[發(fā)明專利]用于控制將還原劑噴射到廢氣流中的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910497132.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN111089010A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·席亞拉維諾;F·拉莫里沃;M·A·史密斯;B·D·阿克斯;F·L·古格里爾莫內(nèi)
• 申請(qǐng)（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): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 喻新學(xué)

本發(fā)明題為“用于控制將還原劑噴射到廢氣流中的方法和系統(tǒng)”。本發(fā)明公開了一種用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣流的后處理(AT)系統(tǒng)，所述AT系統(tǒng)可包括選擇性催化還原(SCR)設(shè)備、顆粒過濾器(PF)設(shè)備、還原劑噴射系統(tǒng)，所述還原劑噴射系統(tǒng)被配置為將還原劑噴射到SCR設(shè)備上游位置處的廢氣流中。還原劑噴射速率控制系統(tǒng)可嵌入引擎控制模塊中，并且可被配置為計(jì)算和輸出還原劑噴射速率信號(hào)并將所述噴射速率信號(hào)施加到所述噴射系統(tǒng)以控制噴射到所述廢氣流中的所述還原劑的量。所述還原劑噴射速率信號(hào)的計(jì)算可涉及將動(dòng)態(tài)加權(quán)因子應(yīng)用于預(yù)先確定的最小和最大允許噴射速率，以基于所述廢氣流和/或所述AT系統(tǒng)的操作參數(shù)獲得加權(quán)噴射速率。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣通常包括一氧化碳(CO)、烴類(HC)和氮氧化物(NO_x)的不均勻混合物以及構(gòu)成顆粒物的凝聚相材料(液體和固體)。廢氣后處理系統(tǒng)通常用于在將廢氣排放到周圍環(huán)境中之前降低廢氣流中的CO、HC、NO_x和顆粒物的含量。此類后處理系統(tǒng)通常包括將CO和HC氧化成二氧化碳(CO₂)和水的氧化催化劑(OC)、將NO_x還原成氮和水的選擇性催化還原(SCR)設(shè)備以及捕獲并由此去除廢氣流中的顆粒物的顆粒過濾器(PF)。可能需要不時(shí)再生顆粒過濾器，以去除在引擎操作期間積聚在過濾器上的顆粒物。在一些后處理系統(tǒng)中，SCR設(shè)備可與廢氣后處理系統(tǒng)中的顆粒過濾器組合，以形成選擇性催化還原過濾器(SCRF)。

SCR設(shè)備通常包括其上設(shè)置有催化劑化合物的基板或載體，該催化劑化合物被配制成促進(jìn)廢氣中的NO_x還原成氮和水。在實(shí)施過程中，還原劑通常被噴涂或噴射到SCR設(shè)備上游的廢氣流中，并被吸附到SCR設(shè)備的催化劑上。當(dāng)含有NO_x的廢氣流穿過SCR設(shè)備時(shí)，吸附的還原劑在存在催化劑的情況下將NO_x還原成氮和水。氨(NH₃)通常用作廢氣后處理系統(tǒng)中的還原劑，并且一般通過將尿素水溶液噴射到廢氣流中而向其供應(yīng)，其中尿素溶液在暴露于熱廢氣時(shí)迅速分解成NH₃。

當(dāng)過量的尿素被噴射到廢氣流中時(shí)，過量的尿素可穿過SCR設(shè)備而不分解成NH₃并且/或者在廢氣流中沒有NH₃與NO_x反應(yīng)。此外，在一些情況下，當(dāng)過量的尿素噴射到廢氣流中時(shí)，過量的尿素可在后處理系統(tǒng)內(nèi)和SCR設(shè)備內(nèi)形成固體非活性沉積物，這可能會(huì)降低SCR設(shè)備的NO_x轉(zhuǎn)化效率。因此，希望控制噴射到廢氣后處理系統(tǒng)中的SCR設(shè)備上游的廢氣流中的尿素的量。

發(fā)明內(nèi)容

在一種用于控制將還原劑噴射到選擇性催化還原(SCR)設(shè)備上游的內(nèi)燃機(jī)的廢氣流中的方法中，可確定將還原劑噴射到用于廢氣流的后處理(AT)系統(tǒng)中的最小允許噴射速率(最小INJ速率)和最大允許噴射速率(最大INJ速率)。最小INJ速率可基于廢氣流的操作參數(shù)以及將還原劑沉積在AT系統(tǒng)中所需的最小沉積速率(最小DEP速率)來確定。最大INJ速率可基于廢氣流的操作參數(shù)以及計(jì)算出的將還原劑沉積在AT系統(tǒng)中的最大允許沉積速率(最大DEP速率)來確定。將還原劑噴射到AT系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)加權(quán)因子可基于AT系統(tǒng)的操作參數(shù)來計(jì)算。動(dòng)態(tài)加權(quán)因子可應(yīng)用于最小INJ速率和最大INJ速率以獲得加權(quán)噴射速率(加權(quán)INJ速率)。加權(quán)INJ速率可與將還原劑噴射到AT系統(tǒng)中以實(shí)現(xiàn)計(jì)算出的最大NO_x轉(zhuǎn)化效率的最佳噴射速率(最佳INJ速率)進(jìn)行比較。可在加權(quán)INJ速率和最佳INJ速率之間選擇最低噴射速率。可以所選擇的最低噴射速率發(fā)起將還原劑噴射到AT系統(tǒng)中。

動(dòng)態(tài)加權(quán)因子基于AT系統(tǒng)的操作參數(shù)來相對(duì)于最大INJ速率平衡最小INJ速率。

AT系統(tǒng)可包括具有還原劑儲(chǔ)存濃度的選擇性催化還原(SCR)設(shè)備。在這種情況下，最大DEP速率可基于SCR設(shè)備的還原劑儲(chǔ)存濃度。

最佳INJ速率可基于SCR設(shè)備上游的廢氣流中的NO_x的量和SCR設(shè)備的還原劑儲(chǔ)存濃度。