Способ (варианты) и система для определения ухудшения работы датчика nox выхлопных газов двигателя

Способ (варианты) и система для определения ухудшения работы датчика nox выхлопных газов двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам диагностирования датчика NO_x, присоединенного к системе очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы транспортного средства могут содержать двигатель с системой очистки выхлопных газов, присоединенной в выпускном канале, чтобы снижать токсичность регулируемых выбросов. В некоторых примерах, система очистки выхлопных газов может содержать систему избирательного каталитического восстановления (SCR), в которой восстановитель, такой как мочевина или аммиак, добавляется в поток выхлопных газов выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора, чтобы NO_x могли восстанавливаться каталитическим нейтрализатором. Система SCR также может включать в себя один или более датчиков NO_x, таких как датчик NO_x в подаваемых газах, присоединенный выше по потоку от каталитического нейтрализатора SCR, и датчик NO_x в выхлопной трубе, присоединенный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора SCR. На основании выходного сигнала расположенных выше по потоку и ниже по потоку датчиков NO_x, могут определяться рабочие характеристики каталитического нейтрализатора SCR. В дополнение, управление дозированием восстановителя может адаптироваться на основании выходного сигнала датчиков NO_x. Поэтому, чтобы давать возможность точного управления дозированием, а также чтобы давать возможность контроля эффективности системы SCR, датчикам может быть необходимо периодически диагностироваться.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, предложены способы и системы для диагностирования датчика NO_x выхлопных газов в подаваемых газах, присоединенного в выпускном канале выше по потоку от каталитического нейтрализатора SCR выхлопных газов.

В одном из аспектов изобретения предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

указывают ухудшение работы датчика NO_x выхлопных газов в подаваемых газах на основании уровня восстановителя выхлопных газов, определенного датчиком после остановки двигателя до состояния покоя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указание ухудшения работы на основании уровня восстановителя выхлопных газов, определенного датчиком, включает в себя этап, на котором указывают ухудшение работы в ответ на разность между определенным уровнем восстановителя выхлопных газов и ожидаемым уровнем восстановителя выше, чем пороговое значение.

В одном из вариантов предложен способ, в котором ожидаемый уровень восстановителя основан на дозировании восстановителя форсункой для восстановителя выхлопных газов перед остановкой двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором остановка двигателя до состояния покоя включает в себя глушение транспортного средства, в то время как поток выхлопных газов двигателя находится ниже порогового потока.

В одном из вариантов предложен способ, в котором ожидаемый уровень восстановителя основан на количестве восстановителя, впрыскиваемого форсункой для восстановителя выхлопных газов в выпускной канал после остановки двигателя до состояния покоя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором количество впрыскиваемого восстановителя основано на каждом из температуры окружающей среды и температуры выхлопных газов, причем количество увеличивают при увеличении температуры окружающей среды и/или увеличении температура выхлопных газов.

В одном из вариантов предложен способ, в котором количество восстановителя впрыскивают в виде одиночного впрыска.

В одном из вариантов предложен способ, в котором количество восстановителя впрыскивают в виде множества импульсов впрыска, имеющих амплитуду и частоту, основанные на времени реакции датчика NO_x выхлопных газов в подаваемых газах и температуре выхлопных газов.

В одном из вариантов предложен способ, в котором каждые из датчика NO_x в подаваемых газах и форсунки для восстановителя присоединены к выпускному каналу ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора и выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором восстановитель является одним из мочевины и аммиака, при этом восстановительный каталитический нейтрализатор является избирательным каталитическим восстановителем (SCR).

В одном из вариантов предложен способ, в котором указание ухудшения работы включает в себя этап, на котором устанавливают диагностический код.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

после состояния выключения транспортного средства при двигателе в состоянии покоя,

впрыскивают некоторое количество восстановителя в выпускной канал;

определяют количество восстановителя в выпускном канале на основании выходного сигнала датчика NO_x выхлопных газов в подаваемых газах; и

указывают ухудшение работы датчика NO_x на основании впрыснутого количества относительного определенного количества.

В одном из вариантов предложен способ, в котором состояние выключения транспортного средства включает в себя поток выхлопных газов двигателя ниже порогового потока.

В одном из вариантов предложен способ, в котором впрыскиваемое количество восстановителя основано на каждом из температуры окружающей среды, температуры выхлопных газов и загрузки восстановителя восстановительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов в выключенном состоянии транспортного средства.

В одном из вариантов предложен способ, в котором впрыск включает в себя этап, на котором впрыскивают количество восстановителя согласно множеству импульсов, имеющих амплитуду и частоту, причем множество импульсов выбирают на основании времени реакции датчика NO_x и времени испарения впрыснутого восстановителя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором впрыск включает в себя этап, на котором впрыскивают количество восстановителя из форсунки для восстановителя в виде одиночного впрыска, причем восстановитель включает в себя мочевину или аммиак, а восстановительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов содержит каталитический нейтрализатор SCR.

В одном из еще дополнительных аспектов предложена система двигателя, содержащая:

двигатель, содержащий впуск и выпуск;

форсунку для восстановителя, выполненную с возможностью впрыска восстановителя в выпуск двигателя выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов;

датчик NO_x в подаваемых газах, присоединенный к выпуску двигателя ниже по потоку от форсунки для восстановителя и выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора; и

контроллер, сконфигурированный машиночитаемыми командами для:

работы в первом режиме при первой остановке двигателя до состояния покоя для указания ухудшения работы форсунки для восстановителя на основании выходного сигнала датчика NO_x; и

работы во втором режиме при второй остановке двигателя до состояния покоя для указания ухудшения работы датчика NO_x на основании выходного сигнала датчика NO_x.

В одном из вариантов предложена система, в которой при первой остановке двигателя до состояния покоя, указание ухудшения работы форсунки для восстановителя на основании выходного сигнала датчика NO_x включает в себя указание ухудшения работы в ответ на выходной сигнал выше, чем первое пороговое значение, причем первое пороговое значение основано на потоке выхлопных газов при первой остановке двигателя до состояния покоя.

В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для

впрыска во втором режиме некоторого количества восстановителя в выпуск двигателя, причем количество основано на температуре окружающей среды и температуре выхлопных газов.

В одном из вариантов предложена система, в которой при второй остановке двигателя до состояния покоя, указание ухудшения работы датчика NO_x на основании выходного сигнала датчика NO_x включает в себя указание ухудшения работы в ответ на выходной сигнал ниже, чем второе пороговое значение, причем второе пороговое значение основано на количестве восстановителя, впрыснутого в выпуск двигателя.

Один из примерных способов содержит указание ухудшения работы датчика NO_x выхлопных газов в подаваемых газах на основании уровня восстановителя выхлопных газов, определенного датчиком после остановки двигателя до состояния покоя. Таким образом, работоспособность датчика NO_x может соотноситься с продолжительным наличием отложений аммиака после того, как двигатель транспортного средства был выключен.

Например, система двигателя может быть выполнена с каталитическим нейтрализатором SCR в выпускном канале, а форсунка для мочевины расположена выше по потоку от каталитического нейтрализатора SCR. Датчик NO_x в подаваемых газах может быть присоединен к выпускному каналу выше по потоку от каталитического нейтрализатора SCR и ниже по потоку от форсунки для мочевины. После остановки двигателя до состояния покоя, контроллер может эксплуатировать форсунку для восстановителя для впрыска определенного количества восстановителя в выпускной канал. Контроллер в таком случае может контролировать чувствительность датчика NO_x в подаваемых газах. Если выходной сигнал датчика NO_x не совпадает с выходным сигналом, ожидаемым на основании активного впрыска восстановителя, может определяться ухудшение работы датчика NO_x. На основании отклонения определенного выходного сигнала от ожидаемого выходного сигнала, динамические характеристики датчика NO_x в подаваемых газах могут изучаться и обновляться, чтобы управление дозированием восстановителя могло регулироваться во время последующего перезапуска двигателя.

Таким образом, работоспособность и рабочие характеристики датчика NO_x выхлопных газов в подаваемых газах могут идентифицироваться лучше. Посредством контроля выходного сигнала датчика NO_x выхлопных газов во время условий остановки двигателя наряду с тем, что восстановитель впрыскивается выше по потоку от датчика, зависимости между впрыском и выходным сигналом датчика NO_x выхлопных газов могут использоваться для изучения эксплуатационных характеристик датчика NO_x. Более точно, естественная возгонка аммиака, впрыскиваемого в выпускном канале после остановки двигателя, может использоваться для диагностирования датчика NO_x выхлопных газов. Посредством улучшения диагностики датчика NO_x, улучшается соответствие выбросов техническим условиям.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя, содержащего систему выпуска с системой очистки выхлопных газов.

Фиг. 2 показывает формирование отложений в выпускном канале.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для диагностирования системы впрыска восстановителя на основании уровней NO_x выхлопных газов после остановки двигателя до состояния покоя.

Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для регулировки управления дозированием восстановителя во время перезапуска двигателя в ответ на указание утечки форсунки.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для диагностирования датчика NO_x на основании уровней NO_x после остановки двигателя до состояния покоя.

Фиг. 6 показывает график, иллюстрирующий пример выявления ухудшения работы форсунки для мочевины или пример выявления ухудшения работы датчика NO_x.

Фиг. 7 показывает график, иллюстрирующий пример выявления ухудшения работы датчика NO_x выхлопных газов в подаваемых газах.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к способам и системам для использования выходного сигнала датчика NO_x, вырабатываемого после остановки двигателя до состояния покоя, для диагностирования компонентов системы доочистки выхлопных газов, таких как шланги, включенные в систему двигателя по фиг. 1. Например, способ предоставляет возможность для выявления отложений мочевины в выпускном канале двигателя, как показано на фиг. 2. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 3, для идентификации ухудшения работы форсунки для восстановителя на основании профиля выходного сигнала датчика NO_x выхлопных газов, определенного после того, как двигатель докрутился до состояния покоя, относительно ожидаемого профиля выходного сигнала на основании условий двигателя. Контроллер затем может регулировать управление дозированием восстановителя во время последующего запуска двигателя на основании указания утечки форсунки, как показано на фиг. 4. Контроллер также может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 5, чтобы впрыскивать известное количество восстановителя в выпускной канал после того, как двигатель докрутился до состояния покоя, и идентифицировать ухудшение работы датчика NO_x на основании определенного профиля выходного сигнала датчика NO_x выхлопных газов относительно ожидаемого профиля выходного сигнала, основанного на впрыснутом восстановителе. Примерные диагностические операции показаны на фиг. 6 и 7. Таким образом, улучшаются выбросы с выхлопными газами.

Далее, со ссылкой на фиг. 1, проиллюстрировано схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 (то есть, цилиндр) сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

В примере, изображенном на фиг. 1, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответствующие системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 30, включающий в себя одну топливную форсунку 66. Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем, также указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 30 сгорания.

Будет приниматься во внимание, что, в альтернативном варианте осуществления, форсунка 66 может быть форсункой оконного впрыска, выдающей топливо во впускное окно выше по потоку от цилиндра 30. Следует принимать во внимание, что цилиндр 30 может принимать топливо из множества форсунок, таких как множество форсунок оконного впрыска, множество форсунок непосредственного впрыска или их комбинацию.

В одном из примеров, двигатель 10 является дизельным двигателем, который сжигает воздух и дизельное топливо благодаря воспламенению от сжатия. В других неограничивающих вариантах осуществления, двигатель 10 может осуществлять сгорание разного топлива, в том числе, бензина, биодизельного топлива или спиртосодержащей топливной смеси (например, бензина и этилового спирта или бензина и метилового спирта) благодаря воспламенению от сжатия и/или искровому зажиганию.

Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, заключенный дросселем 62, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 64 может выдаваться в контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для выдачи соответствующих сигналов MAF и MAP в контроллер 12.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может направлять требуемую порцию выхлопных газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал 140 EGR. Количество EGR, выдаваемой во впускной коллектор 44, может меняться контроллером 12 посредством клапана 142 EGR. Например, посредством ввода выхлопных газов в двигатель 10, количество имеющегося в распоряжении кислорода для сгорания уменьшается, тем самым, снижая температуры пламени сгорания и уменьшая формирование NO_x. Как изображено, система EGR дополнительно включает в себя датчик 144 EGR, который может быть расположен внутри канала 140 EGR и может выдавать показание одного или более из давления, температуры, концентрации выхлопных газов. В некоторых условиях, система EGR может использоваться для стабилизации температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания, таким образом, предусматривая способ регулирования установки момента воспламенения во время некоторых режимов сгорания. Кроме того, во время некоторых условий, часть выхлопных газов может удерживаться или захватываться в камере сгорания посредством регулирования установки фаз распределения выпускных клапанов, к примеру, посредством управления механизмом регулируемой установки фаз клапанного распределения.

Система 128 выпуска включает в себя датчик 126 выхлопных газов, присоединенный к выпускному каналу 48 выше по потоку от системы 150 очистки выхлопных газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NO_x, HC, или CO. Система 150 очистки выхлопных газов показана расположенной вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 выхлопных газов.

В примере, показанном на фиг. 1, система 150 очистки выхлопных газов является основанной на мочевине системой избирательного каталитического восстановления (SCR). Система SCR, например, включает в себя по меньшей мере восстановительный каталитический нейтрализатор (в материалах настоящего описания, каталитический нейтрализатор 152 SCR), резервуар для хранения мочевины (в материалах настоящего описания, резервуар 154 для хранения мочевины) и форсунку для мочевины (в материалах настоящего описания, форсунку 156 для мочевины). В других вариантах осуществления, система 150 очистки выхлопных газов может дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя другие компоненты, такие как сажевый фильтр, уловитель обедненных NO_x, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, различные устройства снижения токсичности выхлопных газов или их комбинации. Например, форсунка 156 для мочевины может быть расположена выше по потоку от восстановительного каталитического нейтрализатора 152 и ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора. В изображенном примере, форсунка 156 для мочевины выдает мочевину из резервуара 154 хранения мочевины. Однако, могут использоваться различные альтернативные подходы, такие как твердая гранулированная мочевина, которая вырабатывает пары аммиака, которые затем нагнетаются или дозируются в каталитический нейтрализатор 152 SCR. В кроме того еще одном примере, уловитель обедненных NO_x может быть расположен выше по потоку от каталитического нейтрализатора 152 с SCR для формирования NH₃ для каталитического нейтрализатора 152 с SCR в зависимости от уровня или обогащения топливно-воздушного соотношения, подаваемого в уловитель обедненных NO_x.

Система 150 очистки выхлопных газов дополнительно включает в себя датчик 158 выхлопных газов выхлопной трубы, расположенный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 152 SCR. В изображенном варианте осуществления, датчик 158 выхлопных газов в выхлопной трубе может быть датчиком NO_x, например, для измерения количества после SCR NO_x, выпускаемых через выхлопную трубу выпускного канала 48. Система 150 очистки выхлопных газов дополнительно может включать в себя датчик 160 выхлопных газов в подаваемых газах, расположенный выше по потоку от каталитического нейтрализатора 152 SCR и ниже по потоку от форсунки 156 для мочевины. В изображенном примере, датчик 160 выхлопных газов в подаваемых газах также может быть датчиком NO_x, например, для измерения количества NO_x до SCR, принимаемых в выпускном канале для очистки в каталитическом нейтрализаторе SCR.

В некоторых примерах, эффективность системы SCR может определяться на основании выходного сигнала одного или более датчика 158 выхлопных газов в выхлопной трубе и датчика 160 выхлопных газов в подаваемых газах. Например, эффективность системы SCR может определяться посредством сравнения уровней NO_x выше по потоку от каталитического нейтрализатора SCR (через датчик 160) с уровнями NO_x ниже по потоку от каталитического нейтрализатора SCR (через датчик 158). Эффективность дополнительно может быть основана на датчике 126 выхлопных газов (например, когда датчик 126 измеряет NO_x), расположенном выше по потоку от системы SCR. В других примерах, датчики 158, 160 и 126 выхлопных газов могут быть любым пригодным датчиком для определения концентрации составляющих выхлопных газов, таким как датчик UEGO, EGO, HEGO, HC, CO, и т.д.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может находиться на связи с, а потому, принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122; и концентрации составляющих выхлопных газов с датчиков 126, 160 и 158 выхлопных газов. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP.

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано постоянными машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные способы описаны в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 3-5.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и т.д.

Фиг. 2 показывает детализированный вариант осуществления системы 200 доочистки выхлопных газов, такой как система 150 очистки выхлопных газов, описанная выше со ссылкой на фиг. 1. Как показано, система 200 очистки выхлопных газов включает в себя первый каталитический нейтрализатор 202, такой как дизельный окислительный каталитический нейтрализатор, и второй каталитический нейтрализатор 204, такой как каталитический нейтрализатор SCR, расположенные вдоль выпускного канала 206. В примере по фиг. 2, второй (восстановительный) каталитический нейтрализатор 204 расположен ниже по потоку от первого (окислительного) каталитического нейтрализатора 202. Форсунка 208 для восстановителя выхлопных газов впрыскивает восстановитель, такой как мочевина или аммиак, в поток выхлопных газов для реакции с NO_x во втором каталитическом нейтрализаторе 204 в ответ на сигналы, принимаемые из контроллера 210.

В примере, изображенном на фиг. 2, форсунка 208 для восстановителя выхлопных газов питается восстановителем из резервуара 212 для хранения восстановителя. Резервуар 212 для хранения восстановителя, например, может быть резервуаром для хранения восстановителя на всем протяжении диапазона температур. Восстановитель накачивается из резервуара 212 для хранения восстановителя посредством насоса 214. Насос 214 выкачивает восстановитель из резервуара 212 для хранения восстановителя и подает восстановитель в выпускной канал 206 под более высоким давлением. Как показано, канал 216 для восстановителя по текучей среде соединяет насос 214 и форсунку 208 для восстановителя. В некоторых вариантах осуществления, восстановитель, который поступает в выпускной канал 206, может подмешиваться в поток выхлопных газов посредством смесителя 218.

Система 200 очистки выхлопных газов дополнительно включает в себя датчик 220 NO_x в подаваемых газах, расположенный ниже по потоку от первого каталитического нейтрализатора 202, ниже по потоку от форсунки 208 для восстановителя и выше по потоку от второго каталитического нейтрализатора 204. Таким образом, датчик NOx выхлопных газов в подаваемых газах может давать оценку уровней NOx в выхлопных газах, поступающих в каталитических нейтрализаторах SCR. Система 200 очистки выхлопных газов дополнительно включает в себя датчик 222 NO_x в выхлопной трубе, расположенный ниже по потоку от второго каталитического нейтрализатора 204. Таким образом, датчик NOx в выхлопной трубе может давать оценку уровней NOx в выхлопных газах, выходящих из каталитического нейтрализатора SCR. Датчик 220 NO_x в подаваемых газах и датчик 222 NO_x в выхлопной трубе, например, могут использоваться для определения количества NO_x в выпускном канале 206, чтобы дозирование восстановителя могло управляться, по меньшей мере частично, на основании количества NO_x в выпускном канале 206. Как подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 5, ухудшение работы датчика 220 NO_x в подаваемых газах может определяться в условиях выключения двигателя на основании количества восстановителя, впрыскиваемого в выпускной канал 206 после того, как двигатель был остановлен до состояния покоя. Например, действующий выходной сигнал датчика 220 NO_x в подаваемых газах может сравниваться с ожидаемым выходным сигналом датчика 220 NO_x в подаваемых газах, ожидаемый выходной сигнал основан на количестве восстановителя, впрыснутого форсункой 208 восстановителя выхлопных газов в выпускной канал 206 после остановки двигателя до состояния покоя. Если есть расхождение между ожидаемым значением и действующим выходным сигналом, может определяться ухудшение работы датчика NO_x.

Дополнительно, как подробно описано со ссылкой на фиг. 3, датчик NO_x подаваемых газов может использоваться для определения ухудшения работы форсунки 208 для восстановителя. Например, со временем, форсунка 208 для восстановителя может начинать давать утечку так что большее, чем требуемое, количество восстановителя поступает в выпускной канал 206. Как результат, например, отложение 224 восстановителя может формироваться в выпускном канале 206. В зависимости от температуры окружающей среды и температуры выхлопных газов, например, которые могут измеряться датчиками 226, 228 и 230 температуры, отложение 224 восстановителя может возгоняться, так что пары восстановителя могут восприниматься датчиком 220 NO_x в подаваемых газах, когда NO_x не присутствуют в выпускном канале 206 (например, во время условий выключения двигателя). Таким образом, во время условий, когда двигатель остановлен, датчик NO_x подаваемых газов может использоваться для оценки уровней восстановителя (например, уровней аммиака) в выпускном канале ниже по потоку от форсунки для восстановителя и выше по потоку от каталитического нейтрализатора SCR и логического вывода, сформировались ли отложения восстановителя. Выходной сигнал датчика NO_x в подаваемых газах также может использоваться для оценки размера отложения восстановителя. На основании размера отложений (например, если он больше, чем пороговый размер, или большим, чем ожидаемый размер), может идентифицироваться утечка форсунки. Как подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 3, датчик 220 NO_x в подаваемых газах может давать указание ухудшения работы форсунки 208 для восстановителя. Например, действующий выходной сигнал датчика 220 NO_x в подаваемых газах сравнивается с ожидаемым выходным сигналом датчика 220 NO_x в подаваемых газах, ожидаемый выходной сигнал основан на определенном общем количестве непрореагировавшего восстановителя, накопленном во втором каталитическом нейтрализаторе 204 и выпускном коллекторе 206, во время остановки двигателя, температуре окружающей среды, условиях потока выхлопных газов и температуре выхлопных газов при остановке двигателя.

Таким образом, система 200 очистки выхлопных газов включает в себя датчик 220 NO_x в подаваемых газах, который может использоваться для определения количества NO_x, присутствующих в выпускном канале 206, во время условий включения двигателя и количества восстановителя, присутствующего в выпускном канале 206, во время условий выключения двигателя. Как будет описано ниже, на основании выходного сигнала датчика 220 NO_x подаваемых газов, может определяться ухудшение работы датчика 220 NO_x в подаваемых газах, а также ухудшение работы форсунки 208 для восстановителя.

Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 3-5, во время условий, когда двигатель остановлен до состояния покоя, и транспортное средство выключено (например, во время события выключения зажигания двигателя и/или выключения зажигания транспортного средства, или события остановки двигателя в системе без ключа кнопкой пуска/останова), датчик NO_x выхлопных газов в подаваемых газах может использоваться для оценки уровней восстановителя в объеме выхлопных газов между форсункой и каталитическим нейтрализатором SCR. Выходной сигнал датчика NO_x затем может использоваться для диагностирования продолжающегося присутствия отложений восстановителя, которое может возникать при наличии утечки форсунки. Например, утечка форсунки для мочевины может диагностироваться на основании выявления избыточного аммиака в определенном пространстве (между форсункой для восстановителя и каталитическим нейтрализатором SCR). В дополнение, мочевина может активно впрыскиваться, и выходной сигнал датчика NO_x в подаваемых газах может контролироваться для определения динамических характеристик датчика NO_x. Таким образом, выходной сигнал датчика NO_x в подаваемых газах, вырабатываемый после состояния выключения зажигания двигателя, может преимущественно использоваться для идентификации ухудшения работы форсунки, а также ухудшения работы датчика NO_x.

Далее, с обращением к фиг. 3, показана примерная процедура 300 для диагностирования системы впрыска восстановителя на основании уровней NO_x выхлопных газов после того, как двигатель остановлен до состояния покоя. Более точно, процедура определяет ожидаемый уровень восстановителя выхлопных газов и действующий уровень восстановителя выхлопных газов во время состояния выключения двигателя после остановки двигателя. На основании разности между ожидаемым и действующим уровнями восстановителя, может указываться ухудшение работы форсунки для восстановителя. Например, если действующий уровень восстановителя больше, чем ожидаемый уровень, может указываться ухудшение работы форсунки для восстановителя выхлопных газов, такое как утечка форсунки.

На этапе 302, определяется, выключен ли двигатель и остановил ли двигатель вращение до состояния покоя, так что двигатель не вращается, и сгорание не происходит ни в одном из цилиндров двигателя. В качестве примера, может определяться, что двигатель выключен, если ключ зажигания находится в положении выключения двигателя, или если кнопка останова была нажата в системе без ключа. В качестве других примеров, может определяться, что двигатель выключен, если транспортное средство, в котором расположен двигатель, находится в выключенном состоянии транспортного средства, и/или если уровень потока выхлопных газов находится ниже порогового уровня. Если определено, что двигатель не выключен, процедура 300 заканчивается.

С другой стороны, если определено, что двигатель выключен, процедура переходит на этап 304, где фиксируются рабочие характеристики каталитического нейтрализатора SCR. Например, система управления может определять работоспособность или состоя