專利名稱：使用車載診斷算法的后處理裝置NO_x轉(zhuǎn)化效率診斷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機中NOx排放的后處理的控制。
背景技術(shù)：
排放控制是發(fā)動機設(shè)計和發(fā)動機控制中的一種重要因 素。NOx是已知的燃燒副產(chǎn)物。NOx通過發(fā)動機進氣空氣中存在的氮 和氧分子在高的燃燒溫度下分裂生成，NOx生成速率與燃燒過程具有 已知的關(guān)系，例如，較高的NOx生成速率與較高的燃燒溫度和空氣分 子較長時間暴露于較高溫度相關(guān)聯(lián)。在燃燒過程中生成的NOx的還原 和排氣后處理系統(tǒng)中的N O x管理在車輛設(shè)計中是優(yōu)先考慮的?！┰谌紵抑猩?，NOx分子能夠在后處理裝置的廣 泛范疇內(nèi)的本領(lǐng)域已知的示例性裝置中轉(zhuǎn)化回到氮和氧分子。然而， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，后處理裝置很大程度上取決于操作狀況，例 如由排氣流溫度驅(qū)動的裝置操作溫度。現(xiàn)代發(fā)動機控制方法采用各種各樣的操作方案來優(yōu)化燃 燒。在燃料效率方面優(yōu)化燃燒的一些操作方案包括在燃燒室內(nèi)的貧、 局部或分層燃燒，以減小實現(xiàn)需要氣缸輸出的功所需的燃料裝料。雖 然燃燒室內(nèi)的溫度能夠在燃燒包內(nèi)變得足夠高，以生成大量的NOx, 但是燃燒室的總體能量輸出，尤其是通過排氣流從發(fā)動機排出的熱能， 可能從正常值極大地減小。這種狀況對于排氣后處理裝置是有挑戰(zhàn)的， 因為前述后處理裝置通常需要由排氣流溫度驅(qū)動的升高的操作溫度， 以恰當(dāng)?shù)夭僮鱽硖幚鞱Ox排放。
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例如，已知后處理裝置采用能夠存儲一定量的NOx的催 化劑，且已經(jīng)研發(fā)了.發(fā)動機控制技術(shù)來將這些NOx捕獲器或NOx吸附 器與燃料有效的發(fā)動機控制方案結(jié)合，以改進燃料效率且仍實現(xiàn)可接 受的NOx排放水平。 一個示例性方案包括使用貧NOx捕獲器來在燃料 貧操作期間存儲NOx排放且然后在燃料富的、較高溫度發(fā)動機操作狀 況期間用常規(guī)三效催化劑將存儲的NOx凈化成氮和水。這種凈化事件 或再生事件能夠是改變車輛操作或強制凈化事件的結(jié)果。強制凈化事 件需要監(jiān)測存儲的NOx的量和一些機制或標準來啟動凈化。例如，NOx 捕獲器具有有限的存儲容量，且傳感器能夠用于排氣流中來估計NOx 生成，以估計NOx捕獲器狀況。 一旦NOx捕獲器接近其全容量，必須 用燃料富還原"脈沖"來再生。期望控制NOx捕獲器的再生事件的效 率，以提供最優(yōu)排放控制和最小燃料消耗。已經(jīng)提出了多種方案。 已知在流入NOx吸附劑的排氣的空氣-燃料比是貧時吸附 NOx (捕獲)且在流入NOx吸附劑的排氣的空氣-燃料比變成富時釋放 已吸附的NOx(再生)的技術(shù)，其中，NOx吸附劑中吸附的NOx量可 以從發(fā)動機負荷和發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度估計。當(dāng)估計的NOx量變成NOx吸 附劑的最大NOx吸附容量時，流入NOx吸附劑的排氣的空氣-燃料比 變成富。再生階段的確定也可以基于內(nèi)燃機的單獨操作循環(huán)。
0009也已知通過使用NOx傳感器或NOx捕獲器前的氧氣傳感 器估計流入NOx捕獲器的NOx量來估計NOx捕獲器有多滿。也已知 基于積聚的NOx質(zhì)量以及發(fā)動機負荷和速度操作狀況可能性的估計來 排定再生。日益嚴格的排放標準需要NOx后處理方法采用例如選擇 性催化劑還原裝置(SCR)。 SCR采用從尿素注入得到的或者從三效催 化劑裝置的正常操作回收的氨來處理NOx。此外，已知在柴油應(yīng)用中 在SCR的上游操作柴油氧化催化劑(DOC),以將NO轉(zhuǎn)化成優(yōu)選在 SCR中處理的N02。排氣后處理的持續(xù)改進需要關(guān)于排氣流中NOx排 放的準確信息，以實現(xiàn)有效的NOx還原，例如基于監(jiān)測的NOx排放定 量合適量的尿素。 后處理裝置，例如貧NOx捕獲器和SCR,將NOx以一定 轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)化成其它成分。轉(zhuǎn)化效率能夠由流-A:^^^ NOjc流量與離 開裝置的NOx流量相比來描述。恰當(dāng)?shù)夭僮鞯暮筇幚硌b置根據(jù)影響在該裝置中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的排氣流的屬性而經(jīng)歷降低的效率。例如，NOx
捕獲器內(nèi)氣體的溫度和空間速度影響該裝置的效率。類似地，SCR裝
置內(nèi)氣體的溫度和空間速度影響該裝置的效率。這些環(huán)境因素能夠在 后處理系統(tǒng)中監(jiān)測，且能夠估計這些因素對裝置轉(zhuǎn)化效率的影響。此 外，由磨損或損壞引起的失效或降級性能能夠降低后處理裝置的效率。 基于瞬時環(huán)境狀況來將降級性能從失效或損壞的后處理裝置進行區(qū)分 的方法將有益于診斷該裝置中的失效狀況。

發(fā)明內(nèi)容
—種動力系包括內(nèi)燃機和具有后處理裝置的后處理系 統(tǒng)，所述后處理裝置采用催化劑來轉(zhuǎn)化NOx。用于指示失效催化劑的 方法包括監(jiān)測離開后處理系統(tǒng)的實際NOx含量；監(jiān)測影響所述后處 理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素；基于影響轉(zhuǎn)化效率的因素來確定示例性失 效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含量；將離開后處理系統(tǒng) 的實際NOx含量和離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測闊值NOx含量進行比較；和 基于所述比較來指示失效催化劑。


圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性后處理系統(tǒng)；
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的能夠估計燃燒室內(nèi)對于描述燃
燒過程重要的多個不同溫度； 圖10以圖表形式示出了根據(jù)本發(fā)明的對按照帶噪音的輸 入數(shù)據(jù)產(chǎn)生的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測NOx進行比較的示例性數(shù)據(jù)；和 氣缸蓋設(shè)置有進氣氣門22，進氣氣門22控制在活塞進氣 沖程期間進入氣缸的進氣空氣的定時和流量。氣缸蓋中的排氣氣門24 控制在活塞的排氣沖程期間排氣產(chǎn)物離開燃燒室的定時和流量。在所 述發(fā)動機中，每個氣缸有兩個進氣氣門和兩個排氣氣門，然而，根據(jù) 本發(fā)明可以采用為發(fā)動機操作設(shè)置的任何合適數(shù)量的氣門。 進氣氣門和排氣氣門由單獨的氣門致動裝置26 ， 28致動。 氣門致動裝置獨立地操作相應(yīng)進氣氣門和排氣氣門，然而，兩者都通 過定時鏈30由曲軸16驅(qū)動。
每個活塞14由銷和連桿連接到曲軸16。曲軸16在靠近
曲軸能夠繞與每;氣缸限定的纟l向;線垂直的軸線旋轉(zhuǎn)。曲軸傳感:
(未示出)安置在合適位置，可操作以產(chǎn)生可被控制器用于測量曲軸 角的信號，并且該信號可被轉(zhuǎn)換以提供可在各種控制方案中使用的曲 軸轉(zhuǎn)數(shù)、速度和加速度的測量值。在發(fā)動機操作期間，由于活塞連接 到曲軸16和曲軸16的旋轉(zhuǎn)以及燃燒過程，每個活塞11以往復(fù)方式在 氣缸中上下移動。曲軸的旋轉(zhuǎn)動作實現(xiàn)了將在燃燒期間施加在每個活 塞上的線性力轉(zhuǎn)換為從曲軸輸出的角向扭矩，所述角向扭矩可被傳遞 到另一裝置，例如車輛傳動系。 空氣通過進氣歧管流道(runner) 34進入進氣端口 ，進氣 歧管流道34接收經(jīng)過公知的空氣計量裝置和節(jié)氣門裝置(未示出)的 過濾空氣。排氣從排氣端口流向包括排氣傳感器的排氣歧管，排氣傳 感器可操作以監(jiān)測排氣流的成分并且確定與其相關(guān)的參數(shù)。排氣傳感 器可包括若干公知感測裝置的任一種，所述感測裝置可操作以提供關(guān) 于排氣流的值，包括空氣/燃料比，或排氣成分(例如NOx， CO, HC 等等)的測量值。該系統(tǒng)可包括用于監(jiān)測燃燒壓力的缸內(nèi)傳感器或非 侵入式壓力傳感器或推斷確定壓力的確定裝置(例如，通過曲軸加速 度)。前述傳感器和計量裝置中的每個都將信號作為輸入提供給控制系 統(tǒng)。這些輸入可以由控制系統(tǒng)用于確定燃燒性能測量值。 用于發(fā)動機控制的算法可以在預(yù)定循環(huán)期間被執(zhí)行。存 儲在非易失性存儲裝置中的算法由中央處理單元執(zhí)行，并且可操作以 監(jiān)測來自感測裝置的輸入以及執(zhí)行控制和診斷程序從而用預(yù)定標定值 控制發(fā)動機操作。在持續(xù)進行的發(fā)動機操作期間，循環(huán)通常以規(guī)則間 隔例如每3.125、 6.25、 12.5、 25和100毫秒被執(zhí)行。替代性地，算法 可響應(yīng)于事件的發(fā)生或中斷請求而被執(zhí)行。圖1描述了示例性柴油發(fā)動機。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是， NOx處理和后處理系統(tǒng)可在包括汽油發(fā)動機的其它發(fā)動機配置中使
圖2々示意性地示出了根;居本發(fā)明的示例性"^處理系統(tǒng)。 后處理系統(tǒng)200包括DOC210、 SCR220、上游NOx傳感器230、下游 NOx傳感器240、溫度傳感器250和尿素定量模塊260。 DOC210執(zhí)行 排氣流的后處理所需要的多個催化劑功能。DOC210的功能之一是將 NO (在SCR中不容易被處理的NOx形式)轉(zhuǎn)化為N02 (在SCR中容 易被處理的NOx形式)。SCR220釆用尿素作為反應(yīng)物，以將NOx還原 成其它成分。上游NOx傳感器230檢測和量化進入后處理系統(tǒng)200的 排氣流中的NOx。雖然上游NOx傳感器230顯示為量化進入后處理系 統(tǒng)的NOx的示例性裝置，但是應(yīng)當(dāng)注意的是，用于評估SCR中的轉(zhuǎn)化
效率餘迭入系銃的NOx可以通過其它裝置量化，例如通過啦+^ee2 W
和SCR220之間的NOx傳感器或者通過虛擬NOx傳感器，所述虛擬NOx傳感器對發(fā)動機輸出和排氣流中的狀況進行建模以估計進入后處 理系統(tǒng)的NOx的存在量。本發(fā)明總體上討論根據(jù)示例性實施例的描述 進入后處理系統(tǒng)的NOx的傳感器輸入，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，取決于上 游傳感器位置，輸入可以實際上描述進入后處理系統(tǒng)的一部分的NOx 含量。SCR220采用例如從注入的尿素獲得的氨來通過本領(lǐng)域已知的方 法將NOx轉(zhuǎn)化成其它成分。溫度傳感器250示出為位于采集后處理系 統(tǒng)200內(nèi)的排氣流溫度的區(qū)域。尿素定量模塊260顯示在SCR220上游 的位置。尿素可以直接噴射到進入SCR的排氣流中。然而，示出了采 用混合器裝置270的優(yōu)選方法。尿素定量模塊260將尿素注射到混合 器裝置270上，且尿素然后由排氣流以大致均勻的分布運送到SCR220 內(nèi)部的催化劑表面上。下游NOx傳感器240沖企測和量化離開后處理系 統(tǒng)200的排氣流中的NOx。公開了使用進入后處理系統(tǒng)的NOx的測量 值和離開后處理系統(tǒng)的NOx的測量值來確定在后處理裝置內(nèi)將NOx轉(zhuǎn) 化成其它成分的轉(zhuǎn)化效率的方法。 轉(zhuǎn)化效率描述為后處理裝置能夠?qū)Ox轉(zhuǎn)化成其它成分 的效率。上述示例性后處理系統(tǒng)描述在被分析的后處理裝置的上游測 量的排氣流的測量或估計的NOx含量。在任何時間t進入后處理系統(tǒng) 的NOx的該測量值能夠描述為x(t)。上述示例性后處理系統(tǒng)描述在被 分析的后處理裝置的下游測量的排氣流的測量或估計的NOx含量。在 任何時間離開后處理系統(tǒng)的NOx的該測量值能夠描述為y(t)。在任何 給定時間，轉(zhuǎn)化效率由以下等式表示<formula>formula see original document page 13</formula>
應(yīng)當(dāng)理解的是，該等式提供任何瞬時的轉(zhuǎn)化效率。這種瞬時測量或計 算易于受到基于信號噪音的誤差的影響。本領(lǐng)域已知應(yīng)用低通濾波器 的方法。x(t)或y(t)積分分別得到在一定時間段內(nèi)進入或離開后處理系 統(tǒng)的實際NOx量的描述。確定積分轉(zhuǎn)化效率(對x(t)和y(t)中的異常測 量值進行濾波)的示例性等式能夠描述如下<formula>formula see original document page 14</formula>
由此，進入和離開后處理系統(tǒng)的NOx測量或估計值能夠用于確定后處 理系統(tǒng)的估計或計算的實際轉(zhuǎn)化效率。
0041恰當(dāng)工作的或干凈的后處理裝置對于一組給定條件以一 定最大可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率工作。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，后處理裝置(尤 其是采用催化劑的裝置)隨著時間和尤其是由于暴露給高溫而易于遭 受性能降級。在干凈的裝置中的轉(zhuǎn)化效率受到多個環(huán)境或操作因素的
影響。示例性SCR的轉(zhuǎn)化效率能夠通過由函數(shù)表示的模型來確定
"=,鵬 冊 國, ) [3]
Tbed描述SCR的催化劑床的溫度。該溫度能夠直接測量或者能夠基于 排氣流的溫度、流率和其它屬性來估計。SV描述流經(jīng)SCR裝置的排氣 的表面速度，且能夠作為包括溫度和流率在內(nèi)的排氣流的屬性的函數(shù) 來確定。^^描述在催化劑床上的氨存儲量，且在SCR上需要足夠的氨 存在量來實現(xiàn)期望的NOx轉(zhuǎn)化反應(yīng)。能夠例如通過分析氨的吸附和 解吸速率、NOx的轉(zhuǎn)化速率、和吸附的氨的氧化速率來估計。如上文 所述，x(t)描述進入后處理系統(tǒng)的排氣流中NOx的存在量。低水平的 NOx在恰當(dāng)?shù)仄鹱饔玫腟CR中容易反應(yīng)，而高于一定闊值的水平的 NOx更難反應(yīng)且對應(yīng)于較低轉(zhuǎn)化效率。限制高于一定量的NOx的處理
的因素的示例包括SCR中存在的有限的氨。Vurea描述注入的尿素的 體積。雖然VuMA類似于e^描述了氨的存在量，但是Vurea包括注入
的氨的當(dāng)前測量，且能夠更好地描述預(yù)期在近期存在的氨的瞬時指示。
^^描述在SCR內(nèi)的催化劑材料的密度，因而描述SCR催化預(yù)期反應(yīng)
的容量。
腦431描逸銓化豫率的上迷模型包括在SCR產(chǎn)常速佳史能夠假 議或確認的因素。因而，模型能夠簡化，從而減小通過所述模型分析
14轉(zhuǎn)化效率所需要的處理負荷。例如，VuREA能夠通過操作尿素定量模塊 來監(jiān)測，且在具體預(yù)期范圍內(nèi)給定VuREA值，得到的轉(zhuǎn)化效率計算應(yīng) 當(dāng)不受影響。在一些實施例中，Vurea被控制成大致與X(t)直接成比例。
此外，在一些實施例中，e^能夠基于VUREA、監(jiān)測的排氣流和SCR的
特性(例如溫度)、和X(t)^估計。在正常范圍內(nèi)給定0^值，P^能夠 縮減為取決于Tbed的函數(shù)模型的一部分。如上所述，X(t)的值能夠通過
上游NOx傳感器或虛擬NOx傳感器來監(jiān)測。是SCR裝置的特性且 是已知值。由于這些已知或可估計的因素，示例性干凈或理想的SCR 的標稱轉(zhuǎn)化效率能夠通過由函數(shù)表示的模型來確定
7w。=/F,SKU [4]
由此，SCR的轉(zhuǎn)化效率能夠通過將其它因素保持在已知或者標定范圍 內(nèi)而作為車載診斷功能準確地確定。
0044] 上述因素用于描述或估計在SCR內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn) 化效率。應(yīng)當(dāng)理解的是，能夠使用類似等式來描述在其它后處理裝置 內(nèi)發(fā)生的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。例如，具有已知幾何形狀和催化劑屬性的貧NOx 捕獲器主要取決于該裝置內(nèi)的溫度和排氣流經(jīng)該裝置的速度，且以再 生循環(huán)操作將吸附的NOx轉(zhuǎn)化為其它成分。示例性干凈的貧NOx捕獲 器的標稱轉(zhuǎn)化效率能夠通過由函數(shù)表示的模型來確定
U=/UF) [5]
由于貧NOx捕獲器不取決于任何反應(yīng)物(如SCR中的氨)的注入，因 此，貧NOx捕獲器的轉(zhuǎn)化效率能夠通過監(jiān)測溫度和空間速度而作為車 載診斷功能準確地確定。 基于上述模型或?qū)τ诰唧w后處理裝置而言本領(lǐng)域已知的 其它模型，能夠估計或預(yù)測干凈的后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率。在給定操 作狀況下裝置的失效轉(zhuǎn)化效率能夠基于試驗數(shù)據(jù)被標定，或者能夠設(shè) 定為干凈裝置的估計轉(zhuǎn)化效率的分數(shù)。符示后處理裝^T末倍盲地工作 的降級轉(zhuǎn)化效率的程度可以通過試驗、根據(jù)經(jīng)驗、通過預(yù)測、通過建
15?；蛘咦阋詼蚀_地預(yù)測后處理裝置操作的其它技術(shù)來產(chǎn)生，且對于不 同的狀況或操作范圍，同一后處理裝置可以使用多個失效轉(zhuǎn)化效率。
以上述假設(shè)為依據(jù)，SCR的失效轉(zhuǎn)化效率(7w/ —)能夠由以下函數(shù) 來表示
<formula>formula see original document page 16</formula> [6]
在該情況下，失效轉(zhuǎn)化效率能夠表示為該裝置內(nèi)的溫度、流經(jīng)該裝置
的排氣的速度和氨的存儲量的函數(shù)。貧NOx捕獲器的類似7—一—,^項 能夠由以下等式描述
<formula>formula see original document page 16</formula> [7]
這些函數(shù)能夠通過試驗數(shù)據(jù)或?qū)τ诮o定輸入狀況而言指示失效催化劑 已知的標定值來限定或映射。這種函數(shù)關(guān)系能夠用作車輛中作為存儲 在裝置存儲器中的查詢表、基于函數(shù)關(guān)系的計算模型或本領(lǐng)域已知的 任何其它方法?？蛇x地，給定在當(dāng)前狀況下干凈裝置內(nèi)應(yīng)該得到的已 知可接受或標稱轉(zhuǎn)化效率(7;v。)，可標定閾值因素(A)能夠用于指示
該裝置中的失效。能夠用于描述失效轉(zhuǎn)化效率的示例性等式表示如下
<formula>formula see original document page 16</formula> [8]
從該等式求解n—,w得到以下等式
<formula>formula see original document page 16</formula> [9]
A能夠在動力系的操作期間基于影響后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素動 態(tài)地設(shè)定。設(shè)定A的示例性方法能夠基于SV和TBED來設(shè)定該值。A
的值能夠使用操作期間的函數(shù)關(guān)系來計算，或者值能夠基于預(yù)定計算 或數(shù)據(jù)從查詢表確定.使ja上述示創(chuàng)性主盜中的任二種,IA轉(zhuǎn)化效率能夠用于確定指示在一組操作狀況下后處理裝置中的失效的轉(zhuǎn)化效率值。 上述方法使用失效轉(zhuǎn)化效率來指示失效催化劑。應(yīng)當(dāng)理 解的是，能夠使用根據(jù)標稱效率和降低效率項的類似方法，從而避免 使用失效效率項。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這種方法是等式8的筒單重
排，從而求解^。和/7———,^項之間的差。由此，本文所述的預(yù)測方法 能夠通過確定^。和^c皿之間的差且如果所述差大于所確定的閾值貝'J 指示失效催化劑來指示失效催化劑。
0047圖3以圖表形式示出了根據(jù)本發(fā)明的將轉(zhuǎn)化效率與示例 性SCR中的催化劑床溫和空間速度相關(guān)聯(lián)的示例性試驗數(shù)據(jù)。三維投 影表面描述了示例性干凈SCR內(nèi)的轉(zhuǎn)化效率。在SV等于1的二維平 面中，示出了說明失效催化劑性能的示例性數(shù)據(jù)曲線。使用在車輛正 常操作中采集的這種試驗數(shù)據(jù)或示例性數(shù)據(jù)，將測量的轉(zhuǎn)化效率與標 稱轉(zhuǎn)化效率進行對比能夠確定在后處理裝置內(nèi)的失效催化劑。
通過將該項在一定時間段內(nèi)積分，離開后處理系統(tǒng)的總NOx閾值能夠 描述為J少—,(0 * & 。通過將從后處理系統(tǒng)離開的測量或?qū)嶋HNOx與該閾 值項進行比較，能夠進行失效催化劑的指示。此外，能夠確定濾波后 的,w項。該計算方法能夠表示如下
卜—(一
該項基于來自于預(yù)測裝置性能的模型的7ma//——.^得到在給定x(t)值的情 況下在一定時間段內(nèi)失效催化劑將展現(xiàn)的閾值的預(yù)測轉(zhuǎn)化效率。
上述方法對轉(zhuǎn)化效率進4于比較，以識別失效催化劑。/〉 開了指示失效催化劑的替代方法，例如基于將離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測 NOx含量與離開后處理系統(tǒng)的實際NOx含量進行比較。通過將ymalf(t) 與y(t)進行比較，能夠評估在時間t催化劑是否恰當(dāng)?shù)仄鹱饔?。為了?進估計和濾除噪音的影響，能夠使用分析y^f(t)和y(t)的已知方法來評 估催化劑。例如，能夠存儲和統(tǒng)計分析所述項的多次比較。在另一示 例中，所述項能夠在一定時間段內(nèi)積分且被比較。在采用積分來比較 所述項的示例性實施例中，能夠使用結(jié)合等式(8)描述的因素A來確 定^(—,^項與已知 。值的關(guān)系。該關(guān)系能夠重排成以下等式
—1 —々——
刀= ;" l"j
等式(9)的重排、/^。的等價表示以及;v。(,)值的積分(代入等式(10)) 得到以下等式
1=〖W)w . — f>w(W [13]
j" x(f) * f x(O *力 f J^。 (0 * <^
項^。(,)能基于由等式(3)、 (4)或(5)以及x(t)描述的模型來估計。 基于等式(13),給定標定的A值以及^。(,)在一定時間段內(nèi)的預(yù)測積 分，能夠確定描述在失效催化劑中離開后處理系統(tǒng)的NOx量的ymalf<t) 的積分的預(yù)測閾值(將f^。0&除以A得到JV—(,)W,)。通過將離開 后處理系統(tǒng)的實際N0x測量值或者{* &與對于失效催化劑而言離開 處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值N0x進行比較，能夠確定被監(jiān)測的催化劑是否失 效。如上所述，能夠采用使用 。和所確定的轉(zhuǎn)化效率的下降 來取代"——w的方法。類似地，公開了基于將^。項與hc賺項進行比
較、且基于力cr滅比^。大高于標稱的閾值NOx含量以上而指示失效催
化劑的用以指示失效催化劑的方法。高于標稱值的閾值NOx含量可以 通過試驗、根據(jù)經(jīng)驗、—通過預(yù)i2lU通過逸遂或者足以準確地預(yù)ai后處 理系統(tǒng)操作的其它技術(shù)來產(chǎn)生，且所述值可以例如基于所述裝置內(nèi)的
18催化劑床溫和空間速度動態(tài)地確定。^。項例如能夠由與等式(10)類 似地確定的以下等式來計算
;^0(0 = (1 — 0)*W) [14]
采用該項的比較能夠使用根據(jù)本文所述的方法在一定時間段內(nèi)積分或
濾波的jv。和力。皿中的每個來進行。如上所述，包括預(yù)測轉(zhuǎn)化效率和標稱轉(zhuǎn)化效率的項的上
述確定方法取決于影響轉(zhuǎn)化效率的項。基于從標定結(jié)果、預(yù)測模型或 足以預(yù)測后處理系統(tǒng)的操作的任何其它方法得到的編程函數(shù)關(guān)系來實 時計算確定。附加地或替代地，所述函數(shù)關(guān)系中的一些和全部能夠以 查詢表實施，其中，影響轉(zhuǎn)化效率的因素用作查詢表的輸入。其它因
素，例如少—w，能夠根據(jù)本文所述的方法計算或者存儲在查詢表中。
0052] 使用上述方法來確定離開后處理系統(tǒng)的實際NOx和確定 離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值N O x能夠 一 起用來診斷后處理裝置中的失 效催化劑。如果離開后處理系統(tǒng)的實際NOx大于對于當(dāng)前操作狀況而 言失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx,那么能夠指示失效
劑的示例性信息流。信息流400包括實際NOx確定模塊410、轉(zhuǎn)化效 率模型模塊420、積分診斷閾值模塊430和比較器模塊440。實際NOx 確定模塊410監(jiān)測描述離開后處理系統(tǒng)的NOx的y(t)。將y(t)積分，確 定^(0^項。同時，轉(zhuǎn)化效率模型模塊420監(jiān)測關(guān)于x(t)、TBED(t)、SV(t)
和L，(,)的輸入，且應(yīng)用描述失效裝置的轉(zhuǎn)化效率7^/——,^的標定模型。 能夠由本文所述的方法來確定,w 。 ymaif(t)項描述離開后處理系統(tǒng) 的NOx將指示根據(jù)示例性等式(10 )計算的催化劑失效，且從模塊420 產(chǎn)生并輸出給積分診斷閾值模塊430。積分診斷閾值模塊430根據(jù)等式 (9)在一定時間段內(nèi)應(yīng)用yma^t)的積分，且輸出JV—(,"&項。JV(,)*& 和在比較器模塊440中進行比較。如果JV(^&小于 J"少—W * & ，那么確定催化劑處于正常狀態(tài)。如果J"少(O * &大于J" _ym(# (,) * & , 那么確定催化劑為失效催化刑且產(chǎn)生失效指示。該確定能夠連續(xù)進行，以重復(fù)進行的間隔進行，或者能夠基于類似于發(fā)動機啟動事件的某些 事件啟動。關(guān)于圖4所述的方法包括x(t)或者進入后處理系統(tǒng)的NOx
的測量值。然而應(yīng)當(dāng)注意的是，該項能夠用于產(chǎn)生準確預(yù)測的ymalf<t) 項，以便用于隨后積分。在x(t)項不可用或者確定為不可靠的情況下，
y malf(t)的替代估計值或者J" La// (/) * &能夠另外地被確定以便與jV( ) * ",進
行比較。例如，離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx能夠基于查詢表或詳 述NOx生成量的某些發(fā)動機操作特性產(chǎn)生。這些示例性特性中的一些 在下文詳述虛擬NOx傳感器的操作的段落中描述，且這些因素中的一 些或全部能夠類似地用于取代失效傳感器來估計預(yù)測閾值項。
0054在后處理裝置確定為失效的車輛中能夠在車輛中作出多 種反應(yīng)。例如，警報能夠發(fā)送給操作者，從而指導(dǎo)操作者排定催化劑 的修復(fù)或更換。類似的警報能夠附加地或者替代地存儲在錯誤記錄中 以便由維護技術(shù)人員調(diào)用，或者傳輸給遠程維護服務(wù)商以便遠程使用。 在另一示例中，失效催化劑的指示能夠用于削弱或者停止SCR裝置的 使用，例如，減小注入該裝置的尿素的體積。后處理系統(tǒng)的使用的這 種變化能夠增加地使用后處理系統(tǒng)的其它裝置或者命令調(diào)整發(fā)動機操 作來避免過多的NOx穿過SCR裝置或者未使用的氨的損失。在多于一 個的SCR裝置或催化劑被使用或可用的系統(tǒng)中，失效催化劑能夠被取 消選定，以利于其余起作用的催化劑。能夠想到對失效催化劑作出的 多種反應(yīng)，且本發(fā)明并不打算限于本文所述的具體實施例。多個發(fā)動機傳感器輸入能夠用于量化描述燃燒過程的參 數(shù)。然而，在發(fā)動機內(nèi)發(fā)生的燃燒難以直接監(jiān)測。傳感器可以檢測和 測量進入氣缸的燃料流量和空氣流量，傳感器可以監(jiān)測施加到火花塞 的具體電壓或者處理器可以采集將預(yù)測產(chǎn)生自動點火所需要的狀況的 信息和，但是這些讀數(shù)一起僅僅是燃燒的預(yù)測，而不是測量實際燃燒 結(jié)果。測量實際燃燒結(jié)果的 一 種示例性方法使用在燃燒過程中燃燒室 內(nèi)獲得的壓力測量值。氣缸壓力讀數(shù)提供描述燃燒室內(nèi)的狀況的真實 讀數(shù)?；趯θ紵^程的理解，氣缸壓力可以被分析以估計具體氣缸 內(nèi)的燃燒過程的狀態(tài)，從而在燃燒定相和燃燒強度兩方面描述燃燒。 在已知狀況下已知裝料在已知定時的燃燒在氣缸內(nèi)產(chǎn)生可預(yù)測壓力。 通過描述在一定曲軸角時燃燒的相位和強度，具體燃燒過程的啟動和 進展可以描述為燃燒的估計狀態(tài)。通過估計氣缸的燃燒過程的狀態(tài)， 在燃燒過程中影響NOx生成的因素能夠被確定且可用在NOx生成估計 中使用。
尸皿(e) 尸廣09) 尸層(e)
因而，通過上述等式測量的PR可用于直接描述氣缸內(nèi)的燃燒強度。將 曲軸角9時的PR-1相對于預(yù)期或理論最大PR值-1標準化得到在曲軸
角e時由于燃燒引起的壓力升高與在燃燒過程完成時由于燃燒引起的
預(yù)期總壓力升高的分數(shù)壓力比。該標準化能夠由以下等式表示
= \《MmFrac加函哮) [17]
通過使得可歸因于燃燒的壓力升高等同于燃燒的進展，該分數(shù)壓力比
描述了該具體燃燒過程的燃燒質(zhì)量分數(shù)。通過使用PRM,來自于氣缸 的壓力讀數(shù)可以用于估計該氣缸的燃燒質(zhì)量分數(shù)。
其它方法可以用于估計燃燒質(zhì)量分數(shù)。 一種方法通過基
燃燒室內(nèi)由于燃燒引起的能量變化速率。這種分析集中于熱力學(xué)第一 定律，其闡述在閉合系統(tǒng)中能量的凈變化等于增加到系統(tǒng)的熱和功的
總和。應(yīng)用于燃燒室，燃燒室和氣體的能量增加等于傳遞給燃燒室的 壁和封閉氣體的熱加上燃燒所做的膨脹功。 使用這些經(jīng)典放熱測量來近似燃燒質(zhì)量分數(shù)估計值的示
度dQch/De可以在曲軸角范圍內(nèi)積分，以描述以熱的形式釋放的凈能 量。通過本領(lǐng)域熟知的推導(dǎo)方法，該放熱可以通過以下等式表示
Y包括比熱的比，且根據(jù)在與用于計算信號偏差相對應(yīng)的溫度時和沒有 EGR的情況下空氣的比熱標稱選擇。因而，對于柴油發(fā)動機標稱或初 始丫= 1.365，對于常規(guī)汽油發(fā)動機標稱y= 1.30。然而，這些能夠基于 空氣和當(dāng)量產(chǎn)物的比熱數(shù)據(jù)使用當(dāng)量比ct)的估計值和對于操作狀況而 言指定的EGR摩爾分數(shù)且使用關(guān)系[Y- l+(R/cv)](其中R是通用氣體 常數(shù))和空氣和產(chǎn)物屬性對加權(quán)平均^r逋過U下等式來進行調(diào)整:
^放熱測量來量化Cv(T) = (1.0 _ fEGR) * Cv"T) + ,GR" CvStoichprod(T) [20] ,
所述等式在與為了計算信號偏差而取樣的壓力相對應(yīng)的氣體溫度下估計。
0064不管是通過前述方法還是通過本領(lǐng)域已知的一些其它方 法計算，對于給定曲軸角而言在燃燒過程中釋放的能量的計算可以與 該燃燒過程的預(yù)期或理論總能量釋放進行比較。這種比較產(chǎn)生了用于 描述燃燒定相的燃燒質(zhì)量分數(shù)的估計值。 存在附加方法來分析氣缸壓力信號。已知用于處理復(fù)雜 或帶噪音信號并將所述信號縮減為有用信息的方法。 一種所述方法包 括通過快速傅立葉變換(FFT)進行的頻譜分析。FFT將周期性或重復(fù) 信號縮減為可用于將信號轉(zhuǎn)化成其頻譜的分量的諧波信號總和。 一旦 信號分量被識別，他們可以被分析且可以從該信號獲取信息。 位于燃燒氣缸中或者與燃燒氣缸連通的壓力傳感器的壓 力讀數(shù)含有與在燃燒室內(nèi)發(fā)生的燃燒直接相關(guān)的信息。然而，發(fā)動機 是非常復(fù)雜的機構(gòu)，且除了 PcYL(e)的測量值之外，這些壓力讀數(shù)能夠 包含來自于其它源的多個壓力振動?？焖俑盗⑷~變換(FFT)是本領(lǐng)域 熟l的'數(shù)學(xué)方法。 一種—稱為頻譜-分析的FFT方法-分析復(fù)雜'信亨苴將信
25號分成其分量部分，這些分量部分可以表示為諧波的總和。由f(e)表示
的壓力傳感器信號的頻語分析可以表示如下
附,)"o + (/I, sin一 + A)) + si—W + A)) +... + [2 04w sin(Ato06> + (Z*J)
信號f(e)的每個分量N表示燃燒室內(nèi)壓力的周期性輸入，N個分量中
的每個增加增量，包括信號或較高頻率。試驗分析已經(jīng)表明，由燃燒 和在燃燒過程的各個階段中移動的活塞引起的壓力振動PCYL(e)往往是 第一個最低頻率的諧波。通過分離該第一諧波信號，能夠測量和評估 PcYL(e)。如本領(lǐng)域熟知的那樣，F(xiàn)FT提供關(guān)于每個識別的諧波的振幅 和相位的信息，作為在上述等式中的每個諧波中的(J)項獲得。因而， 第一諧波角或(lM是跟蹤燃燒定相信息的最主要項。通過分析與PCYL
有關(guān)的FFT輸出分量，該分量的定相信息能夠被量化并與預(yù)期定相或
其它氣缸的定相進行比較。這種比較允許測量的定相值被評估且如果 差大于閾值定相差，那么指示警報，從而指示該氣缸的燃燒問題。 通過FFT分析的信息在輸入信號處于穩(wěn)態(tài)時被最有效地 估計。變化的輸入信號的瞬時影響可能在進行的估計中產(chǎn)生誤差。雖 然已知補償瞬時輸入信號的影響的方法，但是本文公開的方法最好在 怠速或者穩(wěn)態(tài)平均發(fā)動機速度狀況下進行，其中排除了瞬時的影響。 在可接受的穩(wěn)態(tài)試驗期間完成該試驗的一種已知方法是獲得樣本并使 用控制模塊中的算法來驗證或者取消在發(fā)動機操作的穩(wěn)態(tài)期間獲得的 試驗數(shù)據(jù)。
0071] 應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然試驗數(shù)據(jù)優(yōu)選在怠速或穩(wěn)態(tài)發(fā)動機 操作時獲得，但是從這些分析獲得的信息能夠由復(fù)雜編程的計算方法 或發(fā)動機模型使用，以實現(xiàn)在發(fā)動機操作的各個范圍內(nèi)的更準確的發(fā) 動機控制。例如，如果在怠速時的試驗和分析表明氣缸編號4具有部 分堵塞的噴射器，那么在不同操作范圍內(nèi)對該氣缸的燃料噴射定時進 行調(diào)整以補償察覺到的問題。 —旦諸如壓力讀數(shù)的測量值是可用的，則能夠計算與燃 燒過程相關(guān)的其它描述性參數(shù)。能夠使用通過使用物理特性和本領(lǐng)域 熟知的關(guān)系來描述燃燒過程的具體特性的子模型，以將氣缸壓力和其 它容易獲得發(fā)動機傳感器項轉(zhuǎn)換成描述燃燒過程的變量。例如，能夠 通過以下等式表示容積效率，即進入氣缸的空氣-燃料裝料與氣缸容量 相比的比值<formula>formula see original document page 27</formula>
RPM (或發(fā)動機速度)通過曲軸速度傳感器容易測量，如上所述。Pim (或進氣歧管壓力)通常測量為與發(fā)動機控制相關(guān)且是容易獲得的項。 、(或流入氣缸的裝料的新鮮空氣質(zhì)量流量部分)也是在發(fā)動機的空
氣進氣系統(tǒng)中通常測量的項，或者能夠替代地從Pim、環(huán)境大氣壓力和
空氣進氣系統(tǒng)的已知特性容易地推導(dǎo)出。能夠從氣缸壓力和其它容易 獲得的傳感器讀數(shù)推導(dǎo)出的描述燃燒過程的另 一 變量是進入氣缸的裝
料流量^。 /^能夠由以下等式確定
<formula>formula see original document page 27</formula>
D等于發(fā)動機排量。R是本領(lǐng)域熟知的氣體常數(shù)。Tim是來自于進氣歧
管的溫度讀數(shù)。能夠從氣缸壓力和其它容易獲得的傳感器讀數(shù)推導(dǎo)出 的描述燃燒過程的另一變量是EGR% (或，排氣改向到排氣再循環(huán)回 路的百分比)。EGR。/o能夠由以下等式確定
<formula>formula see original document page 27</formula>
能夠從氣缸壓力和其它容易獲得的傳感器讀數(shù)推導(dǎo)出的描迷燃燒過程
的叉一變量是CAx，其—中x等子期望分數(shù)壓力比。CAx能，百與上迷 等式(2)密切相關(guān)的以下等式確定<formula>formula see original document page 28</formula>
代入期望分數(shù)壓力比作為Z并求解e得到CAx。例如，CA50能夠由以 下等式確定
<formula>formula see original document page 28</formula>燃燒室內(nèi)的各種溫度也能夠從氣缸壓力和其它容易獲得的傳感器讀數(shù) 估計。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的能夠估計燃燒室內(nèi)對于描述燃燒過程
重要的多個不同溫度。燃燒室內(nèi)的平均溫度T a能夠由以下等式確定
<formula>formula see original document page 28</formula>
Pn^是在燃燒過程中燃燒室內(nèi)實現(xiàn)的最大壓力。PPL是發(fā)生Pmax時的 曲軸角的測量。V(PPL)是在點P皿發(fā)生時氣缸的容積。燃燒室內(nèi)裝料 未燃燒或未燃部分的平均溫度T u能夠由以下等式確定
1 05*/i P— AP d
r" = T^T——""T
(^_) ' [28]
是燃料質(zhì)量流量，且能夠從已知燃料軌道壓力與已知屬性和燃料噴
射器的操作結(jié)合或者從< 和 確定。a和(3是基于發(fā)動機速度和負荷的 標定值，且可以通過試驗、根據(jù)經(jīng)驗、通過預(yù)測、通過建?；蛘咦阋?準確地預(yù)測發(fā)動機操作的其它技術(shù)來產(chǎn)生，且對每個氣缸和不同的發(fā) 動機設(shè)置、狀況或操作范圍，相同發(fā)動機可以使用多個標定曲線。Xs 是具體燃料的當(dāng)量空氣-燃料比且包括本領(lǐng)域熟知的值。Tex是測量的排
氣溫度。Tim和Pim是在進氣歧管處獲得的溫度和壓力讀數(shù)。Pm-AP描 逸工,S!l好在燃燒啟動之前燃燒室內(nèi)的壓力4—.是上Hl熱?？?燃燒室
內(nèi)裝料燃燒或已燃部分的平均溫度Tb能夠由以下等式確定
28r,Z^K"=q^ [29〗
注意到，上述方法通過忽略氣缸壁的熱損失而以本領(lǐng)域熟知的方法簡 化。補償該簡化的方法是本領(lǐng)域熟知的且在本文將不詳細描述。通過 使用前述關(guān)系和推導(dǎo)，氣缸壓力和其它容易獲得的傳感器讀數(shù)能夠用 于確定描述被監(jiān)測的燃燒過程的多個參數(shù)。 如上所述，氣缸壓力讀數(shù)能夠用于描述燃燒室內(nèi)發(fā)生的 燃燒的狀態(tài)，以便用作估計NOx生成的因素。也如上所述，多個其它 因素對于準確地估計NOx生成是重要的。圖9是根據(jù)本發(fā)明描述在一 組給定條件下多個輸入對NOx排放的標準化影響的示例性建模結(jié)果的 圖表顯示。如上所述，已知使用模型模塊和NOx估計模塊而基于發(fā)動 機的已知特性來模擬或估計NOx生成的方法。在該具體示例性分析中， 用于表征燃燒過程的NOx生成的模型能夠由以下等式表征
M)x = AWr(尸max, C450, G4p max^ ￡G/ %, ^T ) [30] 如圖9的圖形結(jié)果所示，多個因素對具有NOx生成不同 的影響。在該組具體狀況下，對所建模的發(fā)動機來說，EGR。/。對NOx 生成具有最大的影響。在這種情況下，通過本領(lǐng)域熟知的方法，將具 體量的排氣通過EGR回路再循環(huán)回到燃燒室中降低了燃燒過程的絕熱 火焰溫度，從而降低了氮和氧分子在燃燒期間暴露的溫度，藉此降低 了 NOx生成速率。通過在各種發(fā)動機操作狀況下研究這些模型，神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)能夠設(shè)置有最有用的輸入，以提供對NOx生成的準確估計。此外， 研究這些模型提供了對于選擇輸入數(shù)據(jù)有用的信息，以最初訓(xùn)練神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)，改變輸入并提供相應(yīng)輸出給傳感器輸入和最可能影響NOx生成 的描述性參數(shù)。 通過上述方法，對于一組發(fā)動機傳感器輸入，能夠產(chǎn)生 NOx生成估計值。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，當(dāng)發(fā)動機在穩(wěn)態(tài)或者接近 穩(wěn)態(tài)搮作時，發(fā)動機搮作的等式和模型預(yù)測通常最有效地起作用。然 而，能夠進行關(guān)于瞬時或動態(tài)發(fā)動機操作對NOx生成估計值或其準確性的影響的觀察和預(yù)測。描述動態(tài)模型或動態(tài)濾波模塊的示例性等式
表示如下
= /(M^,5GWo/o，歲,:Tfl,/tPM) [31]
其中，同時的NOx讀數(shù)和來自于訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出y用于估計 NOx生成的變化。這種變化變量能夠用于累加地估計NOx生成或者能 夠用于檢查或濾波NOx生成估計值。圖14示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明 的產(chǎn)生NOx生成估計值、使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的模型來產(chǎn)生NOx生成估計 值且包括動態(tài)模型模塊以針對動態(tài)發(fā)動機和車輛狀況的影響補償NOx 生成估計值的示例性系統(tǒng)。NOx生成估計系統(tǒng)400包括模型模塊410、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊420和動態(tài)模型模塊430。在動態(tài)或者變化狀況下，在當(dāng) 前操作狀況下最可能影響NOx生成估計值的因素可以通過試驗、根據(jù) 經(jīng)驗、通過預(yù)測、通過建?；蛘咦阋詼蚀_地預(yù)測發(fā)動機操作的其它技 術(shù)來產(chǎn)生。將關(guān)于這些因素的輸入連同來自于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊420的輸 出一起提供給動態(tài)模型模塊430,且來自于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原始輸出能夠基 于動態(tài)模型模塊430所確定的動態(tài)狀況的影響來調(diào)整、濾波、取平均 值、解除優(yōu)先次序或者修改。由此，在估計NOx生成時能夠考慮動態(tài) 發(fā)動機或車輛操作狀況的影響。本發(fā)明已經(jīng)描述了某些優(yōu)選實施例及其變型。本領(lǐng)域技
術(shù)厶員在閱讀和理解說明書以后可以想到L甚它變型^^化。因 ..&，本
30發(fā)明并不限于作為用于實施本發(fā)明的最佳模式公開的具體實施例，本 發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于指示動力系中的失效催化劑的方法，所述動力系包括內(nèi)燃機和具有后處理裝置的后處理系統(tǒng)，所述后處理裝置采用催化劑來轉(zhuǎn)化NOX，所述方法包括監(jiān)測離開后處理系統(tǒng)的實際NOX含量；監(jiān)測影響所述后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素；基于影響轉(zhuǎn)化效率的因素來確定示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOX含量；將離開后處理系統(tǒng)的實際NOX含量和離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOX含量進行比較；和基于所述比較來指示失效催化劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，監(jiān)測影響轉(zhuǎn)化效率的因素 包括監(jiān)測進入后處理系統(tǒng)的NOx含量； 監(jiān)測所述后處理裝置內(nèi)的床溫； 監(jiān)測所述后處理裝置內(nèi)的空間速度；和 監(jiān)測所述后處理裝置內(nèi)的氨存儲量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，監(jiān)測進入后處理系統(tǒng)的NOx 含量包括使用虛擬NOx傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，監(jiān)測離開后處理系統(tǒng)的實 際NOx含量包括監(jiān)測位于所述后處理系統(tǒng)下游的N O x傳感器；基于將來自于所監(jiān)測的位于所述后處理系統(tǒng)下游的NOx傳感器的 數(shù)據(jù)在 一定時間段內(nèi)進行積分來確定離開后處理系統(tǒng)的實際NOx含量； 且其中，確定示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx 含量包括基于影響轉(zhuǎn)化效率的因素來確定離開后處理系統(tǒng)的瞬時預(yù)測閾值 NOx含量；和基于將離開后處理系統(tǒng)的瞬時預(yù)測閾值N O x含量在所述時間段內(nèi) 進行積分來確定離開后處理系統(tǒng)的預(yù)廁兩值NOx含量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，確定示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含量包括使用查詢表。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，確定示例性失效催化劑的 離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含量包括使用編程函數(shù)關(guān)系來計算示 例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，使用編程函數(shù)關(guān)系來計算 示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含量包括基于影響后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素來確定示例性干凈催化劑 的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測標稱NOx含量；通過將示例性干凈催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測標稱NOx含量 除以可標定閾值因素來計算示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù) 測閾值NOx含量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述可標定閾值因素基于 后處理裝置內(nèi)的空間速度和后處理裝置內(nèi)的床溫。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括 監(jiān)測進入后處理系統(tǒng)的NOx含量；且其中，確定示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx 含量包括基于影響后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素來確定后處理裝置的預(yù)測 轉(zhuǎn)化效率；和基于所述預(yù)測轉(zhuǎn)化效率和所監(jiān)測的進入后處理系統(tǒng)的NOx含量來 確定示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括基于所述指示發(fā)送警報給 動力系的操作者。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括基于所述指示調(diào)整動力系 的操作。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，調(diào)整動力系的操作包括命 令發(fā)動機生成較少NOx的操作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，調(diào)整動力系的操作包括操 作后處理系統(tǒng)，使得從失效催化劑承擔(dān)減小的工作。
14. 一種用于指示動力系中的失效催化劑的方法，所述動力系包括 內(nèi)燃機和具有后處理裝畳的后處理系銑-，所迷后處理—裝置采用催化刮來轉(zhuǎn)化NOx，所述方法包括監(jiān)測離開后處理系統(tǒng)的實際NOx含量；監(jiān)測影響所述后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素；基于影響后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素來確定示例性干凈催化劑 的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測標稱NOx含量；將離開后處理系統(tǒng)的實際NOx含量和示例性干凈催化劑的離開后 處理系統(tǒng)的預(yù)測標稱NOx含量進行比較；和如果離開后處理系統(tǒng)的實際NOx含量超過示例性干凈催化劑的離 開后處理系統(tǒng)的預(yù)測標稱NOx含量高于標稱的閾值NOx含量，那么指示 失效催化劑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，監(jiān)測影響轉(zhuǎn)化效率的因素 包括監(jiān)測進入后處理系統(tǒng)的NOx含量； 監(jiān)測所述后處理裝置內(nèi)的床溫； 監(jiān)測所述后處理裝置內(nèi)的空間速度；和 監(jiān)測所述后處理裝置內(nèi)的氨存儲量。
16. —種用于指示動力系中的失效催化劑的系統(tǒng)，所述動力系包括 內(nèi)燃機和具有后處理裝置的后處理系統(tǒng)，所述后處理裝置采用催化劑 來轉(zhuǎn)化NOx，所述系統(tǒng)包括所述后處理裝置；傳感器，所述傳感器設(shè)置成檢測在所述后處理裝置下游的排氣流中 存在的NOx含量；和控制模塊，所述控制模塊監(jiān)測設(shè)置成檢測在所述后處理裝置下游的排氣流中存在的 NOx含量的所述傳感器；監(jiān)測影響后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素； 基于影響轉(zhuǎn)化效率的因素確定示例性失效催化劑的離開后處 理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含量；將來自于設(shè)置成檢測在所述后處理裝置下游的排氣流中存在 的NOx含量的所述傳感器的數(shù)據(jù)和離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NOx含 量進4于比4交；和- 基于所迷比較來指示失效催化斜。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述控制模塊還基于失效催化劑的所述指示來產(chǎn)生指令以改變發(fā)動機的操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述控制模塊還基于失效催化劑的所述指示來產(chǎn)生指令以改變后處理系統(tǒng)的操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用車載診斷算法的后處理裝置NO_X轉(zhuǎn)化效率診斷。一種動力系包括內(nèi)燃機和具有后處理裝置的后處理系統(tǒng)，所述后處理裝置采用催化劑來轉(zhuǎn)化NO_X。用于指示失效催化劑的方法包括監(jiān)測離開后處理系統(tǒng)的實際NO_X含量；監(jiān)測影響所述后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率的因素；基于影響轉(zhuǎn)化效率的因素來確定示例性失效催化劑的離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NO_X含量；將離開后處理系統(tǒng)的實際NO_X含量和離開后處理系統(tǒng)的預(yù)測閾值NO_X含量進行比較；和基于所述比較來指示失效催化劑。
文檔編號F01N11/00GK101655026SQ20091016804
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者C·E·索爾布里格, O·N·亞納基夫, Y·-Y·王 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司