用于排氣后處理系統(tǒng)中的排放的控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題涉及一種用于內(nèi)燃機的排氣后處理系統(tǒng)，并且更具體地涉及控制來自內(nèi)燃機的排放。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(例如，諸如往復式發(fā)動機或燃氣輪機的內(nèi)燃機)燃燒燃料和空氣的混合物來生成燃燒氣體，燃燒氣體將驅(qū)動力施加到發(fā)動機的構(gòu)件上(例如，以移動活塞或驅(qū)動渦輪)。隨后，燃燒氣體流出發(fā)動機作為排氣，排氣可經(jīng)歷排氣處理(例如，后處理)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個或更多個催化轉(zhuǎn)換器(例如，三元催化器(TWC)組件、氨滑移催化器(ASC)組件等)，以減少氮氧化物(NOx)、碳氫化合物(HC)和一氧化碳(CO)的排放。為了實現(xiàn)低排放水平，催化器在對應于空氣/燃料混合物的范圍的相對較窄的運轉(zhuǎn)窗口內(nèi)運轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]下文歸納了在范圍上等同于原來提出的發(fā)明的某些實施例。這些實施例不旨在限制提出的權(quán)利要求的范圍，相反這些實施例僅旨在提供本發(fā)明的可能形式的簡要概述。實際上，本發(fā)明可包含可類似于或不同于下文闡明的實施例的多種形式。
[0004]按照第一實施例，一種系統(tǒng)包括構(gòu)造成處理來自燃機的排放的排氣后處理系統(tǒng)。排氣后處理系統(tǒng)包括具有第一出口的第一催化器組件、構(gòu)造成接收來自第一催化器組件的流體的第二催化器組件，第二催化器組件具有入口和第二出口，以及設(shè)置在第一催化器組件與第二催化器組件之間且構(gòu)造成將流體從第一催化器組件傳遞至第二催化器組件的流體導管。排氣后處理系統(tǒng)還包括氧化劑噴射系統(tǒng)，其聯(lián)接到流體導管上且構(gòu)造成將氧化劑噴射到第二催化器組件的入口上游的流體導管中，以在流入第二催化器組件的入口中的流體中提供足夠的氧化劑，以實現(xiàn)第二催化器組件中的催化活性。排氣后處理系統(tǒng)還包括設(shè)置在第一催化器組件的第一出口下游和氧化劑噴射位置和第二催化器組件的入口兩者上游的流體導管內(nèi)的至少一個氧(O2)傳感器，其中至少一個O2傳感器構(gòu)造成測量流體內(nèi)的O2的濃度。排氣后處理系統(tǒng)還包括至少一個氮氧化物(NOx)傳感器，其設(shè)置在第二催化器組件的第二出口的下游，且構(gòu)造成測量流出第二催化器組件的第二出口的流體中的NOx的濃度。排氣后處理系統(tǒng)還包括控制器，其構(gòu)造成接收表示氧化劑噴射之前流出第一催化器組件的第一出口的流體中的O2的濃度的來自至少一個O2傳感器的第一信號，以及表示流出第二催化器組件的第二出口的流體中的NOx的濃度的來自至少一個NOx傳感器的第二信號，且構(gòu)造成基于第一和第二信號調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0005]按照第二實施例，一種系統(tǒng)包括控制器，其構(gòu)造成將流過第一催化器組件和第二催化器組件之后來自燃機的處理的排氣內(nèi)的氮氧化物(NOx)濃度相對于NOx閾值而比較，以確定氧化劑噴射到處理的排氣中的位置上游的第一催化器組件與第二催化器組件之間的處理的排出氣體內(nèi)的02濃度的變化，且如果NOx大于NOx閾值則基于處理的排氣的02濃度的變化來調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0006]按照第三實施例，提供了一種用于調(diào)整燃機的空氣燃料比的方法。該方法包括在控制器處接收來自設(shè)置于聯(lián)接到燃機上的排氣后處理系統(tǒng)的第一催化器組件和第二催化器組件之間的O2傳感器的第一信號，O2傳感器設(shè)置在氧化劑噴射位置和第二催化器組件的入口兩者的上游，其中第一信號表示氧化劑噴射之前流出第一催化器組件的第一出口的流體中的O2的濃度。該方法還包括在控制器處接收來自氮氧化物(NOx)傳感器的第二信號，NOx傳感器設(shè)置在第二催化器組件的第二出口下游，其中第二信號表示流出第二催化器組件的第二出口的流體中的NOx的濃度。該方法還包括如果NOx濃度大于NOx閾值則基于氧化劑噴射位置上游的第一催化器組件與第二催化器組件之間的流體中的O2濃度的變化來經(jīng)由控制器調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0007]本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種系統(tǒng)，包括:排氣后處理系統(tǒng)，其構(gòu)造成處理來自燃機的排放，其中排氣后處理系統(tǒng)包括:第一催化器組件，其具有第一出口 ；第二催化器組件，其構(gòu)造成接收來自第一催化器組件的流體，其中第二催化器組件具有入口和第二出口；流體導管，其設(shè)置在第一催化器組件與第二催化器組件之間且構(gòu)造成將流體從第一催化器組件傳遞至第二催化器組件;氧化劑噴射系統(tǒng)，其聯(lián)接至流體導管，且構(gòu)造成將氧化劑噴射到第二催化器組件的入口的上游的流體導管中，以在流入第二催化器組件的入口中的流體中提供足夠的氧化劑來實現(xiàn)第二催化器組件中的催化活性;至少一個氧(O2)傳感器，其設(shè)置在第一催化器組件的第一出口的下游和氧化劑噴射的位置和第二催化器組件的入口兩者上游的流體導管內(nèi)，其中至少一個O2傳感器構(gòu)造成測量流體內(nèi)的O2的濃度;至少一個氮氧化物(NOx)傳感器，其設(shè)置在第二催化器組件的第二出口的下游，且構(gòu)造成測量流出第二催化器組件的第二出口的流體中的NOx的濃度；以及控制器，其構(gòu)造成接收表示氧化劑噴射之前流出第一催化器組件的第一出口的流體中的O2的濃度的來自至少一個O2傳感器的第一信號，和表示流出第二催化器組件的第二出口的流體中的NOx的濃度的來自至少一個NOx傳感器的第二信號，且構(gòu)造成基于第一和第二信號調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0008]本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，系統(tǒng)包括與控制器連通的空氣燃料調(diào)節(jié)器，其中控制器構(gòu)造成控制空氣燃料調(diào)節(jié)器以調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0009]本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成將流出第二催化器組件的第二出口的流體內(nèi)的NOx濃度與NOx閾值相比較。
[0010]本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第三技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成如果NOx濃度小于或等于NOx閾值則維持燃機的空氣燃料比。
[0011 ]本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第三技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成確定氧化噴射之前流出第一催化器組件的第一出口的流體內(nèi)的O2濃度的變化。
[0012]本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第五技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成通過確定當前O2濃度測量結(jié)果與從至少一個O2傳感器接收到的之前的O2的濃度測量結(jié)果之間的差異來確定O2濃度的變化。
[0013]本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第五技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成如果NOx濃度大于或等于NOx濃度閾值則在確定對燃機的空氣燃料比的調(diào)整中分析O2濃度的變化。
[0014]本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第七技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成如果O2濃度的變化小于或等于零則增大燃機的空氣燃料比。
[0015]本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第七技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成如果O2濃度的變化大于零則減小燃機的空氣燃料比。
[0016]本發(fā)明的第十技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成利用最小化控制算法來基于第一和第二信號調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0017]本發(fā)明的第十一技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成利用比例控制算法來基于第一和第二信號調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0018]本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，第一催化器組件包括三元催化器(TWC)組件，且第二催化器組件包括氨滑移催化器(ASC)組件。
[0019]本發(fā)明的第十三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，系統(tǒng)包括聯(lián)接至排氣后處理系統(tǒng)的燃機。
[0020]本發(fā)明的第十四技術(shù)方案提供了一種系統(tǒng)，包括:控制器，其構(gòu)造成將來自燃機的流過第一催化器組件和第二催化器組件之后處理的排氣內(nèi)的氮氧化物(NOx)濃度相對于NOx閾值來比較，以確定氧化劑噴射到處理的排氣中的位置的上游的第一和第二催化器組件之間的處理的排氣內(nèi)的O2濃度變化，且如果NOx濃度大于NOx閾值則基于處理的排氣中的O2濃度的變化來調(diào)整燃機的空氣燃料比。
[0021]本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成如果O2的濃度的變化小于零則增大燃機的空氣燃料比。
[0022]本發(fā)明的第十六技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中，控制器構(gòu)造成如果O2的濃度的變化大于零則減小燃機的空氣燃料比。
[0023]本發(fā)明的第十七技術(shù)方案