用于测试选择性催化还原系统正确发挥功能的方法 |
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| 申请号 | CN201610884550.3 | 申请日 | 2016-10-10 | 公开(公告)号 | CN106979055A | 公开(公告)日 | 2017-07-25 |
| 申请人 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司; | 发明人 | A.乔尔达诺; L.D.古尔雷洛克鲁兹; M.诺塞雷托; | ||||
| 摘要 | 公开一种方法，其测试内燃 发动机 的 选择性催化还原 系统正确发挥功能，其中选择性催化还原系统包括设置在发动机排气管中的催化器、设置在催化器上游排气管中用于喷射还原剂的喷射器、用于经由供应管道将还原剂从箱提供到喷射器的 泵 、和用于测量供应管道中压 力 的压力 传感器 ，方法包括步骤：以空转速度运行发动机；在以空转速度运行发动机时执行 压力传感器 的功能检查；运行发动机以增加催化器上游排气管中的排气 温度 ，执行泵的功能检查；在泵的功能检查之后且一旦排气温度达到其预定目标值则执行喷射器的功能检查，在喷射器的功能检查之后执行供应管道的功能检查，如果所述功能检查每一个产生 正面 结果则识别出选择性催化还原系统在正确发挥功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种测试内燃发动机(110)的选择性催化还原系统(280)正确发挥功能的方法，其中选择性催化还原系统包括设置在发动机的排气管(275)中的催化器(281)、设置在催化器上游排气管中用于喷射还原剂的喷射器(282)、用于经由供应管道(283)将还原剂从箱(285)提供到喷射器的泵(284)、和用于测量供应管道中的压力的压力传感器(286)，且其中，该方法包括步骤： |
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| 说明书全文 | 用于测试选择性催化还原系统正确发挥功能的方法技术领域背景技术[0002] 已知的是，SCR系统是后处理设备，其设计为降低通过内燃发动机排出的氮氧化物(NOx)。SCR系统包括催化器，其设置在发动机的排气管中，以在还原剂的辅助下将氮氧化物转换为自然的氮气和水。还原剂可以由设置在催化器的上游的专用喷射器以液态喷射到排气管。喷射器通过泵从箱接收还原剂，所述泵经由供应管道与喷射器流体连通。 [0004] SCR系统与电子控制单元(ECU)相关，所述电子控制单元设置在机动车辆上，以执行发动机的车载诊断。对于SCR系统，ECU通常设置为用于测试压力传感器、泵、喷射器、电加热器、和供应管道正确发挥功能。如果这些功能测试中之一指示出相关部件的故障，则ECU启用警告过程，所述警告过程为司机提供信号，表明机动车辆需要维护且其有时还用于限制发动机性能。 [0005] 一旦维护已经执行，则警告过程仅在ECU重复进行经修理部件的功能测试时才停用，由此识别出故障不存在。然而，每一个功能测试仅在内燃发动机的预定运行状态下执行，使得警告过程可以在维护之后保持启动相对长的时间，而不提供任何表明维护已经成功的立即证据。 [0006] 鉴于此，本发明的目的是提供一种测试系统正确发挥功能的通用方法，其可以通过作为单个过程刚好一个命令被启用，且其提供SCR系统功能的完整概览作为结果。 [0007] 另一目的是提供一种方法，其能立即停用任何可能已经启用了的警告过程。 [0008] 又一目的是通过简单且非常便宜的方案实现这些目标。 发明内容[0010] 本发明的实施例提供一种测试内燃发动机的选择性催化还原系统正确发挥功能的方法，其中选择性催化还原系统包括设置在发动机的排气管中的催化器、设置在催化器上游排气管中用于喷射还原剂的喷射器、用于经由供应管道将还原剂从箱提供到喷射器的泵、和用于测量供应管道中压力的压力传感器，且其中方法包括步骤： [0011] -以空转速度运行发动机， [0012] -在发动机以空转速度运行的同时执行压力传感器的功能检查， [0013] -运行发动机以增加催化器上游排气管中的排气温度， [0014] -执行泵的功能检查， [0015] -在泵的功能检查之后且一旦排气温度达到其预定目标值，则执行喷射器的功能检查， [0016] -在喷射器的功能检查之后执行供应管道的功能检查， [0017] -如果所述功能检查每一个产生正面结果则识别出选择性催化还原系统在正确发挥功能。 [0018] 实际上，瞬时的方法包括并协调SCR系统所有相关部件的功能检查，由此在相对小的时间段内提供与SCR系统的全局功能有关的综合信息。 [0019] 实际上，仅在所有功能检查产生正面结果的情况下，方法将识别SCR系统正确发挥功能，而对于方法来说任何功能检查产生负面结果就足以识别SCR系统的故障。 [0020] 以此方式，方法可以例如在SCR系统维护之前使用以便允许修理技师了解故障的存在位置，或在维护之后使用以便允许修理技师得知维护是否已经被成功地执行。 [0021] 而且，因为方法执行SCR系统的所有相关功能检查，所以其允许自动地停用在维护之前可能已经启用的任何警告过程。 [0022] 根据本方法的一方面，压力传感器的功能检查可以包括步骤： [0023] -在保持泵停用时打开喷射器，由此清空供应管道， [0024] -通过压力传感器测量供应管道中的压力值， [0025] -如果测量的压力值不同于其期望值且相差的量等于或小于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0026] 该方面提供了用于测试通过压力传感器进行的测量是否合理的可靠方案。 [0027] 根据该方法的另一方面，泵的功能检查可以包括步骤： [0028] -在保持喷射器关闭的同时启用泵， [0029] -通过压力传感器测量供应管道中的压力值， [0030] -如果测量的压力值不同于其期望值且相差的量等于或小于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0031] 该方面提供了用于识别泵实际上是否能以必要的压力供应还原剂的可靠方案。 [0032] 根据该方法的另一方面，泵的功能检查还可以包括步骤： [0033] -确定对泵进行促动的电动机的旋转速度值， [0034] -如果旋转速度的经确定值大于其预定临界值则产生正面的检查结果。 [0035] 该方面提供了用于识别泵的电促动器是否能促动泵的可靠方案。 [0036] 根据该方法的另一方面，喷射器的功能检查可以包括步骤： [0037] -运行喷射器以执行还原剂的喷射， [0038] -在喷射期间测量跨经喷射器的电促动器的电流分布， [0039] -如果测量的电流分布具有预定形状则产生正面的检查结果。 [0040] 该方面提供了用于识别喷射器是否被堵塞或是否能执行喷射的可靠方案。 [0041] 根据方法的另一方面，供应管道的功能检查可以包括步骤： [0042] -运行喷射器以执行还原剂的喷射， [0043] -确定通过喷射造成的供应管道中压力降的值， [0044] -如果确定的压力降的值大于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0045] 该方面提供了用于识别沿供应管道是否存在意外阻碍的可靠方案。 [0046] 方法的一实施例可以包括额外步骤：在让发动机运行在空转速度的同时执行用于加热还原剂的至少一个电加热器的功能检查。 [0047] 该实施例通过考虑加热器的可靠性而改善方法的可靠性。 [0048] 根据该实施例的一方面，电加热器的功能检查可以包括步骤： [0049] -对电加热器通电， [0051] -测量流过加热器的电流值， [0052] -根据电压值和电流值计算加热器的电阻值，且 [0053] -如果电压的被测量值等于或大于其预定临界值、且如果电阻的计算值不同于期望值而相差的量等于或小于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0054] 该方面提供了用于识别加热器是否能正确运行的可靠方案。 [0055] 方法的一实施例可以包括额外的步骤：在供应管道功能检查之后减少存储到催化器中的还原剂量。 [0056] 该实施例具有的效果是，确保在测试方法结束时存储到催化器的还原剂的液面低，由此确保在发动机运行为将机动车辆运动到车库以外时SCR系统正确发挥功能。 [0057] 根据该实施例的一方面，存储到催化器中的还原剂量可以通过以下步骤减小： [0058] -测量催化器上游排气管中的氮氧化物浓度值， [0059] -测量催化器下游排气管中的氮氧化物浓度值， [0060] -如果催化器上游氮氧化物浓度的被测量值不同于催化器下游氮氧化物浓度的被测量值且相差的量大于预定临界值，则在喷射器保持关闭的同时以空转速度运行发动机，[0061] 该方面提供了用于以受控的方式减少存储到催化器中的还原剂量的可靠方案。 [0062] 本发明还可以实施为计算机程序的形式，其包括用于在运行于计算机上时执行如上所述方法的计算机代码，或为包括存储计算机程序的载体的计算机程序产品的形式。具体说，本发明可以实施为用于内燃发动机的控制设备的形式，包括电子控制单元，与电子控制单元相关的数据载体和存储在数据载体中的计算机程序。另一实施例可以提供电磁信号，其被调制为承载代表计算机程序的数据位序列。 [0063] 本发明的另一实施例提供一种测试内燃发动机的选择性催化还原系统正确发挥功能的设备，其中选择性催化还原系统包括设置在发动机的排气管中的催化器、设置在催化器上游排气管中用于喷射还原剂的喷射器、用于经由供应管道从箱将还原剂提供到喷射器的泵、和用于测量供应管道中压力的压力传感器，且其中设备包括： [0064] -一器件，用于让发动机运行在空转速度， [0065] -一器件，用于在发动机以空转速度运行的同时执行压力传感器的功能检查，[0066] -一器件，用于运行发动机以增加催化器上游排气管中的排气温度，[0067] -一器件，用于执行泵的功能检查， [0068] -一器件，用于在泵的功能检查之后且一旦排气温度达到其预定目标值则执行喷射器的功能检查， [0069] -一器件，用于在喷射器的功能检查之后执行供应管道的功能检查，[0070] -一器件，用于如果所述功能检查每一个产生正面结果则识别出选择性催化还原系统在正确发挥功能。 [0071] 该实施例实现与如上所述方法基本上相同的效果，特别是提供与SCR系统的总体功能相关的综合信息。 [0072] 根据该设备的一方面，用于执行压力传感器的功能检查的器件可以包括： [0073] -一器件，用于在保持泵停用时打开喷射器，由此清空供应管道，[0074] -一器件，用于通过压力传感器测量供应管道中的压力值， [0075] -一器件，用于如果测量的压力值不同于其期望值且相差的量等于或小于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0076] 该方面提供了用于测试通过压力传感器进行的测量是否合理的可靠方案。 [0077] 根据该设备的另一方面，用于执行泵功能检查的器件可以包括： [0078] -一器件，用于在保持喷射器关闭的同时启用泵， [0079] -一器件，用于通过压力传感器测量供应管道中的压力值， [0080] -一器件，用于如果测量的压力值不同于其期望值且相差的量等于或小于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0081] 该方面提供了用于识别泵实际上是否能以必要的压力供应还原剂的可靠方案。 [0082] 根据该设备的另一方面，用于执行泵功能检查的器件还可以包括： [0083] -一器件，用于确定对泵进行促动的电动机的旋转速度值， [0084] -一器件，用于如果旋转速度的经确定值大于其预定临界值则产生正面的检查结果。 [0085] 该方面提供了用于识别泵的电促动器是否能促动泵的可靠方案。 [0086] 根据该设备的另一方面，用于执行喷射器功能检查的器件可以包括： [0087] -一器件，用于运行喷射器以执行还原剂的喷射， [0088] -一器件，用于在喷射期间测量跨经喷射器的电促动器的电流分布，[0089] -一器件，用于如果测量的电流分布具有预定形状则产生正面的检查结果。 [0090] 该方面提供了用于识别喷射器是否被堵塞或是否能执行喷射的可靠方案。 [0091] 根据该设备的另一方面，用于执行泵功能检查的器件可以包括： [0092] -一器件，用于运行喷射器以执行还原剂的喷射， [0093] -一器件，用于确定通过喷射造成的供应管道中压力降的值， [0094] -一器件，用于如果确定的压力值下降大于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0095] 该方面提供了用于识别沿供应管道存在意外阻碍的可靠方案。 [0096] 设备的一实施例可以包括用于在发动机以空转速度运行的同时执行用于加热柴油机排气处理液的至少一个电加热器的功能检查的额外器件。 [0097] 该实施例通过考虑加热器的可靠性而改善了方法的可靠性。 [0098] 根据该实施例的一方面，用于执行电加热器功能检查的器件可以包括： [0099] -一器件，用于对电加热器通电， [0100] -一器件，用于测量施加到加热器的电压值， [0101] -一器件，用于测量流过加热器的电流值， [0102] -一器件，用于根据电压值和电流值计算加热器的电阻值，且 [0103] -一器件，用于如果电压的被测量值等于或大于其预定临界值且如果电阻的计算值不同于期望值而相差的量等于或小于预定临界值则产生正面的检查结果。 [0104] 该方面提供了用于识别加热器是否能正确运行的可靠方案。 [0105] 设备的一实施例可以包括额外器件，用于在供应管道功能检查之后减少存储到催化器中的还原剂量。 [0106] 该实施例具有的效果是，确保在测试方法结束时存储到催化器的还原剂的液面低，由此确保在发动机运行为将机动车辆运动到车库以外时SCR系统正确发挥功能。 [0107] 根据该实施例的一方面，用于减少存储到催化器中的还原剂量的器件可以包括： [0108] -一器件，用于测量催化器上游排气管中的氮氧化物浓度值， [0109] -一器件，用于测量催化器下游排气管中的氮氧化物浓度值， [0110] -一器件，用于如果催化器上游氮氧化物浓度的被测量值不同于催化器下游氮氧化物浓度的被测量值且相差的量大于预定临界值，则在喷射器保持关闭的同时以空转速度运行发动机， [0112] 现在参考附图通过例子描述本发明，其中: [0113] 图1显示了汽车系统。 [0114] 图2是属于图1的汽车系统的内燃发动机的截面。 [0115] 图3是属于图1的汽车系统的SCR系统的示意图。 [0116] 图4是用于测试图3的SCR系统正确发挥功能的方法的流程图。 [0117] 图5是显示了排气温度[T]的变化以及随时间[t]进行的测试方法步骤的图。 具体实施方式[0118] 一些实施例可以包括实施为汽车系统100的机动车辆(例如载客轿车)，如图1和2所示。汽车系统100包括内燃发动机(ICE)110，其具有发动机缸体120，所述发动机缸体限定至少一个汽缸125，所述汽缸125具有联接为让曲轴145旋转的活塞140。汽缸盖130与活塞140协作以限定燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)设置在燃烧室150中且被点燃，形成的热膨胀排气造成活塞140的往复运动。通过至少一个燃料喷射器160提供燃料，且通过至少一个进入端口210提供空气。从与高压燃料泵180流体连通的燃料轨170以高压力向燃料喷射器160提供燃料，所述高压燃料泵增加从燃料源190接收的燃料压力。汽缸125每一个具有至少两个阀215，所述阀通过凸轮轴135促动，所述凸轮轴与曲轴145正时旋转。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150且交替地允许排气通过端口220离开。在一些例子中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135和曲轴145之间的正时。 [0119] 空气可以通过进气歧管200分配到空气进气端口(一个或多个)210。空气进气管道205可以从周围环境将空气提供到进气歧管200。在其他实施例中，可以提供节流阀本体 330，以调节进入歧管200中的空气流。在其他实施例中，可以提供例如涡轮增压器230(具有压缩机240，其旋转地联接到涡轮机250)这样的强制空气系统。压缩机240的旋转增加管道 205和歧管200中空气的压力和温度。设置在管道205中的内部冷却器260可以降低空气的温度。通过从排气歧管225接收排气，涡轮机250旋转，所述排气歧管从排气端口220引导排气且在通过涡轮机250膨胀之前经过一系列叶片。该例子显示了可变几何涡轮机(VGT)，具有VGT促动器255，其布置为让叶片运动，以改变通过涡轮机250的排气的流动。在其他实施例中，涡轮增压器230可以是固定几何结构的和/或包括废气门。 [0120] 排气离开涡轮机250且被引导到排气系统270中。排气系统270可以包括具有一个或多个排气后处理装置的排气管275，如图3所示。排气后处理装置可以是配置为改变排气成分的任何装置。在本例子中，排气后处理装置包括选择性催化还原(SCR)系统280，其包括SCR催化器281(也被称为SCR转换器)，其设置在排气管275中，用于将包含在排气中的氮氧化物转换为自然氮气和水。转变在被喷射到SCR催化器281上游的排气管275中的液体还原剂(例如尿素)的辅助下进行。以此方式，还原剂(也称为柴油机排气处理液(DEF))在被吸收和存储到SCR催化器281中之前与排气和蒸汽混合。还原剂通过DEF喷射器282喷射到排气管275中，所述喷射器设置在SCR催化器281的上游。还原剂被从供应管道283提供到DEF喷射器 282，所述供应管道283与DEF泵284流体连通，所述DEF泵284增加从DEF箱285接收的还原剂的压力。DEF泵285可以被电动机294促动。SCR系统280还可以包括设置在供应管道283中的DEF压力传感器286，用于测量其中的还原剂的压力，且还可以包括多个电加热器，用于加热还原剂且由此防止还原剂在冷环境状况下冷冻。具体说，加热器可以包括设置在供应管道 283中的加热器287和设置在DEF箱285中的加热器288。排气后处理装置可以进一步包括在DEF喷射器282上游设置在排气管275中的氧化催化器289和在SCR催化器281下游设置在排出管275中的颗粒过滤器290。其他实施例可以进一步包括排气再循环(EGR)系统300，如图1所示，其被联接在排气歧管225和进气歧管200之间。EGR系统300可以包括用于降低EGR系统 300中排气的温度的EGR冷却器310和用于调节EGR系统300中排气流动的EGR阀320。 [0121] 汽车系统100可以进一步包括与相关于ICE110的一个或多个传感器450和/或装置通信的电子控制单元(ECU)450。ECU 450可以从各种传感器接收输入信号，所述传感器配置为产生与相关于ICE 110的各种物理参数成比例的信号。传感器包括但不限于DEF压力传感器286、设置在氧化催化器289和SCR催化器281之间的排气管275中的NOx传感器291、设置在SCR催化器281和颗粒过滤器290之间的排气管275中的NOx传感器292，设置在氧化催化器289和SCR催化器281之间的排气管275中的排气温度传感器293、空气流量和温度传感器 340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和油温液位传感器380、燃料轨压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、EGR温度传感器440和加速踏板位置传感器445。进而，ECU 450可以产生到各种控制装置的输出信号，所述控制装置布置为控制ICE 110的运行，包括但不限于燃料喷射器160、DEF喷射器282、加热器287和288、DEF泵284的电动机294、节流阀本体330、EGR阀320、VGT促动器255和凸轮相位器155。应注意，虚线用于表示ECU 450和各种传感器和装置之间的通信，但是为了清楚，其中的一些被省略。 [0122] 现在转到ECU 450，该设备可以包括与存储系统460和接口总线通信的数字中心处理单元(CPU)。CPU配置为执行作为程序存储在存储系统460中的指令，且向/从接口总线发送和接收信号。接口总线可以配置为向/从各种传感器和控制装置发送、接收和调整模拟和/或数字信号。存储系统460可以包括各种存储类型，包括光学存储、磁性存储、固态存储和其他非易失存储器。存储在存储系统460中的程序经由线缆或以无线方式从外部传递。在汽车系统100以外，程序通常是计算机程序产品，其在本领域也被称为计算机可读介质或机器可读介质，且应理解为位于载体上的计算机程序代码，所述载体是瞬时或非瞬时的，结果是计算机程序产品也可被认为是瞬时或非瞬时的。 [0123] 瞬时计算机程序产品的例子是信号，例如电磁信号，例如光学信号，其是用于计算机程序代码的瞬时载体。对这种计算机程序代码的携带可通过用常规调制技术调制信号来实现，例如用于数字数据的QPSK，使得代表所述计算机程序代码的二进制数据加载到瞬时电磁信号上。这种信号例如在经由WiFi以无线方式将计算机程序代码传递到笔记本电脑时使用。在非瞬时计算机程序产品的情况下，计算机程序代码实施在实体存储介质中。存储介质是上述的非瞬时载体，使得计算机程序代码以可获取的方式永久地或非永久地存储在存储介质中。存储介质可具有计算机技术领域已知的常规类型，例如闪速存储器，Asic，CD等。 [0125] ECU 450，或在车辆中布置的任何其他代替类型的处理器，可经由线缆或以无线方式与电子装置500通信，该电子装置500通常被称为扫描工具，其不是汽车系统100的部件且其可以被提供给授权的修理技师以执行汽车系统100的诊断。电子装置505可以从用户接口(例如键盘)接收输入信号、向/从ECU 450发送和接收信号、且在视觉装置(例如显示器)上显示器数据和/或其他信息。为此，电子装置500可以包括与存储系统505和接口总线连通的数字中心处理单元(CPU)。CPU配置为执行作为程序存储在存储系统505中的指令，且向/从接口总线发送和接收信号。接口总线可以配置为向/从ECU 450发送、接收、和调制模拟和/或数字信号。存储系统505可以包括各种存储类型，包括光学存储、磁性存储、固态存储和其他非易失存储器。存储在存储系统505中的程序经由线缆或以无线方式从外部传递。在电子装置500以外，程序通常被视为计算机程序产品，其应理解为位于载体上的计算机程序代码，所述载体是瞬时或非瞬时的，结果是计算机程序产品也可被认为是瞬时或非瞬时的，如上所述。 [0126] 存储在电子装置500的存储系统505中的程序可与存储在ECU 450的存储系统460中的程序协作，以实施此后公开的方法，允许相应CPU执行这种方法的步骤。换句话说，一些步骤可以通过电子装置500的CPU执行，一些其他步骤可以通过ECU 450的CPU执行，一些其他步骤可以在电子装置500的CPU的指令下通过ECU 450的CPU执行。 [0127] 这里涉及的方法是测试SCR系统280正确发挥功能性的方法，其目的是在机动车辆的维护情况下执行，例如通过启用与SCR系统280有关的警告过程而进行的维护。在机动车辆在预定位置静止不动时，例如在车库中，维修技师可以将外部电子装置500连接到ECU 450并起动测试方法。电子装置500可以配置为在接收到技师通过用户接口输送的单个命令时起动该方法。 [0128] 参见图4的流程图，一旦起动命令已经被接收，则电子装置500可以命令ECU 450以空转速度运行发动机(图块S100)。空转速度是，在ICE 110未联接到驱动系统且加速器踏板未被压下时ICE 110产生的曲轴145的旋转速度(通常以转每分钟或rpm测量)。在空转速度下，ICE 110产生足够的功率以相当平稳地运行，且运行其辅助设备(水泵、交流发电机和其他附件)但是通常不足以让机动车辆运动。对于乘客车厢，空转速度通常为600rpm到1100rpm。为了让ICE 110以空转速度运行，ECU 450可以配置为执行发动机速度的闭环控制逻辑，其包括例如通过曲柄位置传感器420测量曲轴145的旋转速度且随后调节喷射到燃烧室150的燃料量的步骤，以使得被测量速度和空转速度之间的差最小化。 [0129] 在机动车辆保持静止且ICE 110以空转速度运行时，电子装置500可以命令ECU 450执行DEF压力传感器286的功能检查(图块S105)。作为第一步骤，DEF压力传感器286的功能检查可以令ECU 450在保持DEF泵284停用的同时打开DEF喷射器282。以此方式，仍然存在于供应管道283中的还原剂被释放到排气管275，由此降低供应管道283内部的压力。在供应管道283为空的或几乎为空时，ECU 450可以配置为自动地起动用于监测DEF压力传感器286的合理性的过程。该过程可以包括通过DEF压力传感器286测量供应管道283中压力值以及将测量的值与其期望值比较的步骤。供应管道压力的期望值可以是校准值，所述校准值，考虑到供应管道应该是空的，可以对应于大气压力值。如果被测量值和供应管道压力的期望值之间的差等于或小于预定临界值(其也可以是一校准值)，则意味着DEF压力传感器286正确工作且功能检查可以产生正面结果(positive result)。相反，如果该差大于预定临界值，则其意味着DEF压力传感器286有故障且功能检查会产生负面结果。如果DEF压力传感器 286的功能检查产生负面结果(图块S110)，则电子装置500可以终止(即立即结束)测试方法并在显示器上显示测试状态消息，报告DEF压力传感器286的故障(图块S170)。 [0130] 如果DEF压力传感器286的功能检查产生正面结果，则ECU 450可以配置为自动地停用与DEF压力传感器286有关的任何警告过程，此时电子装置500可以命令ECU 450执行电加热器287和288每一个的功能检查(图块S115)。加热器287和288的功能检查可以在ICE 110仍然以空转速度运行时执行，如图5所示。加热器287和288的功能检查实际上令电子装置500通过命令ECU 450让加热器通电而启用加热器。在被通电时，ECU 450可以自动地识别加热器287和288实际上是否存在(即连接到电路)和/或其通电是否造成任何短路。如果加热器存在且没有识别出短路，则加热器287和288每一个的功能检查可以令ECU 450测量施加到加热器的电压值和流动通过加热器的电流值，且计算作为电压值和电流值的函数的加热器电阻值。被测量电压值可以与其临界值比较，所述临界值代表必须被供应到加热器以有效地加热还原剂的最小电压值。电压的该临界值可以是基于车辆电池电压确定的校准值。在另一方面，计算的电阻值可以与其期望值比较，所述期望值可以是通过供应商的数据铭牌提供的加热器电阻额定值。如果电压的被测量值等于或大于上述临界值且如果电阻的计算值不同于其期望值而相差的量等于或小于预定临界值(其也可以是校准值)，则意味着加热器在工作且功能检查可以产生正面结果。相反，如果电压的被测量值小于相关临界值或如果电阻的计算值不同于其期望值而相差的量大于预定临界值，则意味着加热器故障且功能检查可以产生负面结果。如果功能检查产生负面结果(图块S120)，则电子装置500可以终止测试方法且在显示器上显示测试状态消息，报告加热器287和/或288故障(图块S170)。 [0131] 如果加热器287和288的功能检查产生正面结果，则ECU 450可以配置为自动地停用与加热器有关的任何警告过程，此时电子装置500可以命令ECU 450运行ICE 110，其方式是让SCR系统280升温，由此增加在SCR催化器281的上游在排气管275中流动的排气温度(图块S125)。为此，ECU 450可以配置为将曲轴145的旋转速度增加到大于空转速度值的设定点值。通过例子的方式，ECU 450可以执行如上所述的发动机速度的闭环控制逻辑，但是使用新的发动机速度设定点值代替空转速度。同时，ECU 450可以配置为根据升温燃烧模式将燃料喷射到燃烧室150中。通过例子的方式，升温燃烧模式可以令ECU 450执行所谓的后喷射，其是在活塞140膨胀冲程期间、刚好是在排气口220打开之前喷射到燃烧室150中的小量燃料。这些燃料量在曲轴145处产生可以忽略的扭矩，但是它们在汽缸125中燃烧，由此增加排气的温度。在ICE 110以该方式运行时，ECU 450可以配置为测量SCR催化器281上游的排气温度，例如通过排气温度传感器293。在SCR催化器281上游的排气的被测量温度达到预定目标值(如图5的Ttar表示)时，电子装置500可以命令ECU 450改变燃烧模式且以将排气温度保持恒定在目标值Ttar的方式运行ICE 110。为此，ECU 450可以配置为执行SCR催化器281上游的排气温度的闭环控制逻辑，其可以包括测量SCR催化器281上游的排气温度，且随后调节喷射到ICE 110的燃料量(例如通过后喷射)，以便使得所述温度的被测量值和目标值Ttar之间的差最小化。SCR催化器281上游的排气温度的目标值Ttar可以是校准参数，其通常被确定为大于SCR催化器281上游排气的露点温度，例如其可以是大约300℃。 [0132] 在SCR催化器281上游排气温度增加时，电子装置500可以命令ECU 450起动DEF泵284的功能检查(图块S130)。该功能检查可以在SCR催化器281上游的排气温度达到目标值Ttar之前起动，且可以在之后完成。作为第一步骤，DEF泵284的功能检查可以令ECU 450启用DEF泵284，例如通过将电动机294通电，同时保持DEF喷射器282关闭。以此方式，还原剂应被输送到供应管道283，由此增加其内部压力。在启用DEF泵284时，ECU 450可以自动地识别电动机294的通电是否造成任何短路。如果没有识别出短路，则DEF泵284的功能检查可以令ECU 450确定电动机294的旋转速度值，且将其与其预定临界值比较。电动机294的旋转速度可以通过专用传感器测量或根据流过马达的各相的电流估计。旋转速度的临界值可以是校准值，其通常被选择得非常小。如果旋转速度的被测量值小于相关临界值，则意味着DEF泵 284有故障且功能检查可以产生负面结果。相反，如果旋转速度的被测量值大于临界值，则意味着DEF泵284能运行。在这种情况下，DEF泵284的功能检查可以进一步令ECU 450通过DEF压力传感器286(其已经被测试过)测量供应管道283中的压力值且将被测量值与由于DEF泵284的启用造成的供应管道压力的期望值比较。该期望值可以是基于供应管道283的几何结构确定的校准参数和DEF泵284的运行参数(例如其速度、位移和运行时间)。如果被测量值和供应管道压力的期望值之间的差等于或小于预定临界值(其也可以是校准值)，则意味着DEF泵284正确工作且功能检查可以产生正面结果。相反，如果差大于预定临界值，则意味着DEF泵284故障且功能检查可以产生负面结果。也是在该情况下，如果功能检查产生负面结果(图块S135)，则电子装置500可以终止测试方法且在显示器上显示测试状态消息，其报告DEF泵284的故障(图块S170)。 [0133] 如果DEF泵284的功能检查产生正面结果，则ECU 450可以配置为自动地停用与DEF泵284有关的任何警告过程，于是电子装置500可以命令ECU 450执行DEF喷射器282的功能检查(图块S140)。可以在DEF催化器281上游的排气温度(如通过温度传感器293测量的)已经达到目标值Ttar的情况下该功能检查，如图5所示。DEF喷射器282的功能检查可以指示，ECU 450操作DEF喷射器282、以执行还原剂的喷射。喷射可以通过将电流供应到DEF喷射器282的电促动器而执行，电促动器通过使得喷射器喷嘴开口而对此做出响应，由此允许一定量的还原剂从供应管道283流动到排气管275中。喷射的持续时间可以被预定，使得喷射的还原剂量相当地小。功能检查可以进一步令ECU 450在喷射期间测量经过DEF喷射器282的电促动器的电流分布(即流过促动器的电流如何随时间变化)，且将测量的电流分布与在校准活动期间确定的期望(例如理想)电流分布比较。如果测量的电流分布形状对应于期望的电流分布形状，特别是如果测量的电流分布的形状包括特征化的阶梯变化，则意味着DEF喷射器282正确工作且功能检查可以产生正面结果。相反，如果测量的电流分布的形状不对应于期望的电流分布的形状，特别是如果测量电流分布的形状不包括上述特征化阶梯变化，则意味着DEF喷射器282被堵塞且功能检查可以产生负面结果。如果功能检查产生负面结果(图块S145)，则电子装置500可以终止(即立即结束)测试方法且在显示器上显示测试状态消息，报告DEF喷射器282的故障(图块S170)。 [0134] 如果DEF喷射器282的功能检查产生正面结果，则ECU 450可以配置为自动地停用与DEF喷射器282有关的任何警告过程，此时电子装置500可以命令ECU 450执行供应管道283的功能检查(图块S150)。该功能检查可以在DEF催化器281上游的排气温度(如通过温度传感器293测量)仍然处在目标值Ttar时执行，如图5所示。 [0135] 在一些实施例中，ECU 450可以配置为在喷射到排气管275的还原剂的总量超过其预定临界值时自动地执行供应管道283的功能检查。换句话说，ECU 450可以配置为将喷射到排气管275的还原剂的量随时间逐渐积分，由此计算且逐渐更新其总量，且在计算的还原剂总量超过预定临界值时起动供应管道283的功能检查。在这些情况下，电子装置500可以由此通过在DEF喷射器282的功能检查之后迫使ECU 450执行多个喷射直到计算的还原剂总量超过预定临界值而命令供应管道283的功能检查。 [0136] 现在转到供应管道283的功能检查，该检查可以规定，ECU 450使得DEF喷射器282运行以执行额外的还原剂喷射。该额外喷射的持续时间可以被预定为使得喷射的还原剂量大于在DEF喷射器282的功能检查期间喷射的还原剂量。功能检查可以进一步令ECU 450确定通过该额外喷射而在供应管道283中造成的压力降的值，且将确定的压力降的值与其临界值比较。可以通过测量(例如通过DEF压力传感器286)额外喷射之前和之后供应管道283中的压力值且随后通过计算这两个测量值之间的差而确定该压力降的值。另一方面，压力降的临界值可以是校准值，其根据额外喷射的持续时间和供应管道283的几何结构确定。如果确定的压力降的值大于预定临界值，则意味着供应管道283正确工作且功能检查可以产生正面结果。相反，如果确定的压力降的值小于预定临界值，则意味着供应管道283被堵塞或堵住，且功能检查可以产生负面结果。如果功能检查产生负面结果(图块S155)，则电子装置500可以终止(即立即结束)测试方法且在显示器上显示测试状态消息，其报告供应管道283的故障。 [0137] 如果供应管道283的功能检查产生正面结果，则ECU 450可以配置为自动地停用与供应管道283有关的任何警告过程，此时电子装置500可以命令ECU 450执行清理SCR催化器281中存储的还原剂的清理过程(图块S160)。为此，ECU 450可以再次以空转速度运行ICE 110，由此降低发动机速度和排气温度，如图5所示，同时保持DEF喷射器286总是关闭。以此方式，还原剂(其在执行功能检查的同时被存储在SCR催化器281中)逐渐消耗以转换包含在排气中的氮氧化物(NOx)，使得存储在SCR催化器291中的还原剂量减小。在执行该清理过程时，电子装置500可以配置为测量SCR催化器281上游排气管275中NOx浓度的值，例如通过NOx传感器291，以及SCR催化器281下游排气管275中NOx浓度的值(例如通过NOx传感器292测量)，且计算这两个测量值之间的差。如果差超过预定临界值(例如校准参数)，则意味着太多还原剂仍然被包含在SCR催化器281中且应进行清理过程。相反地，如果该差等于或小于临界值，则意味着SCR催化器是空的或几乎是空的，且清理过程可以由此终止。通过例子的方式，可以通过将ICE 110关闭而终止清理过程。 [0138] 一旦清理过程已经终止且所有功能检查已经产生正面结果，则电子装置500可以最终将SCR系统识别为正确发挥功能(图块S165)且显示报告该信息的测试状态消息。 [0139] 一些实施例可以规定上述功能检查每一个应该在预定时间限制内完成。在时间限制超过时，如果功能检查没能产生任何结果，则电子装置500可以终止测试方法或进行序列中的下一个功能检查。在任何情况下，电子装置500可以配置为显示测试状态消息，其报告没有完成的功能检查的失效。其他实施例可以规定整个测试方法应该在预定时间限制内完成。在该时间限制超过时，如果测试方法未能产生任何最终结果，则电子装置500可以终止测试方法且显示报告方法已经失败的测试状态消息。 [0140] 另外，应观察到的是，在测试方法进行时，ECU 450可以配置为自动地执行与SCR系统280有关的其他诊断，例如用于测量DEF箱285中还原剂温度的温度传感器的电兼容性测试，DEF压力传感器286的电兼容性测试，和用于测量DEF箱285中还原剂液面的液面传感器的电兼容性测试，和一些继电器和其他电连接装置的电兼容性测试。一旦SCR催化器281上游的排气温度超过预定露点温度，则ECU 450可以进一步配置为执行NOx传感器291和292的电兼容性测试和/或功能检查。根据一些实施例，测试方法可以由此令电子装置500等待所有这些额外诊断的结果，且随后如果这些额外检查没有一个识别出相关部件故障则识别SCR系统280在正确发挥功能。 [0141] 尽管至少一个示例性实施例已经在前述发明内容和具体实施方式中进行了描述，但是应理解存在许多变化例。还应理解，一个或多个示例性实施例仅是例子，且目的不是以任何方式限制范围、适用性或构造。相反，前面的摘要和详细描述为本领域技术人员提供了实施至少一个示例性实施例的便捷方式，应理解，以对示例性实施例中所述的元件的功能和布置做出各种改变，而不脱离权利要求及其等效方式限定的范围。 [0142] 附图标记 [0143] 100 汽车系统 [0144] 110 内燃发动机 [0145] 120 发动机缸体 [0146] 125 汽缸 [0147] 130 汽缸盖 [0148] 135 凸轮轴 [0149] 140 活塞 [0150] 145 曲轴 [0151] 150 燃烧室 [0152] 155 凸轮相位器 [0153] 160 燃料喷射器 [0154] 170 燃料轨 [0155] 180 燃料泵 [0156] 190 燃料源 [0157] 200 进气歧管 [0158] 205 空气进气管道 [0159] 210 进入端口 [0160] 215 阀 [0161] 220 排气端口 [0162] 225 排气歧管 [0163] 230 涡轮增压器 [0164] 240 压缩机 [0165] 250 涡轮机 [0166] 255 VGT促动器 [0167] 260 内部冷却器 [0168] 270 排气系统 [0169] 275 排气管 [0170] 280 SCR系统 [0171] 281 SCR催化器 [0172] 282 DEF喷射器 [0173] 283 供应管道 [0174] 284 DEF泵 [0175] 285 DEF箱 [0176] 286 DEF压力传感器 [0177] 287 加热器 [0178] 288 加热器 [0179] 289 氧化催化器 [0180] 290 颗粒过滤器 [0181] 291 NOx传感器 [0182] 292 NOx传感器 [0183] 293 排气温度传感器 [0184] 294 电动机 [0185] 300 排气再循环系统 [0186] 310 EGR冷却器 [0187] 320 EGR阀 [0188] 330 节流阀本体 [0189] 340 空气流量和温度传感器 [0190] 350 歧管压力和温度传感器 [0191] 360 燃烧压力传感器 [0192] 380 冷却剂和油温液位传感器 [0193] 400 燃料轨压力传感器 [0194] 410 凸轮位置传感器 [0195] 420 曲柄位置传感器 [0196] 440 EGR温度传感器 [0197] 445 加速器踏板位置传感器 [0198] 450 ECU [0199] 460 存储系统 [0200] 500 电子装置 [0201] 505 存储系统 [0202] S100 图块 [0203] S105 图块 [0204] S110 图块 [0205] S115 图块 [0206] S120 图块 [0207] S125 图块 [0208] S130 图块 [0209] S135 图块 [0210] S140 图块 [0211] S145 图块 [0212] S150 图块 [0213] S155 图块 [0214] S160 图块 [0215] S165 图块 [0216] S170 图块 |
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