Scr后处理系统维护诱导方法

Scr后处理系统维护诱导方法
【专利摘要】本公开公开了涉及操作者/使用者按照操作要求和/或规定维护SCR后处理的SCR后处理系统和激励/诱导的系统和方法。引擎操作地联接至DEF罐和SCR后处理系统中至少之一。响应于获得与DEF罐液位指示、DEF质量指示和SCR后处理系统失灵指示中至少之一相关的阈值来确定诱导信号值。诱导信号值启动引擎的至少一个降额值来激励或诱导操作者维护后处理系统并且避免或阻止SCR后处理系统的不合规操作。
【专利说明】SCR后处理系统维护诱导方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求第61/656，528号美国临时申请的优先权和 申请日期:的权益，该申请通过引用并入本文。

【背景技术】
[0003]作为能够输送减少的氮氧化物(NOx)排放的减排技术，选择性催化还原(SCR)已在柴油引擎应用中广泛使用。SCR使用基本化学反应，以通过使用热排气、柴油机排气流体(例如，尿素水溶液)和催化转换器来减少NOx排放。汽化柴油机排气流体(DEF)和热废气进入位于在排气系统中位于柴油机微粒过滤器之后的催化转换器。当DEF注射至热排气流中并与SCR催化剂接触时，从尿素产生的氨与NOx反应以形成氮和水蒸汽。如果DEF供应失效(例如，空罐)，那么DEF质量变差(例如，非标称DEF供应和/或稀释事件)，和/或如果SCR系统经受由干预或部件故障或缺陷引起的失灵，那么SCR NOx转换会降低或无法转换可接收的NOx量。虽然NOx转换可能降低或失效，但是可以以其他方式进行正常执行引擎操作(例如，实现扭矩、功率、速度和/或燃料效率目标值)。
[0004]对于道路应用，用于激励操作者纠正SCR维护或顺应性问题的系统是已知的。由于在操作条件和可访问性上与用于道路应用的基础设施的相似性，目前已知的激励结构包括利用固定降额类型和严重程度。另外，道路应用具有车辆传感器，该车辆传感器可用于延迟激励降额，直至车辆速度低于某个阈值。然而，某些车辆和应用缺少速度传感器，并且SCR后处理系统广泛应用于各种非道路应用和非车辆应用。因而，道路车辆所采用的激励的固定降额类型可能不能提供的令人满意的结果，尤其是在其他应用中。因此，在这一【技术领域】仍然需要进一步发展。


【发明内容】

[0005]本公开公开了涉及具有SCR后处理系统的内燃引擎、以及操作者/使用者按照操作要求和/或规定维护SCR后处理系统的激励/诱导的系统和方法。上述系统和方法包括操作地联接至DEF罐和SCR后处理系统中至少之一的引擎。响应于获得与DEF罐液位指示、DEF质量指示和SCR系统失灵指示中至少之一达到阈值来确定诱导信号值。响应于诱导信号值确定用于引擎的降额值，以激励或诱导操作者维护后处理系统并且避免或阻止SCR后处理系统的不合规操作。
[0006]下面将进一步描述上述系统和方法的以上及其他方面、实施方式、特征和形式。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]图1是用于诱导内燃引擎的SCR后处理系统的维护的系统的示意图。
[0008]图2是可与图1的系统一起使用的包括引擎、SCR后处理系统和控制系统的系统的示意图。
[0009]图3是控制系统的控制装置的处理子系统的示意图。
[0010]图4是可利用图1至图3的系统实施的、基于DEF罐液位的维护诱导策略的一个示例的图形。
[0011]图5是具有用于可利用图1至图3的系统实施的示例性维护诱导策略的降额类型和值的一个示例性诱导方案的表。
[0012]图6是可利用图1至图3的系统实施的、基于DEF质量和/或后处理系统失灵指示的维护诱导策略的另一示例的图形。

【具体实施方式】
[0013]为了促进对本发明原理的理解，下面将参照附图中所示的实施方式，并将使用具体语言来描述这些实施方式。然而，应理解，并不旨在由此对本发明的范围进行任何限制，本文中预期了所示实施方式中的任何替代和进一步的修改以及与本发明相关的领域的技术人员通常会想到的如本文中描述的本发明原理的任何其他应用。
[0014]参照图1，示意性示出了用于激励或诱导SCR后处理系统的维护的系统100。如本文中所使用的那样，诱导(inducing或者induce)包括任何这样的操作或策略，该操作或策略相对于低的或不足的DEF液位指示、差DEF质量指示、SCR后处理系统失灵指示和/或其他SCR系统故障提供除标称引擎操作之外的响应。诱导(inducing、inducement和induce)另外或可替代地可描述为激励(incentivizing、incentive和incent)。
[0015]系统100包括电子控制模块(ECM) 102，电子控制模块(ECM) 102响应于DEF罐液位指示104、DEF质量指示106和/或SCR后处理系统失灵指示108中的一个或多个来确定诱导信号值110。DEF罐液位指示104包括低罐液位和/或空罐液位，并且可通过本领域中已知的任何装置(如罐液位传感器)来生成DEF罐液位指示104。DEF质量指示106包括下降的尿素流体质量、失效的尿素流体质量或指示DEF质量差并低于在后处理系统操作中进行使用的标准的任何其他指示。DEF流体质量可通过本领域已知的任何手段(其中至少包括利用传感器，该传感器检测流体的与DEF质量相关的一些特性)、通过确定SCR催化剂NOx转化已减少以及确定SCR催化剂作为原因被消除(或具有减小的可能性)、和/或通过确定另一控制装置(未示出)已设置指示存在差DEF质量的故障代码来确定。后处理系统失灵指示108包括与SCR后处理系统的被干预的、失效的和/或工作不正常的一个或多个部件相关的任何系统指示器，包括电气故障、传感器的合理性检查、由另一控制装置(未示出)设置的故障代码或任何其他类型的系统失灵。
[0016]ECM 102可以是处理子系统的一部分，并且可包括在单个硬件设备内或分布在两个或更多硬件设备中。ECM102提供诱导信号值110，并且系统100的部件响应于诱导信号值110提供引擎降额(derate)值112。诱导信号值110可以是提供引擎降额值112的定量值或定性值，如指示应开始诱导的标志、用于使引擎降额的百分比值或偏移值(例如，10%扭矩降额、-200RPM额定速度限制)和/或应进入的引擎状态(例如，TORQUE DERATE I ；IDLE等)。诱导信号值110可直接提供降额值。例如，诱导信号值110可以是这样的值，如直接反映引擎降额值112的扭矩命令，和/或诱导信号值110可以是由系统100的一部分进行解释的值，并且基于诱导信号值110来确定和应用引擎降额值112。引擎降额值112可取决于延迟定时器、速率控制、用于某些操作条件的暂停和/或响应于某些操作者输入的暂停。所描述的诱导信号值110和引擎降额值112的实施为非限制性的示例。
[0017]参照图2，示意性示出了系统200，其具有应用201以及操作地联接至应用201的引擎202。应用201包括利用内燃引擎(如柴油引擎)和SCR后处理系统的任何应用。非限制性应用的示例包括非公路车辆、泵、发电机、公路车辆以及可为任何设备提供轴动力的动力输出(PTO)应用。在某些实施方式中，系统100包括不是公路车辆的应用201。非公路应用还预期具有各种不同的操作条件。非公路车辆应用可包括或可不包括车辆速度传感器。
[0018]系统200还包括SCR催化剂210、DEF源或罐208以及DEF入口 206。DEF罐208在SCR催化剂210上游的位置处操作地联接至引擎202的排气流。示例性DEF入口 206包括尿素注射器(液相、气相、空气辅助式等)和/或可包括分解管和/或混合特征，如阻挡装置、冲击板和/或其他混合特征。
[0019]系统200还包括控制装置204，控制装置204构造成执行某些操作，以提供用于SCR后处理系统的顺应性激励。系统200还包括操作者界面设备212，操作者界面设备212可便于系统中的其他设备或操作者输入或输出至系统中的其他设备或操作者。示例性且非限制性的操作者界面设备212包括一个或多个灯，如MIL、DEF灯、诸如“检查引擎”灯的更通用的灯；音频输出，如蜂鸣器，数据链路或网络通信设备、计算设备(如服务工具、笔记本电脑或智能电话)的接口 ；操作者致动器输入，如表示加速器请求的信号、扭矩或速度要求或专用致动器(如“继续”按钮)；和/或可包括对存储在非瞬态计算机可读存储媒介上的、表示操作者输入或输出的软件值的访问。
[0020]在某些实施方式中，控制装置204形成处理子系统的一部分，该处理子系统包括具有存储器、处理和通信硬件的一个或多个计算设备。控制装置204可以是单个设备或分布式设备，并且可通过硬件或软件来执行该控制装置的功能。控制装置204可包括如图1所示的整个或部分ECM102。
[0021]在某些实施方式中，控制装置204包括一个或多个模块，该一个或多个模块构造成在功能上执行控制装置的操作。在某些实施方式中，控制装置204包括系统状态模块302、DEF液位模块304、DEF质量模块306和激励管理模块308。本文中包括模块的描述强调了控制装置204的各方面的结构独立性，并且说明了控制装置204的职责和操作的一个分组。应理解，执行类似总体操作的其他分组也在本申请的范围内。模块可以以硬件和/或计算机可读媒介上的软件来实施，并且模块可分布在各硬件或软件部件中。下面将参照图3更详细地描述控制装置的操作的某些实施方式。
[0022]本文中描述的某些操作包括解释一个或多个参数的操作。如在本文中所使用的那样，解释包括通过本领域中已知的任何方法接收值，其中至少包括从数据链路或网络通信接收值、接收指示值的电子信号(例如，电压、频率、电流或PWM信号)、接收指示值的软件参数、从非瞬态计算机可读存储媒介上的存储位置读取值、通过本领域中已知的任何方法接收作为运行参数的值、和/或通过接收通过其能够计算所解释的参数的值、和/或通过参考解释为参数值的默认值。
[0023]参照图3，图3示出了包括控制装置204的处理子系统300的示意图。控制装置204包括系统状态模块302、DEF液位模块304、DEF质量模块306和激励管理模块308。系统状态模块302解释由控制装置204所利用的系统状态信息，例如，DEF液位值或指示310、DEF质量值或指示312、后处理系统失灵指示和/或操作者输入值314 (如超控(override)请求)。
[0024]DEF液位模块304响应于DEF液位指示310确定DEF液位诱导状态或信号值334。DEF液位诱导信号值334可以是明确的诱导降额值(例如，“初始降额”)或可以是用于确定诱导降额值的值(例如，存在低DEF，利用从低DEF检测起的时间)。控制装置204包括激励管理模块308，激励管理模块308提供扭矩降额值322、速度降额值324、故障代码值318、一个或多个输出命令320、引擎状态命令326 (例如，关闭、空转、禁用等)和/或响应于DEF液位诱导信号334的超控动力方案328。在某些实施方式中，控制装置204包括在运行时可用的一个或多个DEF液位校准值330，该一个或多个DEF液位校准值330可存储在非易失性存储器中、可从存储位置读取、可在数据链路上访问等，该一个或多个DEF液位校准值330可包括DEF液位指示310和/或用于DEF液位指示310的、计划发生各诱导活动或阶段的时间。
[0025]DEF质量模块306响应于DEF质量指示312确定DEF质量诱导状态或信号值336。DEF质量诱导信号值336可以是明确的激励状态值(例如，“初始降额”)或可以是用于确定激励状态值的值(例如，存在差DEF质量，利用从差DEF质量检测起的时间)。控制装置204包括激励管理模块308，激励管理模块308提供扭矩降额值322、速度降额值324、故障代码值318、一个或多个输出命令320、引擎状态命令326 (例如，关闭、空转、禁用等)和/或响应于DEF液位诱导信号334的超控动力方案328中的一个或多个。在某些实施方式中，控制装置204包括在运行时可用的一个或多个DEF质量校准值330，该一个或多个DEF质量校准值330可存储在非易失性存储器中、可从存储位置读取、可在数据链路上访问等，该一个或多个DEF质量校准值330可包括DEF质量指示312和/或用于DEF质量指示312的、计划发生各诱导活动的时间。
[0026]在某些实施方式中，处理子系统300提供了框架，其中可实施本文中所描述的任何操作或过程。在适用时，可以以本领域中理解的任何其他方式来实施任何操作或过程。处理子系统300可包括图3中所示的任何或全部模块和数据元件，并且在某些实施方式中，可存在图3中未示出但在本文中以其他方式描述的模块和数据元件。
[0027]参照图4，图4以图形400的形式示出了用于处理子系统300的一个实施方式的示例性激励或诱导策略。图形400包括DEF罐液位指示器402，DEF罐液位指示器402划分成满DEF罐至空(0%)DEF罐的各DEF罐液位指示。提供了诱导或激励方案404，该诱导或激励方案404阐述了根据DEF罐液位指示器402改变诱导等级。诱导周期404包括无诱导范围406、初始诱导范围408、第二诱导范围410和最终诱导范围412。无诱导范围406包括三个子范围406a、406b、406c，在三个子范围406a、406b、406c中，可向与DEF罐液位相关的操作者提供信息，但不向操作者提供诱导或激励。图形400还示出了可操作地连接至控制装置204的各输出指示器414，例如可激活输出指示器414以警告操作者、技术人员或其他人员需要后处理系统维护。输出指示器414可包括例如DEF填充灯416、黄色警告指示器418和红色停止指示器420。
[0028]在图形400所示的一个示例性策略中，无诱导范围406包括位于满(FULL)罐液位与无响应阈值(如10% DEF罐液位指示)之间的无响应子范围406a，在该子范围406a中无需向与DEF罐填充液位相关的操作者提供诱导或信息，并且系统中的灯或其他输出指示器414均未被激活。本文所选择的10%阈值为非限制性的示例，并且DEF罐的尺寸、监管要求、在所选择的操作点(例如，空转、额定负载、最大负载等)的情况中的DEF使用率或本领域技术人员已知的具有本公开的益处的其他因素均可用于设定无响应阈值。示例性且非限制性的阈值包括2%、5%、15%、20%和25%，但应理解可使用其他值。
[0029]该策略还包括在无诱导范围406的第一警告子范围406b中设定响应。在用于第一警告子范围406b的响应中，DEF填充灯416设定成稳定的“ON”状态，以响应于DEF罐液位402下降至低于例如10%的无响应阈值而提供通知指示器。当没有获得响应阈值时，还可设置第一故障代码值FCl。在第二无响应阈值(在示例中为第一无响应阈值的5%或二分之一)，进入第二警告子范围406c，在第二警告子范围406c中实施第二通知指示器，如示例中的DEF填充灯416的闪烁。另外或可替代地，可实施声音警报或蜂鸣器以用于第二通知指示器。使用具有第二无响应阈值和第二通知指示器的第二警告子范围406c是可选的且非限制性的。例如，在无激励范围406中，可使用单个警告子范围，或可使用多于两个的警告子范围。
[0030]诱导方案404还包括初始诱导范围408，初始诱导范围408在DEF罐液位指示器402达到第三阈值(如所示实施方式中指示的第二阈值的2.5%或二分之一)时开始。初始诱导范围408包括响应于超过第三阈值而实施第三通知指示器，如黄色警告指示器418或其他适合的指示器(如MIL或检查引擎灯)。在示例性策略中，第三通知指示器还可包括继续DEF填充灯416的闪烁和/或声音警报。在示例性策略中，第三通知指示器还可包括与第一故障代码值FCl不同的故障代码值FC2，但是在某些实施方式中第二通知指示器可包括不同的故障代码值和/或故障代码可相同或不存在。初始诱导范围408进一步提供包括初始降额值422的诱导。初始降额值422可为通过诱导策略的实施者所选择的、引擎202的任何数量和类型的降额。非限制性示例包括引擎扭矩和/或速度的降额，但是另外或可替代地可包括任何类型的降额，如限制引擎响应性和/或禁止某些引擎操作模式(例如，PT0、巡航(Cruise)等)。
[0031]诱导方案404还包括第二诱导范围410，第二诱导范围410在DEF罐液位指示器402达到第四阈值(如所示实施方式中的0%或空DEF液位值)时开始。第二诱导范围410响应于超过第四阈值而启动第四通知指示器。在示例性策略中，第四通知指示器包括继续DEF填充灯416的闪烁和/或声音警报以及设置不同的第三故障代码值FC3。
[0032]第二诱导范围410还包括用于引擎202的第二降额值424。如在下文中进一步描述的，在示例中，第二降额值424提供了大于初始降额值422且小于最终降额值426的降额值。如本文中所使用的那样，较大的降额值为引擎202提供较大的降额条件。第二降额值424可实施为斜坡式(ramped)降额、降额轨迹和/或降额方案。另外或可替代地，初始降额值422、第二降额值424和/或最终降额值426中的任一个均可同样实施为斜坡式降额、降额轨迹和/或降额方案。包括斜坡式降额的示例性降额值可以是以每单位时间固定速率(如1%每分钟)降低的引擎扭矩或速度。本文中预期了任何其他降额斜坡或方案，包括具有非线性实施降额值和/或逐步降额值的降额斜坡和方案。
[0033]在示例性诱导方案404中，在开始最终激励范围412之前，在时间周期t (如30分钟或其他合适的时间限制)中应用第二降额值424。时间t的量是可选择的，并且可取决于(但不限于)当系统耗尽DEF时叽的排放量、引擎的排放量认证级别、根据所安装引擎的应用201的适当关闭时间的估计和/或调整装置的协商值或报告值(例如，提供给调整装置的排放影响估计)。在第二激励范围410过程中以及最终激励范围412开始之前用于第二降额值424的应用的非限制性时间值t的示例包括I分钟、2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、45分钟、60分钟和120分钟。
[0034]在示例性诱导方案404中，当经过了用于第二激励范围410的所选择的时间量t时，可实施第五通知指示器。在示例中，红色停止灯420设定为稳定的“ON”状态，提供另一不同的故障代码值FC4，以及在最终激励范围412的开始时实施最终降额值426。虽然图形400中示出了三个降额范围，但是降额范围的数量可变化并且可选择。无论先前施加的先前降额值的数量是多少，最终降额值426可以是任务禁用降额值、引擎关闭、强制引擎空转或其他严重降额(诸如“跛行回家(limp home)”类型的降额值)中的任何一个或其组合。最终降额值426还可随着时间变得更为严重，如以任务禁用降额值开始并随着时间发展至关闭降额值。
[0035]在某些实施方式中，对于激励范围406、408、410和412中所有的或任一个激励范围，可在将降额值应用至引擎性能之前和/或与引擎性能降额的同时提供灯、声音通知和/或故障代码值通知。示例性策略包括在降额值应用至引擎性能之前提供两分钟的灯或其他操作者可见的通知，但是示例性时间为非限制性的。声音报警可以间歇地提供或在缩短的时间周期中提供。
[0036]参照图5，表500提供了用于给定策略实施的诱导方案的示例和非限制性降额值。表500包括降额类型502以及用于每个降额类型502的默认降额值504。用于给定实施方式的具体默认降额值504可以是制造校准值，能够由将引擎安装至应用内的OEM调节，能够由车队所有者调节，能够由所有者/操作者调节，和/或能够作为服务或维护事件的一部分来进行调节。调节方案另外或可替代地可包括通知调节、使用密码保护方案或限制或向第三方传达调节的其他方案。在一个非限制性示例中，给定引擎系列可认证为对于引擎的第一应用利用20%初始降额值，以及对于引擎的第二应用利用30%初始降额值。在示例中，引擎的所有者将引擎卖给将引擎安装至第二应用内的另一所有者，并且通过OEM或引擎制造商进行布置，从而引擎从第一应用降额方案重新校准至第二应用降额方案。所提供的在制造之后改变应用降额方案的原因是非限制性的，并且本文中预期了改变降额方案的任何原因。
[0037]在图5中表500的示例中，初始降额值422设置为具有用于扭矩和速度的降额类型502以及用于速度降额的25%或更大引擎速度限制和/或用于扭矩降额的25%或更大的默认降额值504。初始降额值422可缓变至所提供的值或在一个步骤中实施。第二降额值424设置为具有用于扭矩和速度的降额类型502以及用于扭矩降额的50%或更大的和/或用于引擎速度限制降额的40%或更大的默认降额值504。最终降额值426可设置为具有降额类型502，其中该降额类型502包括强制空转降额、关闭降额(即，总引擎关闭，或许以方案的方式(如在红灯开始闪烁之后30秒)强制执行)和/或重新启动限制降额。例如，重新启动限制包括允许操作者重新启动引擎并且在短时间周期内操作引擎，其中可将这种重新启动的数量限制为指定的次数。每次重新启动时允许的引擎操作量可以是相同或不同的值，如在第一重新启动时为60秒，在第二重新启动时为30秒等。每次引擎重新启动可允许进行足够长的时间周期，例如以检查是否已填充DEF罐液位，和/或在某一时间点(或在指定数量的重新启动后)引擎重新启动可能是全部的，在准许引擎重新启动之前需要服务工具、维护操作、“踏板舞(pedal dance) ”、延长的接通周期或其他操作。
[0038]参照图6，以图形600的形式示出了用于处理子系统300的另一实施方式的与DEF流体质量指示和/或后处理系统失灵指示相关的示例性诱导策略。图形600包括引擎启动时间602，在引擎启动时间602中，检查DEF质量或SCR后处理系统是否有差的或失灵指示。在“检测”到该指示之前的引擎启动时间602为在开始DEF质量或后处理故障指示检查之前过去的时间周期tp在某些实施方式中，h小于半小时、小于一小时或小于用于检查DEF质量和/或干预问题的任何合适的时间间隔。可通过传感器或通过从其他系统参数推断DEF质量和/或系统失灵的算法进行检测。用于检测后处理系统失灵的示例性操作包括:确定后处理系统的一个或多个部件在不正确地操作；确定后处理系统的一个或多个部件已被干预；传感器值在正常或合理操作范围外操作；传感器值未能以预期的方式改变或发展；和/或指示传感器未连接至系统的电气指示。本领域中已知多种用于检测DEF质量和后处理系统失灵指示的实施，并且为了简洁起见，本文中将不再描述这些实施。
[0039]图形600还包括诱导方案604，诱导方案604包括无诱导范围606、初始诱导范围608、第二诱导范围610和最终诱导范围612。无诱导范围606包括三个子范围606a、606b、606c，在这三个子范围606a、606b、606c中，向操作者提供信息，但不提供诱导或激励。图形600还示出了可操作地连接至控制装置204的各输出指示器614，可激活输出指示器614例如以警告操作者、技术人员或其他人需要后处理系统维护。输出指示器614可包括例如DEF质量指示器616、黄色警告指示器618和红色停止指示器620。
[0040]在图6的示例中，在时间t检测到DEF流体质量和/或干预问题之后，诱导方案604提供4个时间范围(a、b、C、d)，这4个时间范围(a、b、c、d)用于划分无诱导子范围606b、606c和诱导范围608、610、612，其中无诱导子范围606b、606c和诱导范围608、610、612响应于差DEF质量指示和/或后处理系统失灵指示提供逐渐升级的诱导。在某些实施方式中，当可利用更大的DEF质量分辨率而不仅仅是通过/失败时，DEF质量值可用于和/或与自检测值起的时间相结合，以类似于图4中所示的方式提供降额升级指数。另外或可替代地，反复的差DEF质量指示可引起比在从检测和/或流体质量值起的给定时间发生的策略快的降额升级策略。
[0041]在时间t检测并指示了 DEF流体质量和/或后处理系统失灵问题后，在时间周期“a”中，开始第一无诱导子范围606b，第一无诱导子范围606b提供黄色警告灯、行业标准故障代码(根据SPN 524的FMI 15)和/或可提供专有或内部使用故障代码，例如，如在时间周期“a”中用位掩码001以及用由用于质量的FC所代表的故障代码所示。在时间周期“b”，第二无诱导子范围606c开始，其中位掩码更新为010，这允许跟踪事件定时或可能需要的其他特征。在时间周期“c”，初始诱导范围608包括实施初始降额值622。在示例中，在时间周期“c”，行业标准和专有故障代码也进行调节。在时间周期“d”，第二诱导范围610包括实施第二降额值610，并且故障代码被更新。在时间周期“d”结束时，开始最终诱导范围612，并且实施最终降额值626和红色停止灯指示器620以及故障代码的进一步更新。
[0042]在某些实施方式中，在初始诱导范围608和第二诱导范围610中允许多个操作者超控628。在某些实施方式，响应于操作者超控请求，例如允许达三个30分钟的降额超控628，其中例如可通过按压按钮、在阈值之上做出扭矩请求或通过任何其他所需的操作者输入值启动操作者超控请求。每个超控周期的数量和时间长度由实施者预定，并且每个超控周期的长度可相同或不同。另外或可替代地，在降额值的操作者超控下的引擎操作可未达到引擎的全部能力(例如，“额定”值)，但可包括在较小却依然存在的降额值的操作。另夕卜，在每个超控周期中应用的降额量可变化。例如，可允许两个操作者超控，在一个操作者超控中，引擎以额定值操作，在第二个操作者超控中，在该超控周期中应用其他存在的降额值的50%。在某些实施方式中，向操作者提供了无限制的降额超控，但是控制装置可另外地跟踪、记录或以其他方式存储降额超控的利用以及以这些降额超控进行的操作的量。
[0043]本文中提供了用于定时值a、b、c和d的一组示例性规则。所描述的规则为非限制性示例。在一个实施方式中，时间周期a和b为大于O的恒定时间周期，而时间周期c和d为总和大于或等于1.5小时的恒定时间周期。时间周期a和b的总和是恒定的，并且时间周期c和d的总和是恒定的。另外，由时间周期a、b、c和d的总和表示的总时间周期小于或等于4小时。用于图形600的DEF流体质量/后处理系统失灵诱导策略的初始诱导范围608、第二诱导范围610和最终诱导范围612的降额值622、624、626中的一个或多个可以与参照图形400和表500讨论的DEF罐液位诱导策略的初始诱导范围408、第二诱导范围410和最终诱导范围412的相应的降额值422、424、426相同。在某些实施方式中，DEF流体质量诱导策略和DEF罐液位诱导策略利用不同的降额值。
[0044]本申请预期了本文所公开的系统和方法的各方面。根据一方面，提供了一种用于提供选择性催化还原(SCR)系统维护激励的方法。该方法包括解释与操作地联接至引擎的后处理系统和DEF罐中至少之一相关联的SCR后处理系统失灵指示、DEF质量指示以及DEF罐液位指示中至少之一。该方法还包括当DEF罐液位指示、DEF质量指示和SCR后处理系统失灵指示中至少之一获得阈值时确定诱导信号值。该方法还包括响应于诱导信号值使引擎降额。
[0045]根据该方法的各实施方式，DEF罐液位指示为连续的DEF罐液位指示；DEF质量指示为二进制质量值；用于DEF罐液位指示的阈值为阈值罐填充液位，并且当DEF罐液位指示低于阈值罐填充液位时确定诱导信号值；用于DEF质量指示的阈值是指自差DEF质量指示起的预定量的时间消耗；以及用于SCR后处理系统的阈值是指自SCR后处理系统失灵指示起的预定量的时间消耗。
[0046]在该方法的另一实施方式中，使引擎降额包括利用诱导方案，该诱导方案包括初始降额值、第二降额值和最终降额值，并且降额值依次从初始降额值增大至第二降额值，然后再增大至最终降额值。在本实施方式的一个改进中，初始降额值包括扭矩降额值和速度降额值中至少之一。在本实施方式的另一改进中，最终降额值包括引擎关闭操作、引擎强制空转操作、跛行回家模式和重新启动限制中至少之一。在另一改进中，重新启动限制包括响应于最终降额值将引擎限制至预定数量的重新启动事件。
[0047]在上述实施方式的另一改进中，初始降额和第二降额中至少之一包括斜坡式降额。在上述实施方式的又一改进中，该方法包括在使引擎降额期间允许至少一个操作者降额超控。在另一改进中，最终降额值不允许操作者降额超控。
[0048]在该方法的另一实施方式中，使引擎降额还包括斜坡式降额和降额方案中至少之一。在一个改进中，斜坡式降额包括每分钟百分比降额值。在另一改进中，每分钟百分比降额值为每分钟I % ο在另一实施方式中，该方法包括在使引擎降额期间允许至少一个操作者降额超控。
[0049]在本方法的另一实施方式中，确定诱导信号值包括确定DEF罐液位指示、DEF质量指示和SCR后处理系统失灵指示中至少之一的阈值何时获得第一阈值、第二阈值和第三阈值。该实施方式还包括通过利用诱导方案来使引擎降额，其中诱导方案包括初始降额值为第一阈值、第二降额值为第二阈值以及最终降额值为第三阈值的诱导信号值，上述诱导信号值在降额量上依次从初始降额值增大至第二降额值，然后再增大至最终降额值。
[0050]在本实施方式的改进中，第一阈值为从DEF质量指不起的第一时间周期，第二阈值为第一时间周期之后的第二时间周期，以及第三阈值为第二时间周期之后的第三时间周期。在另一改进中，该方法包括在解释DEF质量指示时提供差DEF质量的警告。在本实施方式的另一改进中，第一阈值为在SCR后处理系统失灵指示之后的第一时间周期，第二阈值为第一时间周期之后的第二时间周期，以及第三阈值为第二时间周期之后的第三时间周期。在另一改进中，该方法包括在解释SCR后处理失灵指示时提供SCR后处理系统失灵的敏生目口。
[0051]在先前实施方式的另一改进中，第一阈值为小于DEF罐液位指示的第一 DEF罐液位，第二阈值为小于第一 DEF罐液位的第二 DEF罐液位，并且第三阈值为DEF罐液位指示达到第二阈值之后的时间周期。在一个改进中，第二 DEF罐液位对应于空DEF罐。在另一改进中，该时间周期为约2分钟至一小时。
[0052]根据另一方面，一种系统包括内燃引擎、SCR后处理系统和DEF罐，其中内燃引擎包括用于接收由内燃引擎产生的废气的排气系统，SCR后处理系统连接至排气系统用于处理废气中的一氧化二氮排放，DEF罐连接至排气系统以向SCR后处理系统提供DEF。该系统还包括DEF液位指示器、DEF质量指示器和SCR后处理系统指示器中至少之一，其中DEF液位指示器配置成检测DEF罐中DEF的液位，DEF质量指示器配置成检测DEF的质量，SCR后处理系统指示器配置成检测SCR系统失灵。该系统还包括控制装置，该控制装置配置成响应于DEF液位指示器、DEF质量指示器和SCR后处理系统指示器中至少之一获得阈值来确定诱导信号值。该控制装置还配置成响应于诱导信号值使引擎降额。
[0053]在一个实施方式中，控制装置配置成根据包括初始降额值、第二降额值和最终降额值的诱导方案使引擎降额，其中降额值依次从初始降额值增大至第二降额值，然后再增大至最终降额值。在一个改进中，初始降额值包括扭矩降额值和速度降额值中至少之一。在另一改进中，最终降额值包括引擎关闭操作、引擎强制空转操作、跛行回家模式和重新启动限制中至少之一。
[0054]在另一实施方式中，控制装置配置成当DEF罐液位指示器、DEF质量指示器和SCR后处理系统失灵指示器中至少之一的阈值获得第一阈值、第二阈值和第三阈值时确定诱导信号值。控制装置还配置成根据具有诱导信号值的诱导方案来使引擎降额，其中诱导信号值包括第一阈值处的初始降额值、第二阈值处的第二降额值以及第三阈值处的最终降额值，诱导信号值在降额量上依次从初始降额值增大至第二降额值，然后再增大至最终降额值。
[0055]在该实施方式的一个改进中，用于DEF质量指示的第一阈值为从DEF质量指示器指示差DEF质量起的第一时间周期，第二阈值为第一时间周期之后的第二时间周期，以及第三阈值为第二时间周期之后的第三时间周期。在另一改进中，控制装置配置成当指示差DEF质量时在第一时间周期之前提供警告信号。
[0056]在先前实施方式的另一改进中，用于SCR后处理系统失灵指示的第一阈值是指从SCR后处理系统失灵指示起经过第一时间周期，第二阈值是指在第一时间周期之后经过第二时间周期，以及第三阈值是指在第二时间周期之后经过第三时间周期。在另一改进中，控制装置配置成当指示SCR后处理系统失灵时在第一时间周期之前提供警告信号。
[0057]在先前实施方式的另一改进中，用于DEF罐液位指示的第一阈值为第一 DEF罐液位，第二阈值为小于第一 DEF罐液位的第二 DEF罐液位，以及第三阈值是指DEF罐液位指示达到第二阈值之后经过时间周期。在另一改进中，控制装置配置成在DEF罐液位指示获得第一 DEF罐液位之前提供警告信号。
[0058]虽然已经在附图和以上描述中详细示出和描述了本发明，但是所示出和描述的发明在性质上应认为是说明性和非限制性的，应理解的是，仅示出和描述了某些示例性实施方式。本领域技术人员应理解的是，在实质上不背离本发明的情况下，可对示例性实施方式进行多种修改。因此，所有这种修改均旨在包括在如所附权利要求书中所限定的本公开的范围内。
[0059]在阅读权利要求时，其意图是，当使用诸如“一个(a) ”、“一个(an) ”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，并非旨在将权利要求仅限于一个项目，除非在权利要求中具体相反地说明。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，该项目可包括一部分和/或整个项目，除非具体相反地说明。
【权利要求】
1.一种用于提供选择性催化还原(SCR)系统维护激励的方法，包括: 解释柴油机排气流体(DEF)罐液位指示、DEF质量指示以及SCR后处理系统失灵指示中至少之一，其中所述DEF罐液位指示、所述DEF质量指示以及所述SCR后处理系统失灵指示与操作地联接至引擎的后处理系统和DEF罐中至少之一相关联； 当所述DEF罐液位指示、所述DEF质量指示和所述SCR后处理系统失灵指示中至少之一获得阈值时，确定诱导信号值；以及 响应于所述诱导信号值，使所述引擎降额。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述DEF罐液位指示为连续的DEF罐液位指示。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述DEF质量指示为二进制质量值。
4.如权利要求1所述的方法，其中用于所述DEF罐液位指示的阈值为阈值罐填充液位，以及当所述DEF罐液位指示低于所述阈值罐填充液位时确定所述诱导信号值。
5.如权利要求1所述的方法，其中用于所述DEF质量指示的阈值是指自差DEF质量指示起的预定量的时间消耗。
6.如权利要求1所述的方法，其中用于所述SCR后处理系统的阈值是指自SCR后处理系统失灵指示起的预定量的时间消耗。
7.如权利要求1所述的方法，其中使所述引擎降额的步骤包括利用诱导方案，所述诱导方案包括初始降额值、第二降额值以及最终降额值，其中所述降额值依次从所述初始降额值增大至所述第二降额值，然后再增大至所述最终降额值。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述初始降额值包括扭矩降额值和速度降额值中至少之一。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述最终降额值包括引擎关闭操作、引擎强制空转操作、跛行回家模式以及重新启动限制中至少之一。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述重新启动限制包括响应于所述最终降额值将所述引擎限制至预定数量的重新启动事件。
11.如权利要求7所述的方法，其中初始降额和第二降额中至少之一包括斜坡式降额。
12.如权利要求7所述的方法，还包括在使所述引擎降额的过程中允许至少一个操作者降额超控。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述最终降额值不允许所述操作者降额超控。
14.如权利要求1所述的方法，其中使所述引擎降额的步骤还包括斜坡式降额和降额方案中至少之一。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述斜坡式降额包括每分钟百分比降额值。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述每分钟百分比降额值为每分钟1%。
17.如权利要求1所述的方法，还包括在使所述引擎降额的过程中允许至少一个操作者降额超控。
18.如权利要求1所述的方法，其中: 确定诱导信号值的步骤包括确定所述DEF罐液位指示、所述DEF质量指示和所述SCR后处理系统失灵指示中至少之一何时获得第一阈值、第二阈值和第三阈值；以及 使所述引擎降额的步骤包括利用包括诱导信号值的诱导方案，所述诱导信号值具有所述第一阈值处的初始降额值、所述第二阈值处的第二降额值以及所述第三阈值处的最终降额值，所述诱导信号值在降额量上依次从所述初始降额值增大至所述第二降额值，然后再增大至所述最终降额值。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述第一阈值为从所述DEF质量指示起的第一时间周期，所述第二阈值为所述第一时间周期之后的第二时间周期，以及所述第三阈值为所述第二时间周期之后的第三时间周期。
20.如权利要求19所述的方法，还包括在解释所述DEF质量指示时提供差DEF质量的敬生目口。
21.如权利要求18所述的方法，其中所述第一阈值为所述SCR后处理系统失灵指示之后的第一时间周期，所述第二阈值为所述第一时间周期之后的第二时间周期，以及所述第三阈值为所述第二时间周期之后的第三时间周期。
22.如权利要求21所述的方法，还包括在解释所述SCR后处理系统失灵指示时提供SCR后处理系统失灵的警告。
23.如权利要求18所述的方法，其中所述第一阈值为小于所述DEF罐液位指示的第一DEF罐液位，所述第二阈值为小于所述第一 DEF罐液位的第二 DEF罐液位，以及所述第三阈值为在所述DEF罐液位指示达到所述第二阈值之后的时间周期。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述第二DEF罐液位对应于空DEF罐。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述时间周期为约2分钟至一小时。
26.—种系统，包括: 内燃引擎，包括用于接收由所述内燃引擎产生的废气的排气系统； 选择性催化还原(SCR)后处理系统，与所述排气系统相连接，用于处理所述废气中的一氧化二氮排放； 柴油机排气流体(DEF)罐，与所述排气系统相连接，以向所述SCR后处理系统提供DEF ； DEF液位指示器、DEF质量指示器以及SCR后处理系统指示器中至少之一，其中 所述DEF液位指示器配置成检测所述DEF罐中的DEF的液位； 所述DEF质量指示器配置成检测所述DEF的质量； 所述SCR后处理系统指示器配置成检测SCR系统失灵； 以及 控制装置，配置成响应于所述DEF液位指示器、DEF质量指示器以及SCR后处理系统指示器中至少之一获得阈值来确定诱导信号值，所述控制装置还配置成响应于所述诱导信号值使所述引擎降额。
27.如权利要求26所述的系统，其中所述控制装置配置成根据包括初始降额值、第二降额值和最终降额值的诱导方案使所述引擎降额，其中降额值依次从所述初始降额值增大至所述第二降额值，然后再增大至所述最终降额值。
28.如权利要求27所述的系统，其中所述初始降额值包括扭矩降额值和速度降额值中至少之一。
29.如权利要求27所述的系统，其中所述最终降额值包括引擎关闭操作、引擎强制空转操作、跛行回家模式以及重新启动限制中至少之一。
30.如权利要求26所述的系统，其中所述控制装置配置成当所述DEF罐液位指示器、DEF质量指示器以及SCR后处理系统失灵指示器中至少之一的阈值获得第一阈值、第二阈值和第三阈值时，确定所述诱导信号值，所述控制装置还配置成根据具有诱导信号值的诱导方案来使所述引擎降额，所述诱导信号值包括所述第一阈值处的初始降额值、所述第二阈值处的第二降额值以及所述第三阈值处的最终降额值，所述诱导信号值在降额量上依次从所述初始降额值增大至所述第二降额值，然后再增大至所述最终降额值。
31.如权利要求30所述的系统，其中用于DEF质量指示的所述第一阈值为从所述DEF质量指示器指示差DEF质量起的第一时间周期，所述第二阈值为所述第一时间周期之后的第二时间周期，以及所述第三阈值为所述第二时间周期之后的第三时间周期。
32.如权利要求31所述的系统，其中所述控制装置配置成当指示差DEF质量时在所述第一时间周期之前提供警告信号。
33.如权利要求30所述的系统，其中用于SCR后处理系统失灵指示的第一阈值是指从所述SCR后处理系统失灵指示起经过第一时间周期，所述第二阈值是指在所述第一时间周期之后经过第二时间周期，以及所述第三阈值是指在所述第二时间周期之后经过第三时间周期。
34.如权利要求33所述的系统，其中所述控制装置配置成在指示SCR后处理系统失灵时在所述第一时间周期之前提供警告信号。
35.如权利要求30所述的系统，其中用于DEF罐液位指示的所述第一阈值为第一DEF罐液位，所述第二阈值为小于所述第一 DEF罐液位的第二 DEF罐液位，以及所述第三阈值是指在所述DEF罐液位指示达到所述第二阈值之后经过时间周期。
36.如权利要求35所述的系统，其中所述控制装置配置成在所述DEF罐液位指示获得所述第一 DEF罐液位之前提供警告信号。
【文档编号】F01N3/00GK104508262SQ201380037864
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】施同庆, W·帕特里克·尼胡斯, 布雷特·D·格里菲斯 申请人:康明斯有限公司