專(zhuān)利名稱(chēng)：用于氧化催化劑的車(chē)載性能監(jiān)控的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明示例性的實(shí)施方案涉及監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)，更具體地，涉及確定發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中氧化催化劑(DOC)的NO到NO2的轉(zhuǎn)化效率的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
降低內(nèi)燃機(jī)排氣中的某些成分已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。近期，關(guān)注點(diǎn)放在了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣典型地包括氣體排放物，諸如ニ氧化碳(“co2”)、水蒸氣(“h2o”)、未燃燒的烴(“He”)、一氧化碳(“CO”)、包括NO和NO2的氮氧化物“NO/’以及固態(tài)和/或液態(tài)的凝聚相材料(稱(chēng)為顆粒物)。對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的處理可以包括多種具有一或多種布置在基底上用來(lái)減少柴油排氣中某些成分水平的催化劑的催化劑裝置。例如，柴油排氣處理系統(tǒng)可以包括氧化催化劑，其也被稱(chēng)為柴油氧化催化劑(“D0C”)，以將HC和CO轉(zhuǎn) 化為CO2和水；還包括對(duì)NOx進(jìn)行還原的催化劑，以及顆粒過(guò)濾器，其也被稱(chēng)為柴油顆粒過(guò)濾器(“DPF”)，用來(lái)除去顆粒。對(duì)于柴油排氣處理技術(shù)的ー個(gè)特別關(guān)注點(diǎn)是使用選擇性催化還原(“SCR”)催化劑用于還原N0X。該技術(shù)包括通過(guò)氨或者諸如脲的氨源將NOx催化促進(jìn)還原為氮?dú)夂脱鯕?。該還原反應(yīng)的效率受進(jìn)入到SCR反應(yīng)器的排氣流中的NO2 NOx的比率的影響顯著。該比率對(duì)于SCR效率的影響在較低的運(yùn)行溫度(例如，小于300°C)下尤其明顯。對(duì)于典型的沸石基SCR催化劑，希望的NO2 NOx比率大約為O. 5，這是快速SCR反應(yīng)所需要的。然而，從發(fā)動(dòng)機(jī)中排出的排氣的NO2 NOx比率通常展現(xiàn)為小于理想NO2 NOx比率的小于O. 2。幸運(yùn)的是，通常布置在柴油處理系統(tǒng)中的SCR反應(yīng)器上游的DOC裝置能夠?qū)O轉(zhuǎn)化為NO2,從而使進(jìn)入到SCR反應(yīng)器的排氣中的NO2 NOx的比率能更接近期望的比率。但是，依靠DOC裝置對(duì)于將NO轉(zhuǎn)化為NO2以提高進(jìn)入到SCR裝置的排氣流中的NO NO2比率存在ー個(gè)問(wèn)題，即DOC裝置的NO到NO2轉(zhuǎn)化效率因設(shè)備老化和/或工作條件而不同。因此期望能夠在車(chē)輛上監(jiān)控DOC排氣處理裝置的NO到NO2轉(zhuǎn)化效率。然而，大部分NOx傳感器不能區(qū)分NO和NO2,因此直接車(chē)載監(jiān)測(cè)DOC的NO到NO2的轉(zhuǎn)化效率是不可行的。因此，需要提供一種測(cè)量DOC排氣處理裝置的轉(zhuǎn)化NO到NO2的效率的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，一種能夠確定在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間通過(guò)氧化催化劑將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中NO到NO2的轉(zhuǎn)化率的排氣處理系統(tǒng)，其包括布置于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中的氧化催化劑；布置于排氣流中在氧化催化劑上游的溫度傳感器；布置于排氣流中在氧化催化劑下游的溫度傳感器；以及控制器，其包括與布置于排氣流中在氧化催化劑上游的溫度傳感器和布置于排氣流中在氧化催化劑下游的溫度傳感器相連通的微處理器；以及包括用于使所述微處理器執(zhí)行ー種方法的指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括
將碳化氫化合物燃料噴射入氧化催化劑上游的排氣流；測(cè)量氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度；計(jì)算氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度差；基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系通過(guò)前述排氣流的溫度差確定由氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率。在本發(fā)明的另外ー個(gè)示例性的實(shí)施方案中，一種確定在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間通過(guò)氧化催化劑轉(zhuǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中NO到NO2的轉(zhuǎn)化率的方法，包括如下步驟將碳化氫化合物燃料噴射入氧化催化劑上游的排氣流；

測(cè)量氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度；計(jì)算氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度差；基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系通過(guò)前述排氣流的溫度差確定由氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率。尤其地，本發(fā)明還涉及到以下幾個(gè)方面I. ー種流體連接于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣處理系統(tǒng)，其包括布置于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中的氧化催化劑；布置于氧化催化劑上游的烴噴射器；布置于排氣流中在氧化催化劑上游的溫度傳感器；布置于排氣流中在氧化催化劑下游的溫度傳感器；以及控制器，其與布置于排氣流中在氧化催化劑上游的溫度傳感器、布置于排氣流中在氧化催化劑下游的溫度傳感器以及烴噴射器相連通，該控制器配置用于將碳化氫化合物燃料噴射入氧化催化劑上游的排氣流；測(cè)量氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度；計(jì)算氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度差；基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系通過(guò)前述排氣流的溫度差確定由氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率。2.如第I項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)一歩包括氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值與NO到NO2轉(zhuǎn)化率的映射圖。3.如第2項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)一歩包括基于氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值之間的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算NO到NO2轉(zhuǎn)化率數(shù)值的指令。4.如第I項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系是基于包括氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)的溫度差的一或多個(gè)因素的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系。5.如第4項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)一歩包括氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值與NO到NO2轉(zhuǎn)化率的映射圖。6.如第4項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)一歩包括基于氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值之間的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算NO到NO2轉(zhuǎn)化率數(shù)值的指令。7.如第I項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系基于包括上下游側(cè)的溫度以及氧化催化劑的老化的因素。8.如第I項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一歩包括還原劑源、SCR催化劑和布置于氧化催化劑下游的顆粒過(guò)濾器。9.如第I項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中烴噴射器與發(fā)動(dòng)機(jī)下游和氧化催化劑上游的排氣流流體連接布置。10.如第I項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)燃機(jī)包括具有所述烴噴射器布置于其中的燃燒汽缸，以及控制器進(jìn)ー步配置為修正燃料噴射的時(shí)機(jī)以在將燃料噴射入汽缸用于燃燒之外在燃燒汽缸排氣沖程期間將燃料噴射到燃燒汽缸中。11. 一種確定在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間由氧化催化劑處理的內(nèi)燃機(jī)排氣流中NO到NO2的轉(zhuǎn)化的方法，其包括將碳化氫化合物燃料噴射入氧化催化劑上游的排氣流；測(cè)量氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度； 計(jì)算氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度差；以及基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系通過(guò)前述排氣流的溫度差確定由氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率。12.如第11項(xiàng)所述的方法，其中確定由氧化催化劑導(dǎo)致的NO到NO2轉(zhuǎn)化率的步驟包括基于氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值與NO到NO2轉(zhuǎn)化率的映射圖來(lái)確定由氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率值。13.如第11項(xiàng)所述的方法，其中確定由氧化催化劑導(dǎo)致的NO到NO2轉(zhuǎn)化率的步驟包括基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值之間的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算出NO到NO2的轉(zhuǎn)化率值。14.如第11項(xiàng)所述的方法，其中氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)的溫度與NO到NO2轉(zhuǎn)化之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系是基于包括氧化催化劑上下游側(cè)之間的溫度的差值的ー或多個(gè)因素的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系。15.如第14項(xiàng)所述的方法，其中確定由氧化催化劑導(dǎo)致的NO到NO2轉(zhuǎn)化率的步驟包括基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值與NO到NO2轉(zhuǎn)化率值的映射圖確定NO到NO2的轉(zhuǎn)化率值。16.如第14項(xiàng)所述的方法，其中確定由氧化催化劑導(dǎo)致的NO到NO2轉(zhuǎn)化率的步驟包括基于氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值之間的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算出NO到NO2的
轉(zhuǎn)化率值。17.如第11項(xiàng)所述的方法，其中預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系基于包括上游側(cè)和下游側(cè)的溫度以及氧化催化劑的老化的因素。18.如第11項(xiàng)所述的方法，進(jìn)ー步包括使用還原劑源、SCR催化劑和位于氧化催化劑下游的顆粒過(guò)濾器來(lái)處理排氣流。19.如第11項(xiàng)所述的方法，其中烴燃料通過(guò)烴噴射器噴射入排氣流中，其中所述烴噴射器與發(fā)動(dòng)機(jī)下游和氧化催化劑上游的排氣流流體連通布置。20.如第I項(xiàng)所述的方法，其中內(nèi)燃機(jī)包括燃燒汽缸，烴燃料通過(guò)布置于所述燃燒汽缸中的烴燃料噴射器噴射入排氣流中，所述方法進(jìn)ー步包括修正燃料噴射的時(shí)機(jī)以在將燃料噴射入汽缸用于燃燒之外在燃燒汽缸排氣沖程期間將燃料噴射到燃燒汽缸中。本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)本發(fā)明下面的詳細(xì)說(shuō)明以及所配附圖是顯而易見(jiàn)的。


其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)在下文對(duì)實(shí)施方案的詳細(xì)描述(僅是舉例)中顯現(xiàn)，該詳細(xì)描述參考了附圖，其中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的排氣處理系統(tǒng)的示意圖。圖2A示出了作為氧化催化劑的進(jìn)出ロ溫度之間的工作溫度差的函數(shù)的氧化催化劑中NO到NO2的轉(zhuǎn)化百分率；圖2B示出了作為氧化催化劑的進(jìn)出ロ溫度之間的工作溫度差的函數(shù)的氧化催化劑中的烴轉(zhuǎn)化率；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的確定氧化催化劑中NO到NO2轉(zhuǎn)化率 的方法的框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的確定在進(jìn)行顆粒過(guò)濾器(DPF)再生的同時(shí)氧化催化劑中NO到NO2轉(zhuǎn)化率的方法的框圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照?qǐng)D1，本發(fā)明的示例性實(shí)施方案涉及ー種用于降低來(lái)自諸如柴油機(jī)12的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的受管制組分的排氣處理系統(tǒng)10。該系統(tǒng)包括排氣導(dǎo)管13，其收集來(lái)自柴油機(jī)12的排氣并且將其傳送到系統(tǒng)中的處理裝置，例如氧化催化劑14，SCR催化劑16，以及顆粒過(guò)濾器18。溫度傳感器22通過(guò)測(cè)量在至氧化催化劑14的進(jìn)ロ的排氣流的溫度而測(cè)量氧化催化劑入口溫度。溫度傳感器24通過(guò)測(cè)量在氧化催化劑14的出口的排氣流的溫度而測(cè)量氧化催化劑出ロ溫度。溫度傳感器26測(cè)量SCR催化劑16下游的排氣流的溫度并且溫度傳感器28測(cè)量顆粒過(guò)濾器18下游的排氣流的溫度。諸如附加的溫度傳感器，氧傳感器，氨傳感器等的其他的傳感器(未示出)可以以現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式合并在排氣處理系統(tǒng)中的多個(gè)位置。燃料源36連接到用于將燃料噴射到氧化催化劑14的上游的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中的燃料噴射器38上。在該示例性實(shí)施方案中，燃料噴射器38顯示成位于發(fā)動(dòng)機(jī)12的下游的排氣流中，其概念上代表燃料至排氣流的噴射，又名"后噴射"。在本領(lǐng)域通常采用的其它的示例性實(shí)施方案中，后噴射可以使用噴射燃料至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸用于燃燒的燃料噴射器執(zhí)行，通過(guò)將燃料噴射的時(shí)機(jī)修改至在汽缸的排氣沖程期間噴射燃料至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，因此消除了單獨(dú)的下游燃料噴射器38的必要。還原劑源34連接至還原劑噴射器32，該還原劑噴射器32用于噴射還原劑至SCR催化劑16的上游的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中以提高SCR催化劑在減少NOx排放方面的效率。還原劑可以包括任意公知的還原劑，諸如氨或服。脲通常被用作用于機(jī)動(dòng)車(chē)排氣SCR處理流程的還原劑，并且也被US EPA稱(chēng)為是柴油機(jī)排氣流體(DEF)?？刂颇K30接收來(lái)自溫度傳感器22，24，26，和28的輸入并且將輸出設(shè)置與燃料噴射器38和還原劑噴射器32連通?？刂颇K30還接收輸入數(shù)據(jù)并且將輸出設(shè)置與發(fā)動(dòng)機(jī)12中的多個(gè)部件，以及其它車(chē)載車(chē)輛系統(tǒng)中的其它傳感器和裝置連通。控制模塊30可以是任何公知類(lèi)型的控制模塊，諸如連接有包含用于控制系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)和指令以及執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的方法的存儲(chǔ)介質(zhì)的微處理器。
根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案，控制模塊30診斷氧化催化劑14的NO至NO2的轉(zhuǎn)化效率，其進(jìn)而可以提供關(guān)于SCR在降低NOx排放中的效率的有用信息并且因此可以控制用于進(jìn)行有效的排氣預(yù)熱和服溶液(DEF)定量給料的發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)。在這種情況下，控制模塊30取決于在高溫工作期間的氧化催化劑的進(jìn)ロ與出ロ的溫差之間的關(guān)系。這樣的氧化催化劑的高溫工作可以在燃料至排氣流的后噴射期間發(fā)生，例如在用于顆粒過(guò)濾器的再生循環(huán)期間。氧化催化劑進(jìn)ロ/出口溫差(AT)之間的估計(jì)關(guān)系可以參考圖2A和2B，其繪制出了作為氧化催化劑的出ロ溫度的函數(shù)的NO至NO2的轉(zhuǎn)化率以及烴轉(zhuǎn)化率，該氧化催化劑已經(jīng)進(jìn)行了模擬的加速老化，通過(guò)氧化包含烴的供給流以模擬4000 (4K)英里的再生循環(huán)，120,000(120K)英里的再生循環(huán)，以及閾值老化(在圖2Α和2Β中稱(chēng)為> 120Κ英里)，其中催化劑已經(jīng)進(jìn)行的模擬老化足夠使其不能滿(mǎn)足性能規(guī)范。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于相對(duì)恒定的進(jìn)ロ溫度，出口溫度將與Λ T逆相關(guān)(例如，較高的出口溫度意味著較小的AT，并且較低的出ロ溫度意味著較大的AT)。圖2Α示出了在不同的模擬老化水平(因此影響NO2 NOx比) 下，作為出口溫度的函數(shù)(并且因此作為Δ T的函數(shù))的NO至NO2的轉(zhuǎn)化效率。圖2Β示出了在不同的模擬老化水平下作為出口溫度的函數(shù)的烴轉(zhuǎn)化率，并且示出了對(duì)于給定量的烴轉(zhuǎn)化率，AT將隨著老化而下降，因此影響排氣流中的NO2和NOx的整體水平。當(dāng)然，在特定發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)的工作期間，進(jìn)ロ /出ロ溫差之間的實(shí)際關(guān)系將取決于特定發(fā)動(dòng)機(jī)和氧化催化劑的具體設(shè)計(jì)和工作參數(shù)，但其可以根據(jù)在發(fā)動(dòng)機(jī)/排氣系統(tǒng)上獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)很容易地確定并且轉(zhuǎn)為預(yù)測(cè)模型?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，示出了圖解根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的控制算法的部分的流程圖100用于執(zhí)行診斷以確定氧化催化劑的NO至NO2的轉(zhuǎn)化效率。在該示例性的實(shí)施方案中，作為在車(chē)輛工作期間開(kāi)始診斷的電子控制模塊("ECM")的結(jié)果，執(zhí)行控制算法100，在這樣情況下，在步驟101中的算法檢查是否存在條件使得診斷例程開(kāi)始以確定氧化催化劑的NO至NO2的轉(zhuǎn)化效率。這樣的條件可以取決于發(fā)動(dòng)機(jī)以及其排氣系統(tǒng)的特定設(shè)計(jì)和エ作參數(shù)而變化，并且可以包括，例如，經(jīng)過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作的累積時(shí)間，合適的DOC進(jìn)ロ溫度，異常的傳感器讀數(shù)(諸如SCR催化劑的下游的排氣流中的氨的料想不到的濃度)，或由本領(lǐng)域技術(shù)人員辨別的其它因素。算法邏輯路徑然后移動(dòng)到?jīng)Q策點(diǎn)102，其中算法評(píng)定是否滿(mǎn)足繼續(xù)進(jìn)行診斷的條件。如果條件不滿(mǎn)足，則邏輯路徑沿路徑104循環(huán)返回至框101。如果條件滿(mǎn)足，則邏輯路徑沿路徑106進(jìn)行到框108，其用于啟動(dòng)后燃料噴射，并且還啟動(dòng)定時(shí)器和/或燃料流量監(jiān)控儀。從框108，邏輯路徑進(jìn)行至框110，其用于監(jiān)控氧化催化劑的熱響應(yīng)曲線(xiàn)(即，進(jìn)ロ和出ロ溫度)以及確定氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率所需的任意其它數(shù)據(jù)，包括但并不限于催化劑的老化信息(例如，工作累積時(shí)間和/或在后噴射期間的工作累積時(shí)間)，排氣流速，以及后噴射燃料量。從框110，邏輯路徑進(jìn)行至決策點(diǎn)112，其詢(xún)問(wèn)從定時(shí)器和/或燃料供給監(jiān)控儀在框108中被啟動(dòng)后，是否經(jīng)過(guò)充分的時(shí)間和/或是否進(jìn)行了后噴射燃料供給，以滿(mǎn)足模擬氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率的預(yù)訂閾值水平。如果所述閾值水平已經(jīng)滿(mǎn)足，則邏輯路徑跟隨路徑114至框118，其中執(zhí)行氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率的模擬。正如以上的討論，該模擬基于橫跨氧化催化劑的溫度的變化，但溫度的變化如何轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)化效率可以取決于其他因素，包括但不限于催化劑的老化，排氣流速，后燃料噴射量或流速，氧化催化劑進(jìn)ロ溫度，和/或氧化催化劑出口溫度。通過(guò)由微處理器參考數(shù)據(jù)映射圖可以執(zhí)行該轉(zhuǎn)變，該數(shù)據(jù)映射圖可以由多組溫度變化與轉(zhuǎn)化效率的查找表格構(gòu)成，其中選擇使用哪個(gè)查找表格是基于ー個(gè)或多個(gè)上述參考數(shù)據(jù)組的(例如，催化劑老化，等)。在執(zhí)行和匯報(bào)至氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率的系統(tǒng)控制后，邏輯路徑循環(huán)返回至框101以等待下次診斷的開(kāi)始。如果在決策點(diǎn)112不滿(mǎn)足時(shí)間的閾值水平和/或后噴射燃料供給，則邏輯路徑跟隨路徑116至決策點(diǎn)120，在此控制器檢查是否接收到系統(tǒng)超控命令以終止NO2轉(zhuǎn)化率診斷。這樣的系統(tǒng)超控終止命令可以基于多個(gè)因素，諸如當(dāng)車(chē)輛不移動(dòng)時(shí)車(chē)輛超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的預(yù)定極限，其可以使接近排氣系統(tǒng)元件的外部環(huán)境暴露于不希望的高溫中。如果沒(méi)有接收到系統(tǒng)超控終止命令，則邏輯路徑沿路徑124循環(huán)返回至框110，繼續(xù)監(jiān)控氧化催化劑的熱響應(yīng)曲線(xiàn)。如果已經(jīng)接收到系統(tǒng)超控終止命令，則燃料后噴射與診斷程序終止并且邏輯路徑沿路徑122循環(huán)返回至框101以等待下次診斷開(kāi)始。 在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，NO至NO2轉(zhuǎn)化效率診斷的開(kāi)始可以與也使用了后燃料噴射以増加排氣溫度的顆粒過(guò)濾器(DPF)再生循環(huán)同歩?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，示出了圖解根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的控制算法的部分的流程圖200，用于執(zhí)行診斷以確定結(jié)合了顆粒過(guò)濾器再生循環(huán)的氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率。在該示例性的實(shí)施方案中，作為在車(chē)輛工作期間開(kāi)始顆粒過(guò)濾器再生的電子控制模塊("ECM")的結(jié)果，執(zhí)行控制算法200，在這樣情況下，在步驟250中的算法檢查是否存在條件使得顆粒過(guò)濾器再生開(kāi)始。這樣的條件可以取決于發(fā)動(dòng)機(jī)以及其排氣系統(tǒng)的特定設(shè)計(jì)和工作參數(shù)而變化，并且可以包括，例如，經(jīng)過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作的累積時(shí)間的周期，異常的傳感器讀數(shù)(諸如溫度或顆粒過(guò)濾器的下游的排氣流)，或由本領(lǐng)域技術(shù)人員辨別的其它因素。算法邏輯路徑然后移動(dòng)到?jīng)Q策點(diǎn)252，在此算法評(píng)定是否滿(mǎn)足繼續(xù)進(jìn)行診斷的條件。如果條件不滿(mǎn)足，則邏輯路徑沿路徑256循環(huán)返回至框250。如果條件滿(mǎn)足，則邏輯路徑沿路徑254進(jìn)行到框258，用于開(kāi)始后燃料噴射，并且還啟動(dòng)定時(shí)器和/或燃料流量監(jiān)控儀。從框258，邏輯路徑進(jìn)行至框260，其用于監(jiān)控氧化催化劑的熱響應(yīng)曲線(xiàn)(即，進(jìn)ロ和出ロ溫度)以及確定氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率所需的任意其它數(shù)據(jù)，包括但并不限于催化劑的老化信息(例如，工作累積時(shí)間和/或在后噴射期間的工作累積時(shí)間)，排氣流速，以及后噴射燃料量。從框260，邏輯路徑進(jìn)行至決策點(diǎn)262，其查詢(xún)是否已經(jīng)接收到系統(tǒng)超控命令以終止顆粒過(guò)濾器再生循環(huán)。這樣的系統(tǒng)超控終止命令可以基于多個(gè)因素，諸如當(dāng)車(chē)輛不移動(dòng)時(shí)車(chē)輛超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的預(yù)定極限，其可以使接近排氣系統(tǒng)元件的外部外界環(huán)境暴露于不希望的高溫中。如果已經(jīng)接收到系統(tǒng)超控終止命令，則燃料后噴射與診斷程序一起終止并且邏輯路徑沿路徑264進(jìn)行至決策點(diǎn)268，其中控制器查詢(xún)從定時(shí)器和/或燃料供給監(jiān)控儀在框258中已經(jīng)啟動(dòng)后，是否經(jīng)過(guò)充分的時(shí)間和/或后燃料噴射供給是否發(fā)生以滿(mǎn)足預(yù)訂閾值水平以模擬氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率。如果沒(méi)有接收到系統(tǒng)超控終止命令，則維持燃料后噴射并且邏輯路徑沿路徑266進(jìn)行至決策點(diǎn)276，其中控制器查詢(xún)從定時(shí)器和/或燃料供給監(jiān)控儀在框258中啟動(dòng)后，是否經(jīng)過(guò)充分的時(shí)間和/或后燃料噴射供給是否發(fā)生以滿(mǎn)足預(yù)訂閾值水平以模擬氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率。如果在決策點(diǎn)268沒(méi)有滿(mǎn)足閾值水平，則邏輯路徑沿路徑272循環(huán)返回至框250以等候下次顆粒過(guò)濾器再生循環(huán)的開(kāi)始。如果在決策點(diǎn)276沒(méi)有滿(mǎn)足閾值水平，則邏輯路徑沿路徑280循環(huán)返回以繼續(xù)監(jiān)控氧化催化劑熱響應(yīng)曲線(xiàn)。如果在任一決策點(diǎn)268或276已經(jīng)滿(mǎn)足閾值水平，則邏輯路徑跟隨路徑270或路徑278至框274，其中執(zhí)行氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率的模擬。正如以上的討論，該模擬基于橫跨氧化催化劑的溫度的變化，但溫度的變化如何轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)化效率可以取決于其他因素，包括但不限于催化劑的老化，排氣流速，后燃料噴射量或流速，氧化催化劑進(jìn)ロ溫度，和/或氧化催化劑出ロ溫度。通過(guò)由微處理器參考數(shù)據(jù)映射圖可以執(zhí)行該轉(zhuǎn)變，數(shù)據(jù)映射圖可以由多組溫度變化與轉(zhuǎn)化效率的查找表格構(gòu)成，其中選擇使用哪個(gè)查找表格是基于一 個(gè)或多個(gè)上述參考數(shù)據(jù)組的(例如，催化劑老化，等)。在執(zhí)行和匯報(bào)至氧化催化劑的NO至NO2轉(zhuǎn)化效率的系統(tǒng)控制后，邏輯路徑循環(huán)返回至框250以等待下次顆粒過(guò)濾器再生的開(kāi)始。盡管參照示例性實(shí)施方案已經(jīng)描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以做出各種變化并且等同形式可以替換其要素。此外，在不背離其實(shí)質(zhì)范圍的情況下可以做出各種修改，以將特定情況或材料用于本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明不限于公開(kāi)的特定實(shí)施方案，而是將包含落在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.ー種流體連接到內(nèi)燃機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣處理系統(tǒng)，其包括 布置于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中的氧化催化劑； 布置于氧化催化劑上游的烴噴射器； 布置于排氣流中在氧化催化劑上游的溫度傳感器； 布置于排氣流中在氧化催化劑下游的溫度傳感器；以及 控制器，其與布置于排氣流中在氧化催化劑上游的溫度傳感器、布置于排氣流中在氧化催化劑下游的溫度傳感器以及烴噴射器相連通，該控制器配置用于 將碳化氫化合物燃料噴射入氧化催化劑上游的排氣流； 測(cè)量氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度； 計(jì)算氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度差； 基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系通過(guò)前述排氣流的溫度差確定由氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)一歩包括氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值與NO到NO2轉(zhuǎn)化率的映射圖。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)一歩包括基于氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流溫度值之間的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算NO到NO2轉(zhuǎn)化率數(shù)值的指令。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系是基于包括氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)的溫度差的一或多個(gè)因素的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中還包括還原劑源，SCR催化劑，以及布置在氧化催化劑下游的顆粒過(guò)濾器
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中烴噴射器與發(fā)動(dòng)機(jī)下游和氧化催化劑上游的排氣流流體連通布置。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)燃機(jī)包括具有所述烴噴射器布置于其中的燃燒汽缸，以及控制器進(jìn)ー步配置為修正燃料噴射的時(shí)機(jī)以在將燃料噴射入汽缸用于燃燒之外在燃燒汽缸排氣沖程期間將燃料噴射到燃燒汽缸中。
8.一種確定在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中經(jīng)氧化催化劑處理的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率的方法，其包括 將碳化氫化合物燃料噴射入氧化催化劑上游的排氣流； 測(cè)量氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度； 計(jì)算氧化催化劑上游側(cè)和下游側(cè)的排氣流的溫度差；以及 基于氧化催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)溫度與NO到NO2的轉(zhuǎn)化率之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系通過(guò)前述排氣流的溫度差確定由氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO到NO2的轉(zhuǎn)化率。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中烴燃料通過(guò)烴噴射器噴射入排氣流中，其中所述烴噴射器與發(fā)動(dòng)機(jī)下游和氧化催化劑上游的排氣流流體連通布置。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中內(nèi)燃機(jī)包括燃燒汽缸，并且烴燃料通過(guò)布置在所述燃燒汽缸中的烴燃料噴射器噴射到排氣流中，所述方法還包括修正燃料噴射的時(shí)機(jī)以在將燃料噴射入汽缸用于燃燒之外在燃燒汽缸排氣沖程期間將燃料噴射到燃燒汽缸中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于確定在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間通過(guò)氧化催化劑轉(zhuǎn)化的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中NO至NO2的轉(zhuǎn)化率的方法和系統(tǒng)，其基于噴射烴燃料至氧化催化劑上游的排氣流中，測(cè)量氧化催化劑的上游和下游側(cè)的排氣流的溫度，計(jì)算氧化催化劑的上游和下游側(cè)之間的排氣流溫度的差值，并且基于氧化催化劑的上游和下游側(cè)的溫度與NO至NO2的轉(zhuǎn)化率之間的預(yù)定相關(guān)曲線(xiàn)從排氣流溫度的差值確定氧化催化劑轉(zhuǎn)化的NO至NO2的轉(zhuǎn)化率。
文檔編號(hào)F01N11/00GK102678240SQ20121005532
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者S·R·戈登, S·任 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司