[发明专利]用于控制选择性催化还原系统的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机排放控制系统，更具体地涉及用于柴油发动机的选择性催化还原(SCR)系统。

背景技术

本文所提供的背景技术描述目的在于从总体上呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在本背景技术部分所描述的范围内以及在申请日时可能不作为现有技术的那些描述的方面，都既不明示也不暗示地确认为是相对本公开而言的现有技术。

柴油发动机使空气/燃料(A/F)混合物在汽缸内燃烧并驱动活塞，而活塞可旋转地驱动曲轴以产生驱动扭矩。A/F混合物的燃烧产生排气，排气包括氮氧化物(NOx)。因此，柴油发动机系统可包括排气后处理系统，排气后处理系统使排气中的NOx分解。例如，排气后处理系统可包括柴油氧化催化剂(DOC)，柴油微粒滤清器(DPF)和/或选择性催化还原(SCR)系统。

在SCR过程中，当配料系统将配料剂(dosing agent)喷入烟道或待吸收到SCR催化剂上的排气流中时，NOx与还原剂反应。例如，从配料剂而来的还原剂可以是氨(NH₃)，而氨(NH₃)可以是无水氨、含水氨或者尿素。换句话说，被喷射的配料剂(例如尿素)可分解以形成与NOx反应的氨(NH₃)。下面的示例性化学关系可表示NOx的还原：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

SCR过程可显著降低NOx，生成水蒸汽(H₂O)和氮气(N₂)。

然而，SCR要求最小温度以有效工作(即最小有效温度)。换句话说，当SCR系统以低于最小有效温度的温度工作时，NOx的还原可能不充分。另外，当NOx还原不完全时，未反应的氨(NH3)可被释放到排气流中。这可被称为“氨泄漏”(ammonia slip)，并且可对排放具有负面影响。

发明内容

一种发动机系统包括时效因子发生模块、温度比较模块和模式控制模块。时效因子发生模块产生指示了选择性催化还原(SCR)系统中催化剂退化的时效因子。温度比较模块分别将所述SCR系统的入口和出口温度与所述SCR系统的预定有效入口和出口温度进行比较，其中，所述预定有效入口和出口温度基于所述时效因子。模式控制模块在所述SCR系统的所述入口和出口温度分别高于所述SCR系统的所述预定有效入口和出口温度时基于第一预定空气/燃料(A/F)比控制节气门和多个燃料喷射器中的至少一个。

一种方法，包括：产生指示了选择性催化还原(SCR)系统中催化剂退化的时效因子；分别将所述SCR系统的入口和出口温度与所述SCR系统的预定有效入口和出口温度进行比较，其中，所述预定有效入口和出口温度基于所述时效因子；并且在所述SCR系统的所述入口和出口温度分别高于所述SCR系统的所述预定有效入口和出口温度时基于第一预定空气/燃料(A/F)比控制节气门和多个燃料喷射器中的至少一个。

通过本文后面提供的详细描述将明了本公开进一步的应用领域。应当理解的是，这些详细描述和特定示例仅仅用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。

本发明还提供了如下方案：

1.一种发动机系统，包括：

时效因子发生模块，其产生指示了选择性催化还原(SCR)系统中催化剂退化的时效因子；

温度比较模块，其分别将所述SCR系统的入口和出口温度与所述SCR系统的预定有效入口和出口温度进行比较，其中，所述预定有效入口和出口温度基于所述时效因子；和

模式控制模块，其在所述SCR系统的所述入口和出口温度分别高于所述SCR系统的所述预定有效入口和出口温度时基于第一预定空气/燃料(A/F)比控制节气门和多个燃料喷射器中的至少一个。

2.如方案1所述的发动机系统，其特征在于，进一步包括：

预定入口温度发生模块，其基于对应于所述时效因子的第一多个预定入口温度来产生所述预定有效入口温度。

3.如方案2所述的发动机系统，其特征在于，进一步包括：

预定出口温度发生模块，其基于对应于所述时效因子的第二多个预定温度来产生所述预定有效出口温度。