用于進行NOx自診斷測試的系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及用于進行NOx自診斷測試的系統和方法。提供了基于來自NOx傳感器自診斷(SD)測試的結果檢測NOx傳感器劣化的方法和系統。在一個示例中，方法包括：如果在自診斷測試期間經由CAN總線從傳感器接收的輸出在閾值范圍之外，則確定氮氧化物(NOx)傳感器劣化。此外，只有在鑰匙關閉事件后的第一完成的SD測試后所執行的自診斷(SD)測試期間從該傳感器接收的輸出可以被用來確定該傳感器是否劣化，其中該輸出是在該傳感器的溫度低于閾值并且氧濃度在閾值范圍內的條件下產生的。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及車輛排氣系統中的排放的控制。
技術介紹
選擇性催化還原(SCR)催化劑可以在柴油發動機的排氣系統中使用以減少NOx的排放。還原劑(如尿素)可被噴射至SCR催化劑的上游的排氣系統中，并且還原劑和SCR催化劑一起可以將NOx分子化學還原為氮和水，從而限制NOx排放。然而，如果NOx排放控制系統的部件(例如SCR催化劑)劣化，則NOx排放可能增加。NOx傳感器(被配置成測量在排氣系統中的NOx的水平)因此可定位在排氣系統中，以檢測NOx排放控制系統的故障。具體而言，NOx水平的增加可通過NOx傳感器來檢測，該增加可以指示NOx排放控制系統的一個或多個部件的劣化。因此，SCR催化劑的效率以及NOx排放控制系統的其他部件的效率可以通過定位在該排氣系統中的一個或多個NOx傳感器來監測。NOx傳感器還可能變得劣化，并且NOx水平的估計可能變得不精確。結果是，在排氣系統中的NOx下滑可能檢測不到。為了監測NOx傳感器的精確度，該NOx傳感器可以在發動機被關閉的發動機鑰匙關閉事件后運行自診斷(SD)測試。一種這樣的檢測NOx傳感器劣化的嘗試在授予Kowalkowski等的美國專利申請2014/0144126中描述。該公開嘗試通過在發動機后工況期間運行一次或多次SD測試來檢測NOx傳感器劣化。然而，本申請的專利技術人已經認識到使用上述方案的問題。具體地，所公開的嘗試并沒有解決由NOx傳感器估計的對于NOx水平的顯著貢獻。作為一個示例，發動機運行期間噴射到排氣系統的尿素、和/或尿素遞送管路吹掃過程中鑰匙關閉事件后遞送到排氣系統的尿素液滴，可以在發動機鑰匙關閉事件之后保留在排氣系統中。在足夠高的排氣溫度下，尿素在排氣系統中可被轉化為氨。NOx傳感器將氨記錄為NOx，并且因此，NOx水平可能被高估。因此，NOx SD測試的精確度可能隨著排氣系統中排氣溫度和尿素濃度的增加而降低。
技術實現思路
專利技術人在此設計了用于解決上述問題的系統和方法。在一個示例中，上述的問題可以通過以下方法解決，所述方法包括：基于在鑰匙關閉事件之后第一個完成的SD測試后執行的自診斷(SD)測試期間經由CAN總線(bus)從傳感器接收的輸出，確定氮氧化物(NOx)傳感器劣化，條件是在其中所述傳感器的溫度小于閾值、NOx濃度是小于閾值并且氧濃度在閾值范圍內的條件下產生輸出。在另一表示中，上述問題可以通過以下方法解決，所述方法包括：排除發動機鑰匙關閉事件后NOx傳感器的第一完成的自診斷(SD)測試結果，如果排氣溫度是大于閾值、排氣的氧濃度在閾值范圍之外以及排氣的NOx濃度高于閾值中的一者或多者，排除已完成的SD測試的測試結果，否則不排除來自完成的SD測試的測試結果，并且確定該傳感器劣化，條件是未排除的測試結果與參考值相差大于閾值。以這種方式，通過從其中排氣溫度大于閾值，和/或NOx的濃度大于閾值的SD測試排除SD測試結果，SD測試結果的變化可能會降低。換句話講，SD測試結果的精確度可以得到改善。這樣，用于從未劣化的NOx傳感器區分劣化的NOx傳感器的靈敏度可以增加。因此，在排氣系統中的NOx排放控制系統的效率可以提高。應當理解的是提供上面的概述從而以簡化的形式來介紹在具體實施方式中所選擇的那些進一步描述的概念。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，其范圍由隨附權利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于克服以上或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。附圖說明圖1A示出了包括具有排氣處理系統的排氣系統的發動機的示意圖。圖1B示出了用于接收發動機排氣的排氣系統。圖2示出示例NOx傳感器的示意圖。圖3示出了用于確定NOx傳感器是否劣化的示例方法的流程圖。圖4示出了用于在NOx傳感器上進行自診斷(SD)的測試的示例方法的流程圖。圖5示出了用于排除SD測試期間NOx傳感器的輸出以檢測傳感器劣化的增益偏斜低型的示例方法的流程圖。圖6示出了用于排除SD測試期間NOx傳感器的輸出以檢測傳感器劣化的增益偏斜高型的示例方法的流程圖。具體實施方式以下說明涉及的用于執行NOx傳感器自診斷(SD)測試和基于從SD測試的結果確定NOx傳感器是否劣化的系統和方法。柴油發動機(如在圖1中所示的發動機系統)的排氣系統，和如圖1B所示的排氣系統可以包括用于降低NOx排放的選擇性催化還原(SCR)催化劑。SCR催化劑的效率可由定位在SCR催化劑上游和/或的下游的一個或多個NOx傳感器來監測。示例NOx傳感器參照圖2如下所示.然而，NOx傳感器隨著使用可能變得劣化(例如，增益傾斜)，并且因此NOx傳感器可以運行自診斷(SD)測試，以監測其輸出的精確度。用于運行SD測試的示例性方法示于圖4中。來自SD測試的輸出可以根據排氣中的氨的濃度而變化，如氨可以由NOx傳感器記錄為NOx。排氣中的氨濃度可隨著尿素的量和/或排氣溫度的增加而增加。這樣，來自SD測試的輸出可能隨排氣溫度和/或尿素濃度的增加變得越來越發散。因此，來自未劣化的NOx傳感器的輸出以及來自劣化的NOx傳感器的輸出可重疊，并且因此劣化的NOx傳感器可能不被識別。圖5-6示出了用于從其中排氣溫度高于閾值、氧濃度高于閾值，等等的SD測試結果排除輸出的示例方法。以這種方式，來自SD測試的差異或結果的傳播可能會降低。在基于排氣溫度、NOx濃度、氧濃度、以及其中SD測試運行的順序中的一個或多個排除SD測試結果之后，方法(例如圖3中所示的示例性方法)可被執行，以確定NOx傳感器是否劣化。以這種方式，可以識別NOx的劣化，即使在排氣系統中的排氣溫度和/或尿素水平波動的情況下。現在參考圖1A，示出了可以被包括在車輛的推進系統中的多汽缸發動機10中的一個汽缸的示意圖。發動機10可以由控制系統(包括控制器8)通過經由輸入裝置70自車輛操作者72的輸入來至少部分地控制。在本示例中，輸入裝置70包括加速器踏板和用于產生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器74。發動機10的燃燒室(即，汽缸)30可以包括燃燒室壁32，燃燒室壁32具有位于其中的活塞36。活塞36可聯接到曲軸40，從而將活塞的往復運動轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸40可經由中間傳輸系統被聯接到車輛的至少一個驅動輪。另外，起動機馬達可經由飛輪聯接到該曲軸40，以使能進行發動機10的起動操作。燃燒室30可以經由進氣通道42從進氣歧管44接收進氣空氣并且可經由排氣通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣通道48能夠通過相應的進氣門52和排氣門54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實施例中，燃燒室30可包括兩個或更多個進氣門和/或兩個或更多個排氣門。在圖1A所示的示例中，進氣門52和排氣門54可以通過凸輪致動經由各自的凸輪致動系統51和53被控制。凸輪致動系統51和53可各自包括一個或多個凸輪并且可以利用可由控制器8進行操作的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統中的一個或多個，以改變氣門操作。進氣門52和排氣門54的位置可分別通過位置傳感器55和57確定。在替代實施例中，進氣門52和/或排氣門54可以由電動氣門致動控制。例如，汽缸30可以替代地包括經由電動氣門致動控制的進氣門和經由凸輪致動(包括本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，包括：基于鑰匙關閉事件之后的第一完成的SD測試后所執行的自診斷(SD)測試期間從傳感器接收的輸出，確定氮氧化物(NOx)傳感器劣化，條件是所述輸出是在所述傳感器處的溫度低于閾值并且氧濃度在閾值范圍內的條件下產生的。

【技術特征摘要】
2015.06.15 US 14/739,8341.一種方法，包括：基于鑰匙關閉事件之后的第一完成的SD測試后所執行的自診斷(SD)測試期間從傳感器接收的輸出，確定氮氧化物(NOx)傳感器劣化，條件是所述輸出是在所述傳感器處的溫度低于閾值并且氧濃度在閾值范圍內的條件下產生的。2.如權利要求1所述的方法，其中，確定所述NOx傳感器劣化進一步基于從所述傳感器接收的輸出，條件是所述輸出是在NOx濃度低于閾值的條件下產生的。3.如權利要求1所述的方法，其中，所述鑰匙關閉事件包括基于來自車輛操作者經由輸入裝置的輸入而終止發動機中的燃燒循環。4.如權利要求1所述的方法，其中，從所述NOx傳感器接收的所述輸出經由CAN總線從NOx控制模塊接收，其中所述NOx控制模塊與所述NOx傳感器電連通。5.如權利要求1所述的方法，其中，所述NOx濃度和氧濃度基于在所述SD測試期間來自所述NOx傳感器的輸出被估計。6.如權利要求1所述的方法，其中，在所述傳感器處的所述溫度基于來自相對于穿過所述NOx傳感器的排氣的流動與所述NOx傳感器成直線定位的溫度傳感器的輸出。7.如權利要求1所述的方法，還包括：響應于接收的所述SD測試的輸出在閾值范圍之外，確定所述NOx傳感器劣化。8.如權利要求6所述的方法，其中，所述閾值范圍基于所述NOx傳感器相對于選擇性催化還原(SCR)催化劑的定位被確定。9.如權利要求1所述的方法，其中，從所述NOx傳感器接收的所述輸出是對應于所述SD測試的SD測試結果，并且其中所述SD測試結果是由所述NOx傳感器輸出的一個或多個泵送電流與存儲值之間的比率。10.如權利要求1所述的方法，還包括：響應于確定所述NOx傳感器劣化，提醒車輛駕駛員。11.如權利要求1所述的方法，其中，所述完成的SD測試包括以第一模式和第二模式二者運行所述NOx傳感器，所述第二模式在所述第一模式之前，其中所述第一模式包括調節在所述NOx傳感器的空腔中的所述氧濃度到第一水平并且測量所述空腔中的NOx的濃度，并且其中所述第二模式包括調整在所述NOx傳感器的所述空腔中的所述氧濃度到第二水平并且不測量在所述空腔中的NOx的濃度。12.一種方法，包括：排除在發動機鑰匙關閉事件之后的NOx傳感器的第一完成的自診斷(SD)測試結果；如果滿足排氣溫度是大于閾值和排氣中的氧濃度在閾值范圍之外中的一者或多者，排除來自完成的SD測試的測試結果；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：I·K·尤，M·J·V·尼烏斯塔特，G·M·邁耶，
申請(專利權)人：福特環球技術公司，
類型：發明
國別省市：美國;US