[發(fā)明專利]使用氣缸壓力傳感器的發(fā)動機排出NOX的虛擬傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910178782.7
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101713321A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Y·-Y·王;Y·何
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00;F01N3/08;F01N3/20;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機中NO_X排放物的后處理的控制。?背景技術(shù)

該部分的內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。?

排放物控制是發(fā)動機設(shè)計和發(fā)動機控制中的一種重要因素。NO_X是已知的燃燒副產(chǎn)物。NO_X通過發(fā)動機進氣空氣中存在的氮和氧分子在高的燃燒溫度下分裂而生成，NO_X生成速率與燃燒過程具有已知的關(guān)系，例如，較高的NO_X生成速率與較高的燃燒溫度和空氣分子較長時間暴露于較高溫度相關(guān)聯(lián)。在燃燒過程中生成的NO_X的還原和排氣后處理系統(tǒng)中的NO_X管理在車輛設(shè)計中是優(yōu)先考慮的。?

一旦在燃燒室中生成，NO_X分子能夠在后處理裝置的廣泛范疇內(nèi)的本領(lǐng)域已知的示例性裝置中轉(zhuǎn)化回到氮和氧分子。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，后處理裝置很大程度上取決于操作狀況，例如由排氣流溫度決定的裝置操作溫度。?

現(xiàn)代發(fā)動機控制方法采用各種各樣的操作方案來優(yōu)化燃燒。在燃料效率方面優(yōu)化燃燒的一些操作方案包括在燃燒室內(nèi)的稀的、局部或分層燃燒，以減小實現(xiàn)需要氣缸輸出的功所需的燃料裝料。雖然燃燒室內(nèi)的溫度能夠在燃燒包內(nèi)變得足夠高，以生成大量的NO_X，但是燃燒室的總體能量輸出，尤其是通過排氣流從發(fā)動機排出的熱能，可能從正常值極大地減小。這種狀況對于排氣后處理方案是有挑戰(zhàn)的，因為前述后處理裝置通常需要由排氣流溫度決定的升高的操作溫度，以恰當(dāng)?shù)夭僮鱽硖幚鞱O_X排放物。?

例如，已知后處理裝置采用能夠存儲一定量的NO_X的催化劑，且已經(jīng)研發(fā)了發(fā)動機控制技術(shù)來將這些NO_X捕獲器或NO_X吸附器與燃料有效的發(fā)動機控制方案結(jié)合，以改進燃料效率且仍實現(xiàn)可接受的NO_X排放物水平。一個示例性方案包括使用NO_X捕獲器來在燃料稀操作期間存儲NO_X排放物且然后在燃料濃的、較高溫度發(fā)動機操作?狀況期間用常規(guī)三效催化劑將存儲的NO_X凈化成氮和水。這種凈化事件或再生事件能夠是改變車輛操作或強制凈化事件的結(jié)果。強制凈化事件需要監(jiān)測存儲的NO_X的量和一些機制或標準來啟動凈化。例如，NO_X捕獲器具有有限的存儲容量，且傳感器能夠用于排氣流中來估計NO_X生成，以估計NO_X捕獲器狀況。一旦NO_X捕獲器接近其全容量，必須用燃料濃還原“脈沖”來再生。期望控制NO_X捕獲器的再生事件的效率，以提供最優(yōu)排放控制和最小燃料消耗。已經(jīng)提出了多種方案。?

已知在流入NO_X吸附劑的排氣的空氣-燃料比是稀時吸附NO_X(捕獲)且在流入NO_X吸附劑的排氣的空氣-燃料比變成濃時釋放已吸附的NO_X(再生)的技術(shù)，其中，NO_X吸附劑中吸附的NO_X量可以從發(fā)動機負荷和發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度估計。當(dāng)估計的NO_X量變成NO_X吸附劑的最大NO_X吸附容量時，流入NO_X吸附劑的排氣的空氣-燃料比變成濃。再生階段的確定也可以基于內(nèi)燃機的單獨操作循環(huán)。?

也已知通過使用NO_X傳感器或NO_X捕獲器前的氧氣傳感器估計流入NO_X捕獲器的NO_X量來估計NO_X捕獲器有多滿。也已知基于積聚的NO_X質(zhì)量以及發(fā)動機負荷和速度操作狀況可能性的估計來排定再生。?

日益嚴格的排放標準需要NO_X后處理方法采用例如選擇性催化還原裝置(SCR)。SCR采用從尿素注入得到的或者從三效催化劑裝置的正常操作回收的氨來處理NO_X。排氣后處理的持續(xù)改進需要關(guān)于排氣流中NO_X排放物的準確信息，以實現(xiàn)有效的NO_X還原，例如基于監(jiān)測的NO_X排放物來定量合適量的尿素。?