[發明專利]用于控制進入內燃機的廢氣進料流的還原劑噴射的方法和裝置

在審

• 申請號: 201710421954.3
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107542547A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 孫敏;A·B·威爾;P·葛;S·李;G·齊
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 賀紫秋

技術領域

本發明涉及流體連接到廢氣后處理系統的內燃機以及用于其控制的方法。

背景技術

內燃機流體連接到廢氣后處理系統，該廢氣后處理系統凈化作為燃燒副產物產生的廢氣。廢氣后處理系統可以包括氧化催化器、還原催化器、選擇性催化還原催化器和顆粒過濾器。燃燒的副產物可以包括未燃燒的烴、一氧化碳、可以被稱為NOx分子的氮氧化物以及顆粒物質。可以經由設置在廢氣進料流中的一個或多個傳感裝置，包括例如NOx傳感器來監測操作。還可以使用在操作期間動態執行的模擬模型來確定操作。

選擇性催化還原催化器(SCR)可以使用還原劑將NOx分子還原為元素氮。一種已知的還原劑是尿素，其可以在廢氣系統中被轉化為氨(NH₃)。還原劑可以被噴射到一個或多個選擇性催化還原催化器上游的廢氣進料流中，并且可以儲存在表面上或以其它方式被捕獲用于將NOx分子還原成元素氮和水。

當設置下游NOx傳感器用于監測SCR下游的廢氣進料流時，來自下游NOx傳感器的信號輸出可以在NOx分子和NH₃分子之間呈現交叉敏感性。因此，取決于離開SCR的NH₃的大小，已知的以開環控制方案操作以控制還原劑噴射的還原劑噴射控制系統可能在給料不足或給料過量條件下運行。開環還原劑控制系統可能導致對硬件變化敏感的SCR的性能降低，并且在某些操作條件下可能導致SCR的診斷監測例程的假陽性輸出。

發明內容

描述了一種流體連接到廢氣后處理系統的內燃機。廢氣后處理系統包括選擇性催化還原裝置(SCR)，設置成用于監測相對于SCR的下游的廢氣進料流的NOx傳感器和設置成將還原劑噴射到相對于SCR的上游的廢氣進料流中的噴射系統。用于控制還原劑噴射系統以將還原劑噴射到相對于SCR的上游的廢氣進料流中的方法包括監測發動機操作，以及響應于發動機操作確定初始還原劑給料速率。給料擾動被引入到還原劑給料速率。經由NOx傳感器監測廢氣進料流，并且基于監測確定還原劑給料校正項。基于初始還原劑給料速率、給料擾動和還原劑給料校正項來確定用于控制還原劑噴射系統的最終給料速率。

當結合附圖時，本教導的上述特征和優點以及其他特征和優點從以下詳細描述中可以看出，以下詳細描述了一些最佳模式和用于執行如所附權利要求書中所定義的本教導的其他實施例。

附圖說明

現在將參考附圖經由示例的方式描述一個或多個實施例，其中：

圖1示意性地示出了根據本發明的流體連接到廢氣后處理系統的內燃機，該廢氣后處理系統包括相對于選擇性催化還原裝置(SCR)設置在上游的氧化催化器和微粒過濾器；

圖2示意性地示出了根據本發明的可以用于控制SCR的上游的還原劑噴射的閉環還原劑噴射控制例程，SCR是參考圖1描述的廢氣后處理系統的元件，用于凈化在內燃機中作為燃燒副產物產生的廢氣；以及

圖3以圖形的方式示出了根據本發明的來自示例性的NOx傳感器的信號輸出，例如從第二廢氣傳感器的實施例輸出的NOx傳感器信號，其中信號輸出指示NOx和NH₃之間的交叉敏感性。

具體實施方式

現在參考附圖，其中描述僅用于說明某些示例性實施例的目的，而不是為了限制本發明的目的。圖1示意性地示出了根據本發明的實施例布置的流體連接到廢氣后處理系統50的內燃機(發動機)100。發動機100是多缸內燃機，燃燒直接噴射的燃料、進氣和再循環廢氣的混合物以產生機械動力。發動機100被配置為如圖所示的壓縮點火發動機，盡管這里描述的概念可以用于采用本文所述的廢氣后處理系統50的實施例的其他發動機配置。發動機100可以用在地面車輛上，例如客車、卡車、農用車輛或建筑車輛，也可以用在水上交通工具上，或者用在例如連接到發電機的固定式設備中。如本文所使用的，術語“上游”和相關術語是指相對于指示的位置，朝向流動流的起始處的要素，并且術語“下游”和相關術語是指相對于指示的位置，遠離起始處的要素。