用于控制發(fā)動機中的排放的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開的主題主要涉及控制發(fā)動機(例如，內(nèi)燃發(fā)動機機)中的排放，并且更為具體地涉及利用對氨泄漏催化劑組件(ASC)的入口處的溫度進(jìn)行的主動控制來控制排放的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境法規(guī)要求使用催化劑來處理發(fā)動機排氣，以便減少空氣污染。催化轉(zhuǎn)換器利用兩類催化劑，還原催化劑和氧化催化劑。催化轉(zhuǎn)換器包括結(jié)合在殼體內(nèi)的以金屬催化劑涂覆的陶瓷結(jié)構(gòu)。該催化轉(zhuǎn)換器提供了使催化劑的最大表面積暴露于排放氣流的結(jié)構(gòu)。
[0003]三通催化劑組件(TWC)用在固定的富燃(rich-burn)發(fā)動機上以便降低氮氧化物(NOx)、碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳(CO)的排放。由于這些發(fā)動機在不完全燃燒狀況(rich condit1n)下運行，因此發(fā)動機排出物NOx中的相當(dāng)大的一部分被經(jīng)過該TWC轉(zhuǎn)換成氨(NH3)并因此作為二次排出物排出。裝備有TWC催化劑的常規(guī)富燃發(fā)動機可在高于理論配比的狀況(richer than stoich1metric condit1n)下排出約 400ppm(百萬分率)的 NH3O
[0004]在利用ASC的情況下，可減少順3排放。ASC將NH 3轉(zhuǎn)換成氮氣(N 2)。然而，如果ASC處的溫度超出催化劑運行區(qū)間(400-510°C )，則NH3可被氧化成Ν0χ，這導(dǎo)致該系統(tǒng)超出NOx法規(guī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種用于通過控制ASC中的溫度來控制NOx的排放的方法。
[0006]根據(jù)一個示例性的非限制實施例，本發(fā)明涉及一種用于控制發(fā)動機中的排放的方法。該方法包括在ASC的入口處形成預(yù)期的第一溫度。該方法隨后確定與ASC的入口處的溫度相關(guān)聯(lián)的第二溫度。該方法然后確定第二溫度是否高于該預(yù)期的第一溫度，并且如果第二溫度高于該預(yù)期的第一溫度，則該方法指示空氣噴射器向ASC的入口添加空氣。
[0007]根據(jù)另一實施例，本發(fā)明提供了一種用于控制排放的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有出口的TWC。提供了聯(lián)接至TWC的出口的流體管道。該系統(tǒng)包括具有聯(lián)接至該流體管道的入口的ASC。熱電偶或其它溫度測量儀器被設(shè)置成最為接近TWC的出口。該系統(tǒng)包括聯(lián)接至ASC的入口的空氣噴射器。該系統(tǒng)還包括子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在ASC的入口處形成預(yù)期的第一溫度，確定TWC的出口處的第二溫度，確定第二溫度是否高于該預(yù)期的第一溫度，并且如果第二溫度高于預(yù)期的第一溫度，則指示空氣噴射器向ASC的入口添加空氣。
[0008]在另一實施例中，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機組件。該內(nèi)燃機組件包括內(nèi)燃機和聯(lián)接至該內(nèi)燃機的TWC。該TWC設(shè)置有出口。流體管道聯(lián)接至TWC的出口。還提供了具有聯(lián)接至流體管道的入口的ASC。第一熱電偶被設(shè)置成最為接近TWC的出口，并且適于測量第一溫度?？諝鈬娚淦髀?lián)接至ASC的入口。該內(nèi)燃機組件還包括子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)在第一溫度超過預(yù)定溫度時通過將空氣噴射到ASC中來主動控制ASC的入口處的溫度。
【附圖說明】
[0009]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過下列結(jié)合附圖對于優(yōu)選實施例作出的更為詳細(xì)的說明而變得明白，附圖作為示例說明了本發(fā)明的某些方面的原理。
[0010]圖1是用于控制ASC的入口處的溫度的系統(tǒng)的實施例的示意圖。
[0011]圖2是用于控制ASC的入口處的溫度的方法的實施例的流程圖。
[0012]圖3是通用計算機的方框圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提供了一種用于下列系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)用于主動控制氨泄漏催化劑組件的入口處的溫度，從而控制內(nèi)燃發(fā)動機(簡稱“內(nèi)燃機”)的排放。
[0014]圖1中說明的是用于主動控制ASC的入口處的溫度的系統(tǒng)(ASC溫度控制系統(tǒng)100)的示意圖。如在圖1中所示，發(fā)動機105設(shè)置有TWC 110和ASC 115。該ASC 115具有通過流體管道118聯(lián)接至TWC 110的出口 117的入口 116。ASC溫度控制系統(tǒng)100設(shè)置有第一熱電偶120，該第一熱電偶被設(shè)置成最為接近TWC 110的出口。該第一熱電偶120可以是多個已知溫度測量裝置中的一種，例如熱電偶、電阻式熱電偶等。ASC溫度控制系統(tǒng)100設(shè)置有第二熱電偶125，該第二熱電偶被設(shè)置成最為接近ASC 115的入口并且處于空氣噴射點127的下游。來自第一熱電偶120和第二熱電偶125的輸出被傳送至控制子系統(tǒng)130，該控制子系統(tǒng)控制空氣源，例如空氣噴射器135。空氣噴射器135在空氣噴射點127處將空氣噴射到ASC 115的入口 116中。該控制子系統(tǒng)130可以是操作性地聯(lián)接至第一熱電偶120、第二熱電偶125和空氣噴射器135的微型控制器、微型處理器或其它控制系統(tǒng)。該控制子系統(tǒng)130包括執(zhí)行下列指令的程序140，這些指令在ASC 115的入口 116處的溫度超過預(yù)定溫度時通過將空氣噴射到入口 116中來主動控制ASC 115的入口 116處的溫度。在一個實施例中，該預(yù)定溫度為約400 °C。
[0015]圖2中說明的是由程序140執(zhí)行的用于主動控制ASC 115的入口 116處的溫度的方法200的流程圖。
[0016]在步驟205中，方法200確定ASC 115的入口 116處的預(yù)期溫度(Tasc人口預(yù)期)。
[0017]在步驟210中，方法200測量TWC 110的輸出的溫度(Ttwc輸出)。
[0018]在步驟215中，方法200確走疋否大于Tasg人口預(yù)期。如果Ttk!細(xì)不大于Tasc入口預(yù)期，則方法200返回至步驟210，以便測量Ttk輸出。
[0019]如果TTTCf^大于TAse入口?，則方法200行進(jìn)至步驟220，在那里，計算Ttk_與Tasc入口5??之間的差異(AT)。
[0020]在步驟225中，方法200訪問查閱表，該查閱表使將被噴射到入口 116中的氧氣的百分比O2)與Λ T相互關(guān)聯(lián)。
[0021]在步驟230中，方法200針對計算出的Δ T確定％ O2。
[0022]在步驟235中，方法200指示空氣噴射器135將空氣噴射到入口 116中。
[0023]在步驟240中，方法200測量ASC 115的入口 116處的溫度(Tasc人口)。
[0024]在步驟245中，方法200確定TAse入口是否約等于TAse入口如果TAse入口約等于Tasc入口預(yù)期，則該方法返回至步驟210以測量Tttc輸出。如果Tasc人口不約等于Tasc人口獅，則該方法返回至步驟220，在那里計算AT。
[0025]該方法的技術(shù)效果是通過控制ASC的入口處的溫度減少了內(nèi)燃機的排放。
[0026]圖3是計算機1020的方框圖，在該計算機中可結(jié)合有控制子系統(tǒng)130。計算機1020包括處理單元1021、系統(tǒng)內(nèi)存1022、和系統(tǒng)總線1023，該系統(tǒng)總線1023將包括該系統(tǒng)內(nèi)存的多種系統(tǒng)部件聯(lián)接至該處理單元1021。該系統(tǒng)總線1023可以是利用多種總線體系結(jié)構(gòu)中的任一種的若干類型的總線結(jié)構(gòu)中的任一種，其包括內(nèi)存總線或內(nèi)存控制器、外圍總線、和局域總線。該系統(tǒng)內(nèi)存包括只讀存儲器(ROM) 1024和隨機存取存儲器(RAM) 1025。在ROM 1024中存儲有基本輸入/輸出系統(tǒng)1026 (B1S)，該基本輸入/輸出系統(tǒng)(B1S)包含有助于例如在啟動期間在計算機1020內(nèi)的元件之間傳遞信息的基本例行程序。
[0027]計算機1020可還包括用于從硬盤(未示出)讀取和寫入硬盤(未示出)的硬盤驅(qū)動器1027、用于從可拆卸的磁盤1029讀取或?qū)懭朐摽刹鹦兜拇疟P的磁盤驅(qū)動器1028、和用于從諸如CD-ROM或其它光學(xué)介質(zhì)之類的可拆卸的光盤1031讀取或?qū)懭朐摽刹鹦兜墓獗P的光盤驅(qū)動器1030。硬盤驅(qū)動器1027、磁盤驅(qū)動器1028和光盤驅(qū)動器1030分別通過硬盤驅(qū)動器接口 1032、磁盤驅(qū)動器接口 1033和光盤驅(qū)動器接口 1034連接至系統(tǒng)總線1023。驅(qū)動器及它們相關(guān)聯(lián)的計算機可讀介質(zhì)提供了計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和用于計算機1020的其它數(shù)據(jù)的非易失性存儲。如本說明書中所述，計算機可讀介質(zhì)是一種制品并且由此并非是一種瞬態(tài)信號。
[0028]盡管本說明書中所述的示例性環(huán)境利用了硬盤、可拆卸的磁盤1029、和可拆卸的光盤1031，但應(yīng)該了解到的是，在該示例性運行環(huán)境中同樣可使用其它類型的計算機可讀介質(zhì)，其可存儲能夠由計算機存取的數(shù)據(jù)。這種其它類型的介質(zhì)包括但不限于磁帶盒、閃存卡、數(shù)據(jù)視頻或多用途盤、伯努利盒式磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等。
[0029]多個程序模塊可存儲在硬盤、可拆卸的磁盤1029、可拆卸的光盤1031、ROM 1024或RAM 1025上，這多個程序模塊包括運行系統(tǒng)1035、一個或多個應(yīng)用程序1036、其它程序模塊1037和程序數(shù)據(jù)1038。用戶可通過諸如鍵盤1040和指示裝置1042之類的輸入裝置將命令和信息輸入到計算機1020中。其它輸入裝置(未示出)可包括麥克風(fēng)、操縱桿、游戲墊(game pad)、移動硬盤(satellite disk)、掃描儀等。這些和其它輸入裝置通常通過聯(lián)接至系統(tǒng)總線1023的串行端口接口 1046連接至處理單元1021，但可通過諸如并行端口、游戲端口或通用串行總線(USB)之類的其它接口連接。監(jiān)視器1047或其它類型的顯示裝置還經(jīng)由諸如視頻適配器1048之類的接口連接至系統(tǒng)總線1023。除了監(jiān)視器1047之外，計算機可包括其它外圍輸出裝置(未示出)，例如擴音器和打印機。圖3的示例性系統(tǒng)還包括主機適配器1055、小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)總線1056、和連接至SCSI總線1056的外部存儲裝置1062。
[0030]計算機1020可在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中利用與諸如遠(yuǎn)程計算機1049之類的一個或多個遠(yuǎn)程計算機的邏輯連接運行。該遠(yuǎn)程計算機1049可以是私人計算機、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)私人計算機、同等裝置或其它通用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并且可包括上文中相對于計算機1020所述的元