[發明專利]對還原劑傳送性能進行診斷的裝置、方法和系統

有效

• 申請號: 201410090558.3
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104047692B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: D·S·埃弗拉德;R·斯塔斯
• 申請（專利權）人: 康明斯知識產權公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司31266
• 代理人: 須一平,邱忠貺

技術領域

本發明涉及內燃機，更具體地涉及對用于排氣后處理的還原劑傳送系統的操作進行診斷。

背景技術

近年來，對于內燃機的排放規定變得更為嚴格。對于環境的重視促使了在全世界大部分地區實行更嚴格的內燃機排放規定。政府機構，例如美國的環境保護局(EPA)，對發動機的排放量進行仔細監控并制定所有發動機必須遵循的合適的排放標準。其結果是，在發動機上使用排氣后處理系統來降低排放變得越來越多。

一般來說，根據發動機的類型，排放規定有所不同。對壓燃式(例如柴油)發動機的排放測試通常對所釋放的一氧化碳(CO)、未燃碳氫化合物(UHC)、例如灰塵或煤煙灰那樣的發動機顆粒物(PM)、及氮氧化物(NOx)進行監控。

對于減少NOx排放，應用包括選擇性催化還原(SCR)系統在內的NOx還原催化器將NOx(在一些成分是NO和NO2)轉化為N2和其他化合物。SCR系統應用還原劑，典型的是氨，來減少NOx。當前可用的SCR系統能提供較高的NOx轉化率，允許燃燒技術專注于動力和效率。然而，當前可用的SCR系統也有少量缺陷。

SCR系統應用還原劑傳送系統將氨還原劑引入SCR催化器上游的排氣流。當在適當的條件下在SCR催化器中氨的可用量剛好合適時，應用氨來減少NOx。然而，如果還原反應率太低或者引入SCR催化器上游的排氣流中的還原劑的量不足，SCR系統可能就無法轉化足夠的NOx來滿足與NOx相關的規定的排放標準。

由于系統內還原劑流動被堵塞，可能會導致還原劑傳送系統無法滿足還原劑或氨的需求量。例如，在將還原劑泵和傳送系統的噴射器連接在一起的流體傳輸管會存在無意或有意的限制。作為另一種選擇，還原劑可形成在還原劑傳送系統內(例如在噴嘴內)且可限制通過系統的還原劑的流動。最近的規定管理SCR系統需要車載診斷(OBD)警報來表明SCR系統沒能轉化足夠的NOx來滿足規定的標準。一種已知的SCR系統沒能轉化足夠的NOx的表現是由于還原劑傳送系統內的堵塞而沒能傳送所需量的用于NOx轉化的還原劑。已知的系統和相關的診斷未能對還原劑傳送系統由于阻塞或其他故障所造成的性能低下進行充分診斷，因此考慮到還原劑傳送系統的故障而無法滿足OBD需求。

發明內容

針對現有技術，尤其是針對現有技術中還沒有被當前可用的排氣后處理系統完全解決的問題和需求，提出本申請的主題。因此，所提出的本申請的主題在于提供一種對還原劑傳送系統進行診斷的裝置、方法和系統，來至少克服現有技術中后處理系統的缺點。

在一個實施方式中，提供一種對帶有還原劑泵的還原劑傳送系統進行診斷的裝置。該裝置可包括：控制模塊，該控制模塊對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第一操作條件下流經還原劑傳送系統且驅使還原劑在不同于第一操作條件的第二操作條件下流經還原劑傳送系統；采樣模塊，該采樣模塊對第一操作條件下的還原劑的第一壓力和第二操作條件下的還原劑的第二壓力進行采樣；計算模塊，該計算模塊對第一和第二壓力之間的第一壓差進行計算；及比較模塊，該比較模塊對第一壓差和第一閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統是否操作恰當。

前述的裝置可進一步包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態進行報告，該性能狀態表明還原劑傳送系統是否正常運轉。第一閾值壓差可包括噴射器堵塞閾值，噴射器堵塞閾值規定了在不堵塞條件下的還原劑傳送系統和帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統之間的壓差界限。如果第一壓差大于或等于噴射器堵塞閾值，性能狀態可表明還原劑傳送系統正常運轉。

比較模塊可進一步對第一壓差和第二閾值壓差進行比較以進一步確定還原劑傳送系統是否操作恰當。第二閾值壓差可包括管線堵塞閾值，管線堵塞閾值規定了在帶有被堵塞的噴射器的還原劑傳送系統和帶有被堵塞的管線的還原劑傳送系統之間的壓差界限。如果第一壓差小于管線堵塞閾值，性能狀態可表明還原劑傳送系統沒有正常運轉。

如果第一壓差大于管線堵塞閾值，控制模塊可對還原劑泵進行操作以驅使還原劑在第三操作條件下流經還原劑傳送系統且驅使還原劑在不同于第一、第二、第三操作條件的第四操作條件下流經還原劑傳送系統。采樣模塊可對第三操作條件下的還原劑的第三壓力和第四操作條件下的還原劑的第四壓力進行采樣。計算模塊可對第三和第四壓力之間的第二壓差進行計算。比較模塊可對第二壓差和第二閾值壓差進行比較來確定還原劑傳送系統是否操作恰當。

在第一操作條件下，控制模塊可對還原劑泵進行操作以驅使還原劑以第一流率流經還原劑傳送系統，從而在不投配還原劑的情況下將第一壓力維持在目標壓力。