CN103422958B - 基于催化器中的氨存储状况控制发动机的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于催化器中的氨存储状况控制发动机的系统和方法。具体而言，根据本发明的原理的系统包括存储估算模块和空气/燃料比控制模块。存储估算模块估算存储在第一选择性催化还原（SCR）催化器中的氨的第一量并且估算存储在第二SCR催化器中的氨的第二量。空气/燃料比控制模块基于所述第一量、所述第二量和位于所述第二SCR催化器中的基体的温度控制发动机的空气/燃料比。

Description

基于催化器中的氨存储状况控制发动机的系统和方法
政府权利声明
本发明是依据美国能源部的美国政府计划No. DE-EE0003379做出的。美国政府对本发明具有一定权利。
技术领域
本发明涉及基于多个选择性催化还原催化器中的氨存储状况控制发动机的系统和方法。
背景技术
这里提供的背景技术描述是为了总体上呈现本发明的背景。当前冠名发明人的成果（在本背景技术部分所描述的范围内）以及在提交申请时不构成现有技术的描述方面不能被明显地或暗示地认为是针对本发明的现有技术。
三元催化器和选择性催化还原（SCR）催化器还原来自发动机的废气中的排放物。当发动机的空气/燃料比较浓或是化学计量比时，三元催化器还原碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物，并且产生氨，并且SCR催化器存储所述氨。当空气/燃料比较稀时，三元催化器还原碳氢化合物和一氧化碳，并且存储在SCR催化器中的氨被用于还原氮氧化物。因此，当空气/燃料比较稀时，存储在SCR催化器中的氨量下降。
通常，将空气/燃料比调稀以提高燃料经济性。被动SCR系统可以将空气/燃料比从稀转变到浓，以增加SCR催化器中的氨存储量。主动SCR系统将定量配给剂（诸如尿素）注入废气中，以增加SCR催化器中的氨存储量。定量配给剂分解以形成存储在SCR催化器中的氨。
发明内容
一种根据本发明的原理的系统，其包括存储估算模块和空气/燃料比控制模块。存储估算模块估算存储在第一选择性催化还原（SCR）催化器中的氨的第一量并且估算存储在第二SCR催化器中的氨的第二量。空气/燃料比控制模块基于所述第一量、所述第二量和位于所述第二SCR催化器中的基体的温度控制发动机的空气/燃料比。
方案1. 一种系统，包括：
存储估算模块，其估算存储在第一选择性催化还原（SCR）催化器中的氨的第一量并且估算存储在第二SCR催化器中的氨的第二量；以及
空气/燃料比控制模块，其基于所述第一量、所述第二量和位于所述第二SCR催化器中的基体的温度控制发动机的空气/燃料比。
方案2. 根据方案1所述的系统，其中，所述存储估算模块基于进入所述第一SCR催化器中的废气的温度、进入所述第一SCR催化器中的废气的空气/燃料比以及流过所述第一SCR催化器的废气的质量流率估算所述第一量。
方案3. 根据方案1所述的系统，其中，所述存储估算模块基于进入所述第二SCR催化器中的废气的温度以及流过所述第二SCR催化器的废气的质量流率估算所述第二量。
方案4. 根据方案1所述的系统，其中，所述存储估算模块基于从位于所述第一SCR催化器上游的氮氧化物传感器接收的输入估算所述第一量和所述第二量。
方案5. 根据方案1所述的系统，进一步包括基于所述基体的温度确定乘数的乘数确定模块，其中，所述空气/燃料比控制模块基于所述乘数控制所述发动机的空气/燃料比。
方案6. 根据方案5所述的系统，其中，当所述基体的温度小于第一温度时所述乘数等于零，并且当所述基体的温度大于第二温度时所述乘数等于一。
方案7. 根据方案6所述的系统，其中，所述第一温度为大约144摄氏度，而所述第二温度为大约200摄氏度。
方案8. 根据方案5所述的系统，其中，所述空气/燃料比控制模块基于所述乘数和所述第二量的乘积控制所述发动机的空气/燃料比。
方案9. 根据方案8所述的系统，其中，所述空气/燃料比控制模块基于所述第一量和所述乘积之和控制所述发动机的空气/燃料比。
方案10. 根据方案9所述的系统，其中，所述空气/燃料控制模块在所述和小于第一数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为浓空气/燃料比，并且在所述和大于第二数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为稀空气/燃料比。
方案11. 一种方法，包括：
估算存储在第一选择性催化还原（SCR）催化器中的氨的第一量并且估算存储在第二SCR催化器中的氨的第二量；以及
基于所述第一量、所述第二量和位于所述第二SCR催化器中的基体的温度控制发动机的空气/燃料比。
方案12. 根据方案11所述的方法，进一步包括基于进入所述第一SCR催化器中的废气的温度、进入所述第一SCR催化器中的废气的空气/燃料比以及流过所述第一SCR催化器的废气的质量流率估算所述第一量。
方案13. 根据方案11所述的方法，进一步包括基于进入所述第二SCR催化器中的废气的温度以及流过所述第二SCR催化器的废气的质量流率估算所述第二量。
方案14. 根据方案11所述的方法，进一步包括基于从位于所述第一SCR催化器上游的氮氧化物传感器接收的输入估算所述第一量和所述第二量。
方案15. 根据方案11所述的方法，进一步包括基于所述基体的温度确定乘数，以及基于所述乘数控制所述发动机的空气/燃料比。
方案16. 根据方案15所述的方法，其中，当所述基体的温度小于第一温度时所述乘数等于零，并且当所述基体的温度大于第二温度时所述乘数等于一。
方案17. 根据方案16所述的方法，其中，所述第一温度为大约144摄氏度，所述第二温度为大约200摄氏度。
方案18. 根据方案15所述的方法，进一步包括基于所述乘数和所述第二量的乘积控制所述发动机的空气/燃料比。
方案19. 根据方案18所述的方法，进一步包括基于所述第一量和所述乘积之和控制所述发动机的空气/燃料比。
方案20. 根据方案19所述的方法，进一步包括在所述和小于第一数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为浓空气/燃料比，并且在所述和大于第二数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为稀空气/燃料比。
通过下文提供的详细描述，本发明的其它应用领域将变得显而易见。应该理解，该详细描述和具体例子仅为了说明的目的，而非意在限制本发明的范围。
附图说明
通过该详细描述和附图将能更全面地理解本发明，附图中：
图1是根据本发明的原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本发明的原理的示例性控制系统的功能框图；
图3是图示根据本发明的原理的示例性控制方法的流程图；以及
图4和5是图示根据本发明的原理的指示被动选择性催化还原（SCR）系统中的操作条件的信号的图表。
具体实施方式
选择性催化还原（SCR）催化器的温度影响还原氮氧化物的SCR催化器内的反应效率并且影响SCR催化器存储氨的能力。当SCR催化器的温度低时，诸如低于144摄氏度（℃），SCR催化器内还原氮氧化物的反应效率接近零。因此，即使SCR催化器含有氨，氨也不与氮氧化物反应和还原氮氧化物。当SCR催化器的温度高时，诸如高于400℃，则SCR催化器不能存储氨。
SCR系统通常包括位于发动机下游的三元催化器和位于三元催化器下游的SCR催化器。SCR催化器的温度受发动机和SCR催化器之间的距离影响。发动机和刚好位于三元催化器下游的SCR催化器之间的距离可以相对较短。因此，仅当发动机刚启动时，SCR催化器的温度可能太低而不能有效地还原氮氧化物。
一些SCR系统可包括位于三元催化器下游的两个或更多个SCR催化器。发动机和位于另一SCR催化器下游的SCR催化器之间的距离可能相对较长。因此，在发动机启动之后，SCR催化器的温度都可能太低而不能有效地还原氮氧化物。此外，还原氮氧化物的SCR催化器内的反应效率直到发动机以高负荷（诸如当车辆在高速公路上行驶时所经历的那些负荷）操作时才可以达到峰值效率。
根据本发明的原理的系统和方法估算存储在第一SCR催化器中的氨的第一量和存储在第二SCR催化器中的氨的第二量。第二SCR催化器位于第一SCR催化器下游。可以基于流过SCR催化器的废气的温度估算第一和第二量。基于第二SCR催化器的温度确定乘数。基于第一量与乘数和第二量之积的和估算存储在SCR催化器中的氨的有效量。所述有效量表示有效地还原氮氧化物的氨量。
基于存储在SCR催化器中的氨的有效量控制发动机的空气/燃料比。当有效量小于第一数量时，可以将发动机的空气/燃料比调节到浓空气/燃料比。当有效量大于第二数量时，可以将发动机的空气/燃料比调节到稀空气/燃料比。第一和第二数量可以是预定的。第二数量可以大于或等于第一数量。
基于流过SCR催化器的废气的温度估算存储在SCR催化器中的氨量考虑了在高温下SCR催化器存储氨的能力的降低。利用乘数估算存储在SCR催化器中的氨的有效量考虑了在低温下第二SCR催化器的反应效率的降低。如果多于一个SCR催化器位于另一SCR催化器下游，则可以应用乘数来估算存储在位于另一SCR催化器下游的每个SCR催化器中的氨量。
现在参照图1，发动机系统100的示例性实施例包括发动机102，发动机102基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入燃烧空气/燃料混合物以产生车辆的驱动扭矩。空气通过进气系统106被吸入发动机102。仅作为示例，进气系统106可包括进气歧管108和节流阀110。仅作为示例，节流阀110可包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块（ECM）112控制节流阀致动器模块116，节流阀致动器模块116调整节流阀110的开度以控制吸入进气歧管108的空气量。
空气从进气歧管108被吸入发动机102的气缸中。尽管发动机102可包括多个气缸，为了说明起见，紧示出了一个典型的气缸114。仅作为示例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM 112可以停用气缸中的一些，这可以在一定发动机操作条件下提高燃料经济性。
发动机102可以采用四冲程循环进行操作。下述四冲程被命名为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。曲轴（未示出）每转一圈，在气缸114内发生四个冲程中的两个。因此，需要曲轴转两圈来使气缸114经历所有四个冲程。
在进气冲程期间，空气从进气歧管108通过进气阀118被吸入气缸114。ECM 112控制燃料致动器模块120，燃料致动器模块120调整燃料喷射以实现期望的空气/燃料比。可以在中心位置或多个位置（诸如靠近气缸中每个的进气阀118）处将燃料喷入进气歧管108。在不同实施方式（未示出）中，燃料可以直接喷入气缸或与气缸相连的混合腔中。燃料致动器模块120可以停止将燃料喷入停用的气缸中。
喷入的燃料与空气混合并在气缸114中形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸114内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火发动机，在此情形中，气缸114中的压缩会点燃空气/燃料混合物。可选择地，发动机102可以是火花点火发动机，在此情形中，火花致动器模块122基于来自ECM 112的信号给气缸114中的火花塞124通电，火花塞124点燃空气/燃料混合物。点火正时可相对于活塞位于其最高位置（称作上死点（TDC））的时间被具体设定。
可以通过具体指明在TDC之前或之后多远产生火花的正时信号来控制火花致动器模块122。由于活塞位置与曲轴旋转直接相关，因此可以使火花致动器模块122的操作与曲轴转角同步。在不同实施方式中，火花致动器模块122可以停止向停用的气缸提供火花。
产生火花可以被称为点火事件。火花致动器模块122可具有改变每个点火事件的点火正时的能力。当在上一点火事件和下一点火事件之间点火正时信号改变时，火花致动器模块122甚至能够改变下一点火事件的点火正时。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，由此驱动曲轴。燃烧冲程可以被定义为活塞到达TDC和活塞返回下死点（BDC）的时刻之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动并且通过排气阀126排出燃烧副产物。经由排气系统128从车辆排放燃烧副产物。
排气系统128包括三元催化器（TWC）130和选择性催化还原（SCR）催化器132、134。当发动机102的空气/燃料比较浓或是化学计量比时，TWC 130还原碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物并且产生氨，并且SCR催化器132、134存储所述氨。当空气/燃料比较稀时，TWC 130还原碳氢化合物和一氧化碳，并且存储在SCR催化器132、134中的氨用于还原氮氧化物。
可以利用曲轴位置（CKP）传感器136测量曲轴的位置。ECM 112可以基于曲轴位置确定曲轴速度（即发动机速度）。可以利用发动机冷却液温度（ECT）传感器138测量发动机冷却液的温度。ECT传感器138可以位于发动机102内或位于冷却液循环的其它位置处，诸如散热器（未示出）处。
可以利用歧管绝对压力（MAP）传感器140测量进气歧管108内的压力。在不同实施方式中，可以测量发动机真空度，其是环境空气压力和进气歧管108内的压力之差。可以利用质量空气流量（MAF）传感器142测量流入进气歧管108的空气的质量流率。在不同实施方式中，MAF传感器142可位于还包括节流阀110的外壳中。节流阀致动器模块116可利用一个或多个节流阀位置传感器（TPS）144监控节流阀110的位置。可以利用进气空气温度（IAT）传感器146测量被吸入发动机102中的空气的环境温度。
可以利用空气/燃料比（AFR）传感器148测量来自发动机102的废气的空气/燃料比。可以利用氮氧化物（NOX）传感器150测量来自发动机102的废气中的氮氧化物和氨的水平。AFR传感器148和NOX传感器150可位于TWC 130的出口处或附近。可以利用废气温度（EGT）传感器152、154测量来自发动机102的废气的温度。EGT传感器152可位于SCR催化器132的入口处或附近。EGT传感器154可位于SCR催化器134的入口处或附近。ECM 112可利用来自所述传感器的信号对发动机系统100下控制决定。
ECM 112估算存储在SCR催化器132中的氨的第一量和存储在SCR催化器134中的氨的第二量。ECM 112可基于来自EGT传感器152、154的输入估算第一量、第二量和位于SCR催化器134中的基体的温度。ECM 112可基于基体温度确定乘数并且基于第一量与所述乘数和第二量之积的和估算SCR催化器132、134中存储的氨的有效量。
ECM 112基于SCR催化器132、134中存储的氨的有效量控制发动机102的空气/燃料比。当所述有效量小于第一数量时，ECM 112可以将发动机102的空气/燃料比调节到浓空气/燃料比。当所述有效量大于第二数量时，ECM 112可以将发动机102的空气/燃料比调节到稀空气/燃料比。第一数量和第二数量可以是预定的，并且第二数量可以大于或等于第一数量。
现在参照图2，ECM 112的示例性实施例包括废气流量确定模块202、排放物水平确定模块204和基体温度估算模块206。废气流量确定模块202基于进入发动机102的空气质量流率和发动机102的燃料消耗率确定来自发动机102的废气的质量流率。废气流量确定模块202可以从MAF传感器142接收空气质量流率。废气流量确定模块202可以从空气/燃料比控制模块208接收燃料消耗率。废气流量确定模块202输出废气的质量流率。
排放物水平确定模块204确定TWC 130的出口处的废气中的排放物水平。当发动机102的空气/燃料比较稀时，排放物水平确定模块204可以将氨水平设定为零并且基于来自NOX传感器150的输入确定氮氧化物水平。当发动机102的空气/燃料比较浓或是化学计量比时，则排放物水平确定模块204可以将氮氧化物水平设定为零并且基于从NOX传感器150的输入确定氨水平。排放物水平确定模块204可以基于来自AFR传感器148的输入确定发动机102的空气/燃料比。排放物水平确定模块204输出排放物水平。
基体温度估算模块206估算位于SCR催化器134中的基体的温度。基体温度估算模块206可以基于进入SCR催化器134中的废气的温度和流过SCR催化器134的废气的质量流率来估算基体温度。基体温度估算模块206可以从ECT传感器154和废气流量确定模块202分别接收废气温度和质量流率。基体温度估算模块206输出基体温度。
第一存储估算模块210估算SCR催化器132中存储的氨的第一量。第一存储估算模块210可以基于进入SCR催化器132的废气的温度、流过SCR催化器132的废气的质量流率和发动机102的空气/燃料比来估算第一量。第一存储估算模块210可以从EGT传感器152、废气流量确定模块202和AFR传感器148分别接收废气温度、废气质量流率和空气/燃料比。
第一存储估算模块210还可以基于TWC 130出口处的废气中的氮氧化物水平和氨的水平估算第一量。第一存储估算模块210可以从排放物水平确定模块204接收氮氧化物水平和氨水平。第一存储估算模块210输出第一量。第一存储估算模块210可以估算和输出离开SCR催化器132的废气中的氮氧化物水平和氨水平。
第二存储估算模块212估算SCR催化器134中存储的氨的第二量。第二存储估算模块212还可以基于进入SCR催化器134中的废气的温度、流过SCR催化器134的废气的质量流率和发动机102的空气/燃料比来估算第二量。第二存储估算模块212可以从EGT传感器154、废气流量确定模块202和AFR传感器148分别接收废气温度、废气质量流率和空气/燃料比。
第二存储估算模块212还可以基于离开SCR催化器132的废气中的氮氧化物水平和氨水平估算第二量。第二存储估算模块212可以从第一存储估算模块210接收氮氧化物水平和氨水平。第二存储估算模块212输出第二量。
乘数确定模块214基于基体温度确定乘数。当基体温度小于第一温度（例如150℃）时，乘数确定模块214可以将乘数设定为等于零。当基体温度大于第二温度（例如200℃和250℃之间的温度）时，乘数确定模块214可以将乘数设定为等于一。第一温度和第二温度可以是预定的。当基体温度在第一温度和第二温度之间转变时，乘数确定模块214可以以线性或非线性方式调节乘数。
有效存储估算模块216基于所述第一量、第二量和乘数估算存储在SCR催化器132、134中的氨的有效量。所述有效量表示存储在SCR催化器132、134中有效地还原氮氧化物的氨的量。有效存储估算模块216可以将有效量设定为等于第一量与乘数和第二量之积的和。有效存储估算模块216输出有效量。
空气/燃料比控制模块208基于存储在SCR催化器132、134中的氨的有效量控制空气/燃料比。当有效量小于第一数量时，空气/燃料比控制模块208可以将空气/燃料比调节到浓空气/燃料比。当有效量大于第二数量时，空气/燃料比控制模块208可以将空气/燃料比调节到稀空气/燃料比。第一数量和第二数量可以是预定的，并且第二数量可以大于或等于第一数量。
空气/燃料比控制模块208可以基于诸如发动机速度、发动机扭矩、空气/燃料比和SCR催化器温度的其它操作条件来控制空气/燃料比。空气/燃料比控制模块208可以基于来自CKP传感器136的输入确定发动机速度。空气/燃料比控制模块208可以基于分别来自EGT传感器152、154的输入以及废气的质量流率来估算SCR催化器132、134的温度。空气/燃料比控制模块208通过分别向节流阀致动器模块116和燃料致动器模块120输出指示期望节流阀面积和期望燃料消耗率的信号来控制发动机102的空气/燃料比。
现在参照图3，一种基于多个SCR催化器中的氨存储状况控制发动机的方法开始于302。在304，所述方法确定来自发动机的废气的质量流率。所述方法可以基于进入发动机中的空气质量流率和发动机的燃料消耗率之和确定废气的质量流率。
在306，所述方法确定废气中的氮氧化物水平和氨水平。当发动机的空气/燃料比较稀时，所述方法可以将氨水平设定为零并且基于来自NOX传感器的输入确定氮氧化物水平。当发动机的空气/燃料比较浓或是化学计量比时，所述方法可以将氮氧化物水平设定为零并且基于来自NOX传感器的输入确定氨水平。可以测量发动机的空气/燃料比。
在308，所述方法估算第一SCR催化器中存储的氨的第一量。第一SCR催化器可以位于三元催化器的下游。所述方法可以基于废气的质量流率、发动机的空气/燃料比、氮氧化物水平和氨水平以及进入第一SCR催化器的废气的温度来估算第一量。可以测量或估算进入第一SCR催化器的废气的温度。
在310，所述方法估算位于第一SCR催化器下游的第二SCR催化器中存储的氨的第二量。所述方法可以基于废气的质量流率、发动机的空气/燃料比、氮氧化物水平和氨水平以及进入第二SCR催化器的废气的温度来估算第二量。可以测量或估算进入第二SCR催化器的废气的温度。
在312，所述方法估算位于第二SCR催化器中的基体的温度。所述方法可以基于进入第二SCR催化器中的废气的温度和废气的质量流率来估算基体温度。当废气的质量流率增加时，所述方法响应于废气温度的变化增大调节基体温度的速率。
在314，所述方法基于基体温度确定乘数。当基体温度小于第一温度（例如150℃）时，所述方法可以将乘数设定为等于零。当基体温度大于第二温度（例如200℃）时，所述方法可以将乘数设定为等于一。第一温度和第二温度可以是预定的。当基体温度在第一温度和第二温度之间转变时，所述方法可以以线性或非线性方式调节乘数。
在316，所述方法估算存储在第一催化器和第二催化器中的氨的有效量。所述有效量表示存储在第一和第二SCR催化器中的有效地还原氮氧化物的氨的量。所述方法可以确定乘数和第二量的乘积，然后将有效量设定为等于第一量和所述乘积之和。
在318，所述方法确定有效量是否大于预定量。如果有效量大于预定量（Y），则所述方法进行到320并且将发动机的空气/燃料比设定为稀空气/燃料比。否则（N），所述方法进行到322并且将发动机的空气/燃料比设定为浓空气/燃料比。
现在参照图4，图示了AFR信号402、第一NOX信号404和第二NOX信号406。AFR信号402指示位于发动机的排气系统中的三元催化器出口处的空气/燃料比。第一NOX信号404指示位于三元催化器下游的第一SCR催化器出口处的第一NOX水平。第二NOX信号406指示排气系统的排气管中的第二SCR催化器下游的第二NOX水平。第二SCR催化器位于第一SCR催化器下游。
相对于x轴408和第一y轴410绘制了第一NOX信号404和第二NOX信号406。x轴408表示时间，单位为秒。第一y轴410代表排放物水平，单位为百万分之一（ppm）。相对于x轴408和第二y轴412绘制了AFR信号402。
AFR信号402在稀空气/燃料比和浓空气/燃料比之间连续循环。当AFR信号402近似等于14.7时，AFR信号402是化学计量比，当AFR信号402小于14.7时，AFR信号402较浓，并且当AFR信号402大于14.7时，AFR信号402较稀。对于所示时间段的近似三分之一，AFR信号402是浓的，并且对于所示时间段的近似三分之二，AFR信号402是稀的。
第一NOX信号404和第二NOX信号406之差表示在第二SCR催化器中还原的氮氧化物的量。当AFR信号402较浓时，此差近似为零，因为当AFR信号402较浓时三元催化器出口处的氮氧化物量近似为零。当AFR信号402较稀时，第一SCR催化器和第二SCR催化器实现近似80%的NOX还原效率。
现在参照图5，图示了NOX传感器信号502和氨存储信号504。NOX传感器信号502指示在位于发动机排气系统中的三元催化器出口处的氮氧化物水平和氨水平。氨存储信号504指示存储在第一SCR催化器和第二SCR催化器中的氨的估算量。第一SCR催化器位于三元催化器下游。第二SCR催化器位于第一SCR催化器下游。
相对于x轴506和第一y轴508绘制了NOX传感器信号502。x轴506表示时间，单位为秒。第一y轴508代表排放物水平，单位为百万分之一（ppm）。相对于x轴506和第二y轴510绘制了氨存储信号504。第二y轴510代表氨存储量，单位为摩尔。
当发动机的空气/燃料比较稀时，NOX传感器信号502指示氮氧化物水平，并且当空气/燃料比较浓或是化学计量比时，NOX传感器信号指示氨水平。当空气/燃料比较浓或是化学计量比时三元催化器中产生的氨的量大于当空气/燃料比较稀时发动机产生的氮氧化物的量。因此，当空气/燃料比从稀转换到浓时，NOX传感器信号502增大。
发动机的空气/燃料比在浓和稀之间转换以保持氨存储信号504在期望范围内。当氨存储信号504小于约0.005摩尔时，将发动机的空气/燃料比调节为浓。当氨存储信号504大于约0.007摩尔时，将发动机的空气/燃料比调节为稀。
前述描述本质上仅是说明性的，而决非意在限制本发明、其应用或用途。可以用各种形式实现本发明的广义教导。因此，尽管本发明包括具体实施例，但是本发明的实际范围不应该受到这样的限制，因为通过研究附图、说明书及所附权利要求其它改型将变得显而易见。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记来表示相似的元件。如在此使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应该被认为是表示采用非排他性逻辑或的逻辑（A或B或C）。应该理解，在不改变本发明原理的情况下，可以以不同的顺序（或同时地）执行方法中的一个或多个步骤。
如在此使用的，术语模块可以表示下列各项、其一部分或包括下列各项：专用集成电路（ASIC）、电子线路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）、执行编码的处理器（共享的、专用的或成组的）、提供所述功能的其它合适硬件部件或上述元件中的一些或全部的结合（诸如系统芯片）。术语模块可以包括存储被处理器执行的编码的存储器（共享的、专用的或成组的）。
术语编码，如上文所使用的，可以包括软件、固件和/或微码，并且可以表示程序、例程、功能、类别和/或对象。术语共享的，如上文所使用的，表示可以利用单个（共享）处理器执行来自多个模块的一些或全部编码。此外，单个（共享）存储器可以存储来自多个模块的一些或全部编码。术语成组的，如上文所使用的，表示可以利用一组处理器执行来自单个模块的一些或全部编码。此外，可以利用一组存储器存储来自单个模块的一些或全部编码。
可以通过一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序实现本文描述的设备和方法。所述计算机程序包括存储在永久性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括存储的数据。永久性有形计算机可读介质的非限制性例子包括非易失存储器、磁存储器和光存储器。

Claims (20)

1.一种用于控制发动机的系统，包括：
存储估算模块，其估算存储在第一选择性催化还原（SCR）催化器中的氨的第一量并且估算存储在第二SCR催化器中的氨的第二量；以及
空气/燃料比控制模块，其基于所述第一量、所述第二量和位于所述第二SCR催化器中的基体的温度控制所述发动机的空气/燃料比。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储估算模块基于进入所述第一SCR催化器中的废气的温度、进入所述第一SCR催化器中的废气的空气/燃料比以及流过所述第一SCR催化器的废气的质量流率估算所述第一量。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储估算模块基于进入所述第二SCR催化器中的废气的温度、所述发动机的空气/燃料比以及流过所述第二SCR催化器的废气的质量流率估算所述第二量。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储估算模块基于从位于所述第一SCR催化器上游的氮氧化物传感器接收的输入估算所述第一量和所述第二量。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括基于所述基体的温度确定乘数的乘数确定模块，其中，所述空气/燃料比控制模块基于所述乘数控制所述发动机的空气/燃料比。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，当所述基体的温度小于第一温度时所述乘数等于零，并且当所述基体的温度大于第二温度时所述乘数等于一。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一温度为144摄氏度，而所述第二温度为200摄氏度。
8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述空气/燃料比控制模块基于所述乘数和所述第二量的乘积控制所述发动机的空气/燃料比。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述空气/燃料比控制模块基于所述第一量和所述乘积之和控制所述发动机的空气/燃料比。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述空气/燃料控制模块在所述和小于第一数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为浓空气/燃料比，并且在所述和大于第二数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为稀空气/燃料比。
11.一种用于控制发动机的方法，包括：
估算存储在第一选择性催化还原（SCR）催化器中的氨的第一量并且估算存储在第二SCR催化器中的氨的第二量；以及
基于所述第一量、所述第二量和位于所述第二SCR催化器中的基体的温度控制所述发动机的空气/燃料比。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于进入所述第一SCR催化器中的废气的温度、进入所述第一SCR催化器中的废气的空气/燃料比以及流过所述第一SCR催化器的废气的质量流率估算所述第一量。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于进入所述第二SCR催化器中的废气的温度、所述发动机的空气/燃料比以及流过所述第二SCR催化器的废气的质量流率估算所述第二量。
14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于从位于所述第一SCR催化器上游的氮氧化物传感器接收的输入估算所述第一量和所述第二量。
15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于所述基体的温度确定乘数，以及基于所述乘数控制所述发动机的空气/燃料比。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当所述基体的温度小于第一温度时所述乘数等于零，并且当所述基体的温度大于第二温度时所述乘数等于一。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一温度为144摄氏度，所述第二温度为200摄氏度。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括基于所述乘数和所述第二量的乘积控制所述发动机的空气/燃料比。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括基于所述第一量和所述乘积之和控制所述发动机的空气/燃料比。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括在所述和小于第一数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为浓空气/燃料比，并且在所述和大于第二数量时将所述发动机的空气/燃料比调节为稀空气/燃料比。
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