用于内燃机的后处理系统的制作方法_3

文档序号:8497164阅读:来源:国知局
时,在LNT入口处的空气/燃料比传感器用于执行对空气/燃料混合物的闭环控制。此外,在装载阶段过程中(也就是说在正常的发动机燃烧过程中),LNT入口处的空气/燃料比传感器适用于燃料喷射的全部使用寿命和空气质量流量计的信号。
[0057]根据图3,所建议的实施方式规定了在用于满足EUR06第二阶段排放限制的传感器和催化剂方面的最小系统装备。这一思路使用了由稀燃NOx捕集器281和微粒过滤器282形成的紧密连接的装置,所述装置由LNT上游的空气/燃料比传感器285和DPF下游或LNT下游的NOx传感器286控制。空气/燃料比传感器定位在LNT催化剂的上游、接近涡轮机出口 255的位置上,以便避免堵塞并且利用排放物质流的较高温度。NOx传感器286也应该具有AFR (空气/燃料比)(传感器)的功能,并且定位在DPF下游,以便也计算NOx在微粒过滤器上的聚集/转化。
[0058]此外还设有两个温度传感器283、284,第一传感器283定位在涡轮机250之前,而第二传感器284定位在DPF282之前。所述第一温度传感器283应该定位在涡轮机的上游,以防止该涡轮机经受可能会在富集燃烧阶段所达到的高温。所述第二温度传感器284应该定位在DPF的上游,以便用于控制在DeNOx/DeSOx再生过程中的温度。
[0059]作为备选方式,取代使用来自温度传感器的输入信号,ECU可以使用温度计算模型,以便确定温度值。温度计算模型例如是一种运算规则,它估算在具体位置(例如涡轮机之前)上的温度。温度估算基于能量守恒定律:首先,估算作为发动机和涡轮机增压机运行条件(速度、负载、压力)的函数的废气的焓;然后根据能量守恒定律,计算作为废气的焓的函数的气体温度。只要定位在涡轮机250之前的第一温度传感器283可用,则定位在DPF上游的第二温度传感器284就可以被温度计算模型所取代,该模型的运算规则可以使用涡轮机上游的传感器的过滤信号。已知地,软件过滤器被用于实施信号调节、消除信号噪声或拒绝不期望的信号。只要定位在DPF之前的第二温度传感器284可用,则定位在涡轮机上游的第一温度传感器283就可以被温度计算模型所取代,该模型的运算规则可以使用DPF上游的传感器的加速信号。已知地,软件加速器被用于模拟快速动态响应。
[0060]定位在LNT催化剂上游的排气管内的空气/燃料比传感器285接近涡轮机出口255,以便避免堵塞并且利用排放物质流的较高温度。
[0061]也具有空气/燃料比功能性的NOx传感器286定位在DPF的下游,以便也计算NOx在微粒过滤器上的聚集/转化。
[0062]第一温度传感器283应该定位在涡轮机的上游,以防止涡轮机经受在富集燃烧过程中可能达到的高温。
[0063]另一温度传感器284应该定位在DPF的上游,以用于控制在DeSOx再生过程中的温度。
[0064]优选地,应该使用另一温度计算模型、以利用来自另外两个温度传感器的信息来估算在LNT入口处的温度。在一种备选方式中,可以在LNT入口处设置另一温度传感器。此夕卜,NOx发动机排放模型被用于计算进入LNT的发动机排放。NOx发动机排放是指在燃烧室中由发动机燃烧所得的NOx的量。这样,NOx传感器286被用于监控以mg/km和g/s为单位的在排气管处NOx的排放。
[0065]图4示出了根据本发明一种实施方式用于运行稀燃NOx捕集器的方法的高度概括的流程图,所述方法基于所规定的结构执行以下步骤。首先,在步骤S400中计算NOx在稀燃NOx捕集器中的聚集量。确定作为NOx发动机排放的量,换言之确定作为在发动机燃烧室内的燃烧过程中所产生的NOx量和通过NOx传感器286在捕集器下游测得的NOx测取量的函数的NOx聚集模型;然后,在步骤S410中进行对排气管处NOx的量的估算。排气管处NOx的量是指将要离开废气后处理系统和在废气管路的排气管末端所检测到的NOx的量。排气管处NOx的量可以是之前计算的NOx聚集量的函数。在步骤S420中,当排气管处NOx的量超过排气管处NOx的标定量,则要求进行步骤S430的再生过程(DeNOx)。排气管处NOx的标定量可以作为几个条件的函数来估算:环境(压力、温度)条件、燃烧模型、发动机运行条件(速度、负载)。当来自涡轮机温度传感器(或第一温度传感器)283和LNT出口处的温度传感器284的温度值满足高于预定的温度极限Tthrl、Ttto2的要求时,可以通过发动机控制器允许对DeNOx过程的请求。例如,所述温度极限可以相应地规定为=Tthrl= 300°C用于涡轮机温度传感器283所测得的温度;Ttto2= 180°C用于LNT出口处温度传感器284所测得的温度。最后,在步骤S440中利用来自定位在LNT上游的空气/燃料比传感器285和捕集器下游的NOx传感器286的输入信号控制所述再生过程。空气/燃料比应该低于约为0.95-1的空气/燃料比的极限值。
[0066]图5更详细地示出了所建议的配置的框图。为了驱使LNT系统达到较高的NOx转化效率,需要对NOx从LNT催化剂中逸出的所有条件进行管理(例如:在DeNOxS程中的NOx逸出、在加速过程中由于高温所产生的NOx逸出),并且由此对DeNOxS程进行管理,以便获得效率并符合排放规定。
[0067]第一个方框600表示发动机排放NOx模型,计算由发动机燃烧所产生的NOx的量。该模型例如可以是预测式模型,其使用了简单然而以物理学为基础的用于燃料喷射、点火延迟、预混热量释放速率和扩散燃烧热量释放速率的模型。
[0068]根据方框610,发动机排放NOx模型被用于计算进入LNT的发动机排放,换言之计算NOx的聚集量。对于NOx聚集量的估算来说,还可以使用不同的模拟模型、通常基于这样的假设:在聚集颗粒中的扩散明显受到固体体积变化的影响。备选地,NOx聚集量的估算可以通过NOx发动机排放量与由NOx传感器286测得的排气管处NOx的排放量之差估算得到。
[0069]所要满足的排放目标(方框640)是根据环境条件、所需燃烧方式和温度、负载和速度方面的发动机工作条件计算而得。通过这种方式还可以用于空转运行以及满负载条件下的计算,并且可以驱动系统以最佳方式优化燃料消耗并降低排放。一旦超过了排气管限制,则LNT管理器(方框650)将要求DeNOx再生(方框660)。
[0070]DeNOxS程则利用空气/燃料比传感器285达到所需的空气/燃料比的目标值,同时,在再生过程结束时确定DPF下游的NOx传感器286的空气/燃料比的功能性。
[0071]在所建议的HW配置(硬件设置)中进行的诊断效率监测可以将发动机NOx排放流与通过NOx传感器所测得的排气管处NOx排放在特定条件下进行比较。最后,关于温度输入涡轮机的信息应该被用于中断富集燃烧,以便进行HW保护。
[0072]因此可以说,利用所建议的最小HW配置和逻辑可以满足EUR06第二阶段排放规定,以便不断提高LNT的运行并降低燃料消耗,从而相对于标准SCR系统实现了费用节约。
[0073]总之,本发明的目的在于建议一种管理LNT+DPF系统的方法,以便获得所需的效率并符合新的标准,与此同时实现相对于SCR系统的费用降低。
[0074]尽管在以上
【发明内容】
和【具体实施方式】中给出了至少一个实施方式,然而应该清楚的是还存在大量变型方式。还应该清楚的是,以上一个或多个示例性实施方式仅作为示例,不应以任何方式对保护范围、应用性和结构进行限制。然而以上
【发明内容】
和【具体实施方式】为本领域技术人员提供了实现至少一个实施方式的教导,在不脱离由权利要求和其等同内容所得出的保护范围的情况下,可以对示例性实施方式中所述的元件的功能和布置进行多种变化。
[0075]附图标记清单
[0076]40数据载体
[0077]100汽车系统
[0078]110内燃机
[0079]120发动机缸
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