[發(fā)明專利]用于監(jiān)控排氣后處理系統(tǒng)中的還原劑噴射系統(tǒng)的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110279394.5
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN102410071A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Y-Y.王;S.P.萊維喬基
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F01N11/00
• 分類號(hào): F01N11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣后處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本節(jié)陳述只是提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

已知的用以提高內(nèi)燃機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性并降低油耗的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略包括以稀空燃比工作。這包括構(gòu)造成以壓燃模式和稀燃點(diǎn)燃模式工作的發(fā)動(dòng)機(jī)。以稀空燃比工作的發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有升高的燃燒溫度而引起增多的NOx排放量。

一種用于控制和降低NOx排放量的已知排氣后處理系統(tǒng)和控制策略包括還原劑噴射控制系統(tǒng)和相關(guān)的還原劑-選擇性催化還原裝置。還原劑噴射控制系統(tǒng)向氨-選擇性催化還原裝置上游的排氣進(jìn)給流中噴射還原劑例如尿素從而把NOx分子還原成氮?dú)夂脱鯕狻Ｒ阎陌?選擇性催化還原裝置分解尿素成氨，并且在有催化劑的情況下氨與NOx分子起反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)狻Ｒ恍?shù)量的氨可以儲(chǔ)存在氨-選擇性催化還原裝置上，在尿素噴射控制系統(tǒng)不能夠配送受控量的尿素時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)NOx分子的繼續(xù)還原。

已知的控制系統(tǒng)包括以對應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)排出的NOx排放濃度的速率配送還原劑從而在不使用過量還原劑的情況下獲得NOx還原，即以還原劑/NOx理論比配送還原劑。

發(fā)明內(nèi)容

一種還原劑噴射器構(gòu)造成向選擇性催化還原裝置上游的內(nèi)燃機(jī)排氣進(jìn)給流中配送還原劑。通過產(chǎn)生與規(guī)定還原劑流量相對應(yīng)的噴射器脈寬指令、監(jiān)控該噴射器脈寬指令、校驗(yàn)規(guī)定還原劑流量關(guān)聯(lián)噴射器脈寬指令、監(jiān)控還原劑噴射系統(tǒng)中的流體壓力、估計(jì)與噴射器脈寬指令相對應(yīng)的還原劑第一噴射量、估計(jì)與還原劑噴射系統(tǒng)中的流體壓力相對應(yīng)的還原劑第二噴射量并且比較還原劑第一和第二噴射量來監(jiān)控還原劑噴射系統(tǒng)的還原劑噴射器。

附圖說明

現(xiàn)在將通過舉例的方式參照附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于排氣后處理系統(tǒng)的尿素噴射系統(tǒng)的示意圖；

圖3用曲線示出了根據(jù)本發(fā)明的與操縱示例性還原劑噴射系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)，包括還原劑質(zhì)量流量和壓力的時(shí)間關(guān)聯(lián)測量值；

圖4用曲線示出了根據(jù)本發(fā)明的用于示例性系統(tǒng)的還原劑噴射量的第一和第二估計(jì)值，繪制成經(jīng)過時(shí)間的函數(shù)；以及

圖5用曲線示出了根據(jù)本發(fā)明的用于示例性系統(tǒng)的噴射器負(fù)載循環(huán)和相應(yīng)的還原劑壓力，繪制成經(jīng)過時(shí)間的函數(shù)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參照這些圖，其中，這些展示只是為了圖解某些示例性實(shí)施例，而不是為了限制這些實(shí)施例，圖1示意性地示出了內(nèi)燃機(jī)10、后處理系統(tǒng)45和包含已經(jīng)按照本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的控制模塊5的附屬控制系統(tǒng)。一種示例性發(fā)動(dòng)機(jī)10是多缸直噴式四沖程內(nèi)燃機(jī)，其主要以稀空燃比工作。示例性發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、點(diǎn)燃直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)以及其它的發(fā)動(dòng)機(jī)配置，它們使用包含稀燃運(yùn)行的燃燒循環(huán)而工作。

發(fā)動(dòng)機(jī)10裝配有監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)工作的各種傳感器，包括構(gòu)造成監(jiān)控排氣進(jìn)給流的排氣傳感器42。排氣傳感器42優(yōu)選為構(gòu)造成產(chǎn)生與排氣進(jìn)給流的空燃比相關(guān)的信號(hào)的裝置，從這個(gè)信號(hào)可以確定氧含量。可替代地或附加地，排氣傳感器42可以是構(gòu)造成產(chǎn)生與排氣進(jìn)給流中的NOx濃度相關(guān)的信號(hào)的裝置。可替代地，一種作為控制模塊5中的算法而執(zhí)行的虛擬傳感裝置可以用作排氣傳感器42的替代物，其中，根據(jù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、質(zhì)量燃油加注速度及其他因素在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)來估計(jì)排氣進(jìn)給流中的NOx濃度。發(fā)動(dòng)機(jī)10優(yōu)選地配備有質(zhì)量空氣流量傳感器來測量進(jìn)氣流量，從進(jìn)氣流量可以確定排氣質(zhì)量空氣流量。可替代地或組合地，可以執(zhí)行一種算法來根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排量和容積效率確定通過發(fā)動(dòng)機(jī)10的質(zhì)量空氣流量。

控制系統(tǒng)包括控制模塊5，該控制模塊信號(hào)地連接到構(gòu)造成監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)10、排氣進(jìn)給流和排氣后處理系統(tǒng)45的多個(gè)傳感裝置。控制模塊5操作性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10和排氣后處理系統(tǒng)45的致動(dòng)器。該控制系統(tǒng)執(zhí)行控制方案，優(yōu)選地包括存儲(chǔ)在控制模塊5內(nèi)的控制算法和標(biāo)準(zhǔn)，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)10和排氣后處理系統(tǒng)45。在工作時(shí)，該控制系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)燃機(jī)10和排氣后處理系統(tǒng)45的工作并且如本文所述地控制包含經(jīng)由管道57與還原劑噴射器55流體相連的還原劑輸送系統(tǒng)30的還原劑噴射系統(tǒng)40。該控制系統(tǒng)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)控制方案來控制發(fā)動(dòng)機(jī)10從而實(shí)現(xiàn)排氣后處理系統(tǒng)45的再生。