專利名稱：監(jiān)控排氣后處理系統(tǒng)中的還原劑噴射系統(tǒng)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣后處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本節(jié)陳述只是提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。已知的用以提高內(nèi)燃機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性并降低燃料消耗的發(fā)動機(jī)控制策略包括以稀 空燃比工作。這包括構(gòu)造成以壓燃模式和稀燃點燃模式工作的發(fā)動機(jī)。以稀空燃比工作的 發(fā)動機(jī)能夠具有升高的燃燒溫度而引起增多的NOx排放量。一種用于控制和降低NOx排放量的已知排氣后處理系統(tǒng)和控制策略包括還原劑 噴射控制系統(tǒng)和相關(guān)的還原劑-選擇性催化還原裝置。還原劑噴射控制系統(tǒng)向氨-選擇性 催化還原裝置上游的排氣給料流中噴射還原劑例如尿素從而把NOx分子還原成氮氣和氧 氣。已知的氨-選擇性催化還原裝置分解尿素成氨，并且在有催化劑的情況下氨與NOx分 子反應(yīng)生成氮氣。一些數(shù)量的氨能夠儲存在氨-選擇性催化還原裝置上，在尿素噴射控制 系統(tǒng)不能夠分配受控量的尿素時能夠?qū)崿F(xiàn)NOx分子的繼續(xù)還原。已知的控制系統(tǒng)包括以對應(yīng)于發(fā)動機(jī)排出的NOx排放濃度的速率分配還原劑從 而在不使用過量還原劑的情況下獲得NOx還原，即以還原劑/NOx化學(xué)計量比分配還原劑。

發(fā)明內(nèi)容
一種以稀空燃比工作的內(nèi)燃機(jī)包括還原劑噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)構(gòu)造成向選擇性催化 還原裝置上游的排氣給料流中分配還原劑。該還原劑噴射系統(tǒng)包括與構(gòu)造成分配還原劑 的還原劑分配裝置流體相連的還原劑輸送系統(tǒng)。一種用于監(jiān)控還原劑噴射系統(tǒng)的方法包 括命令還原劑分配裝置以規(guī)定還原劑流率分配還原劑、控制還原劑輸送系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)選工作 狀態(tài)、監(jiān)控還原劑輸送系統(tǒng)的工作并且估計作為還原劑輸送系統(tǒng)的受監(jiān)控工作的函數(shù)的還 原劑流率，以及診斷作為規(guī)定還原劑流率和估計還原劑流率的函數(shù)的還原劑噴射系統(tǒng)的工 作。本發(fā)明還提供了以下方案1. 一種用于監(jiān)控還原劑噴射系統(tǒng)的方法，所述還原劑噴射系統(tǒng)包括與還原劑分配 裝置流體相連的還原劑輸送系統(tǒng)，所述還原劑分配裝置構(gòu)造成向選擇性催化還原裝置上游 的內(nèi)燃機(jī)排氣給料流中分配還原劑，所述方法包括命令所述還原劑分配裝置以規(guī)定還原劑流率分配還原劑；控制所述還原劑輸送系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)選工作狀態(tài)；監(jiān)控所述還原劑輸送系統(tǒng)的工作并且估計作為所述還原劑輸送系統(tǒng)的受監(jiān)控工 作的函數(shù)的還原劑流率；以及診斷作為所述規(guī)定還原劑流率和所述估計還原劑流率的函數(shù)的所述還原劑噴射 系統(tǒng)的工作。2.如方案1所述的方法，診斷所述還原劑噴射系統(tǒng)的工作包括，當(dāng)所述規(guī)定還原4劑流率與所述估計還原劑流率之間的差值超過閾值時識別與所述還原劑噴射系統(tǒng)相關(guān)的故障。3.如方案1所述的方法，其中，控制所述還原劑輸送系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)選工作狀態(tài)包括 監(jiān)控所述還原劑輸送系統(tǒng)中的流體壓力并且控制還原劑泵的工作以獲得所述還原劑輸送 系統(tǒng)中的優(yōu)選流體壓力。4.如方案1所述的方法，其中，監(jiān)控所述還原劑輸送系統(tǒng)的工作并且估計作為所 述還原劑輸送系統(tǒng)的受監(jiān)控工作的函數(shù)的還原劑流率包括監(jiān)控還原劑泵的工作并且估計 作為所述還原劑泵的受監(jiān)控工作的函數(shù)的還原劑流率。5.如方案4所述的方法，其中，監(jiān)控所述還原劑泵的工作包括監(jiān)控還原劑泵速度， 并且其中，估計所述還原劑流率包括估計作為包括所述還原劑泵速度的函數(shù)的還原劑流率。6.如方案5所述的方法，其中，所述函數(shù)還包括還原劑泵傳動比、還原劑泵容積排 量和還原劑密度。7.如方案4所述的方法，其中，監(jiān)控所述還原劑泵的工作包括監(jiān)控還原劑泵馬達(dá) 工作周期，并且其中，估計所述還原劑流率包括估計作為所述還原劑泵馬達(dá)工作周期的函 數(shù)的還原劑流率。8.如方案1所述的方法，其中，診斷作為所述規(guī)定還原劑流率和所述估計還原劑 流率的函數(shù)的所述還原劑噴射系統(tǒng)的工作包括在一段時間上對所述估計還原劑流率積分；在一段時間上對所述規(guī)定還原劑流率積分；確定作為積分估計還原劑流率與積分規(guī)定還原劑流率之間差值的還原劑積分流 量誤差；以及當(dāng)所述還原劑積分流量誤差超過閾值時識別與所述還原劑噴射系統(tǒng)相關(guān)的故障。9.如方案1所述的方法，其中，命令所述還原劑分配裝置以規(guī)定還原劑流率分配 還原劑包括命令所述規(guī)定還原劑流率以獲得所述選擇性催化還原裝置上游的排氣給料流中 的還原劑與NOx的化學(xué)計量比。10. 一種用于監(jiān)控還原劑向氨-選擇性催化還原裝置上游的排氣給料流中的噴射 的方法，包括命令還原劑分配裝置從增壓還原劑供給以規(guī)定還原劑流率分配還原劑；提供控制信號給還原劑輸送系統(tǒng)以建立優(yōu)選壓力下的增壓還原劑供給；估計作為所述控制信號的函數(shù)的還原劑流率；以及診斷作為所述規(guī)定還原劑流率和所述估計還原劑流率的函數(shù)的所述還原劑噴射 系統(tǒng)的工作。11.如方案10所述的方法，其中，提供控制信號給還原劑輸送系統(tǒng)以建立優(yōu)選壓 力下的增壓還原劑供給包括提供所述控制信號給還原劑泵以建立優(yōu)選壓力下的增壓還原 劑供給。12.如方案11所述的方法，其中，所述控制信號包括還原劑泵馬達(dá)速度控制信號。13.如方案11所述的方法，其中，所述控制信號包括還原劑泵馬達(dá)工作周期控制信號。14. 一種還原劑噴射系統(tǒng)，包括還原劑分配裝置，其接收增壓還原劑供給；控制模塊，其命令所述還原劑分配裝置從所述增壓還原劑供給以規(guī)定還原劑流率 分配還原劑；還原劑輸送系統(tǒng)，其包括馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動還原劑泵以建立所述增壓還原劑供控制模塊，其提供控制信號以控制所述馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動所述還原劑泵以建立 優(yōu)選壓力下的所述增壓還原劑供給；以及控制模塊，其確定作為所述控制信號的函數(shù)的估計還原劑流率，并且診斷作為所 述規(guī)定還原劑流率和所述估計還原劑流率的函數(shù)的所述還原劑噴射系統(tǒng)的工作。


現(xiàn)在將通過舉例的方式參照附圖描述一個或多個實施例，其中圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)和排氣后處理系統(tǒng)的二維示意圖；以及圖3-5是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，其中，這些展示只是為了圖解某些示例性實施例，而不是為了限制 這些實施例，圖1示意性地示出了內(nèi)燃機(jī)10、后處理系統(tǒng)45和包含已經(jīng)按照本發(fā)明實施例 構(gòu)造的控制模塊5(CM)的附屬控制系統(tǒng)。一種示例性發(fā)動機(jī)10是多缸直噴式四沖程內(nèi)燃 機(jī)，其主要以稀空燃比工作。示例性發(fā)動機(jī)10可以包括壓燃式發(fā)動機(jī)、火花點火直噴式發(fā) 動機(jī)以及其它的發(fā)動機(jī)配置，它們使用包含稀燃運(yùn)行的燃燒循環(huán)而工作。發(fā)動機(jī)10配備有監(jiān)控發(fā)動機(jī)工作的各種傳感器，包括適于監(jiān)控排氣給料流的排 氣傳感器42。排氣傳感器42優(yōu)選為構(gòu)造成產(chǎn)生與排氣給料流的空燃比相關(guān)的電信號的裝 置，從其中可以確定氧含量?？商娲鼗蚋郊拥兀艢鈧鞲衅?2可以是構(gòu)造成產(chǎn)生與排氣 給料流中的NOx濃度的參數(shù)狀態(tài)相關(guān)的電信號的裝置?？商娲?，一種作為控制模塊5中 的算法而執(zhí)行的虛擬傳感裝置可以用來代替排氣傳感器42，其中，根據(jù)包括發(fā)動機(jī)速度、質(zhì) 量燃料供應(yīng)速度及其他因素的發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)來估計排氣給料流中的NOx濃度。發(fā)動機(jī)10 優(yōu)選地配備有質(zhì)量空氣流量傳感器來測量進(jìn)氣流量，從其中可以確定排氣質(zhì)量空氣流量。 可替代地或組合地，可以執(zhí)行一種算法來根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、排量和容積效率確定通過發(fā)動 機(jī)10的質(zhì)量空氣流量?？刂葡到y(tǒng)包括控制模塊5，該控制模塊信號地連接到構(gòu)造成監(jiān)控發(fā)動機(jī)10、排氣 給料流和排氣后處理系統(tǒng)45的多個傳感器。控制模塊5操作性地連接到發(fā)動機(jī)10和排氣 后處理系統(tǒng)45的致動器。該控制系統(tǒng)執(zhí)行控制方案，優(yōu)選地包括存儲在控制模塊5內(nèi)的控 制算法和校準(zhǔn)，從而控制發(fā)動機(jī)10和排氣后處理系統(tǒng)45。在工作時，該控制系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)燃 機(jī)10和排氣后處理系統(tǒng)45的工作并且控制包含與還原劑分配裝置55流體相連的還原劑 輸送系統(tǒng)30的還原劑噴射系統(tǒng)40，如本文所述。該控制系統(tǒng)執(zhí)行一個或多個控制方案來控 制發(fā)動機(jī)10從而實現(xiàn)排氣后處理系統(tǒng)45的再生。
控制模塊5優(yōu)選為通用數(shù)字計算機(jī)，包括微處理器或中央處理器、包括含有只讀 存儲器和電可編程只讀存儲器的非易失性存儲器以及隨機(jī)存取存儲器的存儲介質(zhì)、高速時 鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模電路、輸入/輸出電路和裝置以及合適的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路。本 文所用的控制模塊指的是響應(yīng)于信號或數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的任何方法或系統(tǒng)并且應(yīng)當(dāng)理解成 包括微處理器、集成電路、計算機(jī)軟件、計算機(jī)硬件、電路、專用集成電路、個人計算機(jī)、芯片 及能夠提供處理功能的其他裝置?？刂颇K5執(zhí)行控制算法來控制發(fā)動機(jī)10的工作。這 些控制算法是存儲在非易失性存儲器中的可執(zhí)行程序指令和校準(zhǔn)。在預(yù)定循環(huán)期間執(zhí)行 這些控制算法從而使得在每個循環(huán)中至少執(zhí)行一次每個算法。由中央處理器執(zhí)行這些控制 算法來監(jiān)控來自上述傳感器的輸入并且控制和監(jiān)控發(fā)動機(jī)10、后處理系統(tǒng)45和致動器的 工作。以定時間隔執(zhí)行這些循環(huán)，例如在發(fā)動機(jī)和車輛正在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)期間，每3. 125,6. 25、 12.5、25和100毫秒。可替代地，可以響應(yīng)于事件的出現(xiàn)而執(zhí)行算法?？刂瓢l(fā)動機(jī)10以優(yōu) 選空燃比工作從而獲得與操作員請求、燃料消耗、排放和駕駛性能相關(guān)的性能參數(shù)，其中發(fā) 動機(jī)燃料供應(yīng)和/或進(jìn)氣流受到控制從而獲得優(yōu)選空燃比。排氣后處理系統(tǒng)45與發(fā)動機(jī)10的排氣歧管流體相連從而帶走排氣給料流。排氣 后處理系統(tǒng)45包括多個流體串聯(lián)的后處理裝置。在一個實施例中，如圖1所示，第一、第 二和第三后處理裝置50、60和70使用已知管道和連接器流體地串聯(lián)。每個排氣后處理裝 置50、60和70都包括采用具有各種處理排氣給料流組分成分的能力的技術(shù)的裝置，包括 氧化、使用還原劑的選擇性催化還原和微粒過濾。對于特定應(yīng)用，可以確定每個后處理裝 置50、60和70的設(shè)計特征，例如容積、空速、單元密度、涂層密度和金屬裝載。在圖1所示 的實施例中，第一后處理裝置50包括氧化催化劑，在一個實施例中第二后處理裝置60包括 氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置，第三后處理裝置70包括有催化的微粒過濾器，但是本文所述 原理不受此限制。第一、第二和第三后處理裝置50、60和70可以安裝在各自的結(jié)構(gòu)中，這 些結(jié)構(gòu)流體地相連并且安裝在發(fā)動機(jī)機(jī)艙和車身底板中，有一個或多個傳感裝置安置在這 些結(jié)構(gòu)之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其它組裝布置。第一后處理裝置50優(yōu)選地包括氧化催化裝置，其包括含有一個或多個鉬族金屬 例如鉬或鈀的氧化鋁基涂層的堇青石載體。在一個實施例中，可以省略第一后處理裝置50。在一個實施例中，第二后處理裝置60包括氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置，優(yōu)選為涂 覆有涂層的堇青石載體。在一個實施例中，第二后處理裝置60包括兩個串聯(lián)布置的帶涂層 的載體。優(yōu)選的涂層使用銅-沸石、鐵-沸石及其他金屬-沸石的氨選擇性催化技術(shù)作為 催化材料。在一個實施例中，氨-選擇性催化反應(yīng)器包括支撐在堇青石載體上的一種金屬 離子和適用的沸石結(jié)構(gòu)。第三后處理裝置70優(yōu)選地包括同微粒過濾器相結(jié)合的第二氧化催化劑。根據(jù)特 定發(fā)動機(jī)和動力系應(yīng)用的規(guī)格和工作特性，第三后處理裝置70還可以單獨地或組合地包 括其它排氣后處理裝置，其包括有催化或無催化的微粒過濾器、空氣泵、外部加熱裝置、硫 捕集器、磷捕集器、選擇性還原裝置等。排氣后處理系統(tǒng)45包括還原劑噴射系統(tǒng)40，該還原劑噴射系統(tǒng)包括流體地連接 到還原劑輸送系統(tǒng)30的還原劑分配裝置55，其參照圖2描述。還原劑輸送系統(tǒng)30和還原 劑分配裝置陽都由控制模塊5控制以向氨選擇性催化反應(yīng)器裝置60上游的排氣給料流中 分配規(guī)定質(zhì)量流率的氨還原劑。7
與監(jiān)控后處理系統(tǒng)45相關(guān)的傳感裝置優(yōu)選地包括排氣傳感器42、第一后處理裝 置50緊下游的第一傳感裝置52、氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60緊上游的第二傳感裝置54、 氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60下游的第三傳感裝置66以及第三后處理裝置70下游的第 四傳感裝置72。傳感裝置還包括第一和第二溫度監(jiān)控傳感器62和64，它們構(gòu)造成監(jiān)控與 氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60相關(guān)的溫度。可替代地或附加地，一種虛擬傳感裝置可用于 監(jiān)控后處理系統(tǒng)45。一種虛擬傳感裝置可以執(zhí)行為控制模塊5中的算法并且代替相應(yīng)的排 氣傳感器。舉例來說，可以根據(jù)使用發(fā)動機(jī)傳感裝置所監(jiān)控的發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)估計排氣給 料流中的NOx濃度。與監(jiān)控后處理系統(tǒng)45相關(guān)的所述傳感裝置意味著解釋性的。第一傳感裝置52位于第二后處理裝置60的上游，并且優(yōu)選地構(gòu)造成監(jiān)控第一后 處理裝置50下游的排氣給料流的溫度。第一傳感裝置52產(chǎn)生與進(jìn)入氨-選擇性催化反應(yīng) 器裝置60的排氣給料流的溫度相關(guān)的信號。第二傳感裝置M位于氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60的緊上游和還原劑分配裝置 55的下游。第二傳感裝置M產(chǎn)生可與離開第一后處理裝置50之后的排氣給料流中所含特 定氣體例如NOx、碳?xì)浠衔?、氰化氫?或乙醛的濃度相關(guān)的電信號。第三傳感裝置66監(jiān)控氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60之后且第三后處理裝置70 上游的排氣給料流，并且優(yōu)選地構(gòu)造成監(jiān)控排氣給料流的組分成分例如NOx的濃度。第三 傳感裝置66產(chǎn)生可與排氣給料流的NOx濃度或其它參數(shù)(例如氨(NH3))相關(guān)的信號。第四傳感裝置72監(jiān)控第三后處理裝置70下游的排氣給料流，并且優(yōu)選地構(gòu)造成 監(jiān)控排氣給料流的組分成分例如NOx的濃度。第四傳感裝置72產(chǎn)生可與NOx濃度或排氣 給料流中的另一排氣組分的濃度相關(guān)的信號。每個第一、第二、第三和第四傳感裝置52、54、 66和72都信號地連接到控制模塊5，該控制模塊執(zhí)行系統(tǒng)控制算法和診斷算法。第一溫度監(jiān)控傳感器62測量氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60上游或其前部內(nèi)的溫 度來確定其工作溫度。第一溫度監(jiān)控傳感器62可以構(gòu)造成監(jiān)控排氣給料流的溫度，并且可 替代地可以構(gòu)造成監(jiān)控氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60的溫度。第二溫度監(jiān)控傳感器64測量氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60下游或其后部內(nèi)的溫 度來確定其工作溫度。第二溫度監(jiān)控傳感器64可以構(gòu)造成監(jiān)控排氣給料流的溫度，并且可 替代地可以構(gòu)造成監(jiān)控氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60的溫度。圖2示出了還原劑噴射系統(tǒng)40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，其包括還原劑輸送系統(tǒng)30和還原劑 分配裝置55。還原劑分配裝置55構(gòu)造成經(jīng)由插入排氣管56中的噴嘴58分配還原劑。還 原劑分配裝置55向流經(jīng)排氣管56的排氣給料流中分配還原劑。還原劑分配裝置55的噴 嘴58插入氨-選擇性催化反應(yīng)器裝置60上游的排氣管56中。排氣系統(tǒng)45的排氣管56 內(nèi)的壓力(Pst)可以用排氣壓力傳感器進(jìn)行測量，或者可替代地，可以根據(jù)包括排氣流率在 內(nèi)的發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行估計。還原劑分配裝置55經(jīng)由管道57流體地連接到還原劑輸送系統(tǒng)30，該管道運(yùn)送增 壓還原劑流因此向還原劑分配裝置55提供增壓還原劑供給。還原劑分配裝置55操作性地 連接到控制模塊5并且優(yōu)選地包括電磁線圈操縱的流體流動控制閥，該控制閥具有適于向 排氣管56中的排氣給料流中噴射還原劑的流體出口?？刂颇K5執(zhí)行算法代碼以監(jiān)控發(fā) 動機(jī)10的工作狀態(tài)和后處理系統(tǒng)45的工作參數(shù)并且確定包括NOx排放濃度和質(zhì)量流率在 內(nèi)的排氣給料流的質(zhì)量流率。命令規(guī)定還原劑質(zhì)量流率。規(guī)定還原劑質(zhì)量流率優(yōu)選地獲得還原劑/NOx化學(xué)計量比并提供足夠的還原劑質(zhì)量流率從而在有氨-選擇性催化反應(yīng) 器裝置60的催化材料的情況下把NOx排放濃度和質(zhì)量流量還原成氮氣?？刂颇K5執(zhí)行 算法代碼來產(chǎn)生噴射器控制信號，例如給還原劑分配裝置陽的與規(guī)定還原劑質(zhì)量流率Ge 相對應(yīng)的管道57中的在指令壓力下的脈寬調(diào)制控制信號(PWM(Inj))。還原劑輸送系統(tǒng)30包括還原劑泵32及其相關(guān)控制模塊34以及流體地連接到向 著還原劑泵32的入口 57'的還原劑儲罐38。在一個實施例中，還原劑泵32包括馬達(dá)驅(qū)動 的容積式泵機(jī)構(gòu)，該泵機(jī)構(gòu)包括裝在具有進(jìn)口閥和出口閥的殼體中的往復(fù)活塞。用由控制 模塊34致動的電力驅(qū)動的馬達(dá)引起活塞的往復(fù)運(yùn)動。馬達(dá)與泵機(jī)構(gòu)之間的減速齒輪可以 提供泵的傳動比。存儲在還原劑儲罐38中的還原劑可以用溫度狀態(tài)Ttl和壓力狀態(tài)Ptl表 征，壓力狀態(tài)Pq與還原劑泵32的進(jìn)口壓力有關(guān)。優(yōu)選地，還原劑輸送系統(tǒng)30構(gòu)造成使得 有從還原劑儲罐38到還原劑泵32的進(jìn)口的還原劑重力流動。還原劑泵32的出口流體地 連接到管道57，該管道運(yùn)送增壓還原劑給還原劑分配裝置55。在一個實施例中，壓力傳感 器36適于監(jiān)控管道57內(nèi)的還原劑壓力Ρκ。工作時，控制模塊5控制還原劑輸送系統(tǒng)30達(dá) 到優(yōu)選工作狀態(tài)，例如通過產(chǎn)生用于還原劑輸送系統(tǒng)30的優(yōu)選壓力PPKF。確定管道57內(nèi) 的受監(jiān)控還原劑壓力Pk與優(yōu)選壓力Ppkf之間的差值，并且發(fā)送給控制模塊34，該控制模塊 產(chǎn)生泵控制信號使還原劑泵32基于此工作。控制模塊34響應(yīng)于泵控制信號控制還原劑泵 32的工作。還原劑泵32的控制參數(shù)可以包括泵控制信號，該泵控制信號包括還原劑泵32 的泵馬達(dá)速度ω和泵馬達(dá)工作周期PWM(泵)。在一個實施例中，優(yōu)選或期望壓力Ppkf是 6000mbar(abS)?？刂颇K34可以與控制模塊5分開或與集成。控制模塊5和控制模塊34 都屬于本文所稱的控制系統(tǒng)的一部分。該控制系統(tǒng)監(jiān)控還原劑輸送系統(tǒng)30和還原劑分配裝置55的工作并且確定還原劑 輸送系統(tǒng)30中的與還原劑輸送系統(tǒng)30的受監(jiān)控的工作有關(guān)的估計還原劑質(zhì)量流率Gn。工 作時，規(guī)定還原劑質(zhì)量流率與估計還原劑質(zhì)量流率Pfl相比較。估計還原劑質(zhì)量流率 與還原劑泵32的控制參數(shù)相關(guān)聯(lián)，考慮了流量相關(guān)的因素，包括管道57內(nèi)的還原劑壓力 Pk、溫度狀態(tài)Ttl和壓力狀態(tài)Ρ『因此，可以診斷包括還原劑分配裝置55和還原劑輸送系統(tǒng) 30的還原劑噴射系統(tǒng)40的工作，并且當(dāng)規(guī)定還原劑質(zhì)量流率Ge與估計還原劑質(zhì)量流率的不同量超過閾值時可以確認(rèn)故障。還原劑輸送系統(tǒng)30中的與受監(jiān)控的工作有關(guān)的還原劑流率可以根據(jù)其受監(jiān)控的 工作來估計。出自容積式還原劑泵32的質(zhì)量流率可以用方程式1建模，[1]其中， 是還原劑質(zhì)量流率，ω是泵馬達(dá)速度，g是泵的傳動比，D是容積活塞排量，P。是還原劑的進(jìn)口壓力，T0是還原劑的進(jìn)口溫度，
Pe是管道57中的測得壓力，
R是理想氣體常數(shù)，以及η是還原劑泵32的效率。JJ還原劑體積流率一可以表示為與泵馬達(dá)轉(zhuǎn)速ω成比例，在方程式2中表達(dá)[2]
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)控還原劑噴射系統(tǒng)的方法，所述還原劑噴射系統(tǒng)包括與還原劑分配裝置 流體相連的還原劑輸送系統(tǒng)，所述還原劑分配裝置構(gòu)造成向選擇性催化還原裝置上游的內(nèi) 燃機(jī)排氣給料流中分配還原劑，所述方法包括命令所述還原劑分配裝置以規(guī)定還原劑流率分配還原劑；控制所述還原劑輸送系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)選工作狀態(tài)；監(jiān)控所述還原劑輸送系統(tǒng)的工作并且估計作為所述還原劑輸送系統(tǒng)的受監(jiān)控工作的 函數(shù)的還原劑流率；以及診斷作為所述規(guī)定還原劑流率和所述估計還原劑流率的函數(shù)的所述還原劑噴射系統(tǒng) 的工作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，診斷所述還原劑噴射系統(tǒng)的工作包括，當(dāng)所述規(guī)定還原 劑流率與所述估計還原劑流率之間的差值超過閾值時識別與所述還原劑噴射系統(tǒng)相關(guān)的故障。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制所述還原劑輸送系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)選工作狀態(tài)包括 監(jiān)控所述還原劑輸送系統(tǒng)中的流體壓力并且控制還原劑泵的工作以獲得所述還原劑輸送 系統(tǒng)中的優(yōu)選流體壓力。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，監(jiān)控所述還原劑輸送系統(tǒng)的工作并且估計作為所 述還原劑輸送系統(tǒng)的受監(jiān)控工作的函數(shù)的還原劑流率包括監(jiān)控還原劑泵的工作并且估計 作為所述還原劑泵的受監(jiān)控工作的函數(shù)的還原劑流率。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，監(jiān)控所述還原劑泵的工作包括監(jiān)控還原劑泵速度， 并且其中，估計所述還原劑流率包括估計作為包括所述還原劑泵速度的函數(shù)的還原劑流 率。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述函數(shù)還包括還原劑泵傳動比、還原劑泵容積排 量和還原劑密度。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，監(jiān)控所述還原劑泵的工作包括監(jiān)控還原劑泵馬達(dá) 工作周期，并且其中，估計所述還原劑流率包括估計作為所述還原劑泵馬達(dá)工作周期的函 數(shù)的還原劑流率。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，診斷作為所述規(guī)定還原劑流率和所述估計還原劑 流率的函數(shù)的所述還原劑噴射系統(tǒng)的工作包括在一段時間上對所述估計還原劑流率積分；在一段時間上對所述規(guī)定還原劑流率積分；確定作為積分估計還原劑流率與積分規(guī)定還原劑流率之間差值的還原劑積分流量誤 差；以及當(dāng)所述還原劑積分流量誤差超過閾值時識別與所述還原劑噴射系統(tǒng)相關(guān)的故障。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，命令所述還原劑分配裝置以規(guī)定還原劑流率分配 還原劑包括命令所述規(guī)定還原劑流率以獲得所述選擇性催化還原裝置上游的排氣給料流中的還 原劑與NOx的化學(xué)計量比。
10.一種還原劑噴射系統(tǒng)，包括還原劑分配裝置，其接收增壓還原劑供給；控制模塊，其命令所述還原劑分配裝置從所述增壓還原劑供給以規(guī)定還原劑流率分配 還原劑；還原劑輸送系統(tǒng)，其包括馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動還原劑泵以建立所述增壓還原劑供給； 控制模塊，其提供控制信號以控制所述馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動所述還原劑泵以建立優(yōu)選 壓力下的所述增壓還原劑供給；以及控制模塊，其確定作為所述控制信號的函數(shù)的估計還原劑流率，并且診斷作為所述規(guī) 定還原劑流率和所述估計還原劑流率的函數(shù)的所述還原劑噴射系統(tǒng)的工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及監(jiān)控排氣后處理系統(tǒng)中的還原劑噴射系統(tǒng)的方法和裝置。具體地，一種以稀空燃比工作的內(nèi)燃機(jī)包括還原劑噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)構(gòu)造成向選擇性催化還原裝置上游的排氣給料流中分配還原劑。該還原劑噴射系統(tǒng)包括與構(gòu)造成分配還原劑的還原劑分配裝置流體相連的還原劑輸送系統(tǒng)。一種用于監(jiān)控還原劑噴射系統(tǒng)的方法包括命令還原劑分配裝置以規(guī)定還原劑流率分配還原劑、控制還原劑輸送系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)選工作狀態(tài)、監(jiān)控還原劑輸送系統(tǒng)的工作并且估計作為還原劑輸送系統(tǒng)的受監(jiān)控工作的函數(shù)的還原劑流率，以及診斷作為規(guī)定還原劑流率和估計還原劑流率的函數(shù)的還原劑噴射系統(tǒng)的工作。
文檔編號F01N11/00GK102042065SQ201010505338
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者C·E·索爾布里格, S·P·列維喬基, Y-Y·王 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司