CN207879443U

CN207879443U - 用于诊断和维护排气后处理中选择性催化还原剂的和装置

Info

Publication number: CN207879443U
Application number: CN201820286000.6U
Authority: CN
Inventors: 陈生齐; 张弛; 王攀; 边立强; 闫浩
Original assignee: Cummins Ltd
Current assignee: Cummins Ltd; Cummins Inc
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-09-18
Anticipated expiration: 2028-02-28

Abstract

***和装置包括诊断操作电路。诊断操作电路构造成命令发动机以第一速度运行。诊断操作电路还被构造为响应于发动机的温度达到第一温度阈值而命令发动机以比第一速度更快的第二速度运行。诊断操作电路进一步构造成响应于排气的温度达到第二温度阈值而命令发动机产生至少一个预定的氨‑NOx(ANR)比的排气。诊断操作电路还被构造成确定在与发动机进行排气接收连通的排气后处理***的入口处的入口NOx浓度以及排气后处理***的出口处的出口NOx浓度。诊断操作电路进一步构造成基于确定的入口和出口NOx浓度来确定排气后处理***的选择性催化还原(SCR)催化剂的效率。诊断操作电路进一步构造成基于SCR催化剂的效率提供SCR催化剂的状态。

Description

用于诊断和维护排气后处理***中选择性催化还原剂的*** 和装置

技术领域

本公开涉及排气后处理***。更具体地，本公开涉及用于诊断排气后处理***的选择性催化还原催化剂的***和装置。

背景技术

内燃机排放法规近年来变得越来越严格。全球大部分地区的环境问题促使实施更严格的内燃机排放要求。诸如美国环境保护局(EPA)的政府机构仔细监测发动机的排放质量，并设定所有发动机必须遵守的可接受的排放标准。因此，在发动机上使用排气后处理***来减少排放量正在增加。

排气后处理***部件会易受故障和退化影响。例如，部署在排气后处理***中的选择性催化还原催化剂会退化或变脏。由于部件的故障或退化会对排气后处理***的性能和减排能力产生不利影响，因此需要检测失效或退化的部件。

发明内容

一个实施例涉及一种***。该***包括信号发生器、第一温度传感器、第一比较器、第二温度传感器、第二比较器、NOx浓度传感器、运算器以及第三比较器。上述信号发生器用于向发动机输出运行于第一速度的第一信号。上述第一温度传感器用于感测并输出所述发动机的温度。所述第一比较器的一个输入端连接所述第一温度传感器的输出，所述第一比较器的另一个输入端连接第一温度阈值，所述第一比较器向所述发动机输出运行于第二速度的第二信号,该第二速度大于第一速度。上述第二温度传感器用于感测并输出所述发动机的排气的温度。所述第二比较器的一个输入端连接所述第二温度传感器的输出，所述第二比较器的另一个输入端连接第二温度阈值，所述第二比较器向还原剂输送机构输出输送预定还原剂量的第三信号。上述NOx浓度传感器用于感测并输出在与所述发动机进行排气接收连通的排气后处理***的入口处的入口NOx浓度以及在所述排气后处理***的出口处的出口NOx浓度。上述运算器用于从所述NOx浓度传感器接收所述入口NOx浓度和出口NOx浓度并计算排气后处理***的选择性催化还原(SCR)催化剂的效率。所述第三比较器的一个输入端连接所述运算器的输出，所述第三比较器的另一个输入端接预定效率阈值，所述第三比较器输出指示SCR催化剂健康状态的信号。可以理解，运算器可以包括用于进行加减乘除的加法器、减法器、乘法器和除法器。可以理解，发动机在接收到一个信号后即进入并保持某一状态直到接收到另一个信号。也就是说，发动机在接收到第一信号后运行于第一速度直到接收到第二信号。

在可选实施例中，所述***还包括信号序列发生器，所述第二比较器向所述信号序列发生器输出输送预定还原剂量的第三信号，所述信号序列发生器向所述还原剂输送机构输出输送预定还原剂量序列的信号序列。可以理解，该信号序列可以通过查找表和定时器的组合来实现。

一个实施例涉及一种方法。该方法包括命令发动机以第一速度运行。该方法包括响应于发动机的温度达到第一温度阈值，命令发动机以比第一速度更快的第二速度运行。响应于排气流的温度达到第二温度阈值，所述方法包括以至少一个预定的氨-NOx(ANR)比产生排气。该方法包括确定在与所述发动机进行排气接收连通的排气后处理***的入口处的入口NOx浓度以及在所述排气后处理***的出口处的出口NOx浓度。该方法包括基于确定的入口NOx浓度和出口NOx浓度来确定排气后处理***的选择性催化还原(SCR)催化剂的效率。该方法包括基于SCR催化剂的效率提供SCR催化剂的状态。

一个实施例涉及一种装置。该装置包括诊断操作电路。诊断操作电路构造成命令发动机以第一速度运行。诊断操作电路还被构造为响应于发动机的温度达到第一温度阈值而命令发动机以比第一速度更快的第二速度运行。诊断操作电路进一步构造成响应于排气的温度达到第二温度阈值而命令发动机产生至少一个预定的氨-NOx(ANR)比的排气。诊断操作电路还被构造成确定在与发动机的排气接收连通中的排气后处理***的入口处的入口NOx浓度以及排气后处理***的出口处的出口NOx浓度。诊断操作电路进一步构造成基于确定的入口和出口NOx浓度来确定排气后处理***的选择性催化还原(SCR)催化剂的效率。诊断操作电路进一步构造成基于SCR催化剂的效率提供SCR催化剂的状态。

一个实施例涉及一种***。该***包括控制器，控制器构造成命令发动机以第一速度运行。控制器进一步构造为响应于发动机的温度达到第一温度阈值而命令发动机以比第一速度更快的第二速度运行。控制器进一步构造成响应于排气的温度达到第二温度阈值而命令发动机产生至少一个预定的氨-NOx(ANR)比的排气。控制器进一步构造成确定在与发动机的排气接收连通中的排气后处理***的入口处的入口NOx浓度以及排气后处理***的出口处的出口NOx浓度。控制器进一步构造成基于确定的入口和出口NOx浓度来确定排气后处理***的选择性催化还原(SCR)催化剂的效率。控制器进一步构造成基于SCR催化剂的效率提供SCR催化剂的状态。

这些和其他特征连同其组织和操作方式将从以下结合附图的详细描述中变得显而易见。

附图说明

图1是根据示例实施例的车辆示意图，该车辆包括具有控制器的排气后处理***。

图2是根据示例实施例的图2的车辆的控制器的示意图。

图3示出了根据示例实施例的排气进气挡板。

图4和图5示出了基于NOx还原效率确定SCR催化剂的健康状况的方法的流程图。

图6是示出在图4和图5方法期间的温度-时间曲线图，该曲线图示出车辆的选择性催化还原***的入口温度。

具体实施方式

以下是对用于确定车辆的SCR***的选择性催化还原(SCR)催化剂的状态(例如健康或不健康)的方法、装置和***的各种概念和实施例的更详细描述。由于所描述的概念不限于实施例的任何特定方式，因此下文介绍的各种概念可以以任何数量的方式来实现。主要为说明目的而提供具体实施例和应用的示例。

总体参照各附图，本文描述的各种实施例涉及车辆的排气后处理***(例如排气处理器)的选择性催化还原(SCR)***的健康诊断的***和方法。作为简要概述(本文更全面地描述)，一些柴油发动机排气后处理***包括SCR***。SCR***包括SCR催化剂，该SCR催化剂设计成将排气中的氮氧化物(NOx)还原为氮气和其他污染较少的化合物。为了实现这种还原，在排气到达SCR***之前，将诸如氨或尿素的还原剂喷入排气流中。在SCR催化剂上，NOx与还原剂反应形成双原子氮(N₂)和水。这种NOx至N₂和水的还原减少了排气流中的NOx浓度。在一些实施例中，SCR***包括氨氧化(AMOx)***，其包括AMOx催化剂，AMOx催化剂用于将排气流中任何残留的氨和/或尿素还原成N₂、水和其它危害较小的化合物。因此，SCR***减少了在排气流中释放的NOx量，使得大量的NOx(和/或还原剂)不会通过后处理***的尾管排放到环境中。

本公开涉及用于确定车辆的SCR***中SCR催化剂的健康状态的***和方法。本公开的一些实施例可以包括进气挡板，进气挡板与确定SCR催化剂的健康状态的方法一起使用。在包括进气挡板的实施例中，进气挡板附接到排气后处理***的进气歧管。然后命令发动机(例如，由车辆的控制器命令)以空转模式运行。命令发动机在空转模式期间以低于额定值的速度运行以加热发动机。在一些实施方式中，命令发动机在空转模式期间以约1500转/分钟(rpm)的速度运行。在一些实施例中，控制器基于离开发动机的发动机冷却剂的温度确定发动机是暖的。在一些实施例中，当发动机冷却剂的温度大约为75摄氏度(℃)时，控制器确定发动机是暖的。响应于确定发动机冷却剂的温度(其指示发动机温度)约为75(℃)，命令发动机增加到其额定速度。在一些实施例中，额定速度约是2200rpm-2500rpm。当发动机达到额定转速时，采集SCR***的入口温度和SCR***入口处的NOx浓度。停止还原剂配给过程。发动机以额定速度运行直至进入排气后处理***的排气处于排气后处理***的SCR催化剂可有效运作的温度范围内。在一些实施例中，排气后处理***的SCR催化剂在约250℃-约300℃有效运作。

响应于排气后处理***的温度达到SCR催化剂的有效运作范围(例如，在一些实施方式中约250℃-300℃)，控制器向还原剂输送机构提供配给指令以在排气流进入SCR***之前将还原剂添加到排气流以产生具有各种氨-氮氧化物比率(ANR)的排气。氨与NOx以1：1化学计量比反应，因此在ANR 1.0时，基本上没有NOx离开尾管。在一些实施例中，基于SCR催化剂入口处和/或入口附近的NOx浓度、根据先前配给的存在于排气流中的氨量、SCR催化剂出口处和/或出口附近的NOx浓度、NOx转化效率以及根据各种已知方法论的各种其他参数，确定在ANR处产生排气所需的还原剂的配给量。可以使用物理传感器或虚拟传感器来确定SCR入口处和/或入口附近的NOx浓度以及SCR出口处和/或出口附近的NOx浓度。

在一个实施例中，控制器命令配给***提供还原剂的预定配给排序以产生具有预定ANR排序的排气。例如，控制器可以命令还原剂输送机构将还原剂输送到排气流，使得排气在排气流进入SCR***之前顺序地具有0.5、0、0.8、0、1.0和0的ANR。控制器接收离开SCR***的排气流中的NOx浓度并计算对于每个ANR配给的SCR***的效率。如果任何一个效率下降到低于预定的低NOx转化阈值，则控制器确定SCR催化剂需要再生或更换。在一些实施例中，预定的低NOx转化阈值是30％。然后控制器将SCR***的计算效率与每个ANR的SCR***的预期NOx转化效率进行比较。SCR***的预期NOx转化效率是指示每个ANR的健康催化剂的百分比效率。例如，在一些实施例中，预期的NOx转化效率对于0.5的ANR为50％、对于0.8的ANR为80％以及对于1的ANR为100％。响应于确定计算效率对于0.5、0.8和1.0的ANR在预定效率阈值的10％内，控制器确定SCR催化剂是健康的。响应于确定计算效率对于0.5、0.8和1.0的ANR远离预定效率阈值超出预定转换效率阈值，则控制器确定SCR催化剂处于退化状态或变脏状态。在一些实施例中，预定转换效率阈值是10％。在控制器以0.5、0.8和1.0的ANR运行配给***后，控制器命令发动机返回到空转状态。然后进气挡板从车辆的进气歧管移除。

在任何公开的实施例中，术语“大约”可以用指定的“百分比内”代替，其中百分比包括0.1％，1％，5％和10％。

如图1所示，根据一示例实施例，车辆10包括发动机***14、控制器26和操作员输入/输出(I/O)装置30，发动机***14包括与排气处理器或排气后处理***22排气接收连通的发动机18。根据一个实施例并如图所示，发动机18被构造为利用柴油燃料的压燃式内燃(IC)发动机。在内燃机18内，来自大气的空气与燃料结合并燃烧，从而为发动机提供动力。燃料和空气在发动机18的压缩室中的燃烧产生排气，排气可操作地排到进气歧管34和排气后处理***22。

返回图1，排气后处理***22包括具有SCR催化剂50的选择性催化还原(SCR)***46。在一些实施例中，后处理***22可以进一步包括柴油颗粒过滤器(DPF)38、柴油氧化催化剂(DOC)42和氨氧化(AMOx)催化剂54。SCR***46还包括还原剂输送机构，该还原剂输送机构具有柴油排气流体(DEF)源58，该柴油排气流体源58经由DEF管线64将DEF供应给DEF配给机构62。

在排气流动方向上，如方向箭头66所示，排气从发动机18流入排气歧管68，并进入排气后处理***22的入口管道70。在包括DPF 38和DOC 42的实施例中，排气从入口管道70流入DOC 42并且离开DOC 42进入排气管道的第一部分74A。排气从排气管道的第一部分74A流入DPF 38并离开DPF 38进入排气管道的第二部分74B中。排气从排气管道的第二部分74B流入SCR催化剂50并且离开SCR催化剂50进入到排气管道的第三部分74C中。当排气流经排气管道的第二部分74B时，其通过DEF配给机构62被周期性地配给DEF。因此，排气管道的第二部分74B充当分解室或分解管以促进DEF分解成氨。在包括AMOx催化剂54的实施例中，在排气从排气后处理***22排出之前，排气从排气管道的第三部分74C流入AMOx催化剂54并且离开AMOx催化剂54进入出口管道78。在不包括DPF38和DOC 42的实施例中，排气从排气歧管68流向SCR催化剂50。基于前文，在所示实施方式中，SCR催化剂50位于AMOx催化剂54的上游。然而，在替代的实施例中，排气后处理***22的各部件的其他布置也是可能的(例如，AMOx催化剂54可以从排气后处理***22被排除)。

如上所述，在该示例构造中，SCR***46包括具有还原剂(例如DEF)源、泵(未示出)和输送机构或配给机构62的还原剂输送机构。还原剂源可以是能够保留还原剂的容器或罐，还原剂例如是氨(NH₃)、DEF(例如尿素)或柴油。还原剂源与泵进行还原剂供应连通，该泵被配置为经还原剂输送管线将来自还原剂源的还原剂泵送到输送机构62。输送机构62位于SCR催化剂50的上游。输送机构62可选择性地控制(例如，通过控制器26控制)以在排气流进入SCR催化剂50之前将还原剂直接喷射到排气流中。如本文所述，控制器26被构造成控制输送至排气的还原剂的时间和量。更具体地，控制器26构造成控制输送到排气的还原剂量以产生具有预定的氨-NOx比(ANR)或预定ANR排序的排气。在一些实施例中，还原剂可以是氨或DEF，其分解产生氨。如上文简述，氨在SCR催化剂50的存在下与NOx反应以将NOx还原成较少有害的排放物，例如N₂和H₂O。排气流中的NOx包括NO₂和NO。通常，在存在NH₃的情况下通过由SCR催化剂50的催化成分驱动的各种化学反应，将NO₂和NO都还原成N₂和H₂O。

SCR催化剂50可以是本领域已知的各种催化剂中的任何一种。例如，在一些实施例中，SCR催化剂50是钒基催化剂，并且在其它实施例中，SCR催化剂50是沸石基催化剂，例如Cu沸石催化剂或Fe沸石催化剂。在一个代表性的实施例中，还原剂是尿素水溶液并且SCR催化剂50是钒基催化剂。

在一些实施例中，SCR催化剂50的效率取决于温度，这意味着SCR催化剂50在与其他温度范围相比的各种温度范围下更有效地将NOx还原到有害性较低的排放物。例如，在一些实施例中，在较高的温度下SCR催化剂50更有效地将NOx还原成有害性较低的排放物。在一些实施例中，在低于SCR催化剂50的低温阈值的温度下，SCR催化剂50可能不会有效地将排气中的NOx转化成有害性较低的排放物。在一个代表性地实施例中，在约250℃和300℃之间的温度下，SCR催化剂50更有效地将NOx还原为有害性较低的排放物。因此，在这样的实施例中，低温阈值至少为250℃。

AMOx催化剂54可以是构造成与氨反应以主要产生氮的各种流通式(flow-through)催化剂中的任何一种。如上文简述，AMOx催化剂54构造成去除已经滑过或离开SCR催化剂50而与排气中的NOx未反应的氨。在某些情况下，排气后处理***22可以在具有或不具有AMOx催化剂54的情况下操作。此外，尽管图1中的AMOx催化剂54示为与SCR催化剂50分离的单元，但在一些实施例中，AMOx催化剂54可与SCR催化剂50整合，例如，AMOx催化剂54和SCR催化剂50可位于相同的壳体内。

诸如NOx传感器和温度传感器的各种传感器可以策略性地设置在整个排气后处理***22中，并且可以与控制器26通信以监测发动机***14的运行状况。就此而言，控制器26可以从一个或多个传感器接收数据。如图1所示，排气后处理***22包括温度传感器86、温度传感器90、NOx传感器94和NOx传感器98。温度传感器86与发动机冷却剂***相关联，用于确定发动机冷却剂***的出口处或出口附近的温度。温度传感器90位于发动机的排气出口与SCR***46的入口之间，用于在排气流进入SCR***46时或排气流进入SCR***46之前确定排气流的温度。NOx传感器94位于SCR***46的入口附近和/或位于SCR***46的入口处，用于确定进入SCR***46的排气流的NOx浓度。NOx传感器98位于SCR***46的出口处和/或出口附近，以确定离开SCR***46的排气流的NOx浓度。

虽然所示的排气后处理***22包括沿排气流路径相对于彼此定位在特定位置中的SCR催化剂50和AMOx催化剂54中之一，但是在其他实施例中，排气后处理***22可以根据需要包括沿着排气流路径相对于彼此定位在任意各种位置中的多于一个的任意各种催化剂。此外，虽然DOC 42和AMOx催化剂54是非选择性催化剂，但在一些实施例中，DOC 42和AMOx催化剂54可以是选择性催化剂。

DOC 42可以具有各种流通式设计中的任何一种。通常，DOC 42被构造成氧化排气中的至少一些颗粒物质，例如烟灰的可溶有机部分，并且将排气中不可燃烧的碳氢化合物和CO还原成对环境危害较少的化合物。例如，DOC 42可以构造成减少排气中的碳氢化合物和CO浓度以满足排气的这些组分的必要排放标准。DOC 42的氧化能力的间接结果是DOC 42将NO氧化成NO₂的能力。以这种方式，离开DOC 42的NO₂水平等于由发动机18产生的排气中的NO₂加上由DOC 42从NO转换的NO₂。

DPF 38可以是各种流通式设计中的任何一种，并被构造成减少排气中的颗粒物质(例如烟灰和灰分)浓度，以满足一种或多种必需的排放标准。DPF 38捕获颗粒物质和其他组分，并且因此需要定期再生以消除捕获的组分。另外，DPF 38可以被配置成独立于DOC 42而氧化NO以形成NO₂。

基于前文，在所示实施例中，DOC 42位于DPF 38和SCR催化剂50的上游，并且SCR催化剂50位于DPF 38的下游和AMOx催化剂54的上游。然而，在替代实施例中，排气后处理***22的各部件的其他布置也是可能的(例如，AMOx催化剂54可以从排气后处理***22排除)。例如，在一些实施例中，排气后处理***22可以包括DOC 42和DPF 38中的一个。在其他实施例中，排气后处理***22可以既不包括DOC 42也不包括DPF 38。在这样的实施例中，车辆部件结合上述原理定位。

图1还示出为包括操作员I/O设备30。操作员I/O设备30可通信地联接控制器26，使得信息可以在控制器26和操作员I/O设备30之间交换，其中信息可以涉及图1的一个或多个部件或控制器26的判断/命令/指令/等(在下面描述)。操作员I/O设备30使车辆的操作员(或另一乘客)能够与控制器26以及车辆的一个或多个部件以及图1的部件通信。例如，操作员I/O设备30可以包括但不限于交互式显示器、触摸屏设备、一个或多个按钮和开关、语音命令接收器等。通过操作员I/O设备30，控制器26可以提供关于本文描述的各操作的各种信息。

控制器26构造成至少部分地控制发动机***14和相关联子***(例如内燃机18和排气后处理***22)的运行。根据一个实施例，在车辆10中含有附图1-2中的各部件。车辆10可以包括公路车辆或非公路车辆，包括但不限于行车、中程卡车(例如小卡车)、坦克、飞机和任何其他采用SCR***的车辆类型。部件之间的通信可以通过任何数量的有线或无线连接。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括因特网、Wi-Fi、蜂窝、无线电等。在一个实施例中，控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任意数量的有线和无线连接。因为控制器26可通信地联接到图1的***和部件。控制器26构造成接收来自图1中所示的一个或多个部件的数据。例如，数据可以包括通过一个或多个传感器接收的温度数据(例如，来自温度传感器86的发动机冷却剂出口附近的发动机冷却剂温度和SCR***46入口处或入口前的排气温度)、NOx数据(例如来自NOx传感器94的进入NOx量和来自NOx传感器98的输出NOx量)、配给数据(例如，从配给机构62输送的配给时间和量)和车辆运行数据(例如发动机转速、发动机温度、发动机冷却剂温度、排气温度等)。作为另一个示例，数据可以包括来自操作者I/O设备30的输入。控制器26的结构和功能进一步参照图2进行描述。

现在参照图2，图2是根据示例实施例示出的图1的车辆的控制器26的示意图。如图2所示，控制器26包括具有处理器106和存储器设备110的处理电路102、诊断操作电路114以及通信接口138，诊断操作电路114包括发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134。通常，控制器26构造成通过将发动机18加热到a)空转模式、b)以额定速度运行时SCR催化剂的有效范围、使SCR***经受在预定ANR系列下的排气、确定SCR催化剂50和/或SCR***46的效率、并且将SCR催化剂50和/或SCR***46的效率与预定的效率阈值进行比较，来确定SCR催化剂的健康状态。在一些实施例中，控制器26在车辆10上机载。在一些实施例中，控制器26与进气挡板142接合并与车辆10(未示出)上机载的控制器进行有线或无线通信(例如，联接)。在其他实施例中，控制器至少部分地体现在远程工具144中。

在一种配置中，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134被实现为机器或计算机可读介质，其可由诸如处理器106的处理器执行。如本文所述以及除其它用途之外，机器可读介质促进特定操作的执行以实现数据的接收和传输。例如，机器可读介质可以提供指令(例如命令等)以例如从特定物理传感器或特定虚拟传感器采集数据。就此而言，机器可读介质可以包括定义数据采集频率(或者数据传输)的可编程逻辑。计算机可读介质可以包括代码，代码可以用任何编程语言编写，包括但不限于Java或等同和任何常规过程编程语言，诸如“C”编程语言或类似编程语言。计算机可读程序代码可以在一个处理器或多个远程处理器上执行。在后一种情况下，远程处理器可以通过任何类型的网络(例如CAN总线等)相互连接。

在另一种配置中，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126，SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134被实现为硬件单元，诸如电子控制单元。如此，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134可以被实现为一个或多个电路组件，包括但不限于处理电路、网络接口、***设备、输入设备、输出设备，传感器等。在一些实施例中，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134可以采取一个或多个模拟电路、电子电路(例如，集成电路(IC)、分立电路、片上***(SOC)电路、微控制器等)、电信电路、混合电路以及任何其他类型的“电路”的形式。就此而言，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134可以包括用于实现或者有助于实现本文所述操作的任何类型组件。例如，本文描述的电路可以包括一个或多个晶体管、逻辑门(例如，NAND，AND，NOR，OR，XOR，NOT，XNOR等)、电阻器、多路复用器、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线等)。诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134还可以包括可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122，NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134可以包括一个或多个存储器设备，用于存储可由诊断操作电路114、发动机操作电路118，配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134的(多个)处理器执行的指令。一个或多个存储器设备和(多个)处理器可以具有与本文关于存储器设备110和处理器106所提供的相同定义。在一些硬件单元配置中，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134可以在地理上分散在车内分离的位置。可选地并且如图所示，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134可以体现在单个单元/壳体上或单个单元/壳体内，其被示出为控制器26。

在所示的示例中，控制器26包括具有处理器106和存储器设备110的处理电路102。处理电路102可以被构造或配置为执行或实施本文关于诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134所描述的指令、命令和/或控制过程。因此，所描述的配置将诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130以及通知电路134表示为机器或计算机可读介质。然而，如上文所述，该说明并不意为限制性的，而本公开可以设想其他实施例，其中诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130以及通知电路134，或诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130以及通知电路134的至少一个电路被配置为硬件单元。所有这些组合和变化都旨在落入本公开的范围内。

处理器106可以被实现为一个或多个通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理组件、或者其他合适的电子处理组件。在一些实施例中，一个或多个处理器可以由多个电路共享(例如，诊断操作电路114、发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130以及通知电路134可以包括或以其他方式共享相同的处理器，在一些示例的实施例中，该处理器可以执行经由存储器的不同区域存储或以其他方式访问的指令)。可选地或另外地，一个或多个处理器可以被构造为独立于一个或多个协处理器来实现或以其他方式执行某些操作。在其他示例实施例中，两个或更多个处理器可以经由总线联接以实现独立、并行、流水线或多线程指令执行。所有这些变化都旨在落入本公开的范围内。存储器设备110(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储器等)可以存储数据和/或计算机代码，有助于本文描述的各种方法。存储器设备110可以可通信地连接到处理器106以向处理器106提供计算机代码或指令以执行本文描述的至少一些方法。此外，存储器设备110可以是或包括有形的、非瞬态易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储器设备110可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或任何其他类型的用于支持本文描述的各种活动和信息结构的信息结构。

通信接口138可以是/包括有线或无线接口(例如插孔、天线、发射器、接收器、收发器、导线端子等)的任何组合，用于与各种***、设备或网络140进行数据通信。例如，通信接口138可以包括用于经由基于以太通信网络来发送和接收数据的以太网卡和端口和/或用于经由无线通信网络进行通信的Wi-Fi收发器。通信接口138可以被构造为经由局域网或广域网(例如，因特网等)进行通信并且可以使用各种通信协议(例如，IP、LON、蓝牙、ZigBee、无线电、蜂窝、近场通信等)。

控制器26的通信接口138可促进控制器26与车辆的一个或多个组件(例如车辆子***(诸如发动机***14、排气后处理***22)的部件、操作员I/O设备30、传感器等)之间的通讯。控制器26与车辆组件之间的通信可以经由任何数量的有线或无线连接(例如，IEEE802等下的任何标准)。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括因特网、Wi-Fi、蜂窝、蓝牙、ZigBee、无线电等。在一个实施例中，控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线可以包括任何数量有线和无线连接,以提供信号、信息和/或数据交换。CAN总线可以包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以到外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)的连接。

诊断操作电路114构造成对发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130以及通知电路134进行命令，以确定SCR催化剂50的健康状态。远程工具144可以包括远离车辆10的计算设备。在控制器26与远程工具144接合的实施例中，控制器26可以联接到车辆10的机载控制器。然后控制器26的诊断操作电路114可命令机载车辆控制器以命令发动机子***确定SCR催化剂50的健康状态。例如，控制器26可命令机载车辆控制器根据发动机操作电路118、配给电路122、NOx转换效率电路126、SCR催化剂状态确定电路130和通知电路134的功能控制发动机子***来确定SCR催化剂50的健康状态。

发动机操作电路118联接到发动机18和与发动机***14接合的至少一个温度传感器86，用于确定发动机***14的温度。在一些实施例中，发动机操作电路118可以接收由位于发动机***中的温度传感器感测的温度。例如，在一些实施例中，温度传感器86被定位和构造成测量发动机冷却剂的温度。在其他实施例中，发动机操作电路118可从虚拟传感器接收指示发动机温度的信息，该虚拟传感器被构造成基于其他感测数据预测发动机温度。发动机操作电路118构造成使发动机18在空转模式和额定速度模式下运行。在空转模式下，发动机18以低于额定速度的速度运行以加热发动机18。在一些实施例中，发动机操作电路118被构造成命令发动机18在空转模式下以约1500转每分钟(rpm)的速度运行。发动机操作电路118接收指示发动机18温度的信息。例如，在一些实施例中，发动机操作电路118接收由传感器86感测的发动机温度(例如发动机冷却剂出口附近的发动机冷却剂的温度)。在其他实施例中，发动机操作电路118可以从虚拟传感器接收指示发动机温度的信息。发动机操作电路118被构造成当发动机18的温度高于指示发动机18变暖的温度阈值时，使得发动机18以额定速度(例如，在额定速度模式下)运行。在一些实施例中，温度阈值是75℃。在一些实施例中，发动机18的额定速度约为2200-2500rpm。

配给电路122被构造成命令发动机18以产生预定的氨-NOx比(ANR)或一系列预定ANR的排气。例如，配给电路122可以在ANR为0(例如基本上无还原剂)至1(例如基本上足够的还原剂以与排气流中的所有NOx反应)之间的范围向排气流提供还原剂(例如DEF)。配给电路122联接到配给机构62并且构造成接收指示SCR***46上游的排气流的NOx浓度的信息。例如，在一些实施例中，配给电路112联接到至少一个传感器94，至少一个传感器94被定位成感测SCR***46上游的排气流的NOx浓度。在其他实施例中，配给电路112可以联接到虚拟传感器，虚拟传感器构造成确定SCR***46上游的排气流的NOx浓度。配给电路122可以基于预期的ANR和SCR***46的入口处或入口附近(例如通过传感器94或虚拟传感器)的NOx浓度、根据先前配给的存在于排气流中的氨量、在SCR***46的出口处和/或出口附近(例如，通过传感器98或虚拟传感器)的NOx浓度、NOx转化效率以及根据各种已知方法的各种其他参数来提供配给命令。配给电路122被构造成根据各种已知方法，确定要注入到排气流中的还原剂配给量以将预定ANR或预定ANR排序的排气提供给SCR***46。配给电路122进一步构造成命令配给机构62将确定配给量的还原剂喷射到排气流中。在配给电路122构造成命令配给机构62向排气流提供还原剂以向SCR***46提供预定排序的ANR的实施例中，配给电路122可以命令配给机构62将还原剂提供给排气流产生0.5、0、0.8、0、1和0的ANR。在配给电路122构造成以预定ANR排序向SCR***46提供排气的实施例中，配给电路122可被构造成在零与非零ANR之间交替。在零与非零ANR之间的交替可以确保或基本上确保来自第一非零ANR的DEF不会滞留在排气流中并影响随后非零ANR中的排气流。在一些实施例中，配给电路122可以进一步包括定时器，并且配给电路122可以命令配给机构62在预定的时间段内向排气流提供还原剂以将排气提供给SCR***46。

NOx转化效率电路126被构造成确定SCR***46(例如SCR催化剂50)在将NOx转化成N2、水和其它对环境危害较小的化合物的效率。NOx转换效率电路126可以接收SCR入口处或入口附近(例如来自传感器94)的排气流的NOx浓度，并接收SCR出口处或出口附近的排气流的NOx浓度(例如来自传感器98)。然后，NOx转换效率电路126可以基于该信息确定SCR***46的效率。本文通常使用术语“NOx转化效率”指由NOx转化效率电路126确定的SCR***46的效率。根据一个实施例，可以按如下确定SCR***46的效率：

其中术语[NOx_入口]是指在SCR***46的入口处或入口附近的NOx浓度，并且术语[NOx_出口]是指在SCR***46的出口处或出口附近的NOx浓度。NOx转化效率提供了SCR催化剂50的健康状况的指示。例如，相对高的NOx转化效率(例如70％以上的效率)表明排气流中存在的大量NOx正在被还原成氮和其他化合物。相对低的NOx转化效率(例如低于30％的效率)表明排气流中的NOx基本上未被转化为氮和其他化合物。在一些实施例中，NOx转换效率电路126被构造成响应于低NOx转化效率落在低NOx转化效率阈值上或低于低NOx转化效率阈值，而确定SCR催化剂需要被替换或再生。在一些实施例中，低NOx转化效率阈值大约为30％。在各种替代实施例中，可以使用其他方法来确定NOx转化效率。

SCR催化剂状态确定电路130被构造为基于NOx转化效率确定SCR催化剂50的状态。具体而言，SCR催化剂状态确定电路130被构造成基于在一个或多个ANR值处确定或估计的NOx转化效率，来确定SCR催化剂50的状态。在操作中和理论上，预期NOx转化效率基本上等于健康的SCR催化剂50的NOx转化效率。例如，0.5的ANR对应于50％的预期NOx转化效率，0.8的ANR对应于80％的预期NOx转化效率，1的ANR对应于100％的预期NOx转化效率。然而，在发动机中，由于诸如SCR催化剂50的操作损失(例如，SCR催化剂50可能不能100％有效地吸附还原剂)、传感器的不准确性读数、温度变化等的因素，NOx转化效率可能与预期的NOx转化效率不同。因此，SCR催化剂状态确定电路130可以通过比较NOx转化效率和预期的NOx转化效率来确定SCR催化剂50的健康状态。在一些实施例中，SCR催化剂状态确定电路130确定NOx转化效率和预期NOx转化效率之间的百分比差。在这样的实施例中，当NOx转化效率和预期NOx转化效率之间的百分比差小于或等于比较阈值时，SCR催化剂状态确定电路130确定SCR催化剂50处于健康状态。当NOx转化效率和预期NOx效率之间的百分比差大于比较阈值时，SCR催化剂状态确定电路130确定SCR催化剂50是不健康状态并且需要替换和/或再生。在一些实施例中，比较阈值大约为10％。

通知电路134被构造为基于由SCR催化剂状态确定电路130确定的SCR催化剂50的状态来提供通知。通知可以对应于故障代码、通知(例如在操作员I/O设备30上)等。该通知指示SCR催化剂50的状态(例如，健康或退化)。例如，操作员可以接收指示SCR催化剂50的健康状态正在起作用以及SCR催化剂50是否需要再生或替换的通知。

图3示出了进气挡板142，进气挡板142可用于确定排气后处理***22的SCR催化剂50的健康状态。进气挡板142可以与进气歧管34的入口接合。进气挡板142构造成减少发动机18达到可脱离空转模式的温度阈值所需的时间量和/或减少发动机18达到SCR催化剂50的有效运作范围所需的时间量。进气挡板142被构造成减小进气歧管34的入口的直径。进气歧管34的入口直径的减小增加了将空气吸入进气歧管34中所需的扭矩。将空气吸入进气歧管34所需的扭矩的增加量需要发动机产生更多的动力以实现额定输出。相应地，增加输入功率和燃料喷射量。增加的输入功率要求和/或增加的燃料喷射量可以导致排气流的温度升高。减小进气歧管34的入口的直径减少进入进气歧管34的气流速率(例如空气的质量流速)。例如，在一些实施例中，气流速率可以是大约40g/s，可以降低到20-30g/s。这种减小的气流速率可以导致排气流中更多的热量，这可减少发动机预热所需的时间量。

进气挡板142包括主体146。如图3所示，主体146大致为圆柱形并且限定了通孔150。在所示实施例中，主体146包括内径152(例如由通孔150限定)和外径154。在所示实施例中，外径约为89mm。构造成接合进气歧管34的入口的凸缘158在主体146的一端附近形成。在所描绘的实施例中，凸缘158是环形(例如，环形)凸缘。在其他实施例中，凸缘158可以具有不同的形状。凸缘158的外径160大致为104mm。在所示实施例中，主体146的长度162(包括凸缘158的长度)约为12mm。主体的长度166(不包括凸缘158)约为8mm。主体146相对凸缘158的一端的外表面相对于主体146的长度成一角度。

图3的插图示出了凸缘158的一部分的细节视图。凸缘158包括上表面174和下表面178。上表面174包括基本成角度部分186。上表面174的直径约为104mm。凸缘158的上表面174的成角度部分186相对于凸缘158的上表面174成角度190。下表面178包括大致成角度部分194。凸缘158的下表面178的成角度部分194相对于凸缘158的下表面178成角度202。在一些实施例中，角度190和202大约为30°。在所示平面视图中，下表面178的成角度部分194的长度比上表面174的成角度部分186的长度短。例如，在所示实施例中，上表面174的相对于成角度部分186之间的距离204大约为99mm。下表面178的相对于成角度部分194之间的距离206大约为100mm。在其他实施例中，角度190可不同于角度202。继续参考图3的插图，在凸缘158和主体146之间延伸的外表面部分208具有大约0.4的曲率半径。应该注意，本文提供的示例值仅用于说明的目的，并且在不脱离本公开的范围的情况下可以对各种尺寸使用任何值。

进气挡板142是与进气歧管34接合的部件，以助于确定SCR催化剂50的健康状况。上述电路114-134和进气挡板142构造成在维护环境内执行。相应地，在图4和图5中描述的诊断方法中，在使用进气挡板142的实施例中，诊断电路控制器基于结合安装的进气挡板142控制发动机，来确定催化剂的健康状况。如此，可以采用使用中的SCR***46(例如部署在车辆上的SCR***46)来执行诊断。在SCR催化剂50被部署在车辆中的同时测试SCR催化剂50的健康状态相对于需要从SCR***46移除SCR催化剂50的方法可以节省相当多的时间。图4和图5描述的方法是非任务测试，这意味着该方法在维护中心(而不是在车辆的任务期间)执行。

现参照图4和图5，根据示例性实施例示出了用于确定排气后处理***22的SCR催化剂50的健康状态的方法。图4和图5描述了控制器26在远程工具144中实施的实施例中确定后处理***22的SCR催化剂50的健康状态的方法。在其他实施例中，当控制器26包括在车辆10中时，该方法可以通过经由I/O设备30接收的指令来执行，该指令被提供给控制器26。

回到图4和图5，在包括进气挡板142的实施例中，进气挡板142安装在排气后处理***22的进气歧管34的入口中，并且控制器26联接至远程工具144(过程214)。然后远程工具142确定是否满足初始测试条件(过程216)。例如，在一些实施例中，如果满足以下条件中的至少一个条件，则远程工具142将不开始确定SCR的健康状态的方法：允许非任务再生、压下离合器制动器和/或维护制动器、未接合驻车制动器、节气门位于预定阈值之上、变速器处于档位和/或传动***(DL)控制器阻止再生、激活取力器(PTO)和控制发动机18速度、压力和/或温度不在预定阈值(OEM阈值)内、车速传感器(VSS)指示发动机18的速度超过预定阈值、延迟器具有DL请求以解除热管理、排气再循环(EGR)和/或可变几何涡轮增压器(VGT)***故障、发动机50不处于允许的控制状态、至少一个发动机保护模式是激活的和/或发动机接近关闭，或发动机没有预热。在确定满足初始测试条件之后，然后发动机操作电路118命令发动机18在空转模式下运行(过程218)。在一些实施例中，发动机操作电路118命令发动机18在空转模式下以大致1500rpm运行。响应于确定发动机冷却剂的温度大于阈值温度，发动机操作电路118命令发动机18以发动机的额定速度运行(过程222)。在一些实施例中，阈值温度是大致75℃。在一些实施例中，发动机的额定速度大致为2200rpm-2500rpm。

响应于发动机18以额定速度运行，配给电路122接收SCR***46的入口处或入口附近的NOx浓度(例如来自传感器86)，并接收排气流在SCR***46入口处或入口附近的温度(例如来自传感器90)。配给电路122停止配给机构62将还原剂加入排气流(过程226)。在一些实施例中，配给电路122存储SCR***46的入口处或入口附近的NOx浓度和SCR催化剂50的温度在存储器设备110中。配给电路122接收SCR***46的入口附近/入口处的排气流的温度(例如来自传感器90)，以确定SCR***46的入口处/入口附近的排气流的温度何时达到SCR催化剂50的低温阈值(过程228)。响应于SCR催化剂50的温度达到SCR催化剂50的有效运作范围的低温阈值，配给电路122命令配给机构62根据预定序列的ANR将还原剂输送至排气流(过程230)。例如，作为过程230的初始步骤，配给电路122接收指示SCR***46的入口处或入口附近的NOx浓度的信息(例如来自传感器94)(过程232)。配给电路122然后基于SCR***46的入口处或入口附近的NOx浓度确定用于在特定ANR处向SCR***46提供排气的还原剂量(过程234)。配给电路122然后命令配给机构62将确定的还原剂量注入进入SCR***46的排气流中以产生特定ANR比的排气(过程236)。在配给电路122包括定时器的实施例中，配给电路122命令配给机构62在一预定的时间段内将预定的还原剂量提供给排气流。配给电路122针对预定ANR排序中的每个ANR重复过程232-236。

回到图4和图5，NOx转换效率电路126确定预定序列ANR的每个ANR的NOx转换效率(过程238)。在一些实施例中，NOx转化效率电路126基于SCR***46的入口处或入口附近的NOx浓度和SCR***46的出口处或出口附近的NOx浓度来确定NOx转化效率。然后SCR催化剂状态确定电路130预测预定序列ANR的每个ANR的NOx转化效率(过程240)。然后SCR催化剂状态确定电路130对于预定序列的ANR中的每个ANR将NOx转化效率与预测NOx转化效率进行比较(过程242)。例如，SCR催化剂状态确定电路130可以对于预定序列ANR中的每个ANR计算NOx转化效率和预期NOx转化效率之间的百分比差。然后SCR催化剂状态确定电路130基于NOx转化效率和预期NOx转化效率的比较来确定SCR催化剂50的状态(过程246)。就此而言，可以将预期NOx转化效率视为阈值或可接受的范围：如果所确定的NOx转化效率低于阈值或可接受的范围超过预定量，则其可以指示脏的或退化的SCR催化剂，而如果NOx转化效率处于可接受的范围内或处于或高于阈值，则其可指示健康的SCR催化剂。就此而言，并且响应于NOx转化效率和预期NOx转化效率的比较值落入比较阈值之下(例如，百分比差小于比较阈值)，SCR催化剂状态确定电路130确定SCR催化剂50是健康的(过程250)。响应于NOx转化效率与预期NOx转化效率(即，阈值)的比较，其中NOx转化效率超过阈值(例如，百分比差值大于比较阈值)，SCR催化剂状态确定电路130确定SCR催化剂50需要更换或再生(过程254)。

响应于SCR催化剂状态确定电路130确定SCR催化剂50的状态，通知电路134向操作员通知SCR催化剂的状态(过程258)。例如，通知电路134可以使用操作员I/O设备30向操作员提供听觉通知、视觉通知和/或通知消息。然后发动机操作电路118使发动机18返回到空转模式(过程262)。在包括进气挡板142的实施例中，进气挡板142从进气歧管34的入口移除(过程266)。然后技术人员可以驱动车辆以清除NOx监测，或者技术人员可以替换或再生SCR催化器50。

在一些实施例中，响应于确定SCR催化剂需要再生，控制器26可被构造成将SCR催化剂50热和化学再生以从SCR催化剂50去除硫沉积物(DeSOx)。在一个实施例中，控制器26可以控制发动机18以在所需的时间段内将排气温度升高或保持在升高的水平，并将发动机速度降低或保持在降低的水平。

图6是根据一些实施例，示出在图4和5的过程期间SCR***46的入口温度(例如由温度传感器90感测)的温度-时间曲线图270。点274-278对应于过程214，其中安装了进气挡板142。在一些实施例中，过程214可能花费大约30分钟。点278-282对应于发动机在空转模式下运行的过程214的一部分，在控制器26位于进气挡板142上的实施例中，控制器26可通信地电连接到车辆10的机载控制器。在一些实施例中，过程214的该部分可能花费大约2分钟。点282至286对应于过程218，其中发动机在空转模式下运行直到发动机冷却剂出口处或出口附近的发动机冷却剂温度大约为75℃。在一些实施例中，过程218可能花费10分钟。点286-290示出了过程222，其中发动机的速度从空转模式增加到发动机的额定速度。如曲线图270所示，过程222期间SCR***46的入口处/入口附近的温度小于和/或等于150℃。在一些实施例中，过程222可能花费1分钟。点290-294对应于过程228，其中发动机18以额定速度运行直到SCR***46入口处/入口附近的排气流的温度处于SCR催化剂50的低温阈值或高于SCR催化剂50的低温阈值。在一些实施例中，在过程228期间，SCR***46的入口处/入口附近的温度从150℃增加至250-300℃。在一些实施例中，过程228可能花费大约15分钟。点294-298对应于过程230-258，其中确定SCR催化剂50的健康状态。如曲线图270所示，在过程230-258期间，SCR***46的入口处/入口附近的温度可以在250℃与300℃之间的范围内。在一些实施例中，过程230-258可能花费大约一个小时。点298-302对应于过程262，其中发动机在空转模式下运行。过程262大约需要1分钟。点302-306对应于过程266，其中进气挡板142从进气歧管34的入口移除。因此，根据一些实施例，图4和图5中所示的方法可花费大约两个小时。

本文中的权利要求元件不应被解释为根据35U.S.C.§112(f)的规定。除非元件使用短语“用于......的装置”明确叙述。

为了本公开的目的，术语“联接”是指两个构件直接或间接地彼此接合或连接。这种接合本质上可以是固定的或可移动的。例如，“联接”到变速器上的发动机的传动轴表示可移动的联接。这种接合可以用两个构件或两个构件以及任何附加的中间构件来实现。例如，“联接”到电路B的电路A可以表示电路A直接与电路B连通(即没有中间媒介)或与电路B间接连通(例如通过一个或多个中间媒介)。

尽管在图2中示出了具有特定功能的各种电路，应该理解的是，控制器26可以包括用于完成本文所描述功能的任意数量的电路。例如，电路114-134的活动和功能可以在多个电路中组合或作为单个电路。也可以包含具有附加功能的附加电路。此外，控制器26可以进一步控制超出本公开范围的其他活动。

如上所述并且在一个配置中，“电路”可以在机器可读介质中实现以供各种类型的处理器(诸如图2的处理器106)执行。例如具有可执行代码的可识别电路可以包括计算机指令的一个或多个物理块或逻辑块，其可以例如被组织为对象、过程或功能。尽管如此，可识别电路的可执行文件不必需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位置的不同指令，这些指令在逻辑上连接在一起时构成该电路并实现电路的所述目的。实际上，具有计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分布在几个不同的代码段、不同的程序之间以及跨几个存储器设备。类似地，操作数据可以在本文中在电路内被识别和示出，并且可以以任何合适的形式来体现并且在任何合适类型的数据结构内组织。操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括不同存储设备)，并且可以至少部分地仅作为***或网络上的电子信号存在。

尽管上面简要地定义了术语“处理器”，但术语“处理器”和“处理电路”意在被广义地解释。就此而言并且如上所述，“处理器”可以被实现为一个或多个通用处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或被构造成执行由存储器提供的指令的其他合适的电子数据处理组件。一个或多个处理器可以采取单核处理器、多核处理器(例如，双核处理器、三核处理器、四核处理器等)、微处理器等的形式。在一些实施例中，一个或多个处理器可以在装置外部，例如，一个或多个处理器可以是远程处理器(例如，基于云的处理器)。可选地或附加地，该一个或多个处理器可以在该装置内部和/或本地。就此而言，给定电路或其组件可以被本地部署(例如，作为本地服务器、本地计算***等的一部分)或远程部署(例如，作为诸如基于云的服务器之类的远程服务器的一部分)。为此，本文描述的“电路”可以包括分布在一个或多个位置的组件。

虽然本文的图可能示出方法步骤的具体顺序和组成，但是这些步骤的顺序可与所描绘的不同。例如，可以同时执行或者部分同时执行两个或更多个步骤。而且，可以组合作为离散步骤执行的一些方法步骤，作为组合步骤执行的步骤可以分成离散步骤，某些过程的顺序可以颠倒或以其他方式变化，并且离散过程的性质或数量可以被改变或变化。任何元件或装置的次序或顺序可根据替代实施例而改变或替换。所有这样的修改旨在被包括在如所附权利要求限定的本公开的范围内。这种变化将取决于所选择的机器可读介质和硬件***以及设计人员的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。

出于说明和描述的目的已呈现了对各实施例的上述描述。并非旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式，并且根据上述教导可能有修改和变化，或者可以从本公开中获得修改和变化。选择和描述实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够利用各种实施例以及进行适合于预期的特定用途的各种修改。在不背离如所附权利要求所表达的本公开的范围的情况下，可以在各实施例的设计、操作条件和布置中做出其他替代、修改、改变和省略。

因此，可以在不脱离其精神或必要特征的情况下以其他具体形式来体现本公开。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是由前文描述来指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都将被包含在其范围内。

Claims

1.一种***，其特征在于，包括：

信号发生器，用于向发动机输出运行于第一速度的第一信号；

第一温度传感器，用于感测并输出所述发动机的温度；

第一比较器，所述第一比较器的一个输入端连接所述第一温度传感器的输出，所述第一比较器的另一个输入端连接第一温度阈值，所述第一比较器向所述发动机输出运行于第二速度的第二信号,所述第二速度大于所述第一速度；

第二温度传感器，用于感测并输出所述发动机的排气的温度；

第二比较器，所述第二比较器的一个输入端连接所述第二温度传感器的输出，所述第二比较器的另一个输入端连接第二温度阈值，所述第二比较器向还原剂输送机构输出输送预定还原剂量的第三信号；

NOx浓度传感器，用于感测并输出在与所述发动机进行排气接收连通的排气后处理***的入口处的入口NOx浓度以及在所述排气后处理***的出口处的出口NOx浓度；

运算器，用于从所述NOx浓度传感器接收所述入口NOx浓度和出口NOx浓度并计算排气后处理***的选择性催化还原(SCR)催化剂的效率；以及

第三比较器，所述第三比较器的一个输入端连接所述运算器的输出，所述第三比较器的另一个输入端接预定效率阈值，所述第三比较器输出指示SCR催化剂健康状态的信号。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括信号序列发生器，所述第二比较器向所述信号序列发生器输出输送预定还原剂量的第三信号，所述信号序列发生器向所述还原剂输送机构输出输送预定还原剂量序列的信号序列。

3.一种装置，其特征在于，包括：

诊断操作电路，所述诊断操作电路构造成：

命令发动机以第一速度运行，

响应于所述发动机的温度达到第一温度阈值而命令所述发动机以比所述第一速度更快的第二速度运行，

响应于排气的温度达到第二温度阈值而命令所述发动机产生至少一个预定的氨-NOx(ANR)比的排气；

确定在与所述发动机进行排气接收连通的排气后处理***的入口处的入口NOx浓度以及在所述排气后处理***的出口处的出口NOx浓度；

基于确定的入口NOx浓度和出口NOx浓度来确定排气后处理***的选择性催化还原(SCR)催化剂的效率；以及

基于所述SCR催化剂的效率提供SCR催化剂的状态。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述SCR催化剂的状态指示健康催化剂，所述SCR催化剂的所确定的效率与所述SCR催化剂的预定效率阈值之间的百分比差小于或等于约10％。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少一个预定ANR比至少包括与零ANR相邻的非零ANR。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述至少一个预定ANR比包括与第二零ANR相邻的第二非零ANR，并且其中，所述第二非零ANR大于所述非零ANR。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一速度中的至少一个是约1500转每分钟(rpm)，并且所述第二速度在约2200rpm和约2500rpm之间。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一温度中的至少一个是约75摄氏度，并且所述第二温度在大约250摄氏度和约300摄氏度之间。

9.一种***，其特征在于，包括

控制器，所述控制器构造成：

命令发动机以第一速度运行；

响应于所述发动机的温度达到第一温度阈值，命令所述发动机以比所述第一速度更快的第二速度运行，

响应于排气流的温度达到第二温度阈值，命令所述发动机产生至少一个预定的氨-NOx(ANR)比的排气；

基于所述SCR催化剂的效率提供SCR催化剂的状态。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述SCR催化剂的状态指示健康催化剂，所述SCR催化剂的所确定的效率与所述SCR催化剂的预定效率阈值之间的百分比差小于或等于约10％。

11.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述至少一个预定ANR比至少包括与零ANR相邻的非零ANR。

12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述至少一个预定ANR比包括与第二零ANR相邻的第二非零ANR，并且其中，所述第二非零ANR大于所述非零ANR。

13.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述第一速度中的至少一个是约1500转每分钟(rpm)，并且所述第二速度在约2200rpm和约2500rpm之间。

14.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述第一温度中的至少一个是约75摄氏度，并且所述第二温度在大约250摄氏度和约300摄氏度之间。

15.根据权利要求9的***，其特征在于，所述SCR催化剂是钒催化剂。