還原劑質(zhì)量和選擇性催化還原調(diào)適控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排氣處理系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種包括還原劑質(zhì)量系統(tǒng)和SCR調(diào)適控制系統(tǒng)的排氣處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]從內(nèi)燃(IC)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的排氣是非均勻混合物，可能包含氣體排放物例如一氧化碳(CO)、未燃碳?xì)浠衔?HC)和氮的氧化物(NOx)、以及構(gòu)成顆粒物質(zhì)的凝相材料(液體和固體)。在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中設(shè)置有通常配置在催化劑載體或基體上的催化劑組合物，以將這些排氣組分中的某些或全部轉(zhuǎn)化成非調(diào)節(jié)排氣成分。
[0003]排氣處理系統(tǒng)通常包括一個(gè)或多個(gè)選擇性催化還原(SCR)設(shè)備和還原劑輸送系統(tǒng)。SCR設(shè)備包括在上面設(shè)置有涂層的基材，其工作來減少排氣中的NOx的量。還原劑輸送系統(tǒng)注入包括活性還原劑(舉例而言，例如氨(NH3)、尿素(CO (NH2) 2)等)的還原劑溶液，其與排氣混合。當(dāng)在恰當(dāng)?shù)臈l件下將恰當(dāng)量的還原劑供應(yīng)到SCR設(shè)備時(shí)，在存在SCR涂層的情況下，還原劑與NOx反應(yīng)以減少NO x排放。還原劑溶液的質(zhì)量可能影響SCR設(shè)備有效地減少NOx排放的效率。例如，可以利用過量的水稀釋還原劑溶液或者利用水完全替代還原劑溶液。下降的還原劑質(zhì)量因此可能降低SCR設(shè)備的有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例，一種排氣處理系統(tǒng)包括還原劑輸送系統(tǒng)，該還原劑輸送系統(tǒng)配置為將還原劑溶液引入到流經(jīng)排氣處理系統(tǒng)的排氣。還原劑溶液的注入量基于初始控制參數(shù)。選擇性催化劑還原設(shè)備配置為與還原劑溶液化學(xué)反應(yīng)，以引起降低排氣中的水平的NOx轉(zhuǎn)化。還原劑質(zhì)量傳感器配置為生成指示還原劑溶液的質(zhì)量的電信號(hào)。排氣處理系統(tǒng)還包括還原劑數(shù)量控制模塊，該還原劑數(shù)量控制模塊配置為基于還原劑溶液的質(zhì)量生成修改初始控制參數(shù)的預(yù)控參數(shù)。
[0005]根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，一種電子控制模塊配置為控制被引入到排氣中的還原劑溶液的量。所述控制模塊包括存儲(chǔ)器單元和數(shù)量預(yù)控單元。存儲(chǔ)器單元配置為存儲(chǔ)查找表，該查找表將Λ Nra轉(zhuǎn)化值與包括在還原劑溶液中的活性還原劑的估算百分比相互參照。數(shù)量預(yù)控單元配置為接收設(shè)定被注入到排氣中的還原劑溶液的量的初始控制參數(shù)。數(shù)量預(yù)控單元進(jìn)一步配置為基于Λ 轉(zhuǎn)化值與查找表之間的比較，來確定包括在還原劑溶液中的活性還原劑的稀釋量，并且基于活性還原劑的稀釋量，生成修改初始控制參數(shù)的預(yù)控參數(shù)。
[0006]在又一個(gè)示例性實(shí)施例中，一種控制被引入到排氣中的還原劑溶液的量的方法包括:根據(jù)初始控制參數(shù)將還原劑溶液引入到排氣；和響應(yīng)于還原劑溶液而引起降低排氣中的水平的NOx轉(zhuǎn)化。所述方法還包括確定還原劑溶液的質(zhì)量。所述方法還包括基于還原劑溶液的質(zhì)量生成修改初始控制參數(shù)的預(yù)控參數(shù)。
[0007]1.一種包括內(nèi)燃機(jī)的車輛的排氣處理系統(tǒng)，包括:
還原劑輸送系統(tǒng)，配置為將還原劑溶液引入到流經(jīng)所述排氣處理系統(tǒng)的排氣，所述還原劑溶液的注入量基于初始控制參數(shù)；
選擇性催化劑還原設(shè)備，配置為與所述還原劑溶液化學(xué)反應(yīng)，以引起降低所述排氣中的NOx的水平的NO x轉(zhuǎn)化；
還原劑質(zhì)量傳感器，配置為生成指示所述還原劑溶液的質(zhì)量的電信號(hào)；以及還原劑數(shù)量控制模塊，配置為基于所述還原劑溶液的質(zhì)量生成修改所述初始控制參數(shù)的預(yù)控參數(shù)。
[0008]2.如方案I所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述還原劑數(shù)量控制模塊確定包括在所述還原劑溶液中的稀釋活性還原劑的百分比，并且基于所述稀釋活性還原劑的百分比生成調(diào)適參數(shù)。
[0009]3.如方案2所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述預(yù)控參數(shù)是所述初始控制參數(shù)與所述調(diào)適參數(shù)之和。
[0010]4.如方案3所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述排氣處理系統(tǒng)還包括合理性診斷控制模塊，該合理性診斷控制模塊配置為基于所述還原劑溶液的質(zhì)量與所述NOx轉(zhuǎn)化之間的比較，將所述還原劑質(zhì)量傳感器合理化。
[0011]5.如方案4所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述合理性診斷控制模塊基于所述叫轉(zhuǎn)化來確定所述選擇性催化劑設(shè)備的NOx轉(zhuǎn)化效率，并且基于所述NO x轉(zhuǎn)化效率確定NO x轉(zhuǎn)化差值。
[0012]6.如方案5所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述NOx轉(zhuǎn)化差值基于測量NOx轉(zhuǎn)化和建模NOx轉(zhuǎn)化。
[0013]7.如方案6所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述測量NOx轉(zhuǎn)化基于由設(shè)置在所述選擇性催化劑設(shè)備的上游的第一傳感器確定的第一 N0x值、以及由設(shè)置在所述選擇性催化劑設(shè)備的下游的第二傳感器確定的第二 N0x值。
[0014]8.如方案7所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述建模NOx轉(zhuǎn)化基于存儲(chǔ)的NOx轉(zhuǎn)化模型、存儲(chǔ)在所述選擇性催化劑設(shè)備上的氨(NH3)的水平、以及所述選擇性催化劑設(shè)備的溫度。
[0015]9.如方案8所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述合理性診斷控制模塊基于所述還原劑溶液的質(zhì)量確定NOx差值閾值，并且所述比較還包括將所述NO x差值與所述NO x差值閾值進(jìn)行比較。
[0016]10.如方案9所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述合理性診斷控制模塊響應(yīng)于所述NOx差值小于所述NOx差值閾值，而確定所述還原劑質(zhì)量傳感器不令人滿意。
[0017]11.如方案10所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述還原劑溶液的質(zhì)量基于所述還原劑溶液中的包括氨(NH3)的量的溶液比例。
[0018]12.如方案11所述的排氣處理系統(tǒng)，其中所述溶液比例基于所述還原劑溶液中的相對(duì)于水(H2O)的量的氨(NH3)的量。
[0019]13.一種電子控制模塊，配置為控制被引入到由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的排氣中的還原劑溶液的量，包括:
存儲(chǔ)器單元，配置為存儲(chǔ)查找表，該查找表將Λ 轉(zhuǎn)化值與包括在所述還原劑溶液中的活性還原劑的估算百分比相互參照；以及
數(shù)量預(yù)控單元，配置為接收設(shè)定被注入到排氣中的還原劑溶液的量的初始控制參數(shù)，基于所述Λ Ν(Κ轉(zhuǎn)化值與所述查找表之間的比較，來確定包括在所述還原劑溶液中的活性還原劑的稀釋量，并且基于所述活性還原劑的稀釋量，生成修改所述初始控制參數(shù)的預(yù)控參數(shù)。
[0020]14.如方案13所述的電子控制模塊，其中所述質(zhì)量預(yù)控單元確定包括在所述還原劑溶液中的稀釋活性還原劑的百分比，并且基于所述稀釋活性還原劑的百分比生成調(diào)適參數(shù)。
[0021]15.如方案14所述的電子控制模塊，其中所述預(yù)控參數(shù)是所述初始控制參數(shù)與所述調(diào)適參數(shù)之和。
[0022]16.如方案15所述的電子控制模塊，還包括:
存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器單元中的傳感器質(zhì)量查找表，所述傳感器質(zhì)量查找表標(biāo)引對(duì)應(yīng)于還原劑溶液的質(zhì)量的多個(gè)質(zhì)量參數(shù)和對(duì)應(yīng)于每個(gè)質(zhì)量參數(shù)的NO##化閾值；
電子NOx轉(zhuǎn)化單元，配置為基于測量NOx轉(zhuǎn)化參數(shù)和建模NOx轉(zhuǎn)化參數(shù)來確定NO χ轉(zhuǎn)化差值；以及
電子合理化單元，配置為將所述還原劑溶液的質(zhì)量與所述查找表的質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行比較，以確定對(duì)應(yīng)的NOx轉(zhuǎn)化閾值，并且基于所述NO χ轉(zhuǎn)化差值與所確定的NO χ轉(zhuǎn)化閾值之間的比較，將所述還原劑質(zhì)量傳感器合理化。
[0023]17.如方案16所述的電子控制模塊，其中所述測量NOx轉(zhuǎn)化參數(shù)指示由選擇性催化劑轉(zhuǎn)化設(shè)備執(zhí)行的NOx轉(zhuǎn)化效率，并且所述建模NOx轉(zhuǎn)化參數(shù)指示由所述選擇性催化劑轉(zhuǎn)化設(shè)備執(zhí)行的期望NOx轉(zhuǎn)化效率。
[0024]18.如方案17所述的電子控制模塊，其中所述質(zhì)量參數(shù)和所述還原劑溶液的質(zhì)量基于所述還原劑溶液中的氨(NH3)的量。
[0025]19.一種控制被引入到由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的排氣中的還原劑溶液的量的方法，該方法包括:
根據(jù)初始控制參數(shù)將還原劑溶液引入到排氣；
響應(yīng)于所述還原劑溶液，而引起降低所述排氣中的NO5^水平的NO χ轉(zhuǎn)化；
確定所述還原劑溶液的質(zhì)量；以及
基于所述還原劑溶液的質(zhì)量生成修改所述初始控制參數(shù)的預(yù)控參數(shù)。
[0026]20.如方案19所述的方法，還包括:
確定包括在所述還原劑溶液中的稀釋活性還原劑的百分比；以及基于所述稀釋活性還原劑的百分比生成調(diào)適參數(shù)，其中所述預(yù)控參數(shù)是所述初始控制參數(shù)與所述調(diào)適參數(shù)之和。
[0027]從下面結(jié)合附圖時(shí)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的詳細(xì)描述，容易理解本發(fā)明教導(dǎo)的上述特征。
【附圖說明】
[0028]僅以示例方式，其他特征和細(xì)節(jié)出現(xiàn)在下面的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，詳細(xì)描述參考附圖，在附圖中:
圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的包括還原劑溶液質(zhì)量系統(tǒng)的排氣處理系統(tǒng)的示意圖；
圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的配置為生成調(diào)節(jié)由排氣處理系統(tǒng)輸送的還原劑溶液的數(shù)量的預(yù)控?cái)?shù)量控制參數(shù)的電子控制模塊； 圖3是例示根據(jù)示例性實(shí)施例的基于由排氣處理系統(tǒng)的還原劑質(zhì)量傳感器確定的還原劑溶液的質(zhì)量來控制所注入的還原劑溶液的數(shù)量的方法的流程圖；以及
圖4是例示根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的基于由排氣處理系統(tǒng)的還原劑質(zhì)量傳感器確定的還原劑溶液的質(zhì)量來控制所注入的還原劑溶液的數(shù)量的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面的描述本質(zhì)上僅為示例性的，而不旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。應(yīng)該理解在所有附圖中，對(duì)應(yīng)的參考標(biāo)記指示相同或相應(yīng)的零件和特征。
[0030]現(xiàn)在參考圖1，示例性實(shí)施例涉及排氣處理系統(tǒng)10，用于減少內(nèi)燃(IC)發(fā)動(dòng)機(jī)12的調(diào)節(jié)排氣組分。本文描述的排氣處理系統(tǒng)10可以實(shí)施在各種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中。這些發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)例如可以包括但不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系