CN107605576A - 选择性催化还原催化器的柴油废气流体（def）定量给料 - Google Patents

Abstract

提供了一种当SCR系统的温度升高和/或废气质量流量增加时减少NO_X渗漏和NH₃漏失的方法。该方法包括以下步骤：监测SCR催化剂上游废气的参数状态，其中参数状态包括入口温度或废气质量流量中的至少一个；识别SCR入口处的温度升高或废气质量流量增加之一；识别SCR的新的低氨设定值或储存浓度；以及识别NH₃消耗的速率。该方法还包括确定“中间阶段”的步骤，在中间阶段期间持续小剂量的DEF。

Description

选择性催化还原催化器的柴油废气流体(DEF)定量给料

技术领域

本发明涉及排放控制系统，更具体地涉及控制选择性催化还原系统中的氨储存水平以防止NOX渗漏和NH₃漏失。

背景技术

本文提供的背景描述是为了大体呈现本发明背景的目的。目前专利发明人的工作，在本背景部分中描述的范围以及说明的方面在申请时可能不可作为现有技术，相对于本发明不被明确地或隐含地看作现有技术。

发动机排放包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)以及氮氧化物(NO_x))的废气。废气处理系统减少废气中CO、HC和NO_x的含量。废气处理系统可以包括氧化催化剂(OC)(例如柴油OC)、(任选的)颗粒过滤器(PF)(例如柴油PF)以及选择性催化还原(SCR)系统。OC氧化CO和HC以形成二氧化碳和水。PF从废气中除去颗粒物质。SCR系统还原NO_x。

SCR系统将还原剂(例如尿素)喷射到SCR催化器上游的废气中。还原剂形成了SCR催化器中与NO_x反应的氨。SCR催化器中氨和NO_x的反应还原了NO_x，并导致了二价氮和水的排放。当将过量的还原剂喷射废气中时，过量的还原剂可以形成通过SCR催化器而不反应的过量的氨。

发明内容

本发明内容提供了当SCR系统经历温度的突然升高或废气质量流量的突然增加时防止NOx渗漏和NH₃漏失的方法。该方法包括以下步骤：监测氨选择性催化器还原设备上游的废气进料流的参数的状态，其中参数状态包括入口温度和/或废气质量流量中的至少一个；识别SCR入口处的温度升高或废气质量流量增加之一；识别SCR砖的新的低氨设定值；以及识别NH₃消耗的速率。该方法还包括确定NH₃将被消耗的“中间阶段”并在中间阶段期间持续小剂量DEF的步骤。该方法还包括相对于实际NH₃浓度检查新的低氨设定值；并且如果新的低氨设定值与实际的NH₃浓度相匹配，则恢复到默认的DEF剂量。

附图说明

图1示出了本发明的发动机系统的功能框图。

图2示出了根据本发明的SCR系统转化率的曲线图。

图3示出了根据本发明的ECM的功能框图。

图4示出了随着温度变化，SCR催化器中转化率变化的曲线图。

图5示出了当SCR温度从250℃变化到300℃时SCR催化器的最佳储存水平的变化的曲线图。

图6示出了对于不同DEF定量给料方法的SCR温度、NH₃负载和SCR的NOx输出的图形数据。

图7示出了在SCR催化器经过时间段上逐步依次确定每个分立基底元件的氨储存的示例性算法流程图的示意图。

图8示出了根据本发明的实施例，在温度升高或废气质量流量增加之后用于定量给料DEF以便减少NOx渗漏的方法的流程图。

具体实施方式

本文描述本发明的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代形式。数字不一定按比例；一些特征可能被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员各种应用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一图示出和描述的各种特征可以与一张或多张其他图中所示特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可能期望与本发明的教导一致的特征的各种组合和修改。此外，应当理解，方法中的步骤可以以不同的顺序执行而不改变本发明的原则。

如本文所使用的，术语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和储存器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的部件。

选择性催化还原(SCR)系统还原废气中的氮氧化物(NOx)。SCR系统包括将还原剂(DEF-柴油废气流体)喷射废气中以形成氨(NH₃)的还原剂喷射器。NH₃可以从SCR系统释放，例如当还原剂喷射器喷射多余的还原剂时，或当SCR系统的温度升高时。NH₃从SCR系统的释放在下文中可以称为“NH₃漏失”。

根据本发明的储存水平确定系统确定SCR催化器的最佳NH₃储存水平，以防止在温度升高或废气质量流量增加之后NH₃漏失和NO_x渗透。最佳NH₃储存水平可以是使SCR催化器的NOx转化效率最大化的储存水平，同时使由于瞬态操作条件(例如，SCR温度或废气流量的变化)导致NH₃漏失的机率最小化。储存水平确定系统使用SCR模型确定SCR催化器的最佳NH₃储存水平。例如，储存水平确定系统可以基于使用SCR模型对温度和储存水平扰动对初始储存水平的影响建模来确定初始储存水平是否是最佳的，并且可以调整SCR砖上的氨的量以具有最大的转化效率，同时防止NO_x和NH₃渗漏。

现在参考图1，发动机系统20(例如，柴油发动机系统)包括燃烧空气/燃料混合物以产生驱动扭矩的发动机22。空气23通过入口26被吸入进气歧管24。可以包括节气门(未示出)以调节进入进气歧管24的空气流。进气歧管24内的空气被分配到气缸28中。尽管图1示出了六个气缸28，发动机22可以包括其他的或更少的气缸28。虽然示出了压燃式发动机，但也可考虑火花点火发动机。

发动机系统20包括与包括但不限于传感器34、36、38、40、50的发动机系统20的部件连通的发动机控制模块(ECM)32。部件可以包括如本文所讨论的发动机22、废气传感器以及致动器。ECM 32可以实现本发明的NH₃储存水平确定系统和方法。

ECM 32致动燃料喷射器42以将燃料喷射到气缸28中。选择性地打开和关闭进气阀44以使空气能够进入气缸28。进气凸轮轴(未示出)调节进气阀44的位置。活塞(未示出)压缩和燃烧气缸28内的空气/燃料混合物。或者，可以使用火花点火发动机中的火花塞来点燃空气/燃料混合物。活塞在动力行程中驱动曲轴以产生驱动扭矩。当排气阀48处于打开位置时，由气缸28内的燃烧产生的废气被挤压出排气歧管46。排气凸轮轴(未示出)调节排气阀48的位置。

废气处理系统52可以处理废气。废气处理系统52可以包括氧化催化剂(OC)54(例如柴油OC)、SCR催化器56(以下称为“SCR 56”)，以及任选的颗粒过滤器(PF)58(例如，柴油PF)，其可以设置在OC和SCR之间。还应当理解，DEF喷射器设置在SCR的上游。OC 54氧化废气中的一氧化碳和碳氢化合物。PF 58除去废气中的颗粒物质。SCR 56经由DEF喷射器62使用还原剂来还原废气中的NOx。

发动机系统20包括定量给料系统60。定量给料系统60储存DEF还原剂。例如，还原剂可以包括尿素/水溶液。ECM32致动定量给料系统60和还原剂喷射器62(以下称为“喷射器62”)，以控制喷射到SCR 56上游的废气中的还原剂的量。

喷射进废气中的还原剂分解成NH₃，如果不立即被SCR化学反应消耗掉，NH₃可以储存在SCR砖上。因此，ECM32控制供给SCR 56的NH₃量。如图所示，SCR 56将NH₃吸附(即储存)在砖上。由SCR 56储存的NH₃的量在下文中可以称为“NH₃储存水平”。ECC 32可以通过将DEF喷射到刚好在SCR上游的废气中来调节NH₃储存水平。储存在SCR 56中的NH₃与通过SCR 56的废气中的NOx反应，从而产生氮气和水而不是NOx。NOx对环境特别不利。

如图1所示，废气处理系统52可以包括第一NOx传感器64和第二NOx传感器65。每个NOx传感器64、65产生指示废气中NOx的量的NOx信号。第一NOx传感器64可以位于喷射器62的上游，并且可以指示进入SCR 56的NOx的量。由第一NOx传感器64产生的信号可以称为NO_x入信号。第二NOx传感器65可以位于SCR 56的下游，并且可以指示离开SCR 56的NOx的量。由第二NOx传感器65产生的信号可以称为NO_x出信号。这些传感器也可以检测进入和离开SCR的NH₃。

返回参考图1，发动机系统20可以包括废气温度传感器66-1、66-2和66-3(统称为废气温度传感器66)。每个废气温度传感器66产生指示废气温度的废气温度信号。ECM 32可以基于废气温度信号确定SCR 56的温度。尽管图1中示出了三个温度传感器66，发动机系统20可以包括多于或少于三个的废气温度传感器66。

从进入SCR 56的废气中除去的NOx的百分比可以称为SCR 56的转化效率。ECM 32可以基于NO_x入和NO_x出信号来确定SCR 56的转化效率或转化率(如图2和图4中示出的302)。例如，ECM32可以基于以下等式确定SCR 56的转化效率：

其中效率_SCR表示SCR 56的转化效率，而NO_x入和NO_x出表示分别来自图1所示的相应传感器的NO_x入和NO_x出信号所指示的NOx的量。

如图4所示，SCR 56的转化效率可能与储存在SCR 56的砖上的NH₃的量和温度有关。现在参考图5，T1曲线150表示随着NH₃储存水平在150℃的变化，转化率如何变化。T2曲线152表示随着NH₃储存水平在200℃的变化，转化率如何变化。T3曲线154表示随着NH₃储存水平在250℃的变化，转化率如何变化。T4曲线156表示随着NH₃储存水平在300℃的变化，转化率如何变化。T5曲线158表示随着NH₃储存水平在350℃的变化，

转化率如何变化。T6曲线160表示随着NH₃储存水平在400℃的变化，转化率如何变化。

因此，ECM 32可以控制喷射到废气中的还原剂的量，以随着温度变化来控制SCR56的转化效率。将SCR 56的NH₃储存水平维持接近最大NH₃储存水平，确保达到最大的转化效率。然而，将NH₃储存水平维持在或接近最大NH₃储存水平也增加了NH₃漏失的机率。如图所示，第二NOx传感器65对NH₃是交叉敏感的并且可以识别NH₃水平以及NOx水平。因此，NO_x出信号可以指示从SCR 56流出的废气中的NOx的量和NH₃的量。

如图5所示，由于转化率随温度变化而变化，SCR 56的温度升高可能导致NH₃漏失。因此，图4和图5显示了随着温度的升高，SCR的最佳NH3储存水平降低。因此，基于图2和图5的数据，应当理解当NH₃储存水平接近最大NH₃储存水平时，当SCR 56的温度升高时，NH₃可以从SCR56解吸。

NH₃漏失不会发生在低和最佳储存范围内，因为大部分喷射的NH₃被SCR 56吸附和/或与NOx反应。因此，在这样的范围内，NO_x出信号主要反映废气中的所有NOx，而很少或不反映NH₃。因此，随着NH₃储存水平从低储存范围41增加到最佳储存范围43，NO_x出信号相对于NO_x入信号降低(即转化效率增加)。然而，当NH₃储存水平从最佳储存范围43增加到过度储存范围45时，NH₃漏失更可能如图2所示。曲线的部分47表明，在曲线的该部分，由于转化率降低，可能会发生NH₃漏失。

现在参考图3，ECM 32包括储存控制模块80和喷射器控制模块82。ECM32从发动机系统20接收输入信号33。输入信号包括但不限于废气温度和NOx信号。ECM 32处理输入信号并产生被输出到发动机系统20的定时发动机控制命令35。发动机控制命令35可以致动燃料喷射器42、定量给料系统60以及喷射器62。本发明提供了当SCR温度升高和/或当废气质量流量增加时防止NOx渗漏和NH3漏失的方法。

ECM32的储存控制模块80基于SCR模型确定SCR 56的NH₃储存设定值81(以下称为“设定值”)。设定值可以指示给定操作条件(例如SCR56的温度)的目标储存水平。此测定对于防止NH₃漏失是重要的，如图2和4所示。再次，如图2所示，如果实际的NH₃负载使SCR砖处于过度储存状态，则更可能发生NH₃漏失。因此，由于最佳储存水平可随温度而变化，随着SCR的温度升高，NH₃漏失可能发生在相对低的储存水平。因此，基于图4所示的数据，由于SCR的转化效率随着SCR温度的升高取决于较低的NH₃储存水平，储存控制模块80因此可以在相对更高但稳定的温度(350℃或以上)下指示较低的NH₃储存水平设定值，以便防止NH₃漏失。

因此，NH₃设定值可以指示SCR 56的储存水平(S)和SCR 56的温度(T)。设定值可以表示为(S,T)。喷射器控制模块82控制喷射到废气中的DEF还原剂的量，以将SCR 56上的NH₃储存水平调节到设定值。例如，喷射器控制模块82(图3所示)可以在收集所需数据并且确定新的设定值之后经由喷射或停止DEF剂量来增加或降低储存水平以达结束望的设定值。此外，当达到设定值时，喷射器控制模块82可以增加或降低储存水平以维持设定值。

现在参考图5，该曲线图示出了当SCR 56的温度改变时最佳储存水平如何变化。将250℃下的转化率曲线170与300℃下的转化率曲线170’进行比较。具体来说，该图示出了在250℃下的最佳储存水平，在300℃下可能不是最佳储存水平，因此温度从250℃升高到300℃可能导致NH₃漏失。NH₃设定值上的负载处于其最大水平时，可能发生此情况。由于最佳储存水平根据温度而变化，如果SCR 56的温度增加，则NH₃漏失也可能发生在较低的储存水平。因此，当SCR 56的温度升高时，最佳储存水平可能转变为较低的储存水平。因此，当SCR56的温度升高和/或当废气质量流量也增加时，储存控制模块80可以寻求降低储存水平以降低NH₃漏失的机会并保持SCR 56的转化效率。

然而，ECM 32的储存控制模块80相对于可能导致SCR砖上的NH₃水平不足的实际状态的定时可能存在微小差异。例如，初始操作条件可以包括其中SCR 56的温度可以是恒定的稳态操作条件。因此，储存控制模块80可以基于恒定的SCR温度来确定初始设定值。当SCR56在没有温度扰动的稳态操作条件下操作时，SCR 56可以在转化率曲线的峰值处操作，从而在无NH₃漏失的情况下最大化NOx转化效率。在图5中示出了250℃下，SCR 56在转化率曲线170的峰值处的操作。然而，当突然温度升高到300℃时(或当废气质量流量增加时)，转化率曲线170’从170的初始位置发生变化，由于最佳储存水平从数据点OSL 173降低到OSL’173’，储存控制模块根据更高的温度调节设定值。通过降低设定值，不少发生NH₃漏失。

参考图6，示出了温度升高后的SCR温度70、NH3负载72、DEF剂量74、76以及NOx输出78的图形数据。温度曲线70示出了温度升高。氨曲线72示出了由于升高的温度和上述的最佳转化效率的变化而导致的氨负载降低的砖上降低的氨负载。示出了基于百分比的DEF剂量曲线74，其中根据本发明以基于百分比的方式提供DEF。相比之下，DEF曲线76示出了在温度升高期间不喷射DEF的状态。如图所示，在‘百分比DEF NOx输出曲线”78中，当提供基于百分比的DEF(见曲线74)时，来自SCR的NOx输出显著减少。在未提供DEF的情况下(见曲线76)，“NOx渗漏曲线”84显示SCR输出中较高水平的NOx。沿X轴的附图标记304表示以秒为单位的时间，Y轴上的附图标记306表示温度(℃)，附图标记308表示DEF剂量，附图标记310表示NOx渗漏。

因此，本发明提供了一种新方法，其中DEF定量给料以相对较小的量(基于经由SCR模型的经校准的喷射频率图)持续“中间阶段”。本发明的上述DEF定量给料可以示为“基于百分比的DEF剂量曲线”(图6中的元件74)。中间阶段发生在温度或废气质量流量增加(NH₃储存设定值降低)之后。此中间阶段不是一个固定的时间段。相反，中间阶段由模型定义为在温度升高或废气质量流量增加之后发生的阶段，其中由SCR模型确定的估算的NH₃负载与NH₃设定值具有不可接受的偏差(根据校准)。因此，此中间阶段发生直到：(1)SCR砖上的负载被消耗以满足新的/较低的设定值；或(2)SCR温度回落到与SCR砖上实际NH₃负载水平相适应的水平；或(3)废气质量流量回落到与SCR砖上实际NH₃负载水平相适应的水平。在“中间阶段”期间的持续定量给料以基于经由SCR模型的经校准的喷射频率图的速率提供DEF喷射。因此，持续定量给料提供充足的NH₃与废气(在升高温度和/或增加废气流量的情况下)相互作用，直到SCR上的实际负载降低至其最佳储存水平。

返回参考图4，所示的曲线可以表示用于一组固定操作条件的SCR模型的示例性输出。Y轴302反映SCR的转化率，而X轴300反映氨储存水平。如图所示，SCR的转化率302可以取决于SCR 56的温度。在图4中，SCR 56的温度范围为150℃至400℃。本发明的SCR模型可以但不一定基于几个因素确定(最佳)储存水平，这些因素包括但不限于以下因素：废气温度、废气质量流量、流入SCR 56的NOx量、进入SCR 56的废气的流速以及进入SCR 56的NH₃量。因此，SCR模型，更具体地，转化率302和最佳储存水平可以基于多个参数。

与传统的柴油后处理方法不同，本发明的DEF定量给料在SCR突然温度升高之后或废气质量流量增加之后以较低的速率持续。为了减少砖上的NH3负载，防止NH₃漏失，DEF定量给料降低。然而，DEF定量给料以减少的速率持续(如图6中的曲线74所示)，直到发生三种情况之一：(1)SCR砖上的负载被消耗到新的/较低的设定值；或(2)SCR温度下降；或(3)废气质量流量回落到与SCR砖上的实际NH₃负载水平相适应的水平。这个时间段可以称为“中间阶段”。然而，在此“中间阶段”期间，由于DEF仍被提供给较高温度的废气，尽管速度较慢，NOx渗漏也大幅减少。因此，本发明的方法显著地减少了在此时间段期间本来可能发生的NOx渗漏所造成的NOx排放。

因此，如图8所示，本发明提供了一种SCR控制模块参与以下方法的方法：(1)监测废气参数的状态，包括但不限于SCR废气温度200(和/或废气质量流量)；(2)识别SCR处的废气流量增加和温度升高中的至少一种202；(3)根据温度升高或增加的废气质量流量识别新的低氨设定值204；(4)识别在达到较高温度时，NH₃被从SCR砖中用尽(或解吸)的速率206；(5)根据在SCR砖上消耗NH₃的速率确定在砖上用尽NH₃的“中间阶段”208；(6)在中间阶段(基于经由SCR模型的经校准的喷射频率图)期间，提供基于百分比的DEF剂量，以防止NO_x渗漏210；以及(7)通过将估算的储存水平与设定值进行比较来确定中间阶段是否已经结束，以查看偏差(如果有的话)是否可接受212。如果中间阶段尚未结束213，则该方法循环回到步骤210，其中提供了基于百分比的DEF剂量。否则，如果中间阶段已经结束215，则本发明的方法在步骤214结束。

本发明的方法具体地确定了正在消耗的NH₃的速率和经由算法过程100(图7所示)的SCR的累积NH₃储存浓度。参考图7，提供了用于确定SCR砖的累积NH₃储存浓度的示例性算法过程100的示意图，其中算法过程100顺序地确定每个砖元件的氨储存以提供整个SCR砖的NH3储存。此非限制性示例性过程100在SCR催化器的经过时间段上逐步确定SCR砖的每个分立基底元件中的氨储存。

参考图7，进入SCR的输入气体浓度99为NO、NO₂、O₂、N₂O以及NH₃。算法过程100然后在经过时间段上确定每个分立基底元件(i)的氨储存的变化，以便基于此识别涂覆的基底上的总氨储存浓度(θ_NH3)。确定氨储存浓度(θ_NH3)的变化包括基于一氧化氮[NO]入、二氧化氮[NO₂]入、一氧化二氮[N₂O]入、氧[O₂]入和氨[NH₃]入的输入气体99的浓度以及底物温度，在经过时间段Δt上逐步确定SCR砖(52(i)，i＝1至n)中的每个分立基底元件的氨储存变化。这包括对于每个经过时间段Δt(105)的每个分立基底元件(i)(110)，确定吸附的氨的量(115)、解吸的氨的量(120)、氧化的氨的量(125)以及还原废气进料流中的NOx期间消耗的氨的量(130)。吸附的氨的量(115)、解吸的氨的量(120)、氧化的氨的量(125)以及在还原NOx期间消耗的氨的量(130)可以是任何合适的测量单位，包括例如质量、体积或摩尔数。

可以根据以下等式确定用于NOx还原所消耗的氨的量(130)的步骤的非限制性实例：

可以根据以下等式确定吸附的氨的量(115)的步骤的非限制性实例：

其中吸附效率项η_吸附优选从以表格形式储存在控制模块10中的预定阵列F_{表格_吸附}(T_sub,ξ_吸附)中选择。吸附效率项η_吸附的具体值与基底温度T_sub和吸附容量项ξ_吸附相关，其描述如下：

η_吸附＝F_{表格_吸附}(T_sub,ξ_吸附)

其中变量的定义如下：

[NH3]_-Δt是在先前时间步长的分立基底元件52(i)中的NH₃浓度；

[NH3]_入是在分立基底元件52(i)的入口处的NH3浓度；

T_sub是分立基底元件52(i)的基底温度；

Δt是经过时间段；

θ_NH3是分立基底元件52(i)的氨储存浓度；

t_驻留是气体驻留时间，其可以基于分立基底元件52(i)的体积和废气进料流的体积流速来确定；以及

Ω是分立基底元件52(i)的具体氨储存容量，其优选储存在控制模块10中，并且被看作是常数。具体氨储存容量可以是任何合适的测量单位，包括例如质量、体积或摩尔数，并且优选与氨储存容量的其他测量和估算一致。因此，利用每个上述参数[NH3]_入,[NH3]_-Δt,Δ[NH3]_解吸,T_sub,θ_NH3,t_驻留,的已知状态，Δ[NH3]_吸附，即吸附在分立基底元件(i)中的氨的量可以被确定。

可以根据以下等式计算确定解吸的氨的量，即Δ[NH3]_解吸120的步骤的非限制性实例：Δ[NH3]_解吸＝F_{表格_解吸}(T_sub,θ_NH3)*θ_NH3*Ω*t_驻留[4]

其中该方程式使用分立基底元件52(i)的具体氨储存容量Ω、驻留时间t驻留以及分立基底元件52(i)的氨储存浓度(θ_NH3)与预定解吸项相结合，如上面等式4所述。预定的解吸项F_{表格_解吸}(T_sub,θ_NH3)F_{表格_解吸}(T_sub,θ_NH3)选自储存在储存器查找表中的值的预定阵列中，并且与分立基底元件52(i)的基底温度T_sub和氨储存浓度(θ_NH3)相关联。

可以根据以下等式确定氧化的氨的量125的步骤的非限制性实例：

等式5的项包括在形成氮气时氧化的氨的量，即形成NO时氧化的氨的量，即Δ[NH3]_{氧化_NO}，以及形成N₂O时氧化的氨的量，即可以如下所述确定。上述项包括预定氧化项F_{表格_氧化_NO}、其选自以表格形式优选储存在控制模块10中的相应的预定阵列中。每个预定氧化项的具体值对应于分立基底元件52(i)的基底温度T_sub和氨储存浓度(θ_NH3)如下所示：

Δ[NH3]_{氧化_NO}＝F_{表格_氧化_NO}(T_sub,θ_NH3)*[O₂]*Ω*t_驻留(B) [7]

其中[O₂]为氧浓度，t_驻留是分立基底元件52(i)中的气体驻留时间，θ_NH3为氨储存浓度，Ω为分立基底元件52(i)的具体氨储存容量。

因此，可以根据以下等式确定氨储存浓度(θ_NH3)140的量的步骤的非限制性实例：

其中，[Δ[NH3]]_吸附包括吸附进入通过分立基底元件(i)的每体积气体氧化表面的氨的量，Δ[NH3]_解吸包括自通过分立基底元件(i)的每体积气体氧化表面解吸的氨的量，[Δ[NH3]]_氧化包括通过分立基底元件(i)的每体积气体氧化的氨的量，Δ[NH3]_{NOx_转化}包括通过分立基底元件(i)的每体积气体的NOx还原所消耗的氨的量。

可以如下确定分立基底元件(i)的化学物质浓度为NO、NO₂、氨以及N₂O浓度。

其中[NO]-_Δt、[NO₂]-_Δt、[N₂O]-_Δt以及[NH3]-_Δt是针对NO、NO₂以及N₂O在先前时间步长上定义的分立基底元件52(i)的浓度值。

其中和是可以从以表格形式储存在控制模块10中的预定阵列中选择的反应速率项。每个反应速率项的具体值可作为基底温度T_sub的函数进行检索。

在算法确定每个元件的NH₃储存和化学物质浓度之后140，算法然后确定砖是否已被分析141。如果最后一个砖未被分析144，那么该过程循环回到分析下一个砖的步骤110。然而，如果最后一个砖已被分析146，则该算法为每个分立基底元件(i)提供输出142，其包括一氧化氮[NO]、二氧化氮[NO₂]、一氧化二氮[N₂O]、氨[NH₃]、氧[O₂]的相应浓度的输出气体，以及累积氨储存浓度[θ_NH3]。因此，SCR模型可以实施上述算法和输出142，以通过在经过时间段上逐步确定每个分立基底元件(i)(i＝1至n)的氨储存的变化，并且对应于分立基底元件(i)的氨储存的变化确定氨选择性催化剂还原设备上的氨储存浓度(θ_NH3)，来依次确定整个涂覆的基底的氨储存浓度(θ_NH3)分立基底元件(i)(i＝1至n)。

虽然在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，示例性实施例或示例性实施例们仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现示例性实施例或示例性实施例的方便的路线图。应当理解，在不脱离所附权利要求及其法定等同物所阐述的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种变化。

Claims (9)

1.一种当选择性催化还原(SCR)温度升高时减少NOX渗漏的方法，所述方法包含以下所述步骤：

监测所述氨选择性催化剂还原设备上游的所述废气进料流的多个参数；

识别选择性催化还原(SCR)入口处的温度升高或选择性催化还原(SCR)入口处的废气流量增加之一；

识别新的低氨设定值；

确定所述选择性催化还原(SCR)砖上的NH₃消耗速率并确定所述选择性催化还原(SCR)上的估算的氨储存浓度；

将所述新的低氨设定值与所述估算的氨储存浓度进行比较，以确定是否存在“中间阶段状态”；以及

在所述中间阶段期间提供基于百分比的DEF剂量，以防止NOx渗漏直到所述中间阶段结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个参数包括所述选择性催化还原(SCR)入口处的废气温度和所述选择性催化还原(SCR)出口处的废气温度中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述新的低氨设定值的所述步骤基于流入所述选择性催化还原(SCR)的NOx的量、进入所述选择性催化还原(SCR)的废气的温度、进入所述选择性催化还原(SCR)的所述废气的流速、所述选择性催化还原(SCR)上游的废气压力、NO₂比、进入所述选择性催化还原(SCR)的NH₃量、所述废气的氧浓度以及所述选择性催化还原(SCR)的先前NH₃储存水平。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间阶段被限定为所述温度升高或所述废气质量流量增加之一与储存在所述选择性催化还原(SCR)砖上的实际NH₃的量相当于所述新的低氨设定值时的时间之间的时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于百分比的DEF的剂量是DEF剂量，其各自等于在所述相关联的中间阶段期间消耗的NH₃的百分比。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述选择性催化还原(SCR)砖上的所述NH₃消耗速率的所述步骤还包含以下所述步骤：确定所述解吸的NH₃的量，确定所述氧化的NH₃的量，以及确定所述NOx还原所消耗的NH₃的量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，经由算法模型执行确定所述选择性催化还原(SCR)砖上的NH₃消耗速率并确定所述选择性催化还原(SCR)砖上的实际NH₃储存浓度的所述步骤。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述中间阶段被限定为在所述温度初始升高后到所述温度降低到与所述选择性催化还原(SCR)砖上的实际氨负载的水平相对应的时间之间的阶段。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述中间阶段被限定为在废气流量增加后到估算的氨水平基本上与所述新的氨设定值相对应的所述时间之间的阶段。