[发明专利]用于多重喷射系统的DEF喷射策略

说明书

一种柴油机排气系统包括多个喷射器以便向排气提供柴油机排气流体以降低NO_x排放。两个或更多个喷射器向发动机的排气系统提供DEF。在一种模式中，喷射器交替地喷射DEF流体。在一个实施例中，系统包括NO_x传感器或NO_x模型以帮助确定必须提供的DEF的量。在高DEF输出操作模式中，一个喷射器的DEF量以比另一喷射器更高的速率输出，使得可形成沉积物。在处于更高的喷射速率下的喷射器操作选定的时间部分之后，另一喷射器以更高的速率提供DEF流体。此外，系统针对每个喷射器输出计算估计的形成的液膜质量。当估计的形成的液膜质量不小于参数极限膜质量时，系统执行ATS再生。

相关申请

本申请要求2017年8月2日提交的美国临时申请62/540,212的优先权，该申请的公开内容特此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本布置涉及一种用于车辆的多重喷射系统的柴油机排气流体（DEF）喷射策略。

发明内容

选择性催化转化器（SCR）在降低柴油机NO_x排放时作为一种有效的方法被广泛使用。为了满足未来的低氮氧化物（NO_x）排放要求，诸如针对乘用车辆的超低排放车辆（SULEV）30和针对重载和非公路应用的CARB低0.02 NO_x，将需要高DEF流体喷射速率。高尿素剂量给送速率将增加SCR混合部段中的DEF流体液膜壁厚的水平，这因此可能导致固体沉积物副产物形成的风险增加。在发动机冷起动和/或低负载操作条件期间，固体沉积物形成的风险甚至更高。SCR系统中的固体沉积物显著妨碍了SCR混合器功能。固体沉积物也可增加SCR排气背压、DEF流体消耗并减少SCR入口处的氨分布。

当前布置考虑了针对双或多DEF喷射系统的DEF流体喷射策略的开发。所考虑的喷射策略如下：

a. 标准模式，其考虑直接在两个或更多个喷射器之间分摊降低NO_x所需的DEF的量。为了显著降低沉积物形成的风险，每个喷射器的所喷射的DEF量小于或等于喷射混合部段的剂量给送极限。

b. 交替模式，其中一个喷射器相比于另一喷射器或其他喷射器以更高的DEF剂量给送速率喷射，直到达到剂量给送极限阈值，然后，以交替方式，剂量给送速率在另一个DEF喷射器处增加。这种模式的特殊情况考虑仅经由仅一个喷射器喷射DEF，直到达到剂量给送极限阈值，同时其他喷射器空闲。

可能需要SCR系统中的高剂量给送速率以满足未来的低NO_x排放要求，诸如低排放车辆（LEV）III NO_x排放要求。在低温工作点，即排气温度在180℃至250℃之间，由于DEF液膜蒸发速率不足，很可能能够形成缩二脲和其他不期望的固体副产物。这些副产物能够沿着SCR混合器瓣片、混合器壁和/或沿着SCR催化器上游锥体形成。SCR固体沉积物积聚能够不利地增加排气背压、降低SCR催化器入口处所递送的氨量或均匀度，因此妨碍SCR系统功能。

在一个实施例中，一种用于控制用于将柴油机排气流体喷射到柴油机排气系统中的多个喷射器的方法包括：确定柴油机排气流体的量以降低在发动机工作点处的NO_x排放，并且确定何时存在沉积物形成的风险。当存在沉积物形成的风险时，该方法以第一喷射速率操作喷射器中的一个并以第二喷射速率操作喷射器中的另一个，每个操作历时选定的时间部分。该方法包括针对喷射器中的每一个估计形成的液膜质量；将喷射器中的每一个的所估计的形成的液膜质量与喷射器中的每一个的参数极限膜质量相比较；并且当所估计的形成的液膜质量中的一个不小于对应的参数极限膜质量时，将发生执行SCR的ATS再生以去除沉积物。在另一个实施例中，两个估计的形成的液膜质量都必须大于相应的对应的参数极限膜质量，以执行SCR的ATS再生。