选择性催化还原效率确定制造技术

一种用于使用具有AT装置的后处理(AT)系统的发动机的方法包括检测AT装置上游的废气中的污染物的实际浓度，其中该AT装置用于处理发动机废气。该方法另外包括经由AT装置处理废气并将处理后的废气引导至废气通道。该方法还包括将处理后的废气的一部分从废气通道再循环至发动机的进气通道，并且在对处理后的废气的一部分进行再循环之后，使用检测到的实际污染物浓度来确定AT装置的效率。此外，该方法包括当确定的AT装置效率等于或高于预定值时，保持AT系统的操作，并且当确定的AT装置效率低于预定值时，激活指示AT装置已经发生故障的传感信号。

【技术实现步骤摘要】
选择性催化还原效率确定
技术介绍
本公开涉及在内燃机(如微粒过滤器和其他装置)中用于有效地限制来自内燃机的废气排放的废气后处理(AT)系统。在现代稀燃内燃机(如压燃式或柴油式)中常用的一种废气AT装置是选择性催化还原(SCR)催化器。SCR配置为借助于由另一废气AT装置(通常为柴油机氧化催化器(DOC))产生的NO2将氮氧化物(NOX)转化成双原子氮(N2)和水(H2O)。为了有效地除去NOX，SCR转化过程额外要求在废气流中存在有预定量的氨(NH3)。当在柴油发动机中使用还原剂时，SCR转化过程可能另外需要受控量或计量的还原剂(惯用名称为“柴油机排放处理液”(DEF))进入到废气流中。这种还原剂可以是包含水和氨的尿素水溶液。
技术实现思路
一种操作使用具有AT装置的后处理(AT)系统的内燃机的方法包括经由进气通道向发动机供应进气气流，从而操作发动机并产生废气，其中该AT装置配置为处理由发动机产生的废气。该方法进一步包括经由传感器检测AT装置上游的废气中的污染物的实际第一浓度，并且将指示污染物的检测到的实际第一浓度的信号传送至配置为调节AT系统的控制器。该方法还包括经由AT装置处理废气并将处理后的废气引导至废气通道。该方法另外包括经由废气再循环(EGR)通道将处理后的废气的一部分从废气通道再循环至进气通道。该方法还包括在对处理后的废气的一部分进行再循环之后，经由控制器使用污染物的检测到的实际第一浓度来确定AT装置的理论效率。另外，该方法包括当AT装置的所确定的理论效率等于或高于预定值时，经由控制器保持AT系统的操作。此外，该方法包括：当AT装置的所确定的理论效率低于预定值时，经由控制器激活指示AT装置已经发生故障的传感信号。AT装置可以是选择性催化还原(SCR)催化器，而发动机可以是压燃式发动机。在这种情况下，污染物可以是氮氧化物(NOX)，而传感器可以是NOX传感器。此外，该方法可以进一步包括将尿素喷射到SCR催化器上游的废气中，并且处理废气可以包括SCR催化器使用喷射的尿素。SCR催化器可以与柴油机氧化催化器(DOC)一起装入共同的壳体中并且位于其下游。该方法还可以包括当对处理后的废气一部分进行再循环时经由气流传感器检测供应给发动机的气流量，并且向控制器传送指示气流的检测量的信号。该方法可以另外包括在对处理后的废气的一部分进行再循环之后，经由控制器使用数学关系式来确定废气中的理论第一NOX浓度，即在发动机与AT装置之间的废气通道中。该方法可以进一步包括使用检测到的实际第一NOX浓度、确定的理论第一NOX浓度和气流的检测量，经由控制器确定AT装置下游的废气通道中的理论第二NOX浓度。在这样的实施例中，确定AT装置的理论效率的动作可以另外经由控制器使用数学关系式中确定的理论第二NOX浓度来实现。该方法可以另外包括确定包含在处理后的废气的再循环部分中的废气量并且使用数学关系式中的确定的废气量来确定理论第一NOX浓度。AT系统可以另外包括配置为调节EGR通道的废气压力调节(EPM)阀，其中EPM阀与控制器电子通信。AT系统可以进一步包括配置为由废气驱动并且对进气气流加压的可变几何形状涡轮增压器(VGT)。在这样的实施例中，对处理后的废气的一部分进行再循环的动作可以包括将处理后的废气从废气通道重新引导至VGT。对处理后的废气的一部分进行再循环可以实现为低压废气再循环(LPEGR)。激活传感信号的动作可以包括激活故障指示灯(MIL)和设置嵌入在控制器的存储器中的电子故障码中的至少一种。该方法可以另外包括：当AT装置的所确定的理论效率低于预定值时，经由控制器激活用于操作发动机的跛行回家模式。还公开了一种用于内燃机所产生的废气的后处理(AT)系统，其中该内燃机使用配置为执行上述方法的控制器。还公开了一种采用上述AT系统的车辆。结合附图和所附权利要求，通过以下对用于实施所描述的公开内容的实施例和最佳方式的详细描述，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。附图说明图1是具有连接到废气系统的内燃机的车辆的示意性平面图，其中废气系统具有后处理(AT)系统，而后处理(AT)系统具有用于减少废气排放的多个AT装置。图2是连接到具有图1所示的AT的废气系统的内燃机的示意图。图3是操作图1和图2中所示的AT系统的方法的流程图。具体实施方式参考附图，其中在全部几个视图中，相同的附图标记指代相同的部件，图1示意性地描绘了机动车辆10。车辆10包括配置为经由从动轮14推进车辆的内燃机12。尽管内燃机12可以为火花点火型(其由此落入本公开的范围内)，但是，在整个随后的公开内容中将具体参考压燃型或柴油型的发动机。当特定量的环境进气气流16与从燃料箱20供应的计量的燃料18相混合并且所产生的空气-燃料混合物在发动机汽缸(未示出)内被压缩时，在发动机12的柴油发动机实施例中发生内燃。如图所示，发动机12包括排气歧管22和涡轮增压器24。涡轮增压器24通过废气流(尤其是在每次燃烧事件之后由发动机12的各个汽缸通过排气歧管22释放出的废气26)来激励或驱动。涡轮增压器24连接到接收废气26的废气系统28，并最终将废气释放到环境中，通常是释放在车辆10的侧面或后面。涡轮增压器24还使用废气26的流来对进气气流16进行加压。涡轮增压器24可以配置为可变几何形状涡轮增压器(VGT)。VGT通常是设计成允许涡轮增压器的有效纵横比(A∶R)根据发动机速度而有所改变，由此有助于提高发动机操作效率。这种VGT的可变几何形状通常是通过可变位置叶片机构(未示出)来实现。与火花点火或汽油发动机相比，VGT在压缩点火或柴油发动机上往往更加常见，这是因为柴油发动机的较低的排放温度为VGT的可移动部件提供了不那么极端的环境。尽管发动机12是描绘为具有附接到发动机结构的排气歧管22，但是发动机可以包括废气通道(未示出)，诸如通常形成在排气歧管中的废气通道。在这种情况下，上述通道可以结合到发动机结构中，例如结合到发动机的(多个)汽缸盖中。此外，尽管示出了涡轮增压器24，但是却没要排除发动机12在没有这种动力增强装置的情况下进行配置和操作的可能性。车辆10还包括发动机废气后处理(AT)系统30。AT系统30包括多个废气后处理装置，这些装置配置为系统性地从废气26中去除掉发动机燃烧的主要含碳的颗粒副产物和排放成分。如图1和图2所示，AT系统30作为废气系统28的一部分进行操作。AT系统30包括至少一个AT装置，例如布置在涡轮增压器24下游的第一AT装置32和布置在第一AT装置下游的第二AT装置34。第一AT装置32可以紧密联接到涡轮增压器24，并且布置在车辆10的发动机舱11内，以便紧靠发动机12。第一AT装置32与发动机12的这种紧密联接可以提供紧凑的包装布置，而这种包装布置最大程度地缩短了发动机12冷启动之后在废气26的冷处理中激活(即点火)AT系统30的时间。AT系统还可以包括位于第一AT装置32和第二AT装置34下游的废气流中的其他AT装置(未示出)。如图所示，第一AT装置32可以是柴油机氧化催化器(DOC)，而第二AT装置34可以是选择性催化还原(SCR)催化器。DOC的主要功能是一氧化碳(CO)和非甲烷碳氢化合物(NMHC)的还原。当存在时，DOC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作使用具有AT装置的后处理(AT)系统的内燃机的方法，所述AT装置配置为处理由所述发动机产生的废气，所述方法包括：经由进气通道向所述发动机供应进气气流，从而操作所述发动机并产生所述废气；经由传感器检测所述AT装置上游的所述废气流中的污染物的实际第一浓度，并且将指示所述污染物的所述检测到的实际第一浓度的信号传送至配置为调节所述AT系统的控制器；经由所述AT装置处理所述废气以降低其中的所述污染物的浓度，并将所述处理后的废气引导至废气通道；经由废气再循环(EGR)通道将所述处理后的废气的一部分从所述废气通道再循环至所述进气通道；在对所述处理后的废气的所述部分进行再循环之后，经由所述控制器使用所述污染物的所述检测到的实际第一浓度来确定所述AT装置的理论效率；当所述AT装置的所述所确定的理论效率等于或高于预定值时，经由所述控制器保持所述AT系统的操作；以及当所述AT装置的所述所确定的理论效率低于所述预定值时，经由所述控制器激活指示所述AT装置已经发生故障的传感信号。

【技术特征摘要】
2017.03.13 US 15/4573891.一种操作使用具有AT装置的后处理(AT)系统的内燃机的方法，所述AT装置配置为处理由所述发动机产生的废气，所述方法包括：经由进气通道向所述发动机供应进气气流，从而操作所述发动机并产生所述废气；经由传感器检测所述AT装置上游的所述废气流中的污染物的实际第一浓度，并且将指示所述污染物的所述检测到的实际第一浓度的信号传送至配置为调节所述AT系统的控制器；经由所述AT装置处理所述废气以降低其中的所述污染物的浓度，并将所述处理后的废气引导至废气通道；经由废气再循环(EGR)通道将所述处理后的废气的一部分从所述废气通道再循环至所述进气通道；在对所述处理后的废气的所述部分进行再循环之后，经由所述控制器使用所述污染物的所述检测到的实际第一浓度来确定所述AT装置的理论效率；当所述AT装置的所述所确定的理论效率等于或高于预定值时，经由所述控制器保持所述AT系统的操作；以及当所述AT装置的所述所确定的理论效率低于所述预定值时，经由所述控制器激活指示所述AT装置已经发生故障的传感信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述AT装置为选择性催化还原(SCR)催化器，并且其中所述污染物为氮氧化物(NOX)且所述传感器为NOX传感器，所述方法进一步包括将还原剂喷射到所述SCR催化器上游的所述废气中，其中处理所述废气包括所述SCR催化器使用所述喷射的还原剂。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：当对所述处理后的废气的所述部分进行再循环时经由气流传感器检测供应给所述发动机的所述气流的量，并且向所述控制器传送指示所述气流的检测量的信号；在对所述处理后的废气的所述部分进行再循环之后，经由所述控制器使用数学关系式来确定所述发动机与所述AT装置之间的所述废气中的理论第一NOX浓度；以及使用所述检测到的实际第一NOX浓度、所述确定的理论第一NOX浓度和所述气流的检测量，经由所述控制器确定所述AT装置下游的所述废气通道中的理论第二NOX浓度；其中确定所述AT装置的所述理论效率是另外经由所述控制器使用所述数学关系式中的所述确定的理论第二NOX浓度来实现。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括确定包含在所述处理后的废气的所述再循环部分中的所述废气的量，并且使用所述数学关系式中的所述确定的废气量来确定所述理论第一NOX浓度。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述AT系统另外包括：配置为调节所述EGR通道并且与所述控制器电子通信的废气压力调节(EPM)阀，以及配置为由所述废气驱动并且对所述进气气流进行加压的可变几何形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·特里姆博利，D·杰萨罗利，V·福尔姆考，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US