[发明专利]使用车载诊断算法的后处理装置NOx转化效率诊断

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年8月19日提交的美国临时申请No.61/090,041的权益。上述申请的公开内容在此作为参考全文引入。 

技术领域

本发明涉及内燃机中NO_X排放的后处理的控制。 

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能不构成现有技术。 

排放控制是发动机设计和发动机控制中的一种重要因素。NO_X是已知的燃烧副产物。NO_X通过发动机进气空气中存在的氮和氧分子在高的燃烧温度下分裂生成，NO_X生成速率与燃烧过程具有已知的关系，例如，较高的NO_X生成速率与较高的燃烧温度和空气分子较长时间暴露于较高温度相关联。在燃烧过程中生成的NO_X的还原和排气后处理系统中的NO_X管理在车辆设计中是优先考虑的。 

一旦在燃烧室中生成，NO_X分子能够在后处理装置的广泛范畴内的本领域已知的示例性装置中转化回到氮和氧分子。然而，本领域技术人员将理解，后处理装置很大程度上取决于操作状况，例如由排气流温度驱动的装置操作温度。 

现代发动机控制方法采用各种各样的操作方案来优化燃烧。在燃料效率方面优化燃烧的一些操作方案包括在燃烧室内的贫、局部或分层燃烧，以减小实现需要气缸输出的功所需的燃料装料。虽然燃烧室内的温度能够在燃烧包内变得足够高，以生成大量的NO_X，但是燃烧室的总体能量输出，尤其是通过排气流从发动机排出的热能，可能从正常值极大地减小。这种状况对于排气后处理装置是有挑战的，因为前述后处理装置通常需要由排气流温度驱动的升高的操作温度，以恰当地操作来处理NO_X排放。 

例如，已知后处理装置采用能够存储一定量的NO_X的催化剂，且已经研发了发动机控制技术来将这些NO_X捕获器或NO_X吸附器与燃料有效的发动机控制方案结合，以改进燃料效率且仍实现可接受的NO_X排放水平。一个示例性方案包括使用贫NO_X捕获器来在燃料贫操作期间存储NO_X排放且然后在燃料富的、较高温度发动机操作状况期间用常规三效催化剂将存储的NO_X净化成氮和水。这种净化事件或再生事件能够是改变车辆操作或强制净化事件的结果。强制净化事件需要监测存储的NO_X的量和一些机制或标准来启动净化。例如，NO_X捕获器具有有限的存储容量，且传感器能够用于排气流中来估计NO_X生成，以估计NO_X捕获器状况。一旦NO_X捕获器接近其全容量，必须用燃料富还原“脉冲”来再生。期望控制NO_X捕获器的再生事件的效率，以提供最优排放控制和最小燃料消耗。已经提出了多种方案。 

已知在流入NO_X吸附剂的排气的空气-燃料比是贫时吸附NO_X(捕获)且在流入NO_X吸附剂的排气的空气-燃料比变成富时释放已吸附的NO_X(再生)的技术，其中，NO_X吸附剂中吸附的NO_X量可以从发动机负荷和发动机旋转速度估计。当估计的NO_X量变成NO_X吸附剂的最大NO_X吸附容量时，流入NO_X吸附剂的排气的空气-燃料比变成富。再生阶段的确定也可以基于内燃机的单独操作循环。 

也已知通过使用NO_X传感器或NO_X捕获器前的氧气传感器估计流入NO_X捕获器的NO_X量来估计NO_X捕获器有多满。也已知基于积聚的NO_X质量以及发动机负荷和速度操作状况可能性的估计来排定再生。