem Abgas und reduziert die Emissionen weiter, wenn das Gemisch mit dem SCR-Katalysator 30 in Kontakt tritt. Ein Mischer 41 kann dazu verwendet werden, das Reduktionsmittel mit dem Abgas stromaufwärts von dem SCR-Katalysator 30 zu mischen. Ein Steuermodul 42 regelt und steuert den Betrieb des Motorsystems 10.
Ein Abgasdurchflusssensor 44 kann ein Signal erzeugen, das der Strömung von Abgas in dem Abgassystem entspricht. Obwohl der Sensor zwischen dem SCR-Katalysator 30 und dem PF 36 gezeigt ist, können verschiedene andere Stellen in dem Abgassystem zur Messung verwendet werden, einschließlich nach dem Abgaskrümmer und vor dem SCR-Katalysator 30.
Ein Temperatursensor 46 erzeugt eine Partikelfiltertemperatur, die einer gemessenen Partikelfiltertemperatur entspricht. Der Temperatursensor 46 kann an oder innerhalb des PF 36 angeordnet sein. Der Temperatursensor 46 kann auch stromaufwärts oder stromabwärts von dem PF 36 angeordnet sein.
Andere Sensoren in dem Abgassystem können einen stromaufwärtigen NOx-Sensor 50 aufweisen, der ein NOx-Signal auf Grundlage von NOx in dem Abgassystem erzeugt. Ein stromabwärtiger NOx-Sensor 52 kann stromabwärts von dem PF 36 positioniert sein, um NOx, das den PF 36 verlässt, zu messen. Zusätzlich erzeugt ein Ammoniak-(NH₃)-Sensor 54 ein Signal, das der Menge an Ammoniak in dem Abgas entspricht. Der NH₃-Sensor 54 ist optional, kann jedoch zur Vereinfachung des Steuersystems aufgrund der Fähigkeit zur Unterscheidung zwischen NOx und NH₃ verwendet werden. Alternativ dazu und/oder zusätzlich können eine Kohlenwasserstoff-(KW-)Versorgung 56 und ein KW-Injektor 58 vorgesehen sein, um KW in das Abgas, das den DOC-Katalysator erreicht, zu liefern.
Nun Bezug nehmend auf 2 kann das Steuermodul 42 ein SCR-Wirkungsgradprüfmodul 60 aufweisen, das dazu verwendet wird, den Umwandlungswirkungsgrad von NOx an dem SCR-Katalysator 30 zu bestimmen. Das Steuermodul 42 umfasst ferner ein Abgastemperaturmanagementmodul 62, das eine Temperatur des SCR-Katalysators 30 intrusiv steuert. Das SCR-Wirkungsgradprüfmodul 60 umfasst ein Rücksetzmodul 70 und ein Prüfauslösemodul 72. Der hier verwendete Begriff ”intrusiv” bedeutet, dass das Steuermodul 42 die Steuerung des Motors außerhalb der optimalen Betriebsbedingungen von einer Emissionsperspektive aus steuert, um zu ermöglichen, dass die Prüfung stattfindet. Das Prüfungsauslösemodul 72 löst eine intrusive Prüfung des SCR-Wirkungsgrads aus, nachdem der SCR-Katalysator 30 eine vorherige Prüfung des SCR-Wirkungsgrads nicht bestanden hat und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzung und/oder eine andere Abhilfemaßnahme unternommen wurde.
Das intrusive Prüfungsauslösemodul 72 sendet ein Signal an das Abgastemperaturmanagementmodul 62, um eine intrusive Temperatursteuerung des SCR vor einer Prüfung des SCR-Wirkungsgrades auszulösen. Das Prüfungsaktivierungsmodul 74 stellt sicher, dass vor der Prüfung die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind.
Das Abgastemperaturmanagementmodul 62 umfasst ein SCR-Temperaturberechnungsmodul 76, das eine Temperatur des SCR berechnet. Das Temperaturberechnungsmodul 76 kann die Temperatur des SCR-Katalysators auf Grundlage des Einlasstemperatursensors 32, des Auslasstemperatursensors 34, eines Models oder irgendeines anderen geeigneten Verfahrens berechnen. Nur beispielhaft kann das Temperaturberechnungsmodul 76 die SCR-Temperatur auf Grundlage von Werten von sowohl den Einlass- als auch Auslasstemperatursensoren 32, 34 berechnen. Nur beispielhaft kann das Temperaturberechnungsmodul 76 die Temperatur auf Grundlage eines Mittels oder eines gewichteten Mittels der Einlass- und Auslasstemperatursensoren 32, 34 berechnen.
Das Steuermodul 42, das SCR-Wirkungsgradprüfmodul 60 und/oder das Abgastemperaturmanagementmodul 62 können ein Betriebsparametereinstellmodul 78 aufweisen, das andere Betriebsparameter vor der intrusiven SCR-Wirkungsgradprüfung einstellt. Beispielhaft können andere Betriebsparameter, wie eine Dosierung, eine NH₃-Beladung, AGR und/oder andere Bedingungen, ebenfalls innerhalb entsprechender Fenster vor der intrusiven Prüfung des SCR-Wirkungsgrades eingestellt werden.
Das Steuermodul 42 umfasst ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsmodul 80, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt, nachdem der SCR-Wirkungsgrad unter einen vorbestimmten Wirkungsgrad fällt. Das Steuermodul 42 umfasst ferner ein Kraftstoffliefersteuermodul 82, das eine Kraftstoffmenge, einen Kraftstoffinjektionszeitpunkt, eine Nachinjektion, etc. bestimmt. In dem intrusiven SCR-Prüfungsmodus stellt das Abgastemperaturmanagementmodul 62 eine Kraftstofflieferung ein. Die Kraftstofflieferungseinstellung erhöht eine Temperatur des SCR-Katalysators. Alternativ dazu injiziert ein Kohlenwasserstoffinjektionsmodul 84 Kraftstoff in das Abgas stromaufwärts von dem DOC-Katalysator 28, um eine Exotherme zur Erhöhung der Temperatur in dem SCR zu erzeugen.
Nun Bezug nehmend auf 3 beginnt eine Steuerung bei 100, wo die Steuerung bestimmt, ob eine intrusive Reduktionsmittelqualitätsprüfung betrieben werden muss. Nur beispielhaft wird die intrusive Reduktionsmittelqualitätsprüfung betrieben, nachdem das Fahrzeug in einen Geschwindigkeitsbegrenzungsmodus gebracht ist und/oder eine andere Abhilfeaktion unternommen wurde, nachdem eine vorherige Prüfung des SCR-Wirkungsgrades nicht bestanden wurde.
Wenn 100 nicht zutrifft, läuft die Steuerung bei 102 in einem Normalmodus. Wenn 100 zutrifft, fährt die Steuerung mit 104 fort und bestimmt, ob ein erster Satz von Bedingungen akzeptabel ist, um die Prüfung durchzuführen. Nur beispielhaft kann der erste Satz von Bedingungen umfassen, dass sichergestellt wird, dass keine Regeneration des PF 36 durchgeführt wird. Die PF-Regeneration wird typischerweise ausgeführt, wenn sich Ruß in dem PF 36 aufbaut. Zusätzlich kann der erste Satz von Bedingungen umfassen, dass sichergestellt wird, dass keine Adaption ausgeführt wird. Eine Adaption findet statt, wenn ein Problem mit dem SCR-Katalysator vorhanden ist, sodass die stromabwärtigen NOx-Sensormessungen von einem Modell um eine vorbestimmte Größe abweichen. Noch weitere Bedingungen können in dem ersten Satz von Bedingungen anstelle oder zusätzlich zu diesen Bedingungen verwendet werden.
Wenn 104 nicht zutrifft, kehrt die Steuerung zu 100 zurück. Wenn 104 zutrifft, fährt die Steuerung mit 106 fort und deaktiviert optional eine Abgasrückführung (AGR). Bei 108 aktiviert die Steuerung eine intrusive SCR-Prüfung, um einen vorbestimmten SCR-Temperaturbereich zu erreichen. Die Steuerung schaltet bei 108 auch eine Dosierung ein. Bei 112 bestimmt die Steuerung, ob eine ausreichende NH₃-Beladung an dem SCR-Katalysator 30 vorhanden ist. Eine Zeitverzögerung kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass die ausreichende NH₃-Beladung wieder hergestellt worden ist, um eine akzeptable NOx-Umwandlung bereitzustellen.
Wenn 112 nicht zutrifft, wartet die Steuerung, bis eine ausreichende NH₃-Beladung an dem SCR vorhanden ist. Bei 114 bestimmt die Steuerung, ob ein zweiter Satz von Aktivierungsbedingungen erfüllt worden ist. Nur beispielhaft kann der zweite Satz von Aktivierungsbedingungen eine oder mehrere der folgenden Bedingungen umfassen: eine Abgasströmung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches; einen stromaufwärtigen NOx-Massenstrom innerhalb eines vorbestimmten Bereiches; eine stromaufwärtige NOx-Konzentration innerhalb eines vorbestimmten Bereiches und/oder NOx-Sensoren bereit. Es können noch weitere Bedingungen in dem zweiten Satz von Aktivierungsbedingungen enthalten sein.
Bei 118 misst die Steuerung den SCR-Umwandlungswirkungsgrad EFF_SCR. Bei 120 erzeugt die Steuerung einen SCR-Umwandlungswirkungsgrad EFF_SCR als eine Funktion stromaufwärtiger und stromabwärtiger angesammelter Massen. Bei 124 erzeugt die Steuerung eine Wirkungsgradschwelle EFF_THR als eine Funktion von stromaufwärtigem NOx und der SCR-Temperatur. Die Schwelle des SCR-Umwandlungs-Wirkungsgrades EFF_THR kann ein Prozentsatz sein.
Bei 128 bestimmt die Steuerung, ob EFF_SCR > EFF_THR ist. Wenn 128 zutrifft, erklärt die Steuerung bei 130 einen Bestanden-Status der Reduktionsmittelqualität (und/oder einen SCR-Wirkungsgradstatus). Wenn 128 nicht zutrifft, erklärt die Steuerung bei 132 einen NICHT-BESTANDEN-Status der Reduktionsmittelqualität (und/oder einen NICHT-BESTANDEN-Status des SCR-Wirkungsgrades). Die Steuerung fährt von 130 mit 134 fort und deaktiviert den Reduktionsmittel-Nicht-Bestanden-Modus. Beispielsweise werden der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsmodus und/oder andere Abhilfemaßnahmen beendet. Die Steuerung fährt von 132 und 134 mit 140 fort, wo die Steuerung das intrusive Abgastemperaturmanagement beendet und die AGR aktiviert (wenn vorher deaktiviert).
Nun Bezug nehmend auf 4 ist ein Verfahren für intrusives Abgastemperaturmanagement gezeigt. Bei 146 bestimmt die Steuerung, ob die intrusive SCR-Prüfung läuft. Wenn 146 nicht zutrifft, kehrt die Steuerung zu 146 zurück. Wenn 146 zutrifft, fährt die Steuerung mit 148 fort, wo die Steuerung bestimmt, ob die SCR-Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches (beispielsweise T_Lo und T_Hi) liegt.
Wenn 148 zutrifft, kehrt die Steuerung zu 146 zurück. Wenn 148 nicht zutrifft, bestimmt die Steuerung bei 152, ob die SCR-Temperatur größer als T_Lo ist. Wenn 152 nicht zutrifft, erhöht die Steuerung die Abgastemperatur auf irgendeine geeignete Art und Weise. Beispielsweise kann die Abgastemperatur durch Änderung der Kraftstofflieferung (Kraftstoffmenge, Kraftstoffinjektionszeitpunkt, Nachinjektion, etc.) und/oder durch Starten oder Erhöhen der KW-Injektion bei 154 erhöht werden. Die Steuerung kehrt zu 146 zurück.
Wenn 148 nicht zutrifft, bestimmt die Steuerung bei 156, ob die SCR-Temperatur kleiner als T_Hi ist. Wenn 156 nicht zutrifft, verringert die Steuerung die Abgastemperatur auf irgendeine geeignete Art und Weise. Beispielsweise kann die Abgastemperatur durch Änderung der Kraftstofflieferung (Kraftstoffmenge, Kraftstoffinjektionszeitpunkt, Nachinjektion, etc.) und/oder durch Stoppen oder Verringern der KW-Injektion bei 158 verringert werden. Die Steuerung kehrt zu 146 zurück.
Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen ausgeführt werden. Daher sei, während diese Offenbarung bestimmte Beispiele aufweist, der wahre Schutzumfang der Offenbarung nicht so beschränkt, da andere Abwandlungen dem Fachmann nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Abgasdiagnosesystem, umfassend: ein Modul zum Prüfen eines Wirkungsgrades von selektiver katalytischer Reduktion (SCR), das einen Wirkungsgrad eines SCR-Katalysators bestimmt; ein Abgastemperaturmanagementmodul, das eine Temperatur des SCR-Katalysators selektiv auf einen vorbestimmten Temperaturbereich unter Verwendung von intrusivem Abgastemperaturmanagement einstellt; und ein Prüfungsaktivierungsmodul, das eine Prüfung des SCR-Wirkungsgrades unter Verwendung des SCR-Wirkungsgradmoduls nach einem Nichtbestehen einer vorherigen Prüfung des SCR-Wirkungsgrades und während die Temperatur des SCR-Katalysators innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, auslöst.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, wobei das SCR-Wirkungsgradprüfmodul den Wirkungsgrad des SCR-Katalysators nach einer Dosierung des SCR-Katalysators prüft.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, ferner mit einem Geschwindigkeitsbegrenzungsmodul, das eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs begrenzt, nachdem das Fahrzeug die vorherige Prüfung des SCR-Wirkungsgrades nicht bestanden hat.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 3, ferner mit einem Rücksetzmodul, das das Geschwindigkeitsbegrenzungsmodul zurücksetzt, wenn die Prüfung des SCR-Wirkungsgrades bestanden ist.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, wobei: der SCR-Katalysator eine Temperatur in einem ersten Temperaturbereich nach Nichtbestehen der vorherigen Prüfung des SCR-Wirkungsgrades besitzt; und der erste Temperaturbereich geringer als und verschieden von dem vorbestimmten Temperaturbereich ist.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, wobei das Abgastemperaturmanagementmodul Kraftstoff in dem Abgas erhöht durch: Einstellen einer Kraftstofflieferung; und/oder Injektion von KW-Kraftstoff in das Abgas unter Verwendung eines KW-Injektors, um die Temperatur des SCR-Katalysators zu erhöhen.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, wobei das SCR-Wirkungsgradprüfmodul ein Prüfungsaktivierungsmodul aufweist, das ein Prüfen des SCR-Wirkungsgrades selektiv aktiviert, wenn: keine Partikelfilterregeneration ausgeführt wird; und/oder keine Adaptionssteuerung des SCR-Katalysators ausgeführt wird.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Einlasstemperatursensor, der eine Einlasstemperatur des SCR-Katalysators erfasst; und einen Auslasstemperatursensor, der eine Auslasstemperatur des SCR-Katalysators erfasst, wobei die Temperatur der SCR-Katalysatoren auf Grundlage der Einlass- und Auslasstemperaturen berechnet wird.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Temperaturberechnungsmodul, das die Temperatur des SCR-Katalysators auf Grundlage von Einlass und Auslasstemperaturen des SCR-Katalysators berechnet; und ein Kraftstoffeinstellmodul, das eine Kraftstofflieferung einstellt und/oder Kohlenwasserstoff-(KW-)Kraftstoff in den Abgasstrom injiziert, um eine Temperatur des SCR-Katalysators zu erhöhen.
Abgasdiagnosesystem nach Anspruch 1, wobei das Modul zum Prüfen des Wirkungsgrades von selektiver katalytischer Reduktion (SCR) eine Abgasrückführung nach der vorherigen Prüfung des SCR-Wirkungsgrades und vor der Prüfung des SCR-Wirkungsgrades deaktiviert.