[发明专利]用于控制柴油机排气流体注入内燃机排气管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制柴油机排气流体(Diesel Exhaust Fluid，DEF)注入内燃机(通常为柴油发动机)排气管的方法。

背景技术

柴油发动机通常装备有后处理系统，该后处理系统包括：排气管，用于将排气从发动机引导至环境；和多个后处理装置，定位在排气管中，用于使来自排气的污染物在释放到环境之前而被降解和/或去除。

更详细地，传统的后处理系统通常包括柴油机氧化催化器(DOC)，用于使烃类(HC)和一氧化碳(CO)氧化成二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)；和柴油机颗粒过滤器(DPF)，在排气管中定位在DOC下游，用于将柴油机颗粒物质或烟灰从排气中去除。

为了降低NO_X排放，大多数后处理系统还包括选择性还原催化器(SCR)，其在排气管中定位在DPF下游。

SCR是一种催化装置，其中，包含在排气中的氮氧化物(NO_X)借助储存在催化剂中的气态还原剂(通常为氨(NH₃))被转化为自然的(diatonic)氮气(N₂)和水(H₂O)。

氨通过柴油机排气流体(DEF)、通常为尿素(CH₄N₂O)的热-水解而获得，该柴油机排气流体通过定位在DPF和SCR之间的专用注射器被注入排气管。

DEF的注入通过发动机控制单元(ECU)控制，该发动机控制单元确定要被注入排气管中的DEF的量以便在SCR中获得足够的NO_X转化率，然后相应地控制注射器。

一些ECU根据闭环程序控制要被注入的DEF量，该程序专注于储存在SCR中的NH₃的水平。

更详细地说，该闭环程序规定确定表示SCR内的NH₃储存水平的指数，用于基于排气中的NO_X浓度和SCR上游的排气温度确定所述指数的设定点，和用于调节要被注入的DEF量，以便最小化指数和与其相关联的设定点之间的差异。

当获得SCR的优化NO_X转化效率时，该闭环程序有时涉及过大的DEF消耗，特别是当发动机在困难条件下运行时，包括运行条件，诸如高的发动机负载和高的发动机速度，以及环境条件，诸如高的环境温度或高的海拔，即低的环境压力。

其他ECU根据开环程序控制要被注入的DEF量，其通常规定将DEF量作为SCR上游的排气中的NO_X浓度的函数而被计算。

该开环程序通常获得优化的DEF消耗，但降低SCR的NO_X转化效率。

发明内容

基于以上，本发明的实施例的目的是在每种运行和环境条件(或至少在大多数条件下)下优化NO_X浓度和DEF消耗。

另一目的是通过简单、合理和廉价的方案实现上述目标。

这些和/或其他目的通过本发明主要方面限定的本发明实施例的特征而实现。本发明的其它方面描述了本发明其他实施例的优选和/或特别有利的特征。

本发明的实施例提供了一种用于控制柴油机排气流体注入内燃机排气管的方法，该内燃机装备有选择性还原催化器(Selective Reduction Catalyst)，包括以下步骤：

-监视影响选择性还原催化器(33)的运行的控制参数值；

-注射一定量的柴油机排气流体；

-利用闭环程序或开环程序控制要被注入的柴油机排气流体的量(Q_DEF)；

-当被监视的控制参数值跨过控制参数的第一阈值时，在闭环程序和开环程序之间切换。

事实上，取决于特定的控制参数，当被监视的控制参数值超过其第一阈值和/或当被监视的控制参数值降到其第一阈值之下时，在闭环程序和开环程序之间的切换发生。

第一阈值还可以是数值范围的极限值，从而当控制参数落入和/或超出所述数值范围时，闭环程序和开环程序之间的切换可以发生。

此外，控制方法可规定监视多个不同控制参数，所述多个不同控制参数影响SCR的运行，且规定当被监视的这些控制参数的至少一个的值跨过与其相关联的第一阈值时，在闭环程序和开环程序之间实现切换。

在每个情况下，通过选择性地使用闭环程序和开环程序，控制方法通常明显改善SCR的NO_X转化效率，并降低DEF消耗，改善了由具有满箱DEF的发动机覆盖的里程范围和消费者满意度。