[发明专利]用于内燃机的电子控制装置

说明书

本发明涉及一种被公开发表的用于运行内燃机的电子控制装置(450)，对电子控制装置(450)的设计使其能够完成如下任务：监测NO_x收集器(280)上游的发动机废气中的第一空气燃料混合物当量比，并且当第一空气燃料混合物当量比小于1时，激活NO_x收集器(280)的检测程序；检测程序使得电子控制装置(450)可以监测NO_x收集器(280)下游的发动机废气的第二空气燃料混合物当量比，并由第一和第二空气燃料混合物当量比算出代表NO_x收集器(280)转化效率的指数，当效率指数低于预定的阈值时，可识别NO_x收集器(280)的失效。

技术领域

本发明涉及用于针对诸如柴油机等内燃机运转的一般电子控制装置(ECM)。本发明尤其涉及控制策略，该控制策略使电子控制单元能够甄别NO_x收集器(Lean NO_x Trap，缩写LNT)的失效，这种NO_x收集器属于内燃机的尾气处理系统。

技术背景

众所周知，内燃机通常包括限定至少一个气缸的发动机缸体。每个气缸有一个活塞，它通过连杆与曲轴相连，并且与气缸盖共同限定燃烧室。燃料空气混合体循环地进入燃烧室并被点燃，由此极速产生膨胀的气体，推动活塞杆直线运动，连杆将该直线运动转化为曲轴的旋转运动。

通过燃料燃烧产生的尾气通过排气系统排放到周围环境中，传统排气系统包含：与发动机相连的出口弯管、伸出出口弯管的排气管、多个与安装在排气管的用于收集或改变尾气中有害成分的后处理装置。这种后处理装置涉及的是，内燃机(尤其柴油机)因此能够包括NO_x收集器(LNT)。

LNT为催化剂装置，催化剂包括铑、铂、钯、以及例如主要由钡组成的有吸附作用的物质。这些物质具有还原性，因此适用于还原并收集尾气中的氮氧化物(NO_x)。

当LNT中收集的NO_x超过预定的极阈值时，则应将LNT经恢复还原程序改造，这一程序也叫做DeNO_x再生，在该过程中LNT中收集的氮氧化物被释放并减少。

DeNO_x再生传统上通过富燃模式来实现。在燃烧室存在并被点燃的油气混合物的空燃比小于化学计量值(也就是空燃当量比λ<1)时，形成富燃模式。在DeNO_x再生过程中通常通过一次或多次向燃烧室再次喷入附加的燃料来产生富集燃料空气混合物。再喷射过程主要是在活塞经过上死点(OTP)后向燃烧室喷入少量的燃料。通过这种方法再喷射的燃料可以在燃烧室中燃烧，而不会增加在曲轴上的转矩，同时提高了尾气中的温度以及碳氢化合物(KW)和碳氧化合物(CO)。当尾气流过LNT时，其可提供拆开钡化学键所需的能量，由此可以释放被捕获的NO_x(尤其是NO和NO₂)。同时尾气可以提供富含KW/CO的合适的环境，根据以下的化学方程式将被释放的NO_x转化为氮气(N₂)，二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)：

这一过程中很多严格的环境保护法规要求定期地检查发动机运行时涉及NO_x转化的LNT工作效率，当故障出现时能够采取相应的措施避免NO_x排放量超标。当发动机的NO_x排放量持续保持在规定阈值以内时，法规便允许检查LNT的工作效率，方法是，确定LNT失效的时间点，在该时间点LNT已不能够转化最小的NO_x值(也就是说此刻发现LTN完全失效)。