[發(fā)明專利]用于發(fā)動機后處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580030812.X
• 申請日: 2005-08-31
• 公開（公告）號: CN101087935A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 宋青文;國明·喬治·朱;葉里林·蔡
• 申請（專利權）人: 康明斯有限公司
• 主分類號: F01N3/00
• 分類號: F01N3/00;F01N3/10
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 余朦;王艷春

技術領域

本發(fā)明一般涉及控制系統(tǒng)，尤其涉及一種具有用于尿素選擇性催 化還原再生的反饋的前饋控制系統(tǒng)。

背景技術

減少柴油發(fā)動機的廢氣NOx排放已經(jīng)在過去十年變成重大挑戰(zhàn)， 并將由于對柴油發(fā)動機的持續(xù)嚴格的排放需求而在將來繼續(xù)成為主要 關注點。發(fā)動機廢氣NOx減少可通過燃燒優(yōu)化和/或廢氣后處理來實 現(xiàn)。實際上，通過廢氣再循環(huán)(EGR)的燃燒優(yōu)化僅可將廢氣NOx減 少到特定水平，而進一步減少NOx則需要進行廢氣后處理。尿素選擇 性催化還原再生(SCR)發(fā)動機后處理系統(tǒng)(EAS)是具有能減少NOx 的較大潛能的主要后處理技術的其中一種。

尿素SCR技術是一種非常有效的穩(wěn)態(tài)NOx減少方法，其已經(jīng)成 功應用于由具有非常嚴格的排放需求的柴油發(fā)動機供能的靜止發(fā)電設 備。對于SCR?EAS的NOx減少的一個最大挑戰(zhàn)是目標發(fā)動機廢氣NOx 水平何時降低到非常低的水平。穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)控制必須足夠精確，以避 免氨(NH₃)滑移(slip)，否則將釋放出其它污染物。已經(jīng)開發(fā)了基 線控制，基線控制基本上是一種作為期望的NOx減少量的函數(shù)的階躍 控制(step?control)，并且被證明具有較差的暫態(tài)特性和較大的穩(wěn)態(tài) 誤差。

因此，需要改進的控制系統(tǒng)，從而(a)改進瞬時NOx減少，以 及(b)減少氨滑移，尤其是在發(fā)動機處于轉換中時。本發(fā)明旨在滿足 這些和其它的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在權利要求中單獨描述，而本段落并非用以限制或擴大權 利要求所描述的保護范圍。本發(fā)明的一些形式包括一種方法和系統(tǒng)， 以在減少污染時減少初始暫態(tài)滯后以及減少在將污染物還原劑注入選 擇性還原催化器中時出現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)誤差。

本發(fā)明的一種形式為一種方法，該方法首先提供具有催化器輸入 和催化器輸出的選擇性還原催化器。然后在催化器輸入確定第一催化 器條件，在催化器輸出確定第二催化器條件。接著，提供預定的理想 催化器輸出條件。將與所述催化器條件相關的數(shù)據(jù)輸入到控制系統(tǒng)中， 所述控制系統(tǒng)利用前饋控制生成輸出信號。反饋控制更新輸出信號。 然后，更新的輸出信號命令供應裝置向選擇性還原催化器供應污染物 還原劑。

本發(fā)明的一種可選形式包括一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：發(fā)動機， 發(fā)動機具有輸出并生成污染物；具有輸入和輸出的選擇性還原催化器， 其中，該輸入可操作地耦合至廢氣輸出；至少一個傳感器，其可操作 地耦合至選擇性還原催化器；供應裝置，用于提供污染物還原劑；以 及控制系統(tǒng)，其利用具有反饋回路的前饋控制。該控制系統(tǒng)將來自傳 感器的數(shù)據(jù)轉換為輸出信號，所述輸出信號命令供應裝置噴射所述污 染物還原劑。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種形式的方框示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的曲線圖，其描述了在噴射之 后的時間內(nèi)廢氣中的NOx氣體的降低；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的前向模型的一個實施方案的方框圖；

圖4是可用于本發(fā)明的實施方案中的常數(shù)表；

圖5是本發(fā)明的另一個實施方案的示意圖；

圖6是可用于本發(fā)明的一個實施方案中的前饋控制的方框圖；以 及

圖7是描述本發(fā)明的一個實施方案中的瞬時NOx減少誤差和暫態(tài) 響應時間的曲線圖。

具體實施方式

為了促進對本發(fā)明原理的理解，現(xiàn)在將參照附圖中示出的實施方 案，并使用具體語言來描述所述實施方案。但是應該理解，本發(fā)明的 范圍并不因此而受限，變換和修改以及對本文所示的本發(fā)明原理的進 一步應用對于本發(fā)明所涉及的本領域技術人員來說是顯而易見的。

現(xiàn)在參照附圖，圖1描述了本發(fā)明的一個實施方案。控制系統(tǒng)20 包括前饋控制21和反饋控制22。輸入23進入控制系統(tǒng)20并被轉換 為輸出24。在該實施方案中，所述輸入可與發(fā)動機的當前工作條件以 及廢氣、催化器或噴射系統(tǒng)相關。所述輸出可以是用于噴射系統(tǒng)或供 應NOx還原劑的泵的信號。