增强的实时氨泄露检测的制作方法_5

文档序号:9258979阅读:来源:国知局
响应于,例如当车辆在高密度的交通中往返时增加和减少发动机扭矩(或负载)而发生。在尾管信号204在尾管内监测下游状况时,示出通过下游NOx传感器测量的尾管信号204较少频繁地波动。因此,所示的这两个信号未彼此紧密跟随,并且由于在排气中的氨的存在而不同。
[0074]图7B示出基于尾管信号204的实际斜率210,而图7C示出预测斜率710。也以如上所描述的、关于图6B和图6C的相同方式示出滚动窗口。因此,节段长度712说明在第一滚动窗口内的尾管信号204的总长度,而节段长度714说明在滚动窗口内的预测斜率210的总长度。由于原料气信号并且因此预测斜率710在窗口内频繁地振荡,所以信号迹线的总节段长度相对于测量的信号迹线会更长。因此,计算的节段长度的比率提供了实际信号接近预期信号的测量,这提供了存在于排气系统中的NOx和/或氨的量的指示。图7D说明计算的节段长度的比率如何能够基于相对于阈值630的比率用于确定分配,其中阈值630小于1.0,但在一些情况下也可以为1.0或更高。在所示的示例中,由于第一比率716和第二比率726降到阈值630以下,所以数据点指示氨泄露,当基于分配做出操作调整时,能够方便地检测到氨泄露。
[0075]图8A-图SE示出根据所述方法在高尾管见13泄露状况下的示例排气信号。为简单起见,在图8中未示出NOx信号,而是为清楚起见在不同曲线上示出了预测斜率802和实际斜率810。因此,图8A示出基于上游NOx变化率确定的预测斜率802的时间轮廓。同样,图SB示出通过下游NOx传感器测量的实际斜率810的时间轮廓。图SC为上述曲线中的每一条的确定的节段长度的曲线,所述节段长度在以上关于图6和图7所述的滚动窗口内被计算。因此,图SC说明了,随着窗口沿着在图8A和图SB中提供的瞬态信号迹线反复移动,如何基于在窗口内计算出的总长度来对节段长度进行作图。曲线820对应根据图8A中的预测斜率802计算出的节段长度。同样,曲线822对应根据图SB中的实际斜率804计算出的节段长度。图8D为表示在图SC的每个时间点处的节段长度的比率的单个曲线。因此,比率迹线832反映出在图SC中提供的节段长度迹线的比率,并且从而提供如上所指出的在排气系统内的状况的时间指示。在图8D中的阈值830说明高于其计算出的节段长度的比率就指示NOx泄露状况的点。相反,降到阈值830以下的比率指示順3泄露状况。图8E示出指示順3和NOx泄露状况的二进制迹线840。为简单起见,信号零指示高NOx状况,并且信号1.0指示高NH3状况。在图8的图形中示出的示例排气信号表示高NH3泄露状况。尽管基于相对于阈值的确定的比率将处理的信号分配给NOx或NH3中的任一者,但在另一些示例中,可基于计算的节段长度比率将信号的一部分分配给NOx和/或NH3中的任一者。换句话说,可包括计数器,当瞬态信号的比率降到阈值以下时,计数器负向缓变至指示順3泄露的低水平,而当比率超过阈值时,计数器正向缓变至指示NOx泄露的高水平,分配基于相对于低水平和高水平的计数器。
[0076]关于相对于X轴线所示的时间信号,时间从左到右增加。因此,由于,例如,车辆已经在冷起动之后起动并且因此SCR温度降到温度阈值以下,所以在Tl之前(例如,从时间O到Tl),预定组的状况还未满足。尽管在这个时期期间,信号可以被监测,但控制器12不可以处理采集的信号。
[0077]在Tl处,由比率迹线832表示的计算出的节段长度的比率降到阈值830以下。因此,控制器12将输出信号分配给氨,并且通过将二进制迹线840变为指示氨泄露的1.0来指示此分配。在T2处,比率迹线832暂时超过阈值830。二进制迹线840调整到O以指示NOx泄露。尽管所示方法说明了二进制迹线840响应比率迹线832超过阈值830而变化,但在另一些实施例中,该方法进一步包括第二阈值或时间阈值,以防止识别基于在排气系统中的暂时或短暂波动的排气状况的变化,其中,暂时或短暂的波动实际上并不代表改变排气状况。为简单起见,所示瞬态信号包括一个阈值。在T3处,比率迹线832再次降到阈值830以下,并且再次调整二进制迹线840以表示检测到的氨泄露状况。从T4到T5的时间表示在其中大量排放NOx的排气系统的状态。作为响应,控制器12基于检测到的状况做出合适的调整,并且通过更新二进制迹线840来指示此调整。作为一个示例,当检测到NOx泄露状况时,可调整基于分配的还原剂输送以抵消高NOx水平。这样,系统可用于减少来自所公开的排气系统的排放,这允许效率增加。在T5处,比率迹线832降到阈值830以下,并且二进制迹线840经调整表示氨泄露。作为响应,还原剂输送可再次被调整以抵消检测到的高NH3水平。
[0078]转向刚刚说明的方法的描述,图9示出节段长度法900的流程图,其为用于根据上述方法在排气处理系统中检测氨泄露的程序。其中,更详细描述了当将NOx传感器信号分配给NOx或NH3中的任一者时,控制器可基于采集的瞬时NOx信号的节段长度利用一组可编程的决策或其组合。
[0079]在902处,方法900包括确定发动机工况。工况可包括发动机工况(例如,发动机转速、发动机载荷、EGR的量、空燃比等)和排气处理系统状况(例如,排气温度、SCR催化剂温度、尿素喷射量等)两者。
[0080]在904处,方法900包括,基于上游NOx变化率确定下游尾管NOx传感器的预测变化率。如上所述,尾管NOx传感器的变化率可使用原料气NOx传感器信号输出和尾管NOx传感器信号输出的当前测量来预测。然后,在906处,方法900包括,确定尾管NOx传感器的实际变化率。因此,基于预测的尾管NOx传感器的变化率和下游NOx传感器的实际变化率,该方法进一步包括,监测在SCR催化剂下游的测量NOx信号和预测NOx信号。如已经指出的,比较可以可靠地指示到NOx和/或氨的传感器输出的分配,并且因此用来确定排气系统是否正在生成NOx和/或氨泄露的状况下操作。
[0081]尽管方法900可频繁地甚至连续地监测NOx传感器,但控制器12也可启用或禁用计算系统,以处理不连续但在一些情况下可彼此靠近的邻近节段。因此,在910处,方法900包括,确定进入状况是否已经满足。如果控制器12确定进入状况允许通过检测系统做出准确测量,例如,由于SCR的温度高于阈值,那么基于节段长度法的ASD系统可被启动。在912处,启动的系统因而包括启用窗口,在该窗口内,通过计算在窗口内的总节段长度进一步处理斜率。可替代地,如果控制器12确定基于检测到的状况不可能通过NOx系统准确测量,则控制系统可禁用计算系统,所以在信号采集之后就无进一步的信号处理发生。
[0082]继续该方法的描述,在914处,方法900包括计算在实际NOx信号迹线和预测NOx信号迹线二者的滚动窗口内的总节段长度。如已经指出,窗口的大小可通过调整时间常数和包括在控制器的处理模块中的时间常数修改器中的一者或多者来调整。另外,处理器也可经配置以基于工况自动计算窗口的大小。因此,作为一个示例,当检测到具有较高噪音水平的信号时(例如,由于冷起动之后在排气系统内的温度低),可基于在检测到的信号内的噪音使用更小或更大的窗口大小。控制器12也可经配置以自动确定数据点的数目,从而包含在每个窗口内的节段长度计算中。这样,通过将增多数目的数据点包括在计算内来增加分析器的分辨率,可更准确地确定具有增加的噪音的信号的总节段长度。因此,信号可以更精细地被离散,并且因此信号被更准确地近似,从而基于检测到的工况提高在窗口内的节段长度确定的准确度。
[0083]在916处,方法900进一步包括,通过计算在滚动窗口内计算出的节段长度的比率,比较实际NOx信号迹线和预测NOx信号迹线。如上所指出的,低迹线比率指示比基于上游NOx传感器预期的NOx水平更低的NOx水平,较低的NOx水平指示与预期的量相比,减少的NOx量存在于排气系统中。为此,当测量的NOx降到在SCR下游的预期NOx以下时,所公开的比率指示较低的NOx量,较低的NOx量进一步提供氨存在于排气系统中的指示。
[0084]在920处,方法900包括,确定比较信号的比率是否高于阈值,从而进一步确定排气系统是否正在NOx或順3泄露状况下操作。如果检测到的比率超过NOx阈值,则在922处,方法900包括,将下游传感器输出分配给NOx。尽管分配在本文描述为涉及NOx或順3中的任一者,但在另一些实施例中,NOx传感器输出的第一部分可分配给NOx,而NOx传感器输出的第二剩余部分可分配给NH3。此外,例如,通过基于第一部分和第二部分中的每一者来调整还原剂输送,发动机可基于分配做出一个或多个调整,其中与第二部分相比,对第一部分做出不同的调整。在924处,控制器12可设定标记以指示排气系统中的NOx泄漏状况。
[0085]返回到框920,如果检测到的比率相反降到NOx阈值以下,则在930处,方法900包括,将下游传感器输出分配给nh3。例如,当催化剂的尿素饱和点随温度变化时,操作参数的量可基于SCR催化剂的温度而被调整。因此,当催化剂的温度为相对较高的温度时,可较少地减少EGR的量,且/或以较少的量减少尿素喷射量。相比之下,当催化剂的温度为相对较低的温度时,可更多地增加EGR的量,且/或以较大的量减少尿素喷射量。在另一些示例中,仅可减少EGR的量或仅可增加喷射到SCR催化剂的尿素量。在又一些示例中,可另外地或可替代地调整一个或多个其他操作参数。因此,可调整一个或多个操作参数,以便减少NH3泄露。在932处,控制器12可经编程以设定标记,从而基于相对于阈值的比率指示在排气系统中的NH3泄露状况。这样,所述的节段长度法允许具有高度准确度的增加的信号敏感度(特别是在低排气温度下),这允许在轻度驱动循环期间增强的信号处理。
[0086]尽管为简单起见本文独立地描述了节段长度法和包迹法,但在一些实施例中,发动机10可经配置以在发动机驱动循环期间使用这两种方法。为此,图10示出说明用于根据所公开的方法以不同处理模式来操作控制系统以便将排气传感器输出分配给NOx和氨的程序1000流程图。例如,在一些状况下,控制器12可经编程以经由包迹法处理瞬态NOx信号,而在另一些
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