Способы и система контроля рабочих характеристик катализатора scr в двигателе

Способы и система контроля рабочих характеристик катализатора scr в двигателе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к диагностированию катализатора SCR, включенного в систему выпуска двигателя внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Транспортные средства могут быть оборудованы различными устройствами доочистки отработавших газов для уменьшения выпуска выбросов с отработавшими газами в атмосферу. Например, трехкомпонентные катализаторы могут снижать уровни различных выбросов, в том числе, окиси углерода и несгоревших углеводородов, тогда как системы с избирательным каталитическим восстановлением (SCR) могут использоваться для снижения уровней NOx. Чтобы гарантировать, что устройства последующей очистки являются функционирующими оптимально, различные датчики могут быть установлены выше по потоку и/или ниже по потоку от устройств, и обратная связь с датчиков может использоваться для определения эффективности каталитической конверсии и, тем самым, ухудшения характеристик в устройствах SCR.

Примерный подход к диагностике показан Нильсоном в документе WO 2013/152780 A1, согласно которому показания датчика NOx получаются во время разных последовательностей диагностики, выполняемых, когда транспортное средство является неподвижным. Одна из последовательностей диагностики включает в себя переход с высокой выработки NOx на низкую выработку NOx, сопровождаемый возвратом на высокую выработку NOx. Вторая последовательность диагностики включает в себя использование отсечки топлива, чтобы вызывать низкие уровни NOx, тогда как третья последовательность диагностики включает в себя определение эффективности каталитической конверсии посредством подачи высокой выработки NOx в разогретый катализатор и варьирования количества впрыскиваемого восстановителя от нуля до фиксированной величины. Высокая выработка NOx вызывается посредством обеспечения выбранных временных характеристик впрыска топлива, высокого числа оборотов двигателя или прикладываемых нагрузок двигателя. В такой последовательности, обратная связь по датчику NOx сравнивается с предварительно определенными пороговыми значениями, чтобы диагностировать рабочие характеристики катализатора SCR и/или датчика.

Изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы у вышеприведенного подхода. Не только различные последовательности операций усложнены до некоторой степени, но и зависимость от использования стационарной проверки может иметь негативный эффект, когда транспортное средство не эксплуатируется в неподвижном положении в достаточной мере. Кроме того, различные настройки в отношении дозирования мочевины, подобно описанным в WO 2013/152780 A1, могут оказывать отрицательное влияние на выбросы в движущемся транспортном средстве, когда выполняются на протяжении более длительных продолжительностей, необходимых для формирования достаточного количества показаний.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретатели в материалах настоящей заявки выявили вышеприведенную проблему и идентифицировали подход для по меньшей мере частичного устранения этой проблемы. В одном из подходов, предусмотрен способ контроля системы катализатора SCR, присоединенной к двигателю, в движущемся транспортном средстве. Способ содержит контроль эффективности конверсии SCR без каких бы то ни было настроек в отношении работы двигателя, когда температура устройства SCR ниже первого порогового значения, а как только температура устройства SCR выше первого порогового значения, эффективность конверсии SCR контролируется после искусственного вызова повышения NOx подаваемых газов. Ухудшение характеристик устройства SCR указывается на основании данных эффективности конверсии, полученных во время тех и других условий эксплуатации.

Например, когда температура устройства SCR ниже порогового значения, но выше температуры розжига, эффективность конверсии может измеряться на основании относительного изменения уровней NOx между уровнем выше по потоку катализатора SCR и уровнем ниже по потоку от катализатора SCR. По существу, система может содержать два датчика для измерения упомянутых уровней NOx: один, размещенный выше по потоку от устройства SCR, и другой, размещенный ниже по потоку от устройства SCR. Дополнительно, любой спад эффективности конверсии может быть замечен в этом режиме. Как только температура устройства SCR выше порогового значения и в диапазоне функционирования с более высокой ожидаемой эффективностью конверсии, NOx подаваемых газов могут временно и искусственно повышаться, например, посредством уменьшения потока EGR (рециркуляции отработавших газов) или посредством осуществления опережения установки момента впрыска топлива для контроля эффективности конверсии. Это повышение NOx подаваемых газов может улучшать отношение сигнал/шум в датчиках NOx и может давать более точное измерение эффективности конверсии. Кроме того, ухудшение характеристик SCR может подтверждаться, если эффективность конверсии в одном или обоих режимах работы ниже ожидаемого порогового значения.

Более конкретно, в первом аспекте настоящего изобретения раскрывается способ для двигателя, включающего в себя катализатор SCR, содержащий этапы, на которых:

для транспортного средства в движении:

когда температура SCR ниже первого порогового значения, контролируют эффективность конверсии SCR без настройки работы двигателя для искусственного повышения NOx подаваемых газов; и

когда температура SCR выше первого порогового значения, контролируют рабочие характеристики конверсии SCR посредством того, что настраивают работу двигателя для искусственного повышения NOx подаваемых газов; и

указывают ухудшение характеристик SCR на основании контролируемой эффективности конверсии.

В одном из вариантов первого аспекта датчики NOx расположены непосредственно выше по потоку и ниже по потоку от катализатора SCR, при этом, когда температура SCR выше первого порогового значения, повышают уровни NOx подаваемых газов посредством уменьшения EGR.

В одном из вариантов первого аспекта, когда температура SCR выше первого порогового значения, повышают уровни NOx подаваемых газов посредством того, что осуществляют опережение установки момента впрыска топлива.

В одном из вариантов первого аспекта ухудшение характеристик SCR указывают на основании контролируемой эффективности конверсии с и без искусственного повышения NOx.

В одном из вариантов первого аспекта, во время движения транспортного средства и контроля эффективности конверсии SCR, двигатель эксплуатируют и поддерживают работающим, чтобы выдавать всю мощность привода на транспортное средство для поддержания движения транспортного средства.

В одном из вариантов первого аспекта катализатор SCR является работающим в условиях установившегося прогретого состояния.

В одном из вариантов первого аспекта уровни NOx подаваемых газов искусственно повышают, только когда эффективность каталитической конверсии SCR выше минимального порогового значения.

В одном из вариантов первого аспекта уровни NOx подаваемых газов искусственно повышают, только когда уровень NOx в подаваемых газах ниже порогового значения.

Во втором аспекте настоящего изобретения раскрывается способ контроля рабочих характеристик катализатора SCR в двигателе с датчиками NOx, содержащий этапы, на которых:

эксплуатируют двигатель в первом режиме, когда температура SCR ниже первого порогового значения, и контролируют эффективность конверсии SCR;

эксплуатируют двигатель во втором режиме с искусственным повышением NOx в подаваемых газах, когда температура SCR выше первого порогового значения, и продолжают контролировать эффективность конверсии SCR; и

указывают ухудшение характеристик SCR на основании совокупной контролируемой эффективности упомянутых двух режимов.

В одном из вариантов второго аспекта способ дополнительно содержит этап, на котором контролируют рабочие характеристики SCR, когда транспортное средство находится в движении, а двигатель поддерживается работающим, чтобы выдавать мощность привода на транспортное средство.

В одном из вариантов второго аспекта, во время второго режима работы двигателя, уровни NOx подаваемых газов повышают, когда эффективность конверсии SCR выше минимального порогового значения, и когда уровни NOx подаваемых газов ниже, чем пороговое значение NOx.

В одном из вариантов второго аспекта уровни NOx подаваемых газов искусственно повышают посредством того, что уменьшают поток EGR или осуществляют опережение установки момента впрыска топлива.

В третьем аспекте настоящего изобретения раскрывается система для двигателя в транспортном средстве, содержащая:

катализатор SCR; и

один или более датчиков NOx; и

контроллер с машинно-читаемыми командами, хранимыми в постоянной памяти, для:

когда транспортное средство движется:

во время первого состояния, когда температура катализатора SCR ниже первого порогового значения;

оценки эффективности конверсии SCR; и

во время второго состояния, когда температура катализатора SCR выше первого порогового значения;

искусственного повышения уровней NOx подаваемых газов; и

контроля эффективности конверсии SCR.

В одном из вариантов третьего аспекта система дополнительно содержит индикацию ухудшения характеристик SCR на основании контролируемой эффективности конверсии во время обоих состояний.

В одном из вариантов третьего аспекта, во время контроля эффективности конверсии SCR, двигатель эксплуатируется и поддерживается работающим, чтобы выдавать всю мощность привода на транспортное средство для поддержания движения транспортного средства.

В одном из вариантов третьего аспекта, во время второго состояния, NOx подаваемых газов временно повышается посредством уменьшения EGR.

В одном из вариантов третьего аспекта, во время второго состояния, NOx подаваемых газов временно повышается посредством осуществления опережения установки момента впрыска топлива.

В одном из вариантов третьего аспекта NOx подаваемых газов повышается, только когда уровни NOx в отработавших газах, поступающих в устройство SCR, снижаются ниже минимального порогового значения.

В одном из вариантов третьего аспекта уровни NOx в отработавших газах повышаются, только когда эффективность конверсии SCR выше минимального порогового значения.

В одном из вариантов третьего аспекта система дополнительно содержит команды для, во время третьего состояния, когда температура катализатора SCR выше, чем первое пороговое значение, а уровни NOx подаваемых газов выше, чем минимальное пороговое значение:

повышения NOx подаваемых газов в меньшей степени;

контроля эффективности конверсии SCR; и

указания ухудшения характеристик SCR на основании измерений, выполненных во всех трех состояниях.

Таким образом, более точное диагностирование рабочих характеристик катализатора SCR может производиться на основании данных эффективности конверсии, полученных в диапазоне рабочих температур устройства SCR и посредством искусственного повышения уровней NOx подаваемых газов во время высоких рабочих характеристик SCR, чтобы обеспечить более надежную обратную связь по датчику. Более того, использование пониженного потока EGR для подъема уровней NOx подаваемых газов может давать стабильные условия сгорания, в силу этого улучшая ездовые качества, наряду с тем, что повышение NOx подаваемых газов посредством осуществления опережения установки момента впрыска топлива может положительно влиять на эффективность использования топлива. В одном из примеров, посредством искусственного подъема уровней NOx подаваемых газов, только когда ожидается, что катализатор SCR должен выполнять конверсию NOx эффективнее, выбросы на выхлопной трубе могут поддерживаться в приемлемых пределах. Например, уровни NOx подаваемых газов могут повышаться во время условий движения по автомагистрали, когда устройство SCR уже работает в диапазоне пиковой конверсии NOx. В еще одном примере, EGR может деактивироваться во время условий движения вверх по склону, и повышенная выработка NOx может преимущественно использоваться для контроля рабочих характеристик SCR. Таким образом, рабочие характеристики SCR могут диагностироваться во время движения транспортного средства и в разных ситуациях вождения с минимальным вмешательством в ездовые качества и выбросы.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает схему двигателя с системой катализатора SCR.

Фиг. 2 изображает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для диагностирования устройства SCR с использованием разных режимов на основании температуры катализатора SCR.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для диагностирования катализатора SCR, когда температура катализатора SCR ниже порогового значения.

Фиг. 4 изображает блок-схему последовательности операций способа, показывающую процедуру для диагностирования катализатора SCR, когда температура катализатора SCR выше пороговой температуры.

Фиг. 5 показывает график эффективности каталитической конверсии SCR в зависимости от температуры газов на входе катализатора SCR.

Фиг. 6 показывает график, изображающий искусственное повышение, необходимое в NOx подаваемых газов, на основании начальных уровней NOx в отработавших газах, выходящих из двигателя.

Фиг. 7 - примерная операция диагностики SCR в различных условиях эксплуатации согласно этому раскрытию.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Последующее описание относится к способам и системам для выявления ухудшения характеристик SCR в системе выпуска двигателя, такой как показанная на фиг. 1. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру, такую как примерная процедура по фиг. 2, для выбора режима диагностирования SCR на основании температуры катализатора. Фиг. 3 и 4 показывают два разных режима и процедуры, которые контроллер может выполнять в каждом режиме на основании температуры катализатора SCR и уровней NOx подаваемых газов в отработавших газах. Когда катализатор SCR является работающим в пределах своего диапазона пиковой конверсии (фиг. 5), уровни NOx в отработавших газах, выходящих из двигателя, могут искусственно повышаться, и необходимое повышение может зависеть от исходных уровней NOx в отработавших газах (фиг. 6). Искусственное повышение уровней NOx подаваемых газов у катализатора SCR может помогать улучшать точность показаний датчика NOx во время выбранных условий. Посредством регистрации результатов эффективности конверсии, полученных в диапазоне рабочих температур SCR, может производиться более точное определение ухудшения характеристик SCR (фиг. 7).

Далее, со ссылкой на фиг. 1, она показывает схему с одним цилиндром многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку транспортного средства. 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 36 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 (не показан), 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 отработавших газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания, соответственно, через 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 соответственные 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. Следует понимать, что цилиндр 30 может принимать топливо из множества впрысков во время цикла сгорания.

В одном из примеров, двигатель 10 может быть 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 соответственных сигналов MAF и MAP в контроллер 12.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции отработавших газов (EGR) может направлять требуемую порцию отработавших газов из выпускного канала 48 во впускной коллектор 44 через канал 140 EGR. Величина выдаваемой EGR может меняться контроллером 12 с помощью клапана 142 EGR. Например, посредством ввода отработавших 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 скомпонован внутри канала 140 EGR и может выдавать показание одного или более из давления, температуры, концентрации отработавших 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 отработавших 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 отработавших газов, присоединенный к выпускному каналу 48 выше по потоку от системы 150 очистки отработавших газов. Датчик 126 отработавших газов может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания топливо/воздушного соотношения отработавших газов, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик NOx, HC или CO. Система 150 очистки отработавших газов показана скомпонованной вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов.

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

Система 150 очистки отработавших газов дополнительно включает в себя датчик 162 отработавших газов выхлопной трубы, расположенный ниже по потоку от катализатора 152 SCR. В изображенном варианте осуществления, датчик 162 отработавших газов может быть датчиком NO_x, например, для измерения количества NO_x после SCR. Система 150 очистки отработавших газов дополнительно может включать в себя датчик 158 отработавших газов в подаваемых газах, расположенный выше по потоку от форсунки 156 для мочевины и катализатора 152 SCR. В изображенном примере, датчик 158 отработавших газов в подаваемых газах может быть датчиком NO_x, например, для измерения количества NO_x до SCR, принимаемых в выпускном канале для очистки в катализаторе SCR.

В некоторых примерах, эффективность системы SCR может определяться на основании выходного сигнала одного или более датчика 162 отработавших газов в выхлопной трубе и датчика 158 отработавших газов в подаваемых газах. Например, эффективность системы SCR может определяться посредством сравнения уровней NO_x выше по потоку от катализатора SCR (через датчик 158) с уровнями NO_x ниже по потоку от катализатора SCR (через датчик 162). В некоторых вариантах осуществления, которые не включают в себя специальный датчик 158 NOx выше по потоку от катализатора 152 SCR, эффективность конверсии может быть основана на датчике 126 отработавших газов (например, когда датчик 126 отработавших газов измеряет NO_x), расположенного выше по потоку от системы SCR.

Система 150 выпуска дополнительно включает в себя датчик 160 температуры, расположенный прямо выше по потоку и рядом с катализатором 152 SCR, для измерения температуры отработавших газов, поступающих в катализатор. Контроллер 12, таким образом, может принимать измерение температуры катализатора 152 SCR с датчика 160 температуры. В качестве альтернативы, датчик 160 может быть расположен, из условия чтобы он выдавал указание температуры выпускного коллектора.

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, дежурную 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 засасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости 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 отработавших газов с датчиков 126 и 158 отработавших газов. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP.

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано постоянными машинно-читаемыми 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 настоящей заявки со ссылкой на фиг. 2-4.

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.

Далее, обратимся к фиг. 2, где показана примерная процедура 200 для диагностирования ухудшения характеристик катализатора SCR. Более точно, процедура выбирает один из двух режимов на основании температуры катализатора SCR и указывает ухудшение характеристик SCR на основании накопленных данных из обоих режимов. Указание ухудшения характеристик может включать в себя сообщение, отображаемое водителю транспортного средства, что было идентифицировано ухудшение характеристик двигателя, и дополнительно может включать в себя установку диагностического кода, хранимого в постоянной памяти, соответствующего ухудшению характеристик катализатора SCR, и, в особенности, идентификацию катализатора SCR в качестве компонента, который подвергнут ухудшению характеристик. Диагностический код может быть извлекаемым через интерфейсный порт на борту транспортного средства.

На этапе 202, процедура 200 включает в себя определение условий эксплуатации двигателя. Условия эксплуатации могут включать в себя число оборотов и нагрузку двигателя, температуру двигателя, уровни NOx на выходе из двигателя, эффективность катализатора (например, в качестве определяемой на основании обратной связи с датчиков отработавших газов) и розжиг SCR (например, достигло или нет SCR своей температуры розжига). Например, диагностика может ожидать до тех пор, пока катализатор SCR не достигает розжига, перед продолжением. В качестве еще одного примера, диагностика может выполняться, только когда двигатель является работающим и выдающим мощность привода на транспортное средство, чтобы поддерживать его в движении. На этапе 204, может подтверждаться, подходяще ли время для выполнения процедуры диагностики SCR. Процедура диагностики SCR может быть показана, если пороговое время истекло после того, как выполнялась предыдущая процедура. Если процедура диагностики SCR не показана, процедура 200 возвращается в начало.

Если время, истекшее поле предыдущей процедуры диагностики, больше, чем пороговое значение, на этапе 206, может определяться, выше ли температура SCR, чем минимальное пороговое значение. Температура SCR может быть выведена из температуры отработавших газов на входе катализатора SCR. Например, минимальное пороговое значение температуры может быть таким, выше которого эффективность конверсии SCR находится на требуемом пороговом уровне, большем, чем эффективность розжига, и на или ниже пиковой эффективности. В качестве еще одного примера, процедура может определять, такова ли температура, чтобы эффективность находилась в пределах 10% от пиковой интенсивности для не подвергнутого ухудшению характеристик катализатора SCR.

Далее, со ссылкой на фиг. 5, она показывает график эффективности каталитической конверсии SCR в зависимости от температуры газов на входе (или подаваемых газов) катализатора SCR. Многомерная характеристика 500 представляет собой пример эффективности конверсии NOx для катализатора 152 SCR по фиг. 1. Ось Y представляет эффективность конверсии NOx в процентах. Ось X представляет температуру газа на впуске SCR в градусах Цельсия.

Здесь, график 510 эффективности SCR показывает, что катализатор SCR может иметь низкую эффективность конверсии NOx при температурах ниже 150°C. Например, эффективность конверсии NOx при 150°C находится около 40 процентов и понижается для более низких температур газов на входе. Эффективность конверсии NOx быстро возрастает и достигает приблизительно 90 процентов приблизительно при 185°C, как указано вертикальной меткой 513. Эффективность конверсии NOx катализатора SCR медленно повышается при температуре выше 185°C и приближается к эффективности 100 процентов. Около 390°C, эффективность конверсии NOx снижается обратно до приблизительно 90 процентов, как указано вертикальной меткой 515. За вертикальной меткой 515, эффективность конверсии NOx продолжает снижаться по мере того, как продолжает увеличиваться температура на впуске SCR. В этом примере, область между вертикальными метками 513 и 515 может быть предварительно определенной рабочей областью катализатора SCR для требуемой эффективности конверсии NOx, как описано со ссылкой на этапе 206.

Далее, возвращаясь к процедуре 200 по фиг. 2, первый режим диагностирования (A) выбирается на этапе 208, если температура SCR определена находящейся ниже минимальной температуры для требуемой работы (например, вертикальная метка 513 на фиг. 5). Если определено, что температура SCR выше минимального порогового значения температуры (например, вертикальная метка 513 по фиг. 5), выбирается второй режим диагностирования (B). Режимы A и B будут соответственно конкретизированы ниже на фиг. 4 и 5.

Каждый режим диагностирования SCR может рассчитывать данные эффективности конверсии и соотносить их с наличием или отсутствием ухудшения характеристик SCR. Например, счетчику показаний ухудшения характеристик может даваться приращение на единицу, если рассчитанная эффективность конверсии SCR ниже, чем ожидаемая эффективность конверсии. Подобным образом, если рассчитанная эффективность сопоставима или выше, чем ожидаемая эффективность конверсии, счетчику не дается приращение. Таким образом, на этапе 212, может определяться, выше ли совокупные показания ухудшения характеристик SCR, полученные из режимов A и B, чем минимальное пороговое значение. Например, контроллер может принимать значимые данные из режима A диагностирования SCR, если транспортное средство главным образом используется для коротких расстояний или езды по городу, в каких ситуациях, температура катализатора SCR не достигает минимальной требуемой для пиковой конверсии NOx. Поэтому, в зависимости от размера выборки полученных показаний, контроллер может предпочесть сигнализировать об ухудшении характеристик (если указано) или ожидать показаний, полученных из режима B диагностирования SCR. Например, если существенное количество показаний ухудшения характеристик получено только во время режима A, контроллер может сигнализировать об ухудшении характеристик. В еще одном примере, если результаты диагностирования, полученные режимом A, имеют различный характер, контроллер может ожидать для получения большего количества данных из режима B диагностирования SCR. По существу, данные различного характера указывают смесь «удовлетворительных» или «ухудшенных» показаний.

Если установлено, что совокупные показания ухудшения характеристик являются большими, чем пороговое значение, процедура 200 указывает ухудшение характеристик SCR на этапе 214 и может включать лампу индикатора неисправности (MIL) на приборной панели. Если количество показаний ухудшения характеристик определено находящимся ниже порогового значения, процедура 200 возвращается в начало и продолжает выполнять процедуры диагностики, когда удовлетворены условия эксплуатации.

Далее, с обращением к фиг. 3, она описывает примерную процедуру 300, которая демонстрирует режим A диагностирования SCR, выполняемый контроллером, когда температура SCR определена находящейся ниже, чем минимальное пороговое значение, но выше, чем температуры розжига. Более точно, процедура 300 рассчитывает эффективность конверсии SCR на основании разности показаний уровня NOx до и после катализатора SCR и сравнивает рассчитанную эффективность конверсии с ожидаемой эффективностью. Многочисленные показания могут быть получены, чтобы гарантировать более высокую достоверность.

На этапе 302, концентрация NOx в отработавших газах, поступающих в катализатор SCR (NOx_IN), может определяться по датчику NOx, размещенному выше по потоку от катализатора SCR. На этапе 304, концентрация NOx в отработавших газах, выходящих из катализатора SCR (NOx_OUT), может определяться по датчику NOx, размещенному ниже по потоку от катализатора. На этапе 306, эффективность конверсии NOx может оцениваться на основании относительного изменения в процентах между NOx_IN и NOx_OUT. Например, когда уровни NOx подаваемых газов (NOx_IN) имеют значение 70 миллионных долей, а уровни NOx в газах, выходящих из SCR (NOx_OUT) имеют значение 35 миллионных долей, эффективность конверсии может рассчитываться имеющей значение 50%.

Затем, на этапе 308, рассчитанная эффективность конверсии может сравниваться с ожидаемой эффективностью конверсии при такой температуре. Если определено, что рассчитанная эффективность ниже, чем ожидаемая эффективность, на этапе 310, контроллер дает приращение счетчику показаний ухудшения характеристик на единицу и возвращается в начало. С другой стороны, если рассчитанная эффективность определена сопоставимой с ожидаемой эффективностью конверсии, процедура возвращается на начало и ожидает, чтобы выполнять диагностику вновь, когда удовлетворены необходимые условия.

Далее, со ссылкой на фиг. 4, она показывает примерную процедуру 400, включающую в себя режим B диагностирования SCR, который может выполняться контроллером, когда температура SCR выше минимального порогового значения. Более точно, уровни NOx подаваемых газов искусственно и временно повышаются для улучшения точности показаний датчика NOx, и эффективность конверсии SCR рассчитывается в условиях более высоких NOx подаваемых газов.

На этапе 402, может определяться, находится ли катализатор SCR в установившемся прогретом состоянии. По существу, это может указывать, что устройство SCR достигло розжига и способно восстанавливать NOx в отработавших газах. Если определено, что катализатор SCR не достиг розжига, процедура деактивирует диагностику на этапе 404 и возвращается