本发明专利技术涉及后处理装置的ＮＯＸ转化效率的车载诊断监测。一种用于指示动力系中的失效催化剂的方法，所述动力系包括内燃机和具有后处理装置的后处理系统，所述后处理装置采用催化剂来转化ＮＯＸ，所述方法包括：监测进入后处理系统的ＮＯＸ含量；监测离开后处理系统的ＮＯＸ含量；基于进入后处理系统的ＮＯＸ含量和离开后处理系统的ＮＯＸ含量来确定实际转化效率；监测影响后处理装置的转化效率的因素；基于影响后处理装置的转化效率的因素确定表示失效催化剂的失效转化效率；和基于将所述实际转化效率与所述失效转化效率进行比较来指示所述失效催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机中N0X排放的后处理的控制。
技术介绍
该部分的内容仅提供与本专利技术有关的背景信息，且可能不构成现有技术。 排放控制是发动机设计和发动机控制中的--种重要因素。N0X是已知的燃烧副产 物。NOx通过发动机进气空气中存在的氮和氧分子在高的燃烧温度下分裂生成，NOx生成速 率与燃烧过程具有己知的关系，例如，较高的NOx生成速率与较高的燃烧温度和空气分子较 长时间暴露于较高温度相关联。在燃烧过程中生成的N()x的还原和排气后处理系统中的N()x 管理在车辆设计中是优先考虑的。 —旦在燃烧室中生成，N0X分子能够在后处理装置的广泛范畴内的本领域已知的 示例性装置中转化回到氮和氧分子。然而,本领域技术人员将理解，后处理装置很大程度上 取决于操作状况，例如由排气流温度驱动的装置操作温度。 现代发动机控制方法采用各种各样的操作方案来优化燃烧。在燃料效率方面优化 燃烧的一些操作方案包括在燃烧室内的贫、局部或分层燃烧，以减小实现需要气缸输出的 功所需的燃料装料。虽然燃烧室内的温度能够在燃烧包内变得足够高，以生成大量的N0X， 但是燃烧室的总体能量输出，尤其是通过排气流从发动机排出的热能,可能从正常值极大 地减小。这种状况对于排气后处理装置是有挑战的，因为前述后处理装置通常需要由排气 流温度驱动的升高的操作温度，以恰当地操作来处理N0X排放。 例如，已知后处理装置采用能够存储一定量的N0X的催化剂，且已经研发了发动机 控制技术来将这些N()x捕获器或N()x吸附器与燃料有效的发动机控制方案结合，以改进燃料 效率且仍实现可接受的N0X排放水平。 一个示例性方案包括使用贫N0X捕获器来在燃料贫 操作期间存储N0X排放且然后在燃料富的、较高温度发动机操作状况期间用常规三效催化 剂将存储的N0X净化成氮和水。这种净化事件或再生事件能够是改变车辆操作或强制净化 事件的结果。强制净化事件需要监测存储的N()x的量和一些机制或标准来启动净化。例如， NOx捕获器具有有限的存储容量，且传感器能够用于排气流中来估计NOx生成，以估计NOx捕 获器状况。 一旦NOx捕获器接近其全容量，必须用燃料富还原脉冲来再生。期望控制NOx 捕获器的再生事件的效率，以提供最优排放控制和最小燃料消耗。已经提出了多种方案。 已知在流入N()x吸附剂的排气的空气-燃料比是贫时吸附N()x(捕获)且在流入N()x 吸附剂的排气的空气_燃料比变成富时释放已吸附的N0X(再生)的技术,其中，N(^吸附剂 中吸附的N0X量可以从发动机负荷和发动机旋转速度估计。当估计的N0X量变成N0X吸附 剂的最大N0X吸附容量时，流入N0X吸附剂的排气的空气-燃料比变成富。再生阶段的确定也可以基于内燃机的单独操作循环。 也已知通过使用N0X传感器或N0X捕获器前的氧气传感器估计流入N0X捕获器的 N0X量来估计N0X捕获器有多满。也己知基于积聚的N0X质量以及发动机负荷和速度操作状 况可能性的估计来排定再生。 日益严格的排放标准需要NOx后处理方法采用例如选择性催化剂还原装置(SCR)。 SCR采用从尿素注入得到的或者从三效催化剂装置的正常操作回收的氨来处理N0X。此外， 已知在柴油应用中在SCR的上游操作柴油氧化催化剂(DOC),以将NO转化成优选在SCR中 处理的N()2。排气后处理的持续改进需要关于排气流中N()x排放的准确信息，以实现有效的 N0X还原，例如基于监测的N0X排放定量合适量的尿素。 后处理装置，例如贫NOx捕获器和SCR，将NOx以一定转化效率转化成其它成分。转 化效率能够由流入装置的N0X流量与离开装置的N0X流量相比来描述。恰当地操作的后处 理装置根据影响在该装置中发生化学反应的排气流的属性而经历降低的效率。例如，N()x捕 获器内气体的温度和空间速度影响该装置的效率。类似地，SCR装置内气体的温度和空间 速度影响该装置的效率。这些环境因素能够在后处理系统中监测，且能够估计这些因素对 装置转化效率的影响。此外，由磨损或损坏引起的失效或降级性能能够降低后处理装置的 效率。基于瞬时环境状况来将降级性能从失效或损坏的后处理装置进行区分的方法将有益 于诊断该装置中的失效状况。
技术实现思路
一种动力系包括内燃机和具有后处理装置的后处理系统，所述后处理装置采用催 化剂来转化N0X。用于指示失效催化剂的方法包括监测进入后处理系统的N0X含量；监测离开后处理系统的N0X含量；基于进入后处理系统的N0X含量和离开后处理系统的N0X含量 来确定实际转化效率；监测影响后处理装置的转化效率的因素；基于影响后处理装置的转 化效率的因素确定表示失效催化剂的失效转化效率；和基于将所述实际转化效率与所述失 效转化效率进行比较来指示所述失效催化剂。附图说明 现在将参考附图以示例的方式描述一个或更多实施例，在附图中 [画]图1示意性地示出了根据本专利技术的示例性柴油发动机； [,] 图2示意性地示出了根据本专利技术的示例性后处理系统； 图3以图表形式示出了根据本专利技术的将转化效率与示例性SCR中的催化剂床温和 空间速度相关联的示例性试验数据； 图4示出了根据本专利技术的通过本文所述的方法诊断失效催化剂的示例性信息流； 图5示意性地示出了根据本专利技术的用于发动机控制模块中且确定N0x生成估计值 的示例性NOx模型模块； 图7以图表形式示出了根据本专利技术的相对于在燃烧过程中的曲轴角绘出的示例性气缸压力； 图9是根据本专利技术描述在一组给定条件F多个输入对NOy排放的标准化影响的示 例性建模结果的图表显示； 图10以图表形式示出了根据本专利技术的对按照带噪音的输入数据产生的离开后处 理系统的预测N0X进行比较的示例性数据；禾口 图11以图表形式示出了根据本专利技术的通过积分计算处理的示例性数据。 具体实施例方式现在参考附图，其中所示的内容仅仅是为了说明某些示例性实施方式，而非为了 限制本专利技术，图l是根据本专利技术的示例性柴油发动机的局部图。发动机10通常包括多个气 缸12,气缸12中具有可往复移动的活塞14,活塞14与曲轴16连接。本专利技术总体上可应用 于直喷式四冲程压縮点火发动机。气缸端部由气缸盖18封闭，使得气缸和活塞限定可变容 积燃烧室20。 气缸盖设置有进气气门22，进气气门22控制在活塞进气冲程期间进入气缸的进 气空气的定时和流量。气缸盖中的排气气门24控制在活塞的排气冲程期间排气产物离开 燃烧室的定时和流量。在所述发动机中，每个气缸有两个进气气门和两个排气气门，然而， 根据本专利技术可以采用为发动机操作设置的任何合适数量的气门。 进气气门和排气气门由单独的气门致动装置26， 28致动。气门致动装置独立地操作相应进气气门和排气气门，然而,两者都通过定时链30由曲轴16驱动。 示例性发动机10包括金属铸造的发动机本体和发动机盖，发动机本体具有形成在其中的多个气缸。发动机本体优选包括发动机冷却剂流体流过其中的冷却剂通道32。可操作以监测冷却剂流体温度的冷却剂温度传感器位于适当位置处，并且将表示发动机操作温度的可用于控制发动机的参数信号输入提供给控制系统。发动机优选包括公知系统，所述公知系统包括外部排气再循环(EGR)气门和进气节气门(未示出)。 每个活塞14由销和连杆连接到曲轴16。曲轴1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于指示动力系中的失效催化剂的方法，所述动力系包括内燃机和具有后处理装置的后处理系统，所述后处理装置采用催化剂来转化ＮＯ↓［Ｘ］，所述方法包括： 监测进入后处理系统的ＮＯＸ含量； 监测离开后处理系统的ＮＯ↓［Ｘ］含量； 基于进入后处理系统的ＮＯ↓［Ｘ］含量和离开后处理系统的ＮＯ↓［Ｘ］含量来确定实际转化效率； 监测影响后处理装置的转化效率的因素； 基于影响后处理装置的转化效率的因素确定表示失效催化剂的失效转化效率；和 基于将所述实际转化效率与所述失效转化效率进行比较来指示所述失效催化剂。
【技术特征摘要】
US 2008-8-19 61/090022;US 2009-8-7 12/537390一种用于指示动力系中的失效催化剂的方法，所述动力系包括内燃机和具有后处理装置的后处理系统，所述后处理装置采用催化剂来转化NOX，所述方法包括监测进入后处理系统的NOX含量；监测离开后处理系统的NOX含量；基于进入后处理系统的NOX含量和离开后处理系统的NOX含量来确定实际转化效率；监测影响后处理装置的转化效率的因素；基于影响后处理装置的转化效率的因素确定表示失效催化剂的失效转化效率；和基于将所述实际转化效率与所述失效转化效率进行比较来指示所述失效催化剂。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，监测影响后处理装置的转化效率的因素包括 监测所述后处理装置内的床温； 监测所述后处理装置内的空间速度；禾口 监测所述后处理装置内的氨存储量。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，监测进入后处理系统的N()x含量包括用虚拟N()x 传感器确定发动机排出的N0X含量。4. 根据权利要求1所述的方法，其中，确定实际转化效率包括使用低通滤波器来确定 所述实际转化效率。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，使用低通滤波器来确定所述实际转化效率包括 将进入后处理系统的N0X含量在一定时间段内积分；将离开后处理系统的NOy含量在所述时间段内积分；确定所积分的离开后处理系统的N0X含量与所积分的进入后处理系统的N0X含量的比 值；和基于所确定的比值来确定所述实际转化效率。6. 根据权利要求1所述的方法，还包括监测注入所述后处理系统的尿素量；且 其中，监测所述后处理装置内的氨存储量基于所监测的注入的尿素量。7. 根据权利要求2所述的方法，其中，确定失效转化效率包括使用所述床温、所述空间 速度、和所述氨存储量与失效转化效率的标定函数关系。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，根据查询表使用所述标定函数关系。9. 根据权利要求7所述的方法,其中，根据计算模型使用所述标定函数关系。10. 根据权利要求1所述的方法，还包括选择可标定阈值因素；且 其中，确定失效转化效率基于所选择的可标定阈值因素和标称转化效率。11. 根据权利要求2所述的方法，其中，监测床温包括监测连接到催化剂的温度传感器。12. 根据权利要求2所述的方法，其中，监测床温...
【专利技术属性】
技术研发人员：YY王，CE索尔布里格，ON亚纳基夫，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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