Система - RU140878U1

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель в целом относится к обнаружению просачивания аммиака в системе очистки выхлопных газов, включенной в систему выпуска двигателя внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Дизельные транспортные средства могут быть оборудованы системой очистки выхлопных газов, которая, например, может включать в себя основанную на мочевине систему избирательного каталитического восстановления (SCR) и один или более датчиков выхлопных газов, таких как датчики оксидов азота (NO_x), по меньшей мере один из которых может быть расположен ниже по потоку от системы SCR (см. например, US 8020374 B2, F01N3/00, опубликовано 20.09.2011). Когда система SCR становится загружена мочевиной до точки насыщения, которая меняется с температурой, система SCR может начинать допускать просачивание аммиака (NH₃). Просачивание аммиака из системы SCR может выявляться датчиком NO_x в качестве NO_x, давая в результате неточный выходной сигнал NO_x, который слишком велик. По существу, эффективность системы SCR может определяться более низкой, чем она фактически является.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенную проблему и предложили подход, чтобы по меньшей мере частично преодолеть ее. Таким образом, была предложена система, содержащая:

двигатель с системой выпуска;

систему рециркуляции выхлопных газов, присоединенную между двигателем и системой выпуска;

систему очистки выхлопных газов, расположенную в системе выпуска и содержащую каталитический нейтрализатор с избирательным каталитическим восстановлением, форсунку мочевины, расположенную выше по потоку от каталитического нейтрализатора, и датчик выхлопных газов, расположенный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора; и

систему управления в сообщении с датчиком, содержащую постоянные команды для уменьшения величины рециркуляции выхлопных газов в ответ на выходной сигнал датчика, превышающий пороговую величину оксида азота, и при уменьшении величины рециркуляции выхлопных газов отнесения выходного сигнала с датчика к каждому из аммиака и оксида азота в разных величинах в зависимости от изменения выходного сигнала датчика, и регулирования одного или более рабочих параметров на основании отнесения и изменения выходного сигнала датчика.

В одном из вариантов предложена система, в которой один или более рабочих параметров включают в себя величину рециркуляции выхлопных газов и величину впрыска мочевины, причем, когда выходной сигнал датчика отнесен к оксиду азота, система управления выполнена с возможностью увеличения величины рециркуляции выхлопных газов и увеличения впрыска мочевины.

В одном из вариантов предложена система, в которой один или более рабочих параметров включают в себя величину рециркуляции выхлопных газов и величину впрыска мочевины, причем когда выходной сигнал датчика отнесен к аммиаку, система управления выполнена с возможностью уменьшения величины рециркуляции выхлопных газов и уменьшения впрыска мочевины.

Кроме того, предложен способ для системы двигателя. Способ включает в себя этап, на котором, в ответ на пороговое увеличение NO_x, указанное датчиком выхлопных газов, уменьшают величину рециркуляции выхлопных газов (EGR). Способ дополнительно включает в себя этап, на котором при уменьшении рециркуляции выхлопных газов, относят выходной сигнал с датчика к каждому из NH₃ и NO_x, и в разных величинах в зависимости от изменения выходного сигнала датчика. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют один или более рабочих параметров на основании отнесения и изменения выходного сигнала датчика.

Посредством временного уменьшения величины EGR, выбросы NO_x из двигателя могут увеличиваться. Если пороговое увеличение NO_x обусловлено NO_x, проходящим через каталитический нейтрализатор с SCR (например, поступающим в находящийся выше по потоку конец каталитического нейтрализатора с SCR и выходящим из находящегося ниже по потоку конца каталитического нейтрализатора с SCR), расположенный выше по потоку от датчика, датчик может выявлять увеличение NO_x, когда уменьшена EGR. По существу, выходной сигнал датчика может быть отнесен к NO_x. С другой стороны, если пороговое увеличение NO_x обусловлено просачиванием NH₃, выходной сигнал датчика может не изменяться (или может изменяться меньше, чем на пороговую величину), когда уменьшена EGR, вследствие сокращения NO_x на NH₃ в каталитическом нейтрализаторе с SCR. По существу, выходной сигнал датчика может быть отнесен к NH₃. Когда выходной сигнал датчика отнесен к NO_x, один или более рабочих параметров, таких как величина EGR, могут регулироваться для уменьшения количества NO_x. Когда выходной сигнал датчика отнесен к NH₃, один или более рабочих параметров, таких как величина впрыска мочевины, могут регулироваться для уменьшения просачивания NH₃. Таким образом, ошибки в расчете эффективности каталитического нейтрализатора с SCR могут уменьшаться, и эффективность системы может увеличиваться, а просачивание NH₃ ослабляться.

Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает схематичное изображение двигателя, включающего в себя систему выпуска с системой очистки выхлопных газов;

Фиг.2 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для обнаружения просачивания аммиака системы очистки выхлопных газов;

Фиг.3 показывает график, иллюстрирующий состояние просачивания аммиака;

Фиг.4 показывает график, иллюстрирующий состояние низкой эффективности системы избирательного каталитического восстановления;

Фиг.5 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для управления рабочими параметрами, когда выходной сигнал датчика выхлопных газов отнесен к оксиду азота;

Фиг.6 показывает последовательность графиков, иллюстрирующих рабочие параметры, когда выходной сигнал датчика выхлопных газов отнесен к оксиду азота;

Фиг.7 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для управления рабочими параметрами, когда выходной сигнал датчика выхлопных газов отнесен к аммиаку;

Фиг.8 показывает последовательность графиков, иллюстрирующих рабочие параметры, когда выходной сигнал датчика выхлопных газов отнесен к аммиаку.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Последующее описание относится к способам и системам для обнаружения просачивания аммиака (NH₃) из системы избирательного каталитического восстановления (SCR). В одном из примеров, способ включает в себя этап, на котором в ответ на пороговое увеличение оксида азота, указываемого датчиком выхлопных газов, уменьшают величину рециркуляции выхлопных газов (EGR). Способ дополнительно включает в себя этап, на котором при уменьшении величины EGR, относят выходной сигнал с датчика к каждому из аммиака и оксида азота, и в разных величинах в зависимости от изменения выходного сигнала датчика. Например, когда выходной сигнал датчика увеличивается выше второго порогового значения при уменьшении EGR, выходной сигнал датчика относится к NO_x и указывается состояние сниженной эффективность системы очистки выхлопных газов. Когда выходной сигнал датчика не увеличивается выше второго порогового значения при уменьшении EGR, выходной сигнал датчика относится к NH₃, и указывается состояние просачивания NH₃. Таким образом, датчик выхлопных газов может использоваться для указания как сниженной эффективности системы очистки выхлопных газов, так и состояния просачивания NH₃. Способ дополнительно содержит регулирование одного или более рабочих параметров на основании отнесения и изменения выходного сигнала датчика. В одном из примеров, величина рециркуляции выхлопных газов может увеличиваться, когда выходной сигнал датчика отнесен к NO_x. В еще одном примере, величина впрыска мочевины может уменьшаться, когда выходной сигнал датчика отнесен к NH₃. Таким образом, система может регулироваться на основании датчика для повышения эффективности системы очистки выхлопных газов и уменьшения просачивания NH₃.

Далее, со ссылкой на фиг.1, проиллюстрировано схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 (то есть цилиндр) сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

В примере, изображенном на фиг.1, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответствующие системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 30, включающий в себя одну топливную форсунку 66. Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем, также указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 30 сгорания.

Будет приниматься во внимание, что, в альтернативном варианте осуществления, форсунка 66 может быть форсункой впрыска во впускной канал, выдающей топливо во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 30. Следует принимать во внимание, что цилиндр 30 может принимать топливо из множества форсунок, таких как множество форсунок впрыска во впускной канал, множество форсунок непосредственного впрыска или их комбинацию.

В одном из примеров, двигатель 10 является дизельным двигателем, который сжигает воздух и дизельное топливо благодаря воспламенению от сжатия. В других неограничивающих вариантах осуществления, двигатель 10 может осуществлять сгорание разного топлива, в том числе, бензина, биодизельного топлива или спиртосодержащей топливной смеси (например, бензина и этилового спирта или бензина и метилового спирта) благодаря воспламенению от сжатия и/или искровому зажиганию.

Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, заключенный дросселем 62, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие для изменения всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 64 может выдаваться в контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для выдачи соответствующих сигналов MAF и MAP в контроллер 12.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может направлять требуемую порцию выхлопных газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал 140 EGR. Количество EGR, выдаваемой во впускной коллектор 44, может меняться контроллером 12 посредством клапана 142 EGR. Например, посредством ввода выхлопных газов в двигатель 104, количество имеющегося в распоряжении кислорода для сгорания уменьшается, тем самым, снижая температуры пламени сгорания и уменьшая образование NO_x. Как изображено, система EGR дополнительно включает в себя датчик 144 EGR, который может быть расположен внутри канала 140 EGR и может выдавать показание одного или более из давления, температуры, концентрации выхлопных газов. В некоторых условиях, система EGR может использоваться для стабилизации температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания, таким образом, давая способ регулирования установки момента воспламенения в некоторых режимах сгорания. Кроме того, в некоторых условиях, часть выхлопных газов может удерживаться или улавливаться в камере сгорания посредством регулирования установки фаз распределения выпускных клапанов, к примеру, посредством управления механизмом регулируемой установки фаз клапанного распределения.

Система 128 выпуска включает в себя датчик 126 выхлопных газов, присоединенный к выпускному каналу 48 выше по потоку от системы 150 очистки выхлопных газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NO_x, HC, или CO. Система 150 очистки выхлопных газов показана расположенной вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 выхлопных газов.

В примере, показанном на фиг.1, система 150 очистки выхлопных газов является основанной на мочевине системой избирательного каталитического восстановления (SCR). Система SCR, например, включает в себя по меньшей мере каталитический нейтрализатор 152 с SCR, резервуар 154 хранения мочевины и датчик 156 мочевины. В других вариантах осуществления, система 150 очистки выхлопных газов может дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя другие компоненты, такие как сажевый фильтр, уловитель обедненных NO_x, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, различные устройства снижения токсичности выхлопных газов или их комбинации. В изображенном примере, форсунка 156 для мочевины выдает мочевину из резервуара 154 хранения мочевины. Однако могут использоваться различные альтернативные подходы, такие как твердая гранулированная мочевина, которая вырабатывает пары аммиака, которые затем нагнетаются или дозируются в каталитический нейтрализатор 152 SCR. В кроме того еще одном примере, уловитель обедненных NO_x может быть расположен выше по потоку от каталитического нейтрализатора 152 с SCR для образования NH₃ для каталитического нейтрализатора 152 с SCR в зависимости от уровня или обогащения топливно-воздушного соотношения, подаваемого в уловитель обедненных NO_x.

Система 150 очистки выхлопных газов дополнительно включает в себя датчик 158 выхлопных газов, расположенный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 152 SCR. В изображенном варианте осуществления, датчик 158 выхлопных газов может быть датчиком NO_x, например, для измерения количества NO_x после SCR. В некоторых примерах, эффективность системы SCR, например, может определяться на основании датчика 158 выхлопных газов, а кроме того, на основании датчика 126 выхлопных газов (например, когда датчик 126 выхлопных газов измеряет NO_x), расположенного выше по потоку от системы SCR. В других примерах, датчик 158 выхлопных газов может быть любым пригодным датчиком для определения концентрации составляющих выхлопных газов, таким как датчик UEGO, EGO, HEGO, HC, CO, и т.д.

Контроллер 12 показан на фиг.1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может находиться в сообщении с, а потому, принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122; и концентрации составляющих выхлопных газов с датчиков 126 и 158 выхлопных газов. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP.

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано постоянными машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

В одном из примеров, контроллер 12 может выявлять просачивание NH₃ на основании выходного сигнала с датчика 158 выхлопных газов, как будет описано подробнее ниже со ссылкой на фиг.2. В качестве примера, когда датчик 158 выявляет пороговое увеличение выходного сигнала NO_x, контроллер 12 регулирует клапан 142 EGR для уменьшения величины EGR, чтобы выбросы NO_x из двигателя 10 возрастали. На основании изменения выходного сигнала датчика в течение периода уменьшенной EGR, выходной сигнал датчика относится к NO_x или NH₃. Например, если выходной сигнал датчика увеличивается, выходной сигнал относится к NO_x, так как увеличенные NO_x из двигателя не восстанавливаются системой SCR. С другой стороны, если выходной сигнал датчика не изменяется на более чем пороговую величину, выходной сигнал относится к NH₃, и указывается просачивание NH₃. На основании изменения выходного сигнала и отнесения, контроллер 12 может регулировать один или более рабочих параметров двигателя. В качестве неограничивающих примеров, контроллер 12 может регулировать величину EGR и/или величину впрыска мочевины на основании изменения выходного сигнала и отнесения.

Как описано выше, фиг.1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и т.д.

Фиг.2, 5 и 7 показывают блок-схемы последовательности операций способов, иллюстрирующие процедуры для управления системой двигателя на основании датчика выхлопных газов, который является частью системы очистки выхлопных газов, такого как датчик 158 выхлопных газов, описанный выше со ссылкой на фиг.1. В частности, блок-схема последовательности операций способа на фиг.2 показывает процедуру обнаружения просачивания NH₃ из каталитического нейтрализатора с SCR на основании выходного сигнала с датчика выхлопных газов, расположенного ниже по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR в системе SCR. График на фиг.3 показывает пример, иллюстрирующий параметры системы в состоянии просачивания NH₃. График на фиг.4 показывает пример, иллюстрирующий параметры системы в состоянии низкой эффективности системы SCR. На основании выходного сигнала датчика в течение периода уменьшенной EGR, выходной сигнал датчика может быть отнесен к NO_x или NH₃. Когда выходной сигнал датчика отнесен к NO_x, работа системы двигателя может регулироваться согласно процедуре, показанной на фиг.5. Фиг.6 показывает последовательность графиков, иллюстрирующих параметры системы, когда выходной сигнал датчика отнесен к NO_x. Когда выходной сигнал датчика отнесен к NH₃, работа системы двигателя может регулироваться согласно процедуре, показанной на фиг.7. Фиг.8 показывает последовательность графиков, иллюстрирующих параметры системы, когда выходной сигнал датчика отнесен к NH₃.

Далее, со ссылкой на фиг.2, показан способ 200 определения просачивания NH₃ на основании датчика выхлопных газов, расположенного ниже по потоку от каталитического нейтрализатора SCR. Более точно, по способу определяют, является ли выходной сигнал NO_x с датчика большим, чем пороговое значение, и уменьшают величину EGR в ответ на указание, что NO_x больше, чем пороговое значение. На основании выходного сигнала датчика в течение периода уменьшенной EGR, выходной сигнал датчика может быть отнесен к NO_x или NH₃.

На этапе 202, определяют условия работы. Условия работы могут включать в себя условия работы двигателя (например, скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, величину EGR, топливно-воздушное соотношение, и т.д.) и условия системы очистки выхлопных газов (например, температуру выхлопных газов, температуру каталитического нейтрализатора с SCR, величину впрыска мочевины, и т.д.).

Как только рабочие параметры определены, процедура переходит на этап 204, на котором определяют выходной сигнал датчика выхлопных газов. Как описано выше, датчик выхлопных газов может быть датчиком NO_x, который выводит показание концентрации NO_x в потоке выхлопных газов ниже по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR.

На этапе 206 определяют, является ли количество NO_x, указанное выходным сигналом датчика, большим, чем пороговая величина. Пороговая величина может быть количеством NO_x, например, которое указывает эффективность, или что эффективность нейтрализации NO_x системы низка. В некоторых вариантах осуществления, количество NO_x после SCR (например, NO_x ниже по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR), например, может сравниваться с количеством NO_x до SCR (например, NO_x выше по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR, чтобы определять эффективность системы.

Если определено, что количество NO_x меньше, чем пороговое значение, по способу переходят на этап 216, и текущая работа продолжается. С другой стороны, если определено, что количество NO_x больше, чем пороговая величина, способ продолжается на этапе 208, и величина EGR уменьшается. В некоторых примерах, EGR прекращают, чтобы выхлопные газы не направлялись во впускной коллектор, и не было EGR. В других примерах, величина EGR может уменьшаться на величину, например, зависящую от условий работы. Величина EGR уменьшаться в течение заданной длительности. В качестве одного из неограничивающих примеров, EGR может быть уменьшенной в течение 5 секунд. В других примерах, EGR может быть уменьшена в течение более чем 5 секунд или менее чем 5 секунд.

На этапе 210 определяют, есть ли пороговое увеличение выходного сигнала датчика. Например, пороговое значение может соответствовать увеличению NO_x, которое указывает, что эффективность системы SCR слишком низка и недостаточное количество NO_x восстанавливается системой SCR.

Если определено, что выходной сигнал датчика меньше, чем пороговое значение (например, изменение выходного сигнала относительно невелико, или есть уменьшение выходного сигнала датчика), по способу переходят на этап 218, и выходной сигнал датчика относят к NH₃. На этапе 220, указывается состояние просачивания NH₃. Например, когда величина EGR уменьшена, выбросы NO_x из двигателя возрастают. В состоянии просачивания NH₃, избыточный NO_x восстанавливается каталитическим нейтрализатором с SCR. Таким образом, когда выбросы NO_x из двигателя возрастают, выходной сигнал датчика может не изменяться или изменяться на всего лишь относительно небольшую величину, так как NO_x восстанавливается посредством NH₃ в каталитическом нейтрализаторе с SCR.

Фиг.3 показывает график, иллюстрирующий состояние просачивания NH₃. Кривая 302 показывает количество NO_x до SCR, такое как NO_x, измеренные датчиком 126, описанным выше со ссылкой на фиг.1. Как изображено, в течение периода, когда величина EGR уменьшена, количество NO_x до SCR значительно возрастает. Кривая 304 показывает количество NO_x после SCR, такое как NO_x, измеренные датчиком 158, описанным выше со ссылкой на фиг.1. В течение периода, когда величина EGR уменьшена, количество NO_x после SCR остается по существу тем же самым. По существу, эффективность системы SCR, показываемая кривой 306, значительно возрастает во время периода, когда EGR уменьшена, вследствие усиления восстановления NO_x каталитическим нейтрализатором с SCR, являющегося результатом избыточного NH₃ в каталитическом нейтрализаторе.

Продолжая по фиг.2, с другой стороны, если определено, что выходной сигнал датчика больше, чем пороговое значение, по способу переходят на этап 212, и выходной сигнала датчика относится к NO_x. Например, так как есть большее количество NO_x, и каталитический нейтрализатор с SCR не является допускающим просачивание NH₃ (например, нет избыточного NH₃ в каталитическом нейтрализаторе с SCR), большее количество NO_x может проходить сквозь каталитический нейтрализатор с SCR, будучи невосстановленным. По существу, выходной сигнал датчика возрастает вследствие повышенного количества NO_x, проходящего сквозь каталитический нейтрализатор с SCR. Таким образом, на этапе 214 указывают снижение эффективности системы SCR.

Фиг.4 показывает график, иллюстрирующий состояние сниженной эффективности системы SCR. Кривая 402 показывает количество NO_x до SCR, такое как NO_x, измеренные датчиком 126, описанным выше со ссылкой на фиг.1. Как изображено, в течение периода, когда величина EGR уменьшена, количество NO_x до SCR значительно возрастает. Кривая 404 показывает количество NO_x после SCR, такое как NO_x, измеренные датчиком 158, описанным выше со ссылкой на фиг.1. В течение периода, когда величина EGR уменьшена, количество NO_x после SCR увеличивается. По существу, эффективность системы SCR, указанная кривой 406, остается по существу прежней, или даже слегка снижается, в течение периода, когда уменьшена EGR, вследствие повышенного количества NO_x, поступающего в каталитический нейтрализатор с SCR, и недостаточного количества NH₃ для его восстановления.

Продолжая по фиг.5, показан способ регулирования работы системы на основании отнесения выходного сигнала датчика к NO_x. Более точно, по способу определяют концентрацию NO_x в выхлопных газах ниже по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR и регулируют один или более рабочих параметров на основании выходного сигнала датчика.

На этапе 502 определяют условия работы. Как описано выше, условия работы могут включать в себя условия работы двигателя (например, скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, величину EGR, топливно-воздушное соотношение, и т.д.) и условия системы очистки выхлопных газов (например, температуру выхлопных газов, температуру каталитического нейтрализатора с SCR, величину впрыска мочевины, и т.д.).

Как только условия работы определены, способ продолжается на этапе 504, и концентрацию NO_xв выхлопных газах ниже по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR определяют на основании выходного сигнала датчика выхлопных газов.

На этапе 506, один или более рабочих параметров регулируют на основании концентрации NO_x. В качестве неограничивающих примеров, рабочие параметры могут включать в себя величину EGR и величину впрыска мочевины. Например, величина EGR может увеличиваться на величину, соответствующую изменению количества NO_x выше порогового количества. Посредством увеличения величины EGR, меньшее количество NO_x может выбрасываться двигателем, давая в результате уменьшенное количество NO_x, проходящих сквозь каталитический нейтрализатор с SCR. В качестве еще одного примера, величина впрыска мочевины может увеличиваться на величину, соответствующую изменению количества NO_x около порогового количества и температуре каталитического нейтрализатора с SCR. Величина впрыска мочевины, например, может увеличиваться посредством изменения длительности импульса или продолжительности впрыска мочевины. Посредством увеличения количества мочевины, впрыскиваемой в каталитический нейтрализатор с SCR, большее количество NO_x может восстанавливаться каталитическим нейтрализатором, тем самым, уменьшая количество NO_x, которое проходит сквозь каталитический нейтрализатор. В других примерах, может регулироваться комбинация EGR и величины впрыска мочевины.

Фиг.6 показывает последовательность графиков, иллюстрирующих состояние, в котором эффективность системы SCR низка, такого как когда выходной сигнал датчика выхлопных газов отнесен к NO_x. Как изображено, величина EGR 602 увеличивается в момент t₁ времени в ответ на увеличение выходного сигнала 604 NO_x выше порогового уровня 606. В изображенном примере, величина EGR уменьшается, чтобы не было EGR в течение периода между моментами t₁ и t₂ времени. В других примерах, величина EGR может уменьшаться, чтобы бело некоторое количество EGR. Как показано при уменьшении величины EGR, выходной сигнал 604 NO_x увеличивается выше второго порогового значения 608, таким образом, указывая низкую эффективность системы SCR. В момент t₂ времени, величина EGR увеличивается до величины, большей, чем до момента t₁ времени, чтобы уменьшать количество выбросов NO_x из двигателя. Кроме того, количество 610 NH₃, впрыскиваемого в каталитический нейтрализатор с SCR, увеличивается, чтобы усиливать восстановление NO_x в каталитическом нейтрализаторе. Таким образом, эффективность системы SCR может повышаться.

В других примерах, может только увеличиваться величина EGR, или может только регулироваться количество мочевины, впрыскиваемой в катализатор с SCR. В кроме того других примерах, один или более рабочих параметров могут регулироваться дополнительно или в качестве альтернативы. Таким образом, когда выходной сигнал датчика увеличивается выше второго порогового значения, когда уменьшена величина EGR, выходной сигнал датчика относится к NO_x и указывается низкая эффективность системы SCR. По существу, регулируют один или более рабочих параметров, чтобы повышать эффективность системы.

Продолжая по фиг.7, показан способ регулирования работы системы на основании отнесения выходного сигнала датчика к NH₃. Более точно, процедура определяет концентрацию NH₃ в выхлопных газах ниже по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR и регулирует один или более рабочих параметров на основании выходного сигнала датчика.

На этапе 702 определяют условия работы. Как описано выше, условия работы могут включать в себя условия работы двигателя (например, скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, величину EGR, топливно-воздушное соотношение, и т.д.) и условия системы очистки выхлопных газов (например, температуру выхлопных газов, температуру каталитического нейтрализатора с SCR, величину впрыска мочевины, и т.д.).

Как только рабочие параметры определены, способ продолжается на этапе 704, и концентрацию NH₃в выхлопных газах ниже по потоку от каталитического нейтрализатора с SCR определяют на основании выходного сигнала датчика выхлопных газов.

На этапе 706, один или более рабочих параметров регулируют на основании концентрации NH₃. В качестве неограничивающих примеров, рабочие параметры могут включать в себя величину впрыска мочевины и величину EGR. Например, величина впрыска мочевины может уменьшаться, чтобы уменьшалось количество избыточного NH₃, которое просачивается из каталитического нейтрализатора с SCR. Как описано выше, величина впрыска мочевины может увеличиваться посредством изменения длительности импульса или продолжительности впрыска мочевины. В качестве еще одного примера, величина EGR может уменьшаться. Например, посредством уменьшения величины EGR, большее количество NO_x может выбрасываться из двигателя. Увеличенные NO_x могут восстанавливаться избыточным NH₃ в каталитическом нейтрализаторе с SCR, тем самым, уменьшая количество NO_x, которые проходят через каталитический нейтрализатор с SCR.

Величина, на которую регулируют рабочие параметры, кроме того, может быть основана на температуре каталитического нейтрализатора с SCR, так как точка насыщения мочевиной каталитического нейтрализатора меняется в зависимости от температуры. Например, когда температура каталитического нейтрализатора является относительно более высокой температурой, величина EGR может уменьшаться в меньшей степени, и/или величина впрыска мочевины может уменьшаться на меньшую величину. В противоположность, когда температура каталитического нейтрализатора является относительно более низкой температурой, величина EGR может увеличиваться в большей степени, и/или величина впрыска мочевины может уменьшаться на большую величину.

Фиг.8 показывает последовательность графиков, иллюстрирующих состояние просачивания NH₃, такого как когда выходной сигнал датчика выхлопных газов относится к NH₃. Как изображено, величина EGR 802 увеличивается в момент t₁ времени в ответ на увеличение выходного сигнала 804 NO_x выше порогового уровня 806. В изображенном примере, величина EGR уменьшается, чтобы не было EGR в течение периода между моментами t₁ и t₂ времени. В других примерах, величина EGR может уменьшаться, чтобы было некоторое количество EGR. Как показано, в то время как величина EGR уменьшена, выходной сигнал 804 NO_x не увеличивается выше второго порогового значения 808, таким образом, указывая, что система SCR не имеет низкой эффективности, и увеличенный выходной сигнал датчика обусловлен просачиванием NH₃. В момент t₂ времени, величина EGR увеличивается до величины, меньшей, чем до момента t₁времени, чтобы увеличивать количество выбросов NO_x из двигателя. Кроме того, количество 812 NH₃, впрыскиваемого в каталитический нейтрализатор с SCR, уменьшается, чтобы уменьшать количество NH₃ в каталитическом нейтрализаторе. Таким образом, просачивание NH₃ из каталитического нейтрализатора может уменьшаться. Как показано, выходной сигнал датчика относится к NH₃ 810, и количество NH₃ уменьшается после момента t₂ времени.

В других примерах, может только уменьшаться величина EGR, или может только увеличиваться количество мочевины, впрыскиваемой в катализатор с SCR. В кроме того других примерах, один или более рабочих параметров могут регулироваться дополнительно или в качестве альтернативы. Таким образом, когда выходной сигнал датчика не увеличивается выше второго порогового значения при уменьшении величины EGR, выходной сигнал датчика относится к NH₃, и указывается состояние просачивания NH₃. По существу, один или более рабочих параметров регулируют, чтобы уменьшать просачивание NH₃.

Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке.

Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.

Реферат

1. Система, содержащая:двигатель с системой выпуска;систему рециркуляции выхлопных газов, присоединенную между двигателем и системой выпуска;систему очистки выхлопных газов, расположенную в системе выпуска и содержащую каталитический нейтрализатор с избирательным каталитическим восстановлением, форсунку мочевины, расположенную выше по потоку от каталитического нейтрализатора, и датчик выхлопных газов, расположенный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора; исистему управления в сообщении с датчиком, содержащую постоянные команды для уменьшения величины рециркуляции выхлопных газов в ответ на выходной сигнал датчика, превышающий пороговую величину оксида азота, и при уменьшении величины рециркуляции выхлопных газов отнесения выходного сигнала с датчика к каждому из аммиака и оксида азота в разных величинах в зависимости от изменения выходного сигнала датчика, и регулирования одного или более рабочих параметров на основании отнесения и изменения выходного сигнала датчика.2. Система по п.1, в которой один или более рабочих параметров включают в себя величину рециркуляции выхлопных газов и величину впрыска мочевины, причем когда выходной сигнал датчика отнесен к оксиду азота, система управления выполнена с возможностью увеличения величины рециркуляции выхлопных газов и увеличения впрыска мочевины.3. Система по п.1, в которой один или более рабочих параметров включают в себя величину рециркуляции выхлопных газов и величину впрыска мочевины, причем когда выходной сигнал датчика отнесен к аммиаку, система управления выполнена с возможностью уменьшения величины рециркуляции выхлопных газов и

Формула

3. Система по п.1, в которой один или более рабочих параметров включают в себя величину рециркуляции выхлопных газов и величину впрыска мочевины, причем когда выходной сигнал датчика отнесен к аммиаку, система управления выполнена с возможностью уменьшения величины рециркуляции выхлопных газов и уменьшения впрыска мочевины.