CN103388519B - 选择禁用NOx还原效率诊断的排气诊断控制***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及选择禁用NOx还原效率诊断的排气诊断控制***和方法。一种排气诊断控制***包括测试启用模块、与测试启用模块通信的排气温度管理模块以及构造用于执行用于确定与后处理部件相关联的还原效率的部件管理模块。测试启用模块被构造用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性，并且基于该可靠性选择性地有利于用于确定在后处理部件中的NOx还原的效率的后续测试的禁用。排气温度管理模块被构造用于使用侵入式排气温度管理将后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围。用于确定还原效率的测试包括确定后处理部件的NOx还原效率。

Description

选择禁用NOx还原效率诊断的排气诊断控制***和方法
技术领域
本发明涉及车辆排气***，并且更具体地涉及排气诊断和控制***以及评价和控制后处理部件和过程的性能的方法。
背景技术
在此提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。目前署名的发明人的工作就其在该背景部分中描述的程度以及在其描述在提交时不会以其它方式被认为现有技术的方面，既不明确地也不隐含地认为是破坏本发明的现有技术。
在柴油发动机的燃烧期间，空气燃料混合物通过进气阀输送至气缸并且在其中被压缩和燃烧。在燃烧之后，活塞迫使气缸中的排气进入排气***中。排气可包含氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。
排气处理***可以在一个或多个部件中采用催化剂，该部件被构造用于实现诸如还原氮氧化物(NOx)以产生氮气(N2)和水(H2O)的更可容忍的排气组分的后处理过程。还原剂可以在诸如选择性催化还原(SCR)部件的后处理部件的上游添加到排气中，并且仅仅是举例，还原剂可包括无水氨(NH3)、氨水或尿素，它们中的任一种或全部可以作为细雾喷入排气中。当与排气混合的氨到达后处理部件时，NOx排放物被分解。柴油颗粒过滤器(DPF)可以接着捕集烟灰，并且该烟灰可以在再生循环期间被定期焚化。水蒸汽、氮气和还原后的排放物离开排气***。
为了在后处理部件中保持有效的NOx还原，可以采用一种控制，以便在后处理部件中保持所需量的还原剂(即，还原剂负载)。随着包含NOx的排气穿过后处理部件，还原剂被消耗，并且负载耗尽。所述控制可以利用模型来跟踪和/或预测后处理部件中装载的还原剂的量并且根据需要喷射额外的还原剂，以便为实现诸如还原排气流中的NOx的所需效果而维持合适的还原剂负载。
已经注意到，在维护再生事件之后对诸如SCR催化剂的后处理部件上的还原剂负载的预测可能是不准确的。DPF的维护再生常常在排气温度处于较高水平时进行。由于这样增加的温度，往往有必要维持通过(多个)喷射器、计量阀或其它后处理硬件的还原剂的流量，以便防止热损坏。
虽然还原剂负载模型可以跟踪所喷射的还原剂的量，但该模型可能难以确定在SCR催化剂上实际上积聚了多少还原剂。在与维护再生事件相关联的高温下，还原剂可能随排气流一起带出***或者可能被氧化。因此，可能难以预测在维护再生期间有多少还原剂被氧化或以其它方式在后处理部件中被消耗以及多少可能存留并积聚以便有助于后处理部件的装载。
因此，氨负载的模型估计可能是不准确的，并且因此变得不可靠。特别地，实验表明，在诸如DPF维护再生事件的某些事件发生之后，基于模型的负载估计可能显著偏离后处理部件上的NH3负载的观测水平。因此，基于在后处理部件中的NOx还原效率的测量和评价的诊断过程可能产生错误结果，例如其中在后处理部件上实际上装载比诊断***基于模型的不准确性而假设的更多的还原剂。这样的情况可能造成NH3逃逸，这可能造成某些交互敏感传感器将NH3的存在误解为NOx。类似地，当实际NH3负载显著低于模型估计时，不准确的NH3负载可能造成诊断***评价比预计更差的NOx还原效率，这潜在地导致不准确的诊断和要采取的补救措施的启用。
因此，希望提供用于在当还原剂负载预测的准确度被评价为不可靠时的时间段期间选择性地禁用NOx还原效率诊断以便避免在补救措施不保险时这样的措施的不当启动的***和方法。
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，一种排气诊断控制***包括测试启用模块、与测试启用模块通信的排气温度管理模块以及部件管理模块，该部件管理模块被构造用于在测试启用模块认为在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性在可接受范围内时执行用于确定与后处理部件相关联的还原效率的测试。测试启用模块被构造用于执行用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程，并且基于该可靠性选择性地有利于用于确定在后处理部件中的NOx还原的效率的后续测试的禁用。排气温度管理模块被构造用于使用侵入式排气温度管理将后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围。用于确定还原效率的测试包括确定后处理部件的NOx还原效率。
在本发明的另一个示例性实施例中，一种用于诊断排气***的方法包括：执行用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程；以及基于在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性选择性地有利于用于确定后处理部件中的NOx还原的效率的后续测试的禁用。该过程还包括使用侵入式排气温度管理将后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围。当测试启用模块认为在后处理部件上的还原剂负载的预测水平的可靠性在可接受范围内时，通过确定后处理部件的NOx还原效率而确定与后处理部件相关联的还原效率。
本发明提供下列技术方案。
技术方案1.一种排气诊断控制***，包括：
测试启用模块，其被构造用于执行用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程，以及基于在所述后处理部件上的还原剂负载的估计水平的所述可靠性选择性地有利于用于确定所述后处理部件中的NOx还原的效率的后续测试的禁用；
排气温度管理模块，其与所述测试启用模块通信且被构造用于使用侵入式排气温度管理将所述后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围；以及
部件管理模块，其被构造用于在所述测试启用模块认为在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性在可接受范围内时执行用于确定与所述后处理部件相关联的还原效率的测试，所述用于确定还原效率的测试包括确定所述后处理部件的NOx还原效率。
技术方案2.根据技术方案1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于所述后处理部件的操作条件。
技术方案3.根据技术方案1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于维护再生事件的发生。
技术方案4.根据技术方案1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于加载于所述后处理部件上的未受控制或未知量的氨的较高风险。
技术方案5.根据技术方案1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于在感测的NOx浓度与预测的NOx浓度之间的感测的偏差。
技术方案6.根据技术方案1所述的排气诊断控制***，其中所述用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程包括执行用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程。
技术方案7.根据技术方案6所述的排气诊断控制***，其中所述用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程包括耗尽所述后处理部件上的还原剂负载。
技术方案8.根据技术方案7所述的排气诊断控制***，其中所述用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程包括命令关闭配量直到已经从所述后处理部件将还原剂的负载耗尽至低于预定阈值的水平。
技术方案9.根据技术方案1所述的排气诊断控制***，其中所述测试启用模块被构造用于执行用于评价所述后处理部件中NOx被还原的程度的过程。
技术方案10.根据技术方案9所述的排气诊断控制***，其中所述测试启用模块被构造用于执行用于比较反映所述后处理部件上游的NOx浓度的信息信号与所述后处理部件下游的NOx浓度的信息信号并且确定在所述后处理部件上游的NOx浓度与所述后处理部件下游的NOx浓度之间的差值是否小于或等于预定极限的过程。
技术方案11.一种用于诊断排气***的方法，包括：
执行用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程，以及基于在所述后处理部件上的还原剂负载的估计水平的所述可靠性选择性地有利于用于确定所述后处理部件中的NOx还原的效率的后续测试的禁用；
使用侵入式排气温度管理将所述后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围；以及
当所述测试启用模块认为在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性在可接受范围内时，确定与所述后处理部件相关联的还原效率，所述确定还原效率包括确定所述后处理部件的NOx还原效率。
技术方案12.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于所述后处理部件的操作条件。
技术方案13.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于维护再生事件的发生。
技术方案14.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于加载在所述后处理部件上的未受控制或未知量的氨的较高风险。
技术方案15.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于在感测的NOx浓度与预测的NOx浓度之间的感测的偏差。
技术方案16.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，其中评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性包括执行用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程。
技术方案17.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，其中恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性包括耗尽所述后处理部件上的还原剂负载。
技术方案18.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，还包括恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性，其包括命令关闭配量直到已经从所述后处理部件将还原剂的负载耗尽至低于预定阈值的水平。
技术方案19.根据技术方案11所述的用于诊断排气***的方法，还包括评价所述后处理部件中NOx被还原的程度。
技术方案20.根据技术方案18所述的用于诊断排气***的方法，还包括比较反映所述后处理部件上游的NOx浓度的信息信号与所述后处理部件下游的NOx浓度的信息信号并且确定在所述后处理部件上游的NOx浓度与所述后处理部件下游的NOx浓度之间的差值是否小于或等于预定极限。
当结合附图时，根据本发明的以下详细描述，本发明的上述特征和优点及其它特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
其它特征、优点和细节仅以举例方式出现在实施例的以下详细描述、参考附图的详细描述中，在附图中：
图1是根据本公开的包括排气诊断控制***的发动机控制***的功能框图，该排气诊断控制***在一个或多个触发标准出现时自动地重置；
图2是图1的排气诊断控制***的控制模块的示例性实施的功能框图；
图3示出根据本公开的用于在一个或多个触发标准出现时重置排气诊断控制***的方法；以及
图4示出用于控制后处理部件的催化剂的温度的方法。
具体实施方式
以下的描述实质上仅仅是示例性的并且决不意图限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记标识相似的元件。如本文所用，短语A、B和C中的至少一个应当被解释为是指使用非排他逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解，在不改变本发明的原理的情况下，可以以不同顺序执行方法中的步骤。
如本文所用，术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其它合适的部件。
虽然以下公开内容涉及柴油发动机，但包括直喷发动机的诸如汽油发动机的其它类型发动机可以受益于本文中的教导。
根据本发明的一个示例性实施例，本公开提供了用于在当还原剂负载预测的准确度被评价为不可靠时的时间段期间选择性地禁用NOx还原效率诊断以便避免在补救措施不保险时这样的措施的不当启动的***和方法。用于诊断和控制后处理部件的操作的示例性***和方法评价还原剂负载估计在高风险情况下的可靠性，并且在适当时有利于暂停在诊断控制***和方法将预测并依赖于在这些情况下的还原剂负载时将可能不合适的补救措施。因此，代替进行基于不可信的负载估计的诊断控制措施，***被启用以继续像NOx还原效率无显著变化时那样操作。诊断控制***的正常操作可重新开始，以便一旦可靠性被恢复至负载估计就包括NOx还原效率的更新后的评价。
在表示负载估计的可靠性不可信并且因此存在后处理部件中的实际还原剂负载不能匹配由负载模型预测的负载的足够显著的风险的评价之后，暂停(即禁用)对后处理部件着的NOx还原效率的进一步评价。与不可靠的负载估计的较高风险相关联的触发标准可包括负载大于诸如校准极限的阈值极限的判断。
在一些实施例中，可以通过一直等到重新校准负责产生这些预测的模型而将可靠性恢复至负载估计。这样的重新校准通过建立在后处理部件中或其上的已知还原剂负载而实现。在一些实施例中，这通过首先耗尽后处理部件的还原剂并且随后在对应于高负载模型可靠性和准确度的条件下用还原剂重新装载后处理部件来实现。增加的负载模型可靠性和准确度的条件通常由发动机***在正常操作条件下的操作来表征，使得负载模型可以与经验数据相关。可通过在还原剂配量维持在相对低的水平或完全关闭的情况下操作发动机***来耗尽还原剂。在很少或没有配量的情况下执行再生事件也可能对于可靠地消耗后处理部件中的还原剂负载而言是有效的。当可以可靠地假设还原剂负载在已知水平(例如零)的可接受容限内时，还原剂负载因此被重新建立，并且可以认为模型已被重新校准或以其它方式重置，使得其对还原剂负载的预测是可靠的。
通过比较由上游和下游NOx传感器产生的信息信号以确认在它们的输出之间的任何可检测的差值均在可接受的水平内，可以证实还原剂的充分耗尽。此外或在备选方案中，基于实践经验的算法可用来确定耗尽的程度。例如，对于特定***来说，***的操作可能已充分地表征了还原剂消耗的速率对于某些操作条件可以被理解。因此，该程序对于还原剂负载处于已知水平提供了保证。在NH3负载已被耗尽之后，可以开始正常配量以重建NOx催化剂上的已知NH3负载(即，可通过NH3负载模型可靠地预测)。
在模型已被重校准的情况下，能以提高的准确度和可靠性执行正常控制功能。因此，在评价负载估计的可靠性恢复并且因此后处理部件中的实际还原剂负载在由负载模型预测的负载的可接受容限内的可能性之后，重新开始对后处理部件中的NOx还原效率的评价。如果补救措施随后被诊断控制***认为是合适的，则能以对补救措施有保证的提高的置信度执行它们。
现在参看图1，示意性地示出了柴油发动机***10。柴油发动机***10包括柴油发动机12和排气处理***13。排气处理***13进一步包括排气***14和配量***16。柴油发动机12包括气缸18、进气歧管20、空气质量流量(MAF)传感器22和发动机速度传感器24。空气通过进气歧管20流入柴油发动机12并被MAF传感器22监测。空气被导入气缸18并与燃料燃烧以驱动活塞(未示出)。虽然示出单个气缸18，但可以理解，柴油发动机12可包括额外的气缸18。例如，可以预料到具有2、3、4、5、6、8、10、12和16个气缸的柴油发动机。
作为燃烧过程的结果，在气缸18内部产生排气。排气***14在排气被释放到大气之前处理排气。排气***14包括排气歧管26和柴油氧化催化剂(DOC)28。排气歧管26将离开气缸的排气导向通过DOC28。排气在DOC28内被处理以减少排放。排气***14还包括后处理部件30、温度传感器31、入口温度传感器32、出口温度传感器34和颗粒过滤器(PF)36。在一个示例性实施例中，后处理部件30为选择性催化还原(SCR)部件。
温度传感器31可定位在发动机和DOC18之间。入口温度传感器32位于后处理部件30上游以监测在后处理部件30的入口处的温度变化。出口温度传感器34位于后处理部件30下游以监测在后处理部件30的出口处的温度变化。虽然排气处理***13示出为包括布置在后处理部件30外部的入口温度传感器32和出口温度传感器34，但入口温度传感器32和出口温度传感器34可位于后处理部件30内部以监测在后处理部件30的入口和出口处的排气的温度变化。PF36通过捕集排气中的颗粒(即烟灰)而进一步减少排放。
配量***16包括配量喷射器40，其将还原剂从还原剂源38喷入排气中。还原剂与排气混合并在混合物暴露于后处理部件30时进一步减少排放。混合器41可用来在后处理部件30上游混合还原剂与排气。控制模块42调节并控制发动机***10的操作。
排气流量传感器44可以生成对应于排气***中的排气的流量的信号。虽然该传感器示出为在后处理部件30和PF36之间，但也可以使用排气***内的各种其它位置来进行测量，包括排气歧管下游和后处理部件30上游。温度传感器46生成对应于测量的颗粒过滤器温度的颗粒过滤器温度。温度传感器46可设置在PF36之上或内部。温度传感器46也可位于PF36的上游或下游。
排气***中的其它传感器可包括上游NOx传感器50，该传感器基于排气***中存在的NOx的浓度而生成NOx信号。下游NOx传感器52可定位在PF36下游以测量离开PF36的NOx的浓度。此外，氨(NH3)传感器54生成对应于排气内的氨气的量的信号。NH3传感器54是可选的，但由于在NOx和NH3之间分辨的能力而可用来简化控制***。备选地和/或此外，可以提供烃(HC)源56和HC喷射器58以在到达DOC催化剂的排气中供应HC。
现在参看图2，控制模块42可包括部件管理模块60，该模块用来监测后处理部件30的性能(例如，NOx的转化效率)和/或有利于对后处理部件30的操作进行控制。控制模块42还包括侵入地控制后处理部件30的温度的排气温度管理模块62。
部件管理模块60包括重置模块70和测试启动模块72。如本文所用，术语“侵入式”表示控制模块42改变超出操作条件的发动机的控制以允许进行测试。测试启动模块72在触发事件(例如，之前的NOx还原效率测试的最新故障或经过规定的时间段或另一里程碑和/或其它补救措施的进行)发生之后在后处理部件中启动侵入式NOx还原效率测试。
侵入式测试启动模块72发送信号至排气温度管理模块62以便在后处理部件中的NOx还原效率测试之前启动后处理部件的侵入式温度控制。测试启用模块74确保在启动测试或控制功能之前满足启用条件。
排气温度管理模块62包括计算后处理部件的温度的后处理部件温度计算模块76。温度计算模块76可基于入口温度传感器32、出口温度传感器34、模型或任何其它合适的方法而计算后处理部件的温度。仅仅是举例，温度计算模块76可基于来自入口温度传感器32和出口温度传感器34两者的值而计算后处理部件的温度。仅仅是举例，温度计算模块76可基于入口温度传感器32和出口温度传感器34的平均值或加权平均值而计算该温度。
控制模块42、部件管理模块60和/或排气温度管理模块62可包括操作参数调整模块78，其在侵入式NOx还原效率测试之前调整其它操作参数。例如，诸如配量、还原剂负载、EGR和/或其它条件的其它操作参数也可以在侵入式NOx还原效率测试之前在对应窗口内调整。
控制模块42包括车辆速度限制模块80，该模块在NOx还原效率落在预定阈值以下之后限制车辆速度。控制模块42还包括加燃料控制模块82，该模块确定燃料量、燃料喷射正时、后喷射等。当在侵入式NOx还原效率测试模式时，排气温度管理模块62调整加燃料。加燃料调整增加了后处理部件的温度。备选地，烃喷射模块84将燃料喷入DOC催化剂28上游的排气中以生成放热，从而增加后处理部件中的温度。
因此，在一个示例性实施例中，排气诊断控制***68包括测试启用模块74、排气温度管理模块62和排气诊断控制***68。测试启用模块74被构造用于执行用于评价还原剂负载预测的可靠性和/或准确度的过程。在一个示例性实施例中，测试启用模块74被构造用于在高风险情况下(例如，当存在后处理部件中的实际还原剂负载无法匹配由负载模型预测的负载的足够显著的风险时)评价还原剂负载预测中的可靠性和/或准确度。
例如，不可靠的负载估计的较高风险的存在可基于预测负载与诸如校准的极限的阈值极限的比较以及负载大于极限的判断。其它指标可包括与后处理部件30相关联的过度低或高的NOx还原效率的检测、在不远的过去已发生维护再生事件的情况、或者在感测的排气流中的NOx浓度与预测的排气流中的NOx浓度之间的感测的偏差。
此类风险的评价也可以基于发动机或***操作条件。例如，可以得出在操作条件和不准确的负载预测的风险之间的基于数据或基于模型的相关性。为了有利于这样的相关，可以得出并根据经验来表征与不可靠的负载估计的较高风险相关联的条件。例如，在当发动机***在异常或非标准的操作条件下操作使得不存在据此校准负载模型的可靠的数据(例如，经验数据、理论数据)时的时间段之后，风险可以被表征为不合理地高。
排气温度管理模块62被构造用于使用侵入式排气温度管理将后处理部件30的温度选择性地调整至预定温度范围。因此，示例性的排气温度管理模块62可以被构造用于恢复模型负载估计的可靠性和/或准确度。例如，示例性的排气温度管理模块62可以执行用于将还原剂负载可靠地耗尽至低于预定阈值的水平并随后建立在后处理部件30上的还原剂的已知浓度的过程。用于耗尽还原剂负载的过程可包括执行再生事件。用于耗尽还原剂负载的过程也可包括命令停止配量直到来自后处理部件30的还原剂的负载耗尽至低于预定阈值的水平。
部件管理模块60被构造用于在被命令执行NOx还原效率测试时这样做。NOx还原效率测试包括确定与后处理部件30相关联的NOx还原效率。部件管理模块60还有利于在测试启用模块74认为禁用或暂停执行NOx还原效率测试适当时的任何时候暂停或禁用NOx还原效率测试。在一个示例性实施例中，测试启用模块74执行用于在任何时候产生与不可靠的负载估计的升高的风险的评价有关的某些标准时有利于暂停NOx还原效率测试的过程。因此，结合风险的评价，测试启用模块74量化风险并将其与阈值极限相比较。当超出极限时，测试启用模块74或者在被命令时向部件管理模块60发信号以暂停NOx还原效率测试的执行，或者避免向部件管理模块60发信号执行NOx还原效率测试。当未超出极限时，测试启用模块74或者向部件管理模块60发信号以继续或重新开始执行NOx还原效率测试，或者避免向部件管理模块60发信号暂停NOx还原效率测试。
测试启动模块72被构造用于执行用于评价后处理部件30中NOx被还原的程度的过程。测试启动模块72被构造用于执行用于评价后处理部件30的还原剂已被耗尽的程度的过程或用于执行用于比较反映后处理部件30上游的NOx浓度的信息信号与后处理部件30下游的NOx浓度的信息信号并且确定后处理部件30上游的NOx浓度与后处理部件30下游的NOx浓度之间的差值是否小于或等于预定极限的过程。
现在参看图3，控制开始于100处，在该处基于一个或多个规定条件的满足情况而确定是否需要执行侵入式NOx还原效率测试或另一部件诊断测试。仅仅是举例，侵入式后处理部件诊断测试(其也可以用来推断还原剂质量)可以在车辆被置于限速模式和/或在故障后采取其它补救措施以通过之前的NOx还原效率测试之后执行。
如果100为否，则控制在102处以正常模式进行。如果100为是，则控制在104处继续并确定第一组条件是否是可接受的以运行测试。仅仅是举例，第一组条件可包括确保未执行PF36的再生。PF再生通常在PF36中堆积烟灰时进行。另外，第一组条件可包括确保未执行适应修改。当后处理部件存在问题，使得在下游NOx传感器测量值与基于模型的预计NOx水平之间的差值超出预定容限水平时，进行适应修改。此外，该组条件包括与后处理部件相关联的负载模型预测的可靠性的评价。代替这些条件或除了这些条件之外，可以在第一组条件中使用其它条件。
如果104为否，则控制返回到100。如果104为是，则控制在106处继续并且可选地禁用排气再循环(EGR)。可选地，控制可以执行用于恢复负载模型估计的可靠性的过程。在一个示例性实施例中，可靠性可通过耗尽和重新建立负载来恢复。因此，在107处，控制致动用于耗尽还原剂负载以建立在后处理部件上的可靠还原剂负载的过程。用于耗尽还原剂负载的过程包括命令以降低的水平(例如关闭)进行配量，直到已经从后处理部件充分地耗尽还原剂负载(即，算法确定后处理部件上的还原剂负载已耗尽至小于预定阈值的水平)。可选地，可以启动再生测试，以便更快速地耗尽还原剂负载。通过比较由上游和下游NOx传感器产生的信息信号以确认在它们的输出之间的任何可检测的差值均在可接受的水平内，可以证实还原剂的充分耗尽。此外，可以观察负载模型，以便确保其表明后处理部件被卸载。在一个示例性实施例中，卸载可以花费最多30分钟。在还原剂负载已耗尽，和/或耗尽被预测或证实之后，配量可以重新开始以在后处理部件上重现建立已知(即，可由还原剂负载型号可靠地预测的)负载。之后，可以重新开始正常配量。
在108处，就负载预测而言只要已评价可接受水平的准确度和/或可靠性，控制就致动侵入式NOx还原效率测试以实现后处理部件的预定温度范围。控制还在108处开启配量。在112处，控制确定在后处理部件(即催化剂)30上是否存在足够的还原剂负载以及负载估计是否为可靠的。可以利用延时来确保已可靠地重新建立足够的还原剂负载，以便可靠地提供NOx转化的可预测且可接受的水平。
如果112为否，则控制等待，直到存在对后处理部件上的还原剂负载的充分且可靠的估计。在114处，控制确定是否已满足第二组启用条件。仅仅是举例，第二组启用条件可包括下列条件中的一个或多个：排气流量在预定范围内；上游NOx质量流量在预定范围内；上游NOx浓度在预定范围内和/或NOx传感器做好准备，以及对于负载模型预测的可靠性的可接受水平。在第二组启用条件中可以包括其它条件。
在118处，控制测量后处理部件中的NOx转化/还原过程的效率。在120处，控制生成随上游和下游累积的质量变化的NOx还原(即，转化)过程的效率。在124处，控制生成随上游NOx、排气质量流量和后处理部件温度而变化的效率阈值。效率阈值可表示为百分比。
在128处，控制确定NOx转化过程的效率是否大于或等于效率阈值。如果128为是，则控制在130处宣布批准状态(这可以被解释为用信号通知基于可接受的NOx还原效率的可接受的还原剂质量和/或后处理部件操作)。如果128为否，则控制在132处宣布不可接受的条件(这可以被解释为基于不可接受的NOx还原效率的不可接受的还原剂质量和/或不可接受的后处理部件操作)。在宣布不可接受的条件的情况中，可以采取补救措施，例如亮起警示灯或引发对后处理部件和/或发动机和/或车辆的操作方式的修改。在宣布批准状态时，控制从130继续134并且禁用可能造成侵入式测试的开始的任何故障模式。例如，结束车辆速度限制模式和/或其它补救措施。控制从132和134继续至140，其中控制结束侵入式排气温度管理并启用EGR(如果先前被禁用)。
现在参看图4，示出了侵入式排气温度管理方法。在146处，控制确定侵入式NOx还原效率测试是否正在运行。如果146为否，则控制返回到146。如果146为是，则控制在148处继续，其中控制确定后处理部件温度是否在预定温度范围内(例如，在最小温度TLo和最大温度THi之间)。
如果148为是，则控制返回到146。如果148为否，则控制在152处确定后处理部件温度是否大于最小温度TLo。如果152为否，则控制以任何合适的方式增加排气温度。例如，可通过改变加燃料(燃料量、燃料喷射正时、后喷射等)、气流量(进气节流、EGR阀、和/或涡轮增压器叶片位置)和/或通过在154处开始或增加HC喷射而增加排气温度。控制返回到146。
如果152为是，则控制在156处确定后处理部件温度是否小于最大温度THi。如果156为否，则控制以任何合适的方式降低排气温度。例如，在158处可通过改变加燃料(燃料量、燃料喷射正时、后喷射等)、气流量(进气节流、EGR阀、和/或涡轮增压器叶片位置)和/或通过停止或减少HC喷射而增加排气温度。控制返回到146。如果156为是，则控制返回到146。
因此，用于诊断排气***的方法包括评价后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性(步骤107)。该方法还包括基于负载预测的可靠性的评价而有利于暂停和/或重新开始NOx还原效率。此外，该方法包括使用侵入式排气温度管理将后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围(步骤108)和执行包括确定与后处理部件相关联的NOx还原效率在内的NOx还原效率测试(步骤118)。排气温度可以例如通过调整排气中的燃料水平而被控制。用于评价还原剂负载的可靠性的过程(步骤107)可包括用于例如通过执行再生事件而恢复所述估计可靠性的过程。用于恢复可靠性的过程也可包括命令停止配量直到来自后处理部件的还原剂的负载已耗尽至低于预定阈值的水平。
该方法也可包括评价NOx在后处理部件中被还原的程度和/或评价来自后处理部件的还原剂已耗尽的程度(步骤118)。该方法也可包括比较反映后处理部件上游的NOx浓度的信息信号与后处理部件下游的NOx浓度的信息信号并且确定在后处理部件上游的NOx浓度与后处理部件下游的NOx浓度之间的差值是否小于或等于预定极限。
通过评价对后处理部件的NH3的负载的预测的可靠性，且在任何时候负载估计的可靠性不可信时禁用NOx还原效率测试，并且进一步通过提供恢复负载模型估计的可靠性且随后重新开始NOx效率测试的能力，控制能可靠地确保NH3负载估计是准确的，并且能确保后处理诊断测试在有利于可靠地知道后处理催化剂上存在的NH3负载的时间和条件下进行。这增加了后处理效率诊断的稳健性并且避免不必要的补救措施(例如，警示灯的错误亮起或在已执行DPF维护再生之后关于车辆的过度DEF质量诱因)的不适当的引发。因此，可能能够实现对排放部件、发动机***和车辆的更好的控制，因此可以提高客户满意度，可以降低保修成本并且可以减少混乱。
虽然已经结合示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变，并且可以用等同物替代本发明的要素。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，基于本发明的教导可进行许多修改以适应特定的情况或材料。因此，并非意图将本发明局限于本发明所公开的具体实施例，相反，本发明将包括属于本申请范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种排气诊断控制***，包括：
测试启用模块，其被构造用于执行用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程，以及基于在所述后处理部件上的还原剂负载的估计水平的所述可靠性选择性地有利于用于确定所述后处理部件中的NOx还原的效率的后续测试的禁用；
排气温度管理模块，其与所述测试启用模块通信且被构造用于使用侵入式排气温度管理将所述后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围；以及
部件管理模块，其被构造用于在所述测试启用模块认为在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性在可接受范围内时执行用于确定与所述后处理部件相关联的还原效率的测试，所述用于确定还原效率的测试包括确定所述后处理部件的NOx还原效率。
2.根据权利要求1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于所述后处理部件的操作条件。
3.根据权利要求1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于维护再生事件的发生。
4.根据权利要求1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于加载于所述后处理部件上的未受控制或未知量的氨的较高风险。
5.根据权利要求1所述的排气诊断控制***，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于在感测的NOx浓度与预测的NOx浓度之间的感测的偏差。
6.根据权利要求1所述的排气诊断控制***，其中所述用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程包括执行用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程。
7.根据权利要求6所述的排气诊断控制***，其中所述用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程包括耗尽所述后处理部件上的还原剂负载。
8.根据权利要求7所述的排气诊断控制***，其中所述用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程包括命令关闭配量直到已经从所述后处理部件将还原剂的负载耗尽至低于预定阈值的水平。
9.根据权利要求1所述的排气诊断控制***，其中所述测试启用模块被构造用于执行用于评价所述后处理部件中NOx被还原的程度的过程。
10.根据权利要求9所述的排气诊断控制***，其中所述测试启用模块被构造用于执行用于比较反映所述后处理部件上游的NOx浓度的信息信号与所述后处理部件下游的NOx浓度的信息信号并且确定在所述后处理部件上游的NOx浓度与所述后处理部件下游的NOx浓度之间的差值是否小于或等于预定极限的过程。
11.一种用于诊断排气***的方法，包括：
执行用于评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性的过程，以及基于在所述后处理部件上的还原剂负载的估计水平的所述可靠性选择性地有利于用于确定所述后处理部件中的NOx还原的效率的后续测试的禁用；
使用侵入式排气温度管理将所述后处理部件的温度选择性地调整至预定温度范围；以及
当所述测试启用模块认为在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性在可接受范围内时，确定与所述后处理部件相关联的还原效率，所述确定还原效率包括确定所述后处理部件的NOx还原效率。
12.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于所述后处理部件的操作条件。
13.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于维护再生事件的发生。
14.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于加载在所述后处理部件上的未受控制或未知量的氨的较高风险。
15.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，其中在后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的所述可靠性基于在感测的NOx浓度与预测的NOx浓度之间的感测的偏差。
16.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，其中评价在后处理部件上的还原剂负载的估计水平的可靠性包括执行用于恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性的过程。
17.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，其中恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性包括耗尽所述后处理部件上的还原剂负载。
18.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，还包括恢复在所述后处理部件上的还原剂负载的所述估计水平的可靠性，其包括命令关闭配量直到已经从所述后处理部件将还原剂的负载耗尽至低于预定阈值的水平。
19.根据权利要求11所述的用于诊断排气***的方法，还包括评价所述后处理部件中NOx被还原的程度。
20.根据权利要求18所述的用于诊断排气***的方法，还包括比较反映所述后处理部件上游的NOx浓度的信息信号与所述后处理部件下游的NOx浓度的信息信号并且确定在所述后处理部件上游的NOx浓度与所述后处理部件下游的NOx浓度之间的差值是否小于或等于预定极限。
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