[發明專利]用于控制選擇性催化還原系統的系統和方法

有效

• 申請號: 201010248838.4
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101994556A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: K·E·克勞福德;J·D·穆林斯
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N3/20;F01N3/28;F02D43/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

技術領域

本發明涉及發動機排放控制系統，更具體地涉及用于柴油發動機的選擇性催化還原(SCR)系統。

背景技術

本文所提供的背景技術描述目的在于從總體上呈現本公開的背景。當前署名的發明人的工作，在本背景技術部分所描述的范圍內以及在申請日時可能不作為現有技術的那些描述的方面，都既不明示也不暗示地確認為是相對本公開而言的現有技術。

柴油發動機使空氣/燃料(A/F)混合物在汽缸內燃燒并驅動活塞，而活塞可旋轉地驅動曲軸以產生驅動扭矩。A/F混合物的燃燒產生排氣，排氣包括氮氧化物(NOx)。因此，柴油發動機系統可包括排氣后處理系統，排氣后處理系統使排氣中的NOx分解。例如，排氣后處理系統可包括柴油氧化催化劑(DOC)，柴油微粒濾清器(DPF)和/或選擇性催化還原(SCR)系統。

在SCR過程中，當配料系統將配料劑(dosing?agent)噴入煙道或待吸收到SCR催化劑上的排氣流中時，NOx與還原劑反應。例如，從配料劑而來的還原劑可以是氨(NH₃)，而氨(NH₃)可以是無水氨、含水氨或者尿素。換句話說，被噴射的配料劑(例如尿素)可分解以形成與NOx反應的氨(NH₃)。下面的示例性化學關系可表示NOx的還原：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

SCR過程可顯著降低NOx，生成水蒸汽(H₂O)和氮氣(N₂)。

然而，SCR要求最小溫度以有效工作(即最小有效溫度)。換句話說，當SCR系統以低于最小有效溫度的溫度工作時，NOx的還原可能不充分。另外，當NOx還原不完全時，未反應的氨(NH3)可被釋放到排氣流中。這可被稱為“氨泄漏”(ammonia?slip)，并且可對排放具有負面影響。

發明內容

一種發動機系統包括時效因子發生模塊、溫度比較模塊和模式控制模塊。時效因子發生模塊產生指示了選擇性催化還原(SCR)系統中催化劑退化的時效因子。溫度比較模塊分別將所述SCR系統的入口和出口溫度與所述SCR系統的預定有效入口和出口溫度進行比較，其中，所述預定有效入口和出口溫度基于所述時效因子。模式控制模塊在所述SCR系統的所述入口和出口溫度分別高于所述SCR系統的所述預定有效入口和出口溫度時基于第一預定空氣/燃料(A/F)比控制節氣門和多個燃料噴射器中的至少一個。

一種方法，包括：產生指示了選擇性催化還原(SCR)系統中催化劑退化的時效因子；分別將所述SCR系統的入口和出口溫度與所述SCR系統的預定有效入口和出口溫度進行比較，其中，所述預定有效入口和出口溫度基于所述時效因子；并且在所述SCR系統的所述入口和出口溫度分別高于所述SCR系統的所述預定有效入口和出口溫度時基于第一預定空氣/燃料(A/F)比控制節氣門和多個燃料噴射器中的至少一個。

通過本文后面提供的詳細描述將明了本公開進一步的應用領域。應當理解的是，這些詳細描述和特定示例僅僅用于說明的目的，而并不旨在限制本公開的范圍。

本發明還提供了如下方案：

1.一種發動機系統，包括：

時效因子發生模塊，其產生指示了選擇性催化還原(SCR)系統中催化劑退化的時效因子；

溫度比較模塊，其分別將所述SCR系統的入口和出口溫度與所述SCR系統的預定有效入口和出口溫度進行比較，其中，所述預定有效入口和出口溫度基于所述時效因子；和

模式控制模塊，其在所述SCR系統的所述入口和出口溫度分別高于所述SCR系統的所述預定有效入口和出口溫度時基于第一預定空氣/燃料(A/F)比控制節氣門和多個燃料噴射器中的至少一個。

2.如方案1所述的發動機系統，其特征在于，進一步包括：

預定入口溫度發生模塊，其基于對應于所述時效因子的第一多個預定入口溫度來產生所述預定有效入口溫度。

3.如方案2所述的發動機系統，其特征在于，進一步包括：

預定出口溫度發生模塊，其基于對應于所述時效因子的第二多個預定溫度來產生所述預定有效出口溫度。