[发明专利]SCR尿素喷射的适应性控制以补偿错误

说明书

技术领域

本发明涉及在内燃机中NO_x排放的后处理的控制。

背景技术

该部分内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

排放控制是在发动机设计和发动机控制中的重要因素。氮氧化物NO_x是已知的燃烧副产物。NO_x通过在高温燃烧中分离的发动机进气空气中存在的氮气和氧气分子产生，且NO_x产生速率包括与燃烧过程的已知关系，例如更高的NO_x产生速率与更高的燃烧温度以及空气分子更长时间地暴露于更高温度有关。还原在燃烧过程中产生的NO_x以及在排气后处理系统中管理NO_x是期望的。

在更广义分类的后处理装置内，NO_x分子一旦在燃烧室中被产生就可在本领域已知的示例性装置中转化回到氮气和氧气分子。然而，本领域技术人员将理解的是，后处理装置很大程度上取决于操作状况，例如排气流温度驱动的装置操作温度和发动机空气/燃料比。此外，后处理装置包括由于长时间使用以及暴露于高温而趋于损坏或降级的材料，例如催化床。

现代发动机控制方法使用各种操作策略以优化燃烧。在燃料经济性方面优化燃烧的一些操作策略包括在燃烧室内稀燃烧、局部燃烧或分层燃烧，以便减少实现气缸所需做功输出必要的燃料充气以及增加发动机效率，例如通过操作在非节流状况、减少空气进气泵送损失来实现。虽然燃烧室的温度在燃烧孔穴中可足够高以产生显著量的NO_x，但是燃烧室的总能量输出（尤其是，通过排气流从发动机驱出的热能）与其它燃烧策略相比可明显减少。这种状况可使得排气后处理策略受到挑战，因为后处理装置频繁地需要通过排气流温度驱动的升高操作温度，以充分地操作以处理NO_x排放。

后处理装置是已知的，例如其使用化学反应来处理排气流。一个示例性装置包括选择性催化还原装置（SCR）。SCR的已知使用利用从尿素喷射得到的氨来处理NO_x。存储在位于SCR内的催化床上的氨与NO_x（优选地，期望比例的NO和NO₂）反应，并且产生有利反应以处理NO_x。一个示例性实施例包括优选地1比1的NO对NO₂比例，并且已知为快速SCR反应。已知的是操作在柴油应用中SCR上游的柴油氧化催化剂（DOC），以将NO转化为NO₂用于在SCR中优先处理。排气后处理的持续改进需要在排气流中NO_x排放方面的精确信息以便实现有效NO_x还原，例如基于所监测的NO_x排放的尿素的计量正确量。

用于发动机后处理的尿素喷射具有一些困难。诸如尿素温度、泵压力和喷射器喷嘴阻塞的因素可修正尿素到排气流的传输，从而阻止传输正确量的尿素。这导致由于提供超过所需量的过量尿素而浪费使用所存储的尿素，或者尿素太少而不能有效地处理所产生的排气量。

发明内容

一种用于控制选择性催化还原喷射系统的方法，所述选择性催化还原喷射系统具有存储罐、泵、传输线路和喷射喷嘴，所述方法包括：监测选择性催化还原喷射系统；确定选择性催化还原喷射系统有效面积比；将选择性催化还原喷射系统有效面积比与阈值比较；在越过所述阈值时计算补偿因子；以及根据所计算的补偿因子修正指令喷射质量。

本发明涉及下述技术方案。

1. 一种用于控制选择性催化还原喷射系统的方法，所述选择性催化还原喷射系统具有存储罐、泵、传输线路和喷射喷嘴，所述方法包括：

监测选择性催化还原喷射系统；

确定选择性催化还原喷射系统有效面积比；

将选择性催化还原喷射系统有效面积比与阈值比较；

在越过所述阈值时计算补偿因子；以及

根据所计算的补偿因子修正指令喷射质量。

2. 根据技术方案1所述的方法，其中，确定选择性催化还原喷射系统有效面积比包括监测实际喷射质量和指令喷射质量。

3. 根据技术方案2所述的方法，其中，实际喷射质量在动态建模方法中从所监测的参数计算。

4. 根据技术方案3所述的方法，其中，计算实际喷射质量包括积分所监测的参数以确定实际流量特性。

5. 根据技术方案2所述的方法，其中，实际喷射质量在滤波方法中从所监测的参数计算。