[发明专利]用于控制进入内燃机的废气进料流的还原剂喷射的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及流体连接到废气后处理系统的内燃机以及用于其控制的方法。

背景技术

内燃机流体连接到废气后处理系统，该废气后处理系统净化作为燃烧副产物产生的废气。废气后处理系统可以包括氧化催化器、还原催化器、选择性催化还原催化器和颗粒过滤器。燃烧的副产物可以包括未燃烧的烃、一氧化碳、可以被称为NOx分子的氮氧化物以及颗粒物质。可以经由设置在废气进料流中的一个或多个传感装置，包括例如NOx传感器来监测操作。还可以使用在操作期间动态执行的模拟模型来确定操作。

选择性催化还原催化器(SCR)可以使用还原剂将NOx分子还原为元素氮。一种已知的还原剂是尿素，其可以在废气系统中被转化为氨(NH₃)。还原剂可以被喷射到一个或多个选择性催化还原催化器上游的废气进料流中，并且可以储存在表面上或以其它方式被捕获用于将NOx分子还原成元素氮和水。

当设置下游NOx传感器用于监测SCR下游的废气进料流时，来自下游NOx传感器的信号输出可以在NOx分子和NH₃分子之间呈现交叉敏感性。因此，取决于离开SCR的NH₃的大小，已知的以开环控制方案操作以控制还原剂喷射的还原剂喷射控制系统可能在给料不足或给料过量条件下运行。开环还原剂控制系统可能导致对硬件变化敏感的SCR的性能降低，并且在某些操作条件下可能导致SCR的诊断监测例程的假阳性输出。

发明内容

描述了一种流体连接到废气后处理系统的内燃机。废气后处理系统包括选择性催化还原装置(SCR)，设置成用于监测相对于SCR的下游的废气进料流的NOx传感器和设置成将还原剂喷射到相对于SCR的上游的废气进料流中的喷射系统。用于控制还原剂喷射系统以将还原剂喷射到相对于SCR的上游的废气进料流中的方法包括监测发动机操作，以及响应于发动机操作确定初始还原剂给料速率。给料扰动被引入到还原剂给料速率。经由NOx传感器监测废气进料流，并且基于监测确定还原剂给料校正项。基于初始还原剂给料速率、给料扰动和还原剂给料校正项来确定用于控制还原剂喷射系统的最终给料速率。

当结合附图时，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下详细描述中可以看出，以下详细描述了一些最佳模式和用于执行如所附权利要求书中所定义的本教导的其他实施例。

附图说明

现在将参考附图经由示例的方式描述一个或多个实施例，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的流体连接到废气后处理系统的内燃机，该废气后处理系统包括相对于选择性催化还原装置(SCR)设置在上游的氧化催化器和微粒过滤器；

图2示意性地示出了根据本发明的可以用于控制SCR的上游的还原剂喷射的闭环还原剂喷射控制例程，SCR是参考图1描述的废气后处理系统的元件，用于净化在内燃机中作为燃烧副产物产生的废气；以及

图3以图形的方式示出了根据本发明的来自示例性的NOx传感器的信号输出，例如从第二废气传感器的实施例输出的NOx传感器信号，其中信号输出指示NOx和NH₃之间的交叉敏感性。

具体实施方式

现在参考附图，其中描述仅用于说明某些示例性实施例的目的，而不是为了限制本发明的目的。图1示意性地示出了根据本发明的实施例布置的流体连接到废气后处理系统50的内燃机(发动机)100。发动机100是多缸内燃机，燃烧直接喷射的燃料、进气和再循环废气的混合物以产生机械动力。发动机100被配置为如图所示的压缩点火发动机，尽管这里描述的概念可以用于采用本文所述的废气后处理系统50的实施例的其他发动机配置。发动机100可以用在地面车辆上，例如客车、卡车、农用车辆或建筑车辆，也可以用在水上交通工具上，或者用在例如连接到发电机的固定式设备中。如本文所使用的，术语“上游”和相关术语是指相对于指示的位置，朝向流动流的起始处的要素，并且术语“下游”和相关术语是指相对于指示的位置，远离起始处的要素。