CN101639005B

CN101639005B - 针对选择性催化还原催化剂的配量剂喷射控制

Info

Publication number: CN101639005B
Application number: CN2009101650665A
Authority: CN
Inventors: K·A·加迪; A·甘戈帕迪亚伊
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: US20100028230A1; CN101639005A; DE102009034620B4; US7736595B2; DE102009034620A1

Abstract

针对选择性催化还原催化剂的配量剂喷射控制：该系统包括：选择性催化还原(SCR)分析模块和配量管理模块。SCR分析模块估算由SCR催化剂所储存的氨(NH₃)、SCR催化剂的最大NH₃储存容量、SCR催化剂下游的NH₃漏失、NH₃氧化、以及通过与氮氧化物(NOx)反应而完成的NH₃转化。基于所喷射的配量剂的量、NH₃漏失、NH₃氧化和NH₃转化来估算储存的NH₃。配量管理模块基于由SCR催化剂所储存的NH₃和最大NH₃储存容量来控制在SCR催化剂的上游向排放物系统中进行的配量剂喷射。

Description

针对选择性催化还原催化剂的配量剂喷射控制

相关申请的参见

本发明要求2008年7月30日提交的美国临时申请No.61/084,826的受益权。

本申请与2009年4月3日提交的美国专利申请No.___(代理人案号No.P003869-PTE-CD)和2009年4月3日提交的美国专利申请No.___(代理人案号No.P004945-PTDE-CD)相关。在此以引用的方式引入上述申请的全部公开内容。

技术领域

本发明涉及发动机系统，更具体地，涉及排放物处理系统。

背景技术

此处提供的背景技术描述，目的是为了从整体上介绍本发明的背景。在背景技术部分中描述的目前署名的发明人的工作，以及在提交时可能不构成现有技术的描述的各个方面，既没有明示地也没有默示地被认为是针对本发明的现有技术。

现在参照图1，示出了发动机系统100的功能方块图。空气通过进气歧管104被吸入发动机102中。节流阀106控制进入发动机102的气流。电子节流阀控制器(ETC)108控制节流阀106，并从而控制进入发动机102的气流。空气与来自一个或多个燃料喷射器110的燃料混合以形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机102的一个或多个汽缸中燃烧，例如在汽缸112中。空气/燃料混合物的燃烧生成转矩。

空气/燃料混合物的燃烧所产生的排放物从汽缸排放到排放物系统113。排放物可包括颗粒物质(PM)和气体。排放的气体包括氮氧化物(NOx)，例如一氧化氮(N0)和二氧化氮(NO₂)。排放物系统113包括处理系统114，处理系统114减少排放物中NOx和PM各自的含量。

处理系统114包括柴油氧化催化剂(DOC)116、配量剂喷射器118和选择性催化还原(SCR)催化剂120。排放物从发动机102流向DOC116。DOC116从排放物中去除碳氢化合物和/或碳氧化物。配量剂喷射器118在SCR催化剂120的上游向排放物流中喷射配量剂。由配量剂提供的NH₃被SCR催化剂120吸收。NH₃与经过SCR催化剂120的排放物中的NOx发生反应。

发动机控制模块(ECM)130控制发动机102的转矩输出。ECM130包括配量模块140，其控制配量剂喷射器118所喷射的配量剂的质量流速。这样，配量模块140控制供应给SCR催化剂120的NH₃。特别地，配量模块140控制提供给SCR催化剂120的NH₃，以调节SCR催化剂120所储存的氧的量。

配量模块140基于来自各种传感器的信号控制所喷射的配量剂的质量流速。仅作为实例，传感器包括：一个或多个NOx传感器，诸如NOx传感器142和144；一个或多个温度传感器，诸如温度传感器146、148和150；和/或一个或多个氧传感器，诸如氧传感器152。

配量模块140可进一步基于来自其它传感器154的信号控制提供给SCR催化剂120的NH₃。仅作为实例，其它传感器154可包括歧管绝对压力(MAP)传感器、质量空气流量(MAF)传感器、节流阀位置传感器(TPS)、进气温度(IAT)传感器和/或其它传感器。

SCR催化剂120所储存的NH₃的量称为当前储存量(mol)。从排放物中去除的NOx的百分比称为转化效率或NOx转化率。NOx转化率与SCR催化剂120的当前储存量直接相关。例如，NOx转化率随着SCR催化剂120的当前储存量的增加而提高。配量模块140控制所提供的NH₃，使得最大限度地提高NOx转化率。

发明内容

一种配量控制系统，包括选择性催化还原(SCR)分析模块和配量管理模块。SCR分析模块估算由SCR催化剂所储存的氨(NH₃)、SCR催化剂的最大NH₃储存容量、SCR催化剂下游的NH₃漏失(NH₃s1ip)、NH₃氧化、以及通过与氮氧化物(NOx)反应而完成的NH₃转化。基于所喷射的配量剂的量、NH₃漏失、NH₃氧化和NH₃转化来估算储存的NH₃。配量管理模块基于由SCR催化剂所储存的NH₃和最大NH₃储存容量来控制在SCR催化剂的上游向排放物系统中进行的配量剂喷射。

在其它特征中，该配量控制系统还包括误差模块。误差模块确定SCR催化剂下游的NOx传感器测量的NOx与为NOx传感器估算的NOx测量值之间的差。误差模块基于该差来选择性地调节最大NH₃储存容量和储存的NH₃中的至少一个。

在另一些其它特征中，SCR分析模块估算该估算的NOx测量值。

在进一步特征中，该配量控制系统还包括调节模块。调节模块基于估算的NOx测量值和NH₃漏失来输出估算的NOx测量值的调节后的估算值。误差模块确定由NOx传感器测量的NOx与调节后的估算值之间的差。

在又进一步的特征中，调节模块为NOx传感器将调节后的估算值的输出延迟一个延迟时间段。

在其它特征中，当该差大于第一预定量，而储存的NH3少于最大NH3储存容量且NH3漏失少于第二预定量时，误差模块选择性地增加由SCR催化剂所储存的NH3。

在另一些其它的特征中，SCR分析模块估算NH3解吸并基于该NH3解吸调节NH3漏失。

在进一步特征中，配量管理模块基于最大NH3储存容量和储存的NH₃来确定NH3设定点并基于该NH3设定点来控制配量剂喷射。

在又进一步的特征中，SCR分析模块进一步基于在SCR催化剂上游测量的NOx和在SCR催化剂上游测量的NOx中的二氧化氮(NO2)来估算储存的NH3。

一种配量控制方法，包括：估算选择性催化还原(SCR)催化剂的最大氨(NH3)储存容量；估算SCR催化剂下游的NH3漏失；估算NH3氧化；估算通过与氮氧化物(NOx)反应而完成的NH3转化；基于所喷射的配量剂的量、NH3漏失、NH3氧化和NH3转化来估算由SCR催化剂所储存的NH3；以及基于由SCR催化剂所储存的NH3和最大NH3储存容量来控制在SCR催化剂的上游向排放物系统中进行的配量剂喷射。

在其它特征中，该配量控制方法还包括：确定SCR催化剂下游的NOx传感器测量的NOx与为NOx传感器估算的NOx测量值之间的差；以及基于该差来选择性地调节最大NH3储存容量和储存的NH3中的至少一个。

在另一些其它的特征中，该配量控制方法还包括：估算该估算的NOx测量值。

在进一步特征中，该配量控制方法还包括：基于估算的NOx测量值和NH₃漏失来输出估算的NOx测量值的调节后的估算值。确定该差包括：确定由NOx传感器测量的NOx与调节后的估算值之间的差。

在又进一步的特征中，该配量控制方法还包括：为NOx传感器将调节后的估算值的输出延迟一个延迟时间段。

在其它特征中，选择性地调节包括：当该差大于第一预定量，而储存的NH3少于最大NH3储存容量且NH3漏失少于第二预定量时，选择性地增加由SCR催化剂所储存的NH3。

在另一些其它的特征中，该配量控制方法还包括：估算NH3解吸以及基于该NH3解吸调节NH3漏失。

在进一步特征中，该配量控制方法还包括：基于最大NH3储存容量和储存的NH3来确定NH3设定点以及基于该NH3设定点来控制配量剂喷射。

在又进一步的特征中，估算所储存的NH 3包括：进一步基于在SCR催化剂上游测量的NOx和在SCR催化剂上游测量的NOx中的二氧化氮(NO2)来估算所储存的NH3。

本发明进一步的应用领域从下面提供的具体实施方式中将变得显而易见。应该理解，具体实施方式和具体实例仅仅用于说明的目的，并非意在限制本发明的范围。

附图说明

从具体实施方式和附图中将对本发明有更充分的理解，其中：

图1是根据现有技术的发动机系统的功能方块图；

图2是根据本发明的原理的示例性发动机系统的功能方块图；

图3是根据本发明的原理的示例性配量控制模块的功能方块图；以及

图4是描绘了根据本发明的原理配量控制模块所执行的示例性步骤的流程图。

具体实施方式

下面的描述实质上只是示例性的，绝不是用来限制本发明、它的应用或使用。为了清楚起见，在附图中采用相同的标记号来标记相似的元件。如本文所使用的，句子“A、B和C中的至少一个”应该被解释成意味着使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应该理解，方法中的各步骤可以不同的顺序执行，而不改变本发明的原理。

如本文所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用的，专用的或分组的)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或其它提供所述功能的合适构件。

配量控制系统控制在选择性催化还原(SCR)催化剂的上游向排放物系统中进行的配量剂(例如，尿素)喷射。配量剂与排放物中的氮氧化物(NOx)反应，减少SCR催化剂下游NOx的量。

本发明的配量控制系统估算由SCR催化剂所储存的氨(NH₃)的量(即，当前储存量)和SCR催化剂当前能够储存的NH₃的最大量(即，最大储存容量)。本发明的配量控制系统也估算通过与NOx反应而完成的NH₃转化(即，NH₃转化)、NH₃氧化以及SCR催化剂下游的NH₃的量(即，NH₃漏失)。

配量控制系统基于所喷射的配量剂的量、NH₃漏失、NH₃氧化和NH₃转化来估算当前储存量。配量控制系统基于当前储存量和最大储存容量来控制在SCR催化剂上游进行的配量剂喷射。

现在参照图2，示出了示例性发动机系统200的功能方块图。发动机102可为，例如，汽油型内燃发动机、柴油型内燃发动机、混合动力型发动机和/或另一种类型的发动机。发动机102通过在发动机102的汽缸中燃烧空气/燃料混合物而生成转矩。发动机102可包括任何合适数目的汽缸，例如汽缸112。仅作为实例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10或12个汽缸。空气/燃料混合物的燃烧产生排放物。

由空气/燃料混合物的燃烧所产生的排放物从汽缸排放到排放物系统213。排放物系统213包括处理系统214，处理系统214减少排放物中颗粒物质(PM)和氮氧化物(NOx)。处理系统214包括柴油氧化催化剂(DOC)116、配量剂喷射器118和SCR催化剂120。

配量剂喷射器118在SCR催化剂120的上游向排放物流中喷射配量剂。配量剂可为尿素(CO(NH₂)₂)、氨(NH₃)和/或其它配量剂。在喷射尿素的实施例中，尿素与排放物反应并产生NH₃。在某些例子中，配量剂可以用例如水(H2O)来稀释。在这样的实施例中，来自废气的热量使水蒸发，也是产生NH₃。下面提供了用于说明从配量剂溶液产生NH₃的示例性化学方程式。HCNO+H₂→NH₃+CO₂

SCR催化剂120储存(即吸收)由配量剂供应的NH₃。SCR催化剂120可为任何合适类型的SCR催化剂。仅作为实例，SCR催化剂120可包括钒催化剂和/或沸石催化剂。SCR催化剂120可实施成带有柴油颗粒过滤器(DPF)或实施成任何其它合适的结构。下面提供了用于说明NH₃吸收的化学方程式。NH₃+S→NH₃(S)

SCR催化剂120催化所储存的NH₃和经过SCR催化剂120的NOx之间的反应。SCR催化剂120所储存的NH₃的量称为当前储存量(mol)。NOx和NH₃以已知率反应，该率称为k_3ox。反应率k_3ox由以下方程描述：

k_{3 ox} = \frac{XmolNH 3}{1 molNOx}

其中，X根据排放物中NO₂的量而变化。仅作为实例，X在1.0和1.333之间变化。

通过NOx和NH₃的反应而从排放物中去除的NOx的百分比称为转化效率或NOx转化率。NOx转化率与SCR催化剂120的当前储存量直接相关。仅作为实例，NOx转化率随着当前储存量的增加而提高。

但是，SCR催化剂120的当前储存量受限于NH₃的最大量(mol)。该NH₃的最大量称为SCR催化剂120的最大储存容量。将SCR催化剂120的当前储存量保持在最大储存容量能确保最大量的NOx从排放物中去除。换言之，将当前储存量保持在最大储存容量能确保达到最大的NOx转化率。

将当前储存量保持在最大储存容量或接近最大储存容量也能够增大NH₃将从处理系统214排出的可能性。这个增大的可能性可归因于最大储存容量和SCR催化剂的温度之间的反比关系。例如，最大储存容量随着SCR温度的升高而减小。被称为NH₃漏失的情况发生在NH₃从排放物系统213中排出时。

当SCR温度在当前储存量等于最大储存容量的时刻升高时，NH₃从SCR催化剂120解吸(即，释放)。换言之，SCR温度的升高导致最大储存容量的减小，所储存的超过该减小后的最大储存容量的NH₃被解吸。因此，SCR温度的升高可导致NH₃漏失。下面提供了用于说明NH₃解吸的示例性化学方程式。NH₃(S)→NH₃+S

配量剂所供应的NH₃的全部或者一部分在被SCR催化剂120吸收之前或之后可氧化。例如，NH₃可与排放物中的氧反应，产生氮气(N₂)和水(H₂O)。NH₃氧化可由例如排放物提供的热量所诱发。下面提供了用于说明NH₃氧化的示例性化学方程式。4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O

NH₃和NOx的反应产生氮气和水。排放物的其它成分，例如氧(O₂)，也可参与NH₃和NOx的反应。下面提供的示例性化学方程式说明了NH₃和NOx的反应。4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O4NH₃+2NO+2NO₂→4N₂+6H₂O8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O

处理系统214包括NOx传感器142和144，以及温度传感器146、148和150。处理系统214也包括氧传感器152。NOx传感器142位于DOC116的上游，NOx传感器144位于SCR催化剂120的下游。在其它实施例中，NOx传感器142位于DOC116和SCR催化剂120之间。

NOx传感器142和144分别测量SCR催化剂120上游和下游的NOx。换言之，NOx传感器142和144测量流入和流出SCR催化剂120的NOx。NOx传感器142和144产生对应于它们各自位置处的NOx的浓度(ppm)的信号，这些信号分别称为NOx_IN和NOx_OUT。

温度传感器146、148和150位于排放物系统213的不同地方。仅作为实例，如图2所示，温度传感器148位于DOC116的下游和SCR催化剂120的上游，温度传感器150位于SCR催化剂120的下游。温度传感器146位于DOC116的上游。温度传感器146、148和150分别测量在它们各自位置处的排放物温度并输出对应于该测量温度的信号。由温度传感器146、148和150输出的信号分别称为T_A、T_B和T_C。

发动机控制模块(ECM)230控制发动机102的转矩输出。ECM230包括配量控制模块240，其控制配量剂喷射器118所喷射的配量剂的质量流速。这样，配量控制模块240控制供应给SCR催化剂120的NH₃。所供应的配量剂的质量流速称为DA_IN(g/s)，NH₃供应给SCR催化剂120的速率称为NH₃供应速率。

根据本发明原理的配量控制模块240控制DA_IN以最大限度地提高NOx转化率和最大限度地减少NH₃漏失。配量控制模块240基于供应给SCR催化剂120的NH₃的量、通过与NOx反应而转化的NH₃的量、解吸的NH₃的量、被氧化的NH₃的量和/或任何其它合适的参数来估算SCR催化剂120的当前储存量。

配量控制模块240也估算将由NOx传感器144测量的下游NOx浓度(即，NOx_OutPred)。配量控制模块240将这个对下游NOx的估算与来自NOx传感器144的反馈一起使用。但是，NOx传感器144对NH₃交叉敏感(crosssensitive)。因此，NOx_OUT包括在SCR催化剂120下游所测量的NOx和在SCR催化剂120下游所测量的NH₃。

配量控制模块240调节NOx_OutPred以解决NOx传感器144的交叉敏感性。此外，配量控制模块240调节NOx_OutPred以解决NOx传感器144的特性，诸如NOx传感器144的时间常数。针对NOx传感器144的交叉敏感性和NOx传感器144的特性而调节的NOx_OutPred称为NOx_OutADJ。

配量控制模块240也基于排放物经过处理系统214到达NOx传感器144位置处所需的时间来延迟NOx_OutADJ。这段时间称为运输延迟(秒)。配量控制模块240存储NOx_OutADJ并延迟NOx_OutADJ的使用，直到对应于运输延迟的那段时间已经过去。这样，配量控制模块240避免了将NOx_OutADJ与来自NOx传感器144的反馈一起使用，直到NOx传感器144产生相应的NOx_OUT测量。

配量控制模块240基于NOx_OutADJ和NOx_OUT之差来确定误差项(即，NOx_ERR)。配量控制模块240也确定可能的NOx_ERR来源。仅作为实例，配量控制模块240确定NOx_ERR是否归因于SCR催化剂120的中毒、SCR催化剂120的老化和/或确定SCR催化剂120的当前储存量时的不准确。其它可能的NOx_ERR来源包括，例如，调节NOx_OutPred时的不准确，确定NH₃漏失时的不准确，和/或另外的来源。

配量控制模块240选择性地调节数据，诸如当前储存量。配量控制模块240基于例如NOx_ERR来确定是否要调节当前储存量。如果配量控制模块240确定要调节当前储存量，那么配量控制模块240将确定该调节应该是增加还是减少以及该调节的幅度。这样，配量控制模块240调节当前储存量以便将来控制供应给SCR催化剂120的NH₃和/或对NOx输出的估算。

现在参照图3，示出了配量控制模块240的示例性实施例的功能方块图。配量控制模块240包括比率确定模块302、SCR分析模块304、SCR温度模块306、配量管理模块308和配量启动模块310。配量控制模块240也包括调节模块312、求差模块314和误差模块316。

比率确定模块302估算流入SCR催化剂120的NOx中NO₂的比率，并相应地产生NO₂∶NOx_IN信号。流入SCR催化剂120的NOx中NO₂的比率称为NO₂比率。

比率确定模块302基于排放物状况和NOx_IN来确定(即，估算)NO₂比率。排放物状况包括，例如，排放物压力、排放物温度、排放物流速(EFR)、空气/燃料混合物、和/或任何其它合适的参数。排放物压力可测量，例如，在DOC116的上游。排放物温度例如可基于T_A。EFR可使用传感器(未示出)来测量和/或基于诸如进入发动机102的MAF的参数来确定。

SCR分析模块304估算与供应给SCR催化剂120的NH₃的控制相关的各种参数。仅作为实例，SCR分析模块304确定(即，估算)前馈参数，诸如SCR催化剂120的最大储存容量(即，NH_3Max)和SCR催化剂120的当前储存量(即，NH_3St)。SCR分析模块304也确定(即，估算)各种反馈相关的参数，诸如SCR催化剂120下游的NOx(即，NOx_OutPred)和SCR催化剂120下游的NH₃(即，NH_3Slip)。

SCR分析模块304基于SCR温度确定SCR催化剂120的最大储存容量。例如，当SCR温度升高时，最大储存容量减小。SCR分析模块304也可基于其它参数诸如EFR来确定最大储存容量。

SCR温度模块306基于温度T_A、T_B和/或T_C来确定SCR温度。也可基于SCR催化剂120的结构来确定SCR温度。例如，在一些实施例中，SCR催化剂120被分割成区段。SCR催化剂120中可包含缓冲剂，诸如在各区段之间和/或在SCR催化剂120之后。SCR温度模块306可确定每个区段的温度或SCR催化剂120中各种位置处的温度曲线。

SCR分析模块304估算SCR催化剂120的当前储存量并相应地生成NH_3St信号。当前储存量对应于SCR催化剂120所储存的NH₃的量(mol)。SCR分析模块304可选择性地将当前储存量设置为一个已知值。

SCR分析模块304然后去定当前储存量的变化并基于该变化调节当前储存量。SCR分析模块304基于供应给SCR催化剂的NH₃、被氧化的NH₃、NH₃漏失、通过与NOx反应而转化的NH₃、和/或其它参数来确定当前储存量的变化。这些参数可包括，例如，SCR温度、流入SCR催化剂120的氧、排放物压力、SCR催化剂120的空速、EFR和/或其它合适的参数。

配量管理模块308通过控制所喷射的配量剂的质量流速(即，DA_1N)(g/s)来控制供应给SCR催化剂120的NH₃。配量管理模块308基于SCR催化剂120的最大储存容量、SCR催化剂120的当前储存量和NOx_IN来控制DA_IN。配量管理模块308也可基于NO₂比率来控制DA_IN。配量管理模块308确定当前储存量的一个设定点，其将产生最大的NOx转化率和最大限度地减小NH₃漏失的潜在可能性。配量管理模块308基于该设定点控制DA_IN。

喷射器控制器或驱动器309，接收DA_IN并基于DA_IN向配量剂喷射器118施加信号。施加给配量剂喷射器118的信号可以是任何合适类型的信号。仅作为实例，可以以对应于DA_IN的占空比(即，在一段预定的时间内“开”所占的时间百分比)施加PWM信号。通过控制DA_IN，配量管理模块308控制了供应给SCR催化剂120的NH₃。

配量启动模块310选择性地启动配量管理模块308。否则，配量管理模块308以及因此供应给SCR催化剂120的NH₃被停止。仅作为实例，当排放物温度高于预定温度时，配量启动模块310启动配量管理模块308。当排放物温度低于该温度时，所喷射的配量剂可能不能转化成NH₃。此外，当排放物温度低于预定温度时，SCR催化剂120所储存的NH₃可能不能与NOx反应。

SCR分析模块304估算将由NOx传感器144测量的NOx(即，NOx_OUT)并相应地生成NOx_OutPred信号。SCR分析模块304基于SCR催化剂120的空速和SCR温度来估算NOx_OutPred。也可基于SCR催化剂120的当前储存量、NO₂比率和/或其它参数来估算NOx_OutPred。但是，NOx_OutPred不能解决NOx传感器144的交叉敏感性。此外，NOx_OutPred不能解决运输延迟或NOx传感器144的特性。

SCR分析模块304估算当排放物到达NOx传感器144时所发生的NH₃漏失并相应地生成NH_3slip信号。将利用估算的NH₃漏失来针对NOx传感器144的交叉敏感性而调节NOx_OutPred。NH₃漏失可包括从SCR催化剂120解吸的NH₃、未被吸收而穿过SCR催化剂120的NH₃、和/或在SCR催化剂120下游其它来源的NH₃。SCR分析模块304基于SCR催化剂120的空速、SCR温度、SCR催化剂120的当前储存量、SCR催化剂120的最大储存容量、和/或其它参数来估算NH₃漏失。

调节模块312针对NOx传感器144的交叉敏感性和NOx传感器144的特性而调节NOx_OutPred。调节后的NOx_OutPred称为NOx_OutADJ。调节模块312也基于运输延迟而延迟NOx_OutADJ的使用，并输出当对应于运输延迟的那段时间已经过去时的NOx_OutADJ。

求差模块314从NOx传感器144接收NOx_OUT，从调节模块312接收NOx_OutADJ。求差模块314确定NOx误差项并相应地生成NOx_ERR信号。求差模块314基于NOx_OutADJ和NOx_OUT之差来确定NOx_ERR误差项。仅作为实例，NOx_ERR误差项可确定为NOx_OutADJ减去NOx_OUT。

误差模块316基于NOx_ERR来确定一个或多个参数是否应该被调节。误差模块316可确定，例如，SCR催化剂120的当前储存量是否应该被调节。仅作为实例，当NOx_ERR大于预定值时，误差模块316可确定当前储存量应该被调节。

误差模块316确定调节方向(即，增加还是减少)和调节幅度并相应地调节当前储存量。仅作为实例，当当前储存量小于最大储存容量，NH_3slip是小的或为零，NOx_ERR是大的，误差模块316可增加当前储存量。在这些情况下的大NOx_ERR可归因于测量NH₃漏失的NOx传感器144，NH₃漏失发生在当前储存量达到最大储存容量时。仅作为实例，误差模块316可基于最大储存容量或NOx_ERR来调节当前储存量。

现在参照图4，示出了描绘由配量控制模块240所执行的示例性步骤的流程图。图4的各步骤的顺序可以变化而不改变本发明的精神。

控制开始于步骤402，在该步骤，控制确定SCR催化剂120的最大储存容量(即，NH_3Max)。控制基于SCR温度和/或排放物状况来确定最大储存容量。在步骤404，控制确定NO₂比率(即，NO₂∶NOx_IN)。控制基于NOx_IN和排放物状况例如排放物压力、排放物温度、排放物流速(EFR)、空气/燃料混合物、和/或任何其它合适的参数来确定NO₂比率。

在步骤406，控制确定SCR催化剂120的当前储存量(即，NH_3St)。控制基于供应给SCR催化剂120的NH₃、被氧化的NH₃、NH₃漏失、以及通过与NOx反应而转化的NH₃来确定当前储存量。在步骤408，控制确定是否启动配量剂喷射。如果是，控制则进行到步骤410；如果否，控制则返回到步骤402。仅作为实例，当SCR温度高于预定温度时，控制启动配量剂喷射。

步骤410，控制确定在步骤410要喷射的配量剂的质量流速(即，DA_IN)。在步骤412，控制下达指令以该质量流速喷射。在步骤414，控制估算将由NOx传感器144测量的NOx(即，NOx_OutPred)。不过，该估算的NOx不能解决NOx传感器144的特性、NOx传感器144对NH₃的交叉敏感性或运输延迟。

在步骤416，控制确定NOx_OutADJ。换言之，控制基于NOx传感器144的交叉敏感性和NOx传感器144的特性来调节NOx_OutPred。控制也延迟NOx_OutADJ的使用，直到运输延迟已经过去。在步骤418，控制确定NOx误差项(即，NOx_ERR)。控制基于由NOx传感器144所提供的NOx_OUT和NOx_OutADJ之差来确定NOx误差项。

在步骤420，控制确定是否要调节对SCR催化剂120的控制。仅作为实例，控制在步骤420确定是否要调节当前储存量。如果是，控制则进行到步骤422；如果否，控制则返回到步骤402。控制可基于例如NOx_ERR来确定是否要调节对SCR催化剂120的控制。

在步骤422，控制确定NOx_ERR的来源。仅作为实例，NOx_ERR的来源可包括SCR催化剂120的老化、SCR催化剂120的中毒、和/或在确定以上提及的参数之一时的不准确。在步骤424，控制确定如何调节对SCR催化剂120的控制。例如，控制确定对当前储存量的调节幅度和调节方向。在步骤426，控制进行该调节，且控制返回到后402。

从前面的描述中，本领域技术人员现在能够理解，本发明的广泛教导可以以多种形式实施。因此，尽管本发明包括特定实例，但是本发明的真实范围不应该如此局限，因为本领域技术人员在研读了附图、说明书和下面的权利要求之后，其它的修改将变得显而易见。

Claims

1.一种配量控制系统，包括：

选择性催化还原分析模块，其估算由选择性催化还原催化剂所储存的氨、所述选择性催化还原催化剂的最大氨储存容量、所述选择性催化还原催化剂下游的氨漏失、氨氧化、以及通过与氮氧化物反应而完成的氨转化，其中，基于所喷射的配量剂的量、所述氨漏失、所述氨氧化和所述氨转化来估算所述储存的氨；以及

配量管理模块，其基于由所述选择性催化还原催化剂所储存的氨和所述最大氨储存容量来控制在所述选择性催化还原催化剂的上游向排放物系统中进行的配量剂喷射。

2.权利要求1的配量控制系统，还包括：误差模块，其确定所述选择性催化还原催化剂下游的氮氧化物传感器测量的氮氧化物与为所述氮氧化物传感器估算的氮氧化物测量值之间的差，且其基于所述差来选择性地调节所述最大氨储存容量和所述储存的氨中的至少一个。

3.权利要求2的配量控制系统，其中，所述选择性催化还原分析模块估算所述估算的氮氧化物测量值。

4.权利要求2的配量控制系统，还包括：调节模块，其基于所述估算的氮氧化物测量值和所述氨漏失来输出所述估算的氮氧化物测量值的调节后的估算值，其中，所述误差模块确定由所述氮氧化物传感器测量的氮氧化物与所述调节后的估算值之间的差。

5.权利要求4的配量控制系统，其中，所述调节模块为所述氮氧化物传感器将所述调节后的估算值的所述输出延迟一个延迟时间段。

6.权利要求2的配量控制系统，其中，当所述差大于第一预定量，而所述储存的氨少于所述最大氨储存容量且所述氨漏失少于第二预定量时，所述误差模块选择性地增加由所述选择性催化还原催化剂所储存的氨。

7.权利要求1的配量控制系统，其中，所述选择性催化还原分析模块估算氨解吸并基于所述氨解吸调节所述氨漏失。

8.权利要求1的配量控制系统，其中，所述配量管理模块基于所述最大氨储存容量和所述储存的氨来确定氨设定点并基于所述氨设定点来控制所述配量剂喷射。

9.权利要求1的配量控制系统，其中，所述选择性催化还原分析模块进一步基于在所述选择性催化还原催化剂上游测量的氮氧化物和在所述选择性催化还原催化剂上游测量的所述氮氧化物中的二氧化氮来估算所述储存的氨。

10.一种配量控制方法，包括：

估算选择性催化还原催化剂的最大氨储存容量；

估算所述选择性催化还原催化剂下游的氨漏失；

估算氨氧化；

估算通过与氮氧化物反应而完成的氨转化；

基于所喷射的配量剂的量、所述氨漏失、所述氨氧化和所述氨转化来估算由所述选择性催化还原催化剂所储存的氨；以及

基于由所述选择性催化还原催化剂所储存的氨和所述最大氨储存容量来控制在所述选择性催化还原催化剂的上游向排放物系统中进行的配量剂喷射。

11.权利要求10的配量控制方法，还包括：

确定所述选择性催化还原催化剂下游的氮氧化物传感器测量的氮氧化物与为所述氮氧化物传感器估算的氮氧化物测量值之间的差；以及

基于所述差来选择性地调节所述最大氨储存容量和所述储存的氨中的至少一个。

12.权利要求11的配量控制方法，还包括：估算所述估算的氮氧化物测量值。

13.权利要求11的配量控制方法，还包括：基于所述估算的氮氧化物测量值和所述氨漏失来输出所述估算的氮氧化物测量值的调节后的估算值，其中，确定所述差包括：确定由所述氮氧化物传感器测量的氮氧化物与所述调节后的估算值之间的差。

14.权利要求13的配量控制方法，还包括：为所述氮氧化物传感器将所述调节后的估算值的所述输出延迟一个延迟时间段。

15.权利要求11的配量控制方法，其中，所述选择性地调节包括：当所述差大于第一预定量，而所述储存的氨少于所述最大氨储存容量且所述氨漏失少于第二预定量时，选择性地增加由所述选择性催化还原催化剂所储存的氨。

16.权利要求10的配量控制方法，还包括：

估算氨解吸；以及

基于所述氨解吸调节所述氨漏失。

17.权利要求10的配量控制方法，还包括：

基于所述最大氨储存容量和所述储存的氨来确定氨设定点；以及

基于所述氨设定点来控制所述配量剂喷射。

18.权利要求10的配量控制方法，其中，所述估算所述储存的氨包括：进一步基于在所述选择性催化还原催化剂上游测量的氮氧化物和在所述选择性催化还原催化剂上游测量的所述氮氧化物中的二氧化氮来估算所述储存的氨。