[发明专利]监控排气后处理系统中的还原剂喷射系统的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及内燃机的排气后处理系统。

背景技术

本节陈述只是提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

已知的用以提高内燃机燃油经济性并降低燃料消耗的发动机控制策略包括以稀空燃比工作。这包括构造成以压燃模式和稀燃点燃模式工作的发动机。以稀空燃比工作的发动机能够具有升高的燃烧温度而引起增多的NOx排放量。

一种用于控制和降低NOx排放量的已知排气后处理系统和控制策略包括还原剂喷射控制系统和相关的还原剂-选择性催化还原装置。还原剂喷射控制系统向氨-选择性催化还原装置上游的排气给料流中喷射还原剂例如尿素从而把NOx分子还原成氮气和氧气。已知的氨-选择性催化还原装置分解尿素成氨，并且在有催化剂的情况下氨与NOx分子反应生成氮气。一些数量的氨能够储存在氨-选择性催化还原装置上，在尿素喷射控制系统不能够分配受控量的尿素时能够实现NOx分子的继续还原。

已知的控制系统包括以对应于发动机排出的NOx排放浓度的速率分配还原剂从而在不使用过量还原剂的情况下获得NOx还原，即以还原剂/NOx化学计量比分配还原剂。

发明内容

一种以稀空燃比工作的内燃机包括还原剂喷射系统，该系统构造成向选择性催化还原装置上游的排气给料流中分配还原剂。该还原剂喷射系统包括与构造成分配还原剂的还原剂分配装置流体相连的还原剂输送系统。一种用于监控还原剂喷射系统的方法包括命令还原剂分配装置以规定还原剂流率分配还原剂、控制还原剂输送系统达到优选工作状态、监控还原剂输送系统的工作并且估计作为还原剂输送系统的受监控工作的函数的还原剂流率，以及诊断作为规定还原剂流率和估计还原剂流率的函数的还原剂喷射系统的工作。

本发明还提供了以下方案：

1.一种用于监控还原剂喷射系统的方法，所述还原剂喷射系统包括与还原剂分配装置流体相连的还原剂输送系统，所述还原剂分配装置构造成向选择性催化还原装置上游的内燃机排气给料流中分配还原剂，所述方法包括：

命令所述还原剂分配装置以规定还原剂流率分配还原剂；

控制所述还原剂输送系统达到优选工作状态；

监控所述还原剂输送系统的工作并且估计作为所述还原剂输送系统的受监控工作的函数的还原剂流率；以及

诊断作为所述规定还原剂流率和所述估计还原剂流率的函数的所述还原剂喷射系统的工作。

2.如方案1所述的方法，诊断所述还原剂喷射系统的工作包括，当所述规定还原剂流率与所述估计还原剂流率之间的差值超过阈值时识别与所述还原剂喷射系统相关的故障。

3.如方案1所述的方法，其中，控制所述还原剂输送系统达到优选工作状态包括监控所述还原剂输送系统中的流体压力并且控制还原剂泵的工作以获得所述还原剂输送系统中的优选流体压力。

4.如方案1所述的方法，其中，监控所述还原剂输送系统的工作并且估计作为所述还原剂输送系统的受监控工作的函数的还原剂流率包括监控还原剂泵的工作并且估计作为所述还原剂泵的受监控工作的函数的还原剂流率。

5.如方案4所述的方法，其中，监控所述还原剂泵的工作包括监控还原剂泵速度，并且其中，估计所述还原剂流率包括估计作为包括所述还原剂泵速度的函数的还原剂流率。

6.如方案5所述的方法，其中，所述函数还包括还原剂泵传动比、还原剂泵容积排量和还原剂密度。

7.如方案4所述的方法，其中，监控所述还原剂泵的工作包括监控还原剂泵马达工作周期，并且其中，估计所述还原剂流率包括估计作为所述还原剂泵马达工作周期的函数的还原剂流率。

8.如方案1所述的方法，其中，诊断作为所述规定还原剂流率和所述估计还原剂流率的函数的所述还原剂喷射系统的工作包括：

在一段时间上对所述估计还原剂流率积分；

在一段时间上对所述规定还原剂流率积分；

确定作为积分估计还原剂流率与积分规定还原剂流率之间差值的还原剂积分流量误差；以及

当所述还原剂积分流量误差超过阈值时识别与所述还原剂喷射系统相关的故障。

9.如方案1所述的方法，其中，命令所述还原剂分配装置以规定还原剂流率分配还原剂包括：

命令所述规定还原剂流率以获得所述选择性催化还原装置上游的排气给料流中的还原剂与NOx的化学计量比。

10.一种用于监控还原剂向氨-选择性催化还原装置上游的排气给料流中的喷射的方法，包括：

命令还原剂分配装置从增压还原剂供给以规定还原剂流率分配还原剂；