[发明专利]NOx传感器合理性监测

说明书

技术领域

本公开涉及用于监测来自用于发动机排气系统中的类型的后/下游氮氧化物（NOx）传感器的输出读数的合理性的方法和设备。

背景技术

柴油发动机以及，在较小程度上，其他内燃发动机，产生氮氧化物（NOx）气体作为燃料燃烧过程的副产物。NOx气体可以多种形态存在于排气流中，包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO₂）和一氧化二氮（N₂O）。选择性催化还原（SCR）装置通常被用作车辆排气系统的一部分，以在排气被排放到大气中之前将NOx气体还原。SCR装置和例如氨或尿素等相关还原剂的催化动作最终将NOx气体转变为惰性副产物，例如氮气和水。

在具有柴油发动机的车辆中，NOx传感器通常定位在SCR装置的上游和下游。上游或前NOx传感器测量由发动机排出的Nox水平，而下游/后NOx传感器测量在由SCR装置处理之后残留在排气流中的NOx水平。前和后NOx传感器测量值一起被用于计算总NOx去除效率。由于在由车辆排放的NOx气体水平中要求高可信度，因此，一些政府机构要求计算和记录NOx去除效率。另外，需要来自后NOx传感器的任何读数的合理性的定期监测，以确保柴油排气系统的总体操作完整性。

发明内容

本文公开了一种车辆，其使用车载控制器来监测来自下游/后氮氧化物NOx传感器的读数的合理性。该车辆可包括内燃发动机，例如但不限于柴油发动机。该车辆包括前NOx传感器、后NOx传感器和控制器。控制器使用一组校准的脉谱图，所述脉谱图每一个由排气系统性能值对索引，例如选择性催化还原（SCR）装置温度、模拟的SCR效率、NH3加载偏差和/或SCR温度梯度。通过使用这些脉谱图，控制器能够确定NOx猛涨的高可能性的区域，所述区域是可被传统的传感器合理性方法避开的区域。随后使用脉谱图识别的区域作为用于发动后NOx性能诊断的进入条件，由此改进这样的计算的鲁棒性，同时还减少下面说明的伪故障被报告情况。

特别地，该车辆可包括内燃发动机、排气系统和控制器，控制器具有处理器。排气系统包括SCR装置以及前和后NOx传感器。与NOx传感器通信的控制器包括处理器和有形非瞬时存储器，多个数据脉谱图和对应的多个二进制脉谱图记录在所述有形非瞬时存储器上。每一个数据脉谱图由不同排气系统性能值对索引，并且每一个数据脉谱图的每一个单元由估计的下游NOx水平填充。二进制脉谱图由所述排气系统性能值对中的对应的一对索引。处理器使用数据脉谱图和二进制脉谱图，利用来自后NOx传感器的测量值以及利用提取的信息来执行关于排气系统的控制动作。例如，控制器可仅在所有二进制脉谱图返回相同的二进制值（例如1）时，确定该后NOx传感器读数是合理的。

本文中还公开了一种用于车辆的方法，车辆具有内燃发动机、排气系统和控制器，排气系统包括一对NOx传感器和SCR装置。该方法包括将上面所述的数据脉谱图和二进制脉谱图记录在控制器的存储器中，其中每一个脉谱图由对应的排气系统性能值对索引。该方法进一步包括通过控制器接收排气系统性能值，然后使用来自NOx传感器和来自数据和二进制脉谱图的信息来通过处理器执行关于排气系统的控制动作。

本文中还公开了一种与车辆一起使用的控制器，所述车辆具有发动机、排气系统的车辆的控制器。该控制器包括主机和有形非瞬时存储器。主机具有与排气系统的前和后NOx传感器通信的处理器。可由处理器执行的一组处理指令以及上面所述的数据脉谱图和二进制脉谱图记录在存储器中，该指令。处理器配置为选择性地执行处理指令，以由此从数据脉谱图和从二进制脉谱图提取数据，以确定后NOx传感器读数是否合理，并且之后作为控制动作，诊断后NOx传感器的性能。

结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点通过下面实现本发明的最佳模式的详细描述变得显而易见。

附图说明

图1是具有后氮氧化物（NOx）传感器和控制器的车辆的示意图，所述控制器具有记录脉谱图，控制器使用所述记录脉谱图来监测来自后NOx传感器的读数的合理性。

图2是描绘图1中所示的车辆操作的一组示例性时间迹线，时间标示在水平轴上，幅值标示在垂直轴上。

图3是可与本发明的诊断方法一起使用的示例性数据脉谱图的示意图。

图3A是对应于图3中所示的数据脉谱图的示例性二进制脉谱图的示意图。

图4是描绘用于监测来自图1的车辆中的后NOx传感器的读数的合理性的示例性方法的流程图。

具体实施方式