CN108729993A - 包括泄漏模式氨控制器的排气后处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种汽车包括内燃机和排气系统。该排气处理系统包括定量给料系统，其将NH3喷射到由发动机产生的排气流中。SCR装置存储一定量的NH3，并且基于存储量的NH3将NOx转换为双原子氮(N2)和水(H2O)。该车辆进一步包括SCR状态估计器装置和控制器。该SCR状态估计器装置确定指示NH3的存储量相对于该SCR装置的最大NH3存储容量的NH3覆盖比(R)。该控制器确定该SCR装置的目标NOx还原效率(ηNOx)，并且基于该ηNOx来确定NH3覆盖比设定值(Rsp)。该控制器还产生NH3控制信号(u)，其基于R与Rsp之间的比较来控制该定量给料系统。

Description

包括泄漏模式氨控制器的排气后处理系统
技术领域
本发明涉及汽车排气系统，并且更具体地涉及汽车排气处理系统。
背景技术
汽车内燃机排放包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)的排气。因此，汽车通常包括排气处理系统，其用于在从车辆中排出由发动机产生的排气之前除去排气中的颗粒物质并减少由排气中的调节成分。排气处理系统通常包括选择催化还原(SCR)装置，其例如在诸如氨(NH3)等还原剂催化剂的存在下将NOx转化成双原子氮(H2)和水(H2O)，由此降低从车辆中排出的NOx的排放水平。
发明内容
在非限制性实施例，一种汽车包括内燃机和定量给料系统。内燃机被配置为燃烧空气/燃料混合物以产生含有氮氧化物(NOx)的排气流。定量给料系统将NH3喷射到排气流中以产生NH3与排气的混合物。选择催化还原(SCR)装置被配置为存储一定量的NH3，并且基于存储量的NH3将NOx转换为双原子氮(N2)和水(H2O)。该车辆进一步包括与电子硬件控制器进行信号通信的SCR状态估计器装置。该SCR状态估计器装置被配置为确定指示NH3的存储量相对于该SCR装置的最大NH3存储容量的NH3覆盖比(R)。该控制器被配置为确定该SCR装置的目标NOx还原效率(ηNOx)，并且基于该ηNOx来确定NH3覆盖比设定值(Rsp)。该控制器还产生NH3控制信号(u)，其基于R与Rsp之间的比较来控制该定量给料系统。该定量给料系统响应于NH3控制信号(u)而喷射一定量的NH3。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该控制器被配置为确定R与Rsp之间的偏差，并且响应于该偏差而调整被喷射到排气流中的NH3的量。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括NOx传感器，其被配置为输出指示NOx的质量浓度的NOx信号。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该SCR状态估计器装置是扩展卡尔曼滤波器(EKF)，其包括接收SCR出口NOx传感器信号的输入和与该控制器进行信号通信的输出。该EKF估计由SCR装置释放的泄漏NH3的浓度和离开该SCR装置的NOx的浓度。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该EKF被配置为基于该SCR装置的物理线性动力学模型来估计R和
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该控制器确定该SCR装置的温度，响应于该温度超过温度阈值而更新ηNOx_sp，并且基于更新的ηNOx_sp来计算更新的Rsp。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该控制器进一步基于来确定被喷射到排气流中的NH3的量。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该控制器调整被喷射到排气流中的NH3的量以减少
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该控制器响应于该偏差而调整被喷射到排气流中的NH3的所述量，使得ηNOx保持在ηNOx阈值范围内。
在另一个非限制性实施例中，被包括在汽车的排气处理系统中的泄漏模式选择催化还原(SCR)控制系统包括NH3覆盖比控制器，其被配置为确定在选定NOx还原效率设定点(ηNOx_SP)下操作SCR装置的NH3覆盖比设定点(Rsp)。该泄漏模式SCR控制系统进一步包括SCR状态估计器装置和NH3泄漏模式控制(SMC)模块。该SCR状态估计器装置被配置为估计SCR装置的NH3覆盖比(R)、由SCR装置释放的泄漏NH3的浓度以及离开SCR装置的NOx的浓度。R指示由SCR装置存储的NH3的量相对于SCR装置的最大NH3存储容量。NH3SMC模块，其被配置为监测R并且确定R相对于Rsp的偏差。泄漏模式SCR控制系统进一步包括NH3计算器模块，其被配置为基于该偏差产生指示要喷射的NH3的量的NH3控制信号(u)。定量给料系统被配置为基于NH3控制信号(u)来喷射校正量的NH3。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中根据u喷射的NH3的量减小R与Rsp之间的偏差使得保持ηNOx_SP。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括与SCR状态估计器装置进行信号通信的NH3泄漏检测控制器。该NH3泄漏检测控制器被配置为响应于超过NH3泄漏阈值(CNH3_TH)而确定NH3泄漏事件。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括某个特征，其中该NH3泄漏检测控制器产生NH3泄漏校正值(uNH3SLIP)，其响应于确定NH3泄漏事件而修改u。
在又一个非限制性实施例中，一种方法控制车辆排气处理系统的NOx还原效率。该方法包括燃烧空气/燃料混合物以产生含有氮氧化物(NOx)的排气流，并且经由定量给料系统将NH3喷射到排气流中以产生NH3与排气的混合物。该方法进一步包括经由被包括在排气处理系统中的选择催化还原(SCR)装置存储所喷射的NH3，并且基于存储量的NH3将NOx转换为双原子氮(H2)和水(H2O)。该方法进一步包括确定指示SCR装置的选定NOx还原效率的NOx还原效率设定点(ηNOx_SP)，并且确定指示NH3的存储量相对于SCR装置的最大NH3存储容量的NH3覆盖比设定点(Rsp)以达到所述ηNOx_SP。该方法进一步包括估计指示存储NH3的实际量相对于SCR装置的最大NH3存储容量的NH3覆盖比(R)，并且基于R与Rsp之间的比较来产生NH3控制信号(u)，该u控制由定量给料系统喷射的NH3的量。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括确定R与Rsp之间的偏差，并且响应于该偏差而调整被喷射到排气流中的NH3的量。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括基于离开SCR装置的NOx的质量浓度和由SCR装置释放的泄漏的NH3的估计浓度中的每一个来估计R。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括经由扩展卡尔曼滤波器(EKF)基于该SCR装置的物理线性动力学模型来估计R和
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括监测该SCR装置的温度，响应于该温度超过温度阈值而更新ηNOx_sp，并且基于更新的ηNOx_sp来计算更新的Rsp。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括进一步基于来确定被喷射到排气流中的NH3的量。
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括调整被喷射到排气流中的NH3的量以减小
除了本文描述的一个或多个特征之外或作为替代，另外的实施例包括响应于该偏差而调整被喷射到排气流中的NH3的量，使得ηNOx保持在ηNOx阈值范围内。
从结合附图取得的本发明的最佳模式的以下详细描述，上述特征和优点以及本发明的其它特征和优点容易地显而易见。
附图说明
其它特征、优点和细节仅借助于示例出现在以下详细描述中，该详细描述参考附图，其中：
图1是根据非限制性实施例的包括控制排气处理系统的硬件控制器的发动机控制系统的功能框图；
图2是根据非限制性实施例的被配置为提高SCR装置的NOx还原效率的还原剂模块的框图；并且
图3是说明了根据非限制性实施例的提高SCR装置的NOx还原效率的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述仅仅具有示例性本质并且不旨在限制本发明、其应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，对应的附图标号指示相同或对应的部分和特征。如本文所使用，术语模块是指处理电路，其可包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或成组)以及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/或提供所述功能性的其它合适部件。
由于SCR催化剂的体积有限，SCR装置存储有限量的NH3。存储的NH3相对于SCR催化剂的最大存储容量的比在本文被称为实际NH3覆盖比(即“R”)。R的值与SCR装置的效率互相关，以减少排气流中的NOx量。
SCR装置的效率在本文被称为NOx还原效率(ηNOx)。例如，当表示R的计算值越来越接近“1”时，提高ηNOx。ηNOx值可被计算为定义在[0％到100％]的范围内的百分比。当SCR装置以更高效率操作(即，ηNOx越来越接近100％)时，从排气流中除去的NOx的量增加。基于R与ηNOx之间的相关性，当R越来越接近“1”时，SCR装置的ηNOx可增加。
由于例如车速瞬态条件、纬度变化和/或燃烧模式而由发动机产生的NOx水平的变化可产生NH3泄漏条件，其影响SCR催化剂存储NH3的能力。另外，SCR催化剂的温度升高可能会降低其存储NH3的能力。因此，随着SCR催化剂温度升高，通常调整输送到排气流中的NH3以确保保持可接受的SCR性能，同时还旨在防止NH3泄漏。
排气处理系统利用NH3喷射设定点来控制输送到排气流中的NH3。NH3喷射设定点存储在安装于车辆上的硬件控制器的存储器中，并且根据SCR催化剂的温度进行调整，以确定在给定的车辆操作条件下喷射的NH3的量。然而，例如诸如高速瞬态条件(例如，车辆加速度)等非线性发动机操作条件可能会导致SCR催化剂温度和NOx浓度两者的突然增加，如果没有适当地调整被喷射到排气流中的NH3的量，则这进而可能会增加NOx排放和NH3泄漏。因此，仅基于SCR催化剂温度确定NH3喷射设定点可能导致不精确量的NH3被喷射到排气流中，导致NH3消耗效率低且NOx还原效率差。
在本文描述的一个或多个实施例中，控制器计算被称为NH3覆盖比设定点(Rsp)的新型设定点。Rsp值是作为ηNOx的函数而计算。例如，可将Rsp计算为选定R以实现目标ηNOx或将ηNOx保持在目标ηNox阈值范围内。因此，在给定的车辆操作条件下的目标ηNOx可使用ηNOx设定点(ηNOx_sp)来选择，并且控制器可计算实现ηNOx_sp所需的Rsp。然后控制定量给料系统以将正确量的NH3喷射到排气流中以将R保持为Rsp或近似Rsp，由此提高SCR装置的整体操作效率。在另一个实施例中，随着车辆操作条件的改变，控制器可主动地计算Rsp。因此，SCR装置可在考虑到车辆条件变化的情况下以选定ηNOx操作。
现在参考图1，示意地说明了发动机系统10。发动机系统10包括内燃机12和排气系统13。本文描述的排气系统13可利用各种类型的发动机系统来实施，这些发动机系统包括但不限于柴油发动机系统、汽油发动机系统以及结合电动机实施与内燃机的混合动力发动机系统。
发动机12包括一个或多个汽缸18、进气歧管21、质量空气流量(MAF)传感器22和发动机转速传感器24。空气20经由进气歧管21流入发动机12并且由MAF传感器22监测。空气20被引导到汽缸18中并且与燃料一起燃烧以驱动活塞(未示出)。虽然说明了单个汽缸18，但是可明白的是，发动机12可包括附加汽缸18。例如，发动机系统10实施具有2、3、4、5、6、8、10、12和16个汽缸的发动机12。由于空气和燃料的燃烧而在汽缸18内部产生排气。
排气系统13进一步包括排气处理系统14和定量给料系统16。排气处理系统14在经由排气歧管26输送的排气流11被释放到大气之前处理该排气流。排气处理系统14可包括氧化催化剂(OC)装置28、选择催化还原(SCR)装置30和诸如例如柴油PF(DPF)等颗粒过滤器(PF)装置36。如可明白的是，本发明的排气处理系统14可包括排气处理装置(未示出)的其它组合。
OC装置28可为本领域中已知的各种流通式氧化催化剂装置中的一种。OC装置28可包括其上设置有氧化催化剂化合物的OC基底。氧化催化剂化合物可作为修补基面涂层(washcoat)施加，并且可包含铂族金属，诸如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)或其它合适的氧化催化剂或者它们的组合。OC装置28用于处理未燃烧的气态和非挥发性HC和CO，它们被氧化以形成二氧化碳(Co2)和水(H2O)。
SCR装置30可被设置在OC装置28的下游，并且被配置为减少存在于排气流11中的NOx成分。在各种实施例中，SCR装置30可使用流通式整体SCR基底(未示出)来构造，该基底包括施加于其上的SCR催化剂组合物(例如，SCR修补基面涂层)。SCR装置30例如利用诸如NH3等还原剂来帮助降低排气流11中的NOx水平。更具体地，SCR催化剂组合物可包含沸石和一种或多种贱金属组分，诸如铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)或钒(V)，其在NH3存在下分解NOx成分。如本文所讨论，由SCR装置30利用的NH3可为气体、液体或水溶液的形式并且可通过定量给料系统16被输送到排气流11中。
PF装置36被设置在SCR装置30的下游，并且过滤排气流11中的碳和其它颗粒物质(例如，烟灰)。根据至少一个示例性实施例，PF装置36可使用陶瓷壁流式整体基底(未示出)来构造，该陶瓷壁流式整体基底在排气流11通过时捕获颗粒物质。应当明白的是，陶瓷壁流式整料基底本质上仅仅是示例性的，并且PF装置36可包括其它过滤装置，诸如卷绕或包装式纤维过滤器、开孔泡沫、烧结金属纤维等。为了增强PF装置36的性能，可将催化材料施加到PF基底。在PF基底中引起放热反应的条件下，PF催化剂可促进被捕获在PF基底中的碳氢化合物、一氧化碳(CO)、烟灰和颗粒物质的氧化。
排气处理系统13还可包括PF再生系统15。PF再生系统15执行再生过程，其通过燃烧被捕获在PF基底中的颗粒物质来清洁PF装置36。这样的系统是已知的，并且因此将不会进一步讨论。
附加的传感器也可用于监测各种操作条件。例如，压力传感器27确定在给定的车辆运行条件下的排气压力。排气流量传感器29可位于发动机12与OC装置28之间，并且测量排气流11的流量。排气温度传感器31可位于发动机12与OC装置28之间以测量排气流11的温度。入口温度传感器32可位于SCR装置30的上游以监测SCR装置30的入口处的温度。出口温度传感器34可位于SCR装置30的下游以监测SCR装置30的出口处的温度。
定量给料系统16包括NH3储罐38和定量给料喷射器40。NH3储罐38存储一定量的NH339。定量喷射器40将NH3储罐38中的NH339喷射到排气流11中。NH3与排气混合，并且与沉积在SCR催化剂上的SCR修补基面涂层一起用作催化剂，以分解排气流11中所含的NOx。例如，排气与NH3的混合物与SCR催化剂发生化学反应以将NOx转换为双原子氮(N2)和水(H2O)，由此降低NOx排放水平。
PF温度传感器46产生指示PF基底的测量温度的颗粒过滤器温度信号。排气系统13中的其它传感器可包括例如上游NOx传感器50和下游NOx传感器52。上游NOx传感器50可指示进入SCR装置30的NOx的水平，而下游NOx传感器52可位于PF装置36的下游以测量离开PF装置36的NOx的浓度(例如，以质量/体积测量的NOx的质量浓度)。
电子硬件控制器42可调节和控制各种操作，包括但不限于被输送到进气歧管21的空气的质量流量和发动机12的燃料喷射正时。控制器42还包括还原剂模块100，其存储帮助控制NH3喷射时间和/或NH3定量给料量的各种算法、模型、查找表(LUT)和/或设定点值。包括还原剂模块100的控制器42可被构造为电子硬件控制器，其包括存储器和处理器，该处理器被配置为执行被存储在存储器中的算法和计算机可读程序指令。
在至少一个实施例中，泄漏模式SCR控制系统200被实施并且被配置为优化SCR装置30的操作性能。泄漏模式控制系统200利用对SCR装置30的实际操作状态的各种估计来减少或甚至防止NH3泄漏。各种估计值包括但不限于实际存储在SCR催化剂上的NH3的估计量(rRED_ST)、SCR催化剂的估计NH3覆盖比以及存在于PF装置36的下游的NH3泄漏的估计浓度
传感器不易于测量前面提到的SCR操作状态值。因此，泄漏模式SCR控制系统200采用SCR操作状态观察器，其在本文被称为SCR状态估计器装置102。SCR状态估计器装置102与下游NOx传感器52和控制器42进行信号通信。在至少一个实施例中，SCR状态估计器装置102例如被构造为扩展卡尔曼滤波器(EKF)。虽然本文描述了EKF，但是也可实施任何类型的估计装置。
EKF是通常被施加以模拟非线性系统的行为的卡尔曼滤波器的扩展。例如，EKF利用SCR动力学模型的线性化模型来估计SCR装置30的非线性行为。SCR状态估计器装置102还可利用附加测量信号来估计SCR装置30的操作状态，包括但不限于由入口温度传感器32测量的SCR入口温度、由出口温度传感器34测量的SCR出口温度、由MAF传感器22测量的空气的质量流量、由压力传感器27测量的排气压力、由排气温度传感器31测量的排气温度以及由排气流量传感器29测量的排气流量。
还原剂模块100确定与SCR装置30相关联的新型NH3覆盖比设定点(Rsp)。在至少一个实施例中，通过还原剂模块100使用由以下公式给定的设定点变换函数来确定Rsp：
其中：
F是排气质量流量；
ηNOx_sp是选定目标NOx还原效率设定点；
Θ是SCR催化剂的最大NH3存储容量；
rRED_ST是被存储在SCR催化剂上的NH3的估计量。
如本文所述，“R”被定义为存储的NH3与SCR催化剂的最大存储容量的比。换言之，“R”指示给定时间点的SCR催化剂的实际NH3负载相对于SCR催化剂的最大NH3存储容量(Θ)。在至少一个实施例中，“R”可被定义为：
能够直接测量R的商用传感器不容易获得。因此，SCR状态估计装置102可利用指示所测量的NOx浓度的下游NOx传感器52的输出来输出指示的一个或多个SCR状态信号以及存在于SCR装置20下游的NH3的估计浓度 可为以质量/体积测量的NH3的质量浓度。如果排气处理系统14中省略了NOx传感器52，则SCR状态估计装置102还可估计存在于SCR装置30下游的NOx浓度还原剂模块100利用估计的SCR状态信号来确定然后输出控制信号，该控制信号控制经由喷射器40喷射到排气流11中的NH339的量。
在一个非限制性实施例中，还原剂模块100基于在给定的车辆操作条件下的(即，指示R的估计值)来控制定量给料系统16。如本文所述，R与ηNOx互相关。因此，可选择Rsp以实现由ηNOx_SP设定的目标ηNOx。最大化R可提高ηNOx。还原剂模块100主动计算影响定量给料系统16的控制信号(uSMC)，以将正确量的NH3喷射到排气流中以达到或保持Rsp。以此方式，SCR装置30可被控制为在由ηNOx_SP设定的目标ηNOx下操作，并且NH3的量可被主动地调整使得R保持为Rsp或接近Rsp以确保SCR装置30在选定ηNOx_SP下操作。以此方式，泄漏模式SCR控制系统200执行闭环控制或反馈控制，其优化SCR装置30的操作并且提高整体NOX转换效率。
还原剂模块100还可确定当发生NH3泄漏事件但在NH3泄漏条件期间不使SCR装置30过饱和时喷射到排气流11中的NH339的适当量。因此，在发动机系统10的给定操作条件期间，可减少或防止SCR装置30中的NH3泄漏。在至少一个非限制性实施例中，还原剂模块100利用由SCR状态估计器装置102输出的来确定或检测NH3泄漏事件。当检测到NH3泄漏事件时，计算合适的校正值(uNH3SLIP)并将其应用于uSMC。因此，修改uSMC并产生考虑了由还原剂模块100检测到的泄漏的NH3事件的控制信号(u)。控制信号u也被输送到SCR状态估计器装置102。因此，SCR状态估计器装置102可考虑由还原剂模块100检测到的泄漏的NH3事件来继续确定
在另一个特征中，还原剂模块100可基于发动机系统10的操作条件来选择性地禁用泄漏模式SCR控制系统200。例如，还原剂控制模块可确定发动机系统10何时在某些温度条件或范围期间操作，这些温度条件或范围由于NH3与SCR催化剂之间的不利物理相互作用而阻止NH3输送到排气流。当存在这些条件时，还原剂控制模块禁用泄漏模式SCR控制系统200，使得NH3不被喷射到排气流11中。
现在转到图2，说明了根据非限制性实施例的还原剂模块100。在至少一个实施例中，还原剂模块100计算达到或保持Rsp以实现选定ηNOx_SP所需的NH3量。还原剂模块100包括存储器存储单元201、Rsp模块202、NH3泄漏模式控制(SMC)模块204、NH3泄漏检测模块206和NH3计算器模块208。还原剂模块100以及Rsp模块202、NH3SMC模块204、NH3泄漏检测模块206和NH3计算器模块208中的任何一个可被构造为电子硬件控制器，其包括存储器和处理器，该处理器被配置为执行被存储在存储器中的算法和计算机可读程序指令。
存储器存储单元201存储用于控制排气处理系统的一个或多个部件的各种算法、模型、LUT和/或设定点值。例如，存储器存储单元201存储NH3泄漏阈值(CNH3_TH)250，其可与进行比较以检测NH3泄漏事件。
Rsp模块202被配置为确定Rsp。如本文所述，选择Rsp以达到或保持与SCR装置的目标ηNOx对应的ηNOx_SP。在至少一个实施例中，基于物理模型等式(参见等式1)计算Rsp，其指示用于实现相对于一个或多个给定的车辆操作条件的目标ηNOx的R。车辆操作条件包括但不限于发动机转速210、发动机负载212、排气温度214和SCR温度216。
NH3SMC模块204与Rsp模块202和SCR状态估计器装置102进行信号通信，并且被配置为确定R是否偏离Rsp。例如，NH3SMC模块204从Rsp模块202接收Rsp信号256，其指示达到或保持ηNOx_SP所需的选定Rsp。NH3SMC模块204还从由SCR状态估计器装置102输出的SCR状态信号254中获取和因此，NH3SMC模块204基于R(例如，如指示)与Rsp之间的差值来计算被喷射到排气流中的NH3的正确量，并且产生uSMC 258，其指示为达到Rsp或将R保持接近Rsp(即，保持在Rsp的阈值范围内)所需的NH3的量。
与Rsp之间的差值指示R已经偏离了Rsp。在另一个实施例中，NH3SMC模块204可确定当与Rsp之间的差值超过阈值(RTH)时发生偏差。偏差最终会影响将SCR装置保持在选定ηNOx_SP所需的喷射NH3的量。当在与Rsp之间存在偏差或误差时，NH3SMC模块204修改uSMC 258使得调整被喷射到排气流中的NH3的量，由此调整R。在至少一个实施例中，NH3SMC模块204连续监测并主动修改uSMC 258以调整由定量给料系统16喷射的NH3的量。uSMC 258的主动修改使定量给料系统16连续地将更多或更少的NH3喷射到排气流中，这进而调整R。因此，如果发生偏差，则R可恢复到Rsp。
在另一个实施例中，NH3 SMC模块204基于由SCR状态信号254指示的以及NOx浓度来确定车辆操作条件的改变。NOx的浓度可为从下游NOx传感器52输出的测量值或由SCR状态信号254指示的估计值响应于变化的操作条件(例如，当SCR温度超过温度阈值时)，可确定更新的ηNOx_SP，并且NH3SMC模块204可从Rsp模块202请求第二Rsp(例如，更新的Rsp)。以此方式，可不断地监测R(即，如所指示)，并且可主动调整Rsp以在不同的车辆操作条件下实现目标ηNOx。
NH3泄漏检测模块206被配置为检测NH3泄漏事件并且确定校正值(uNH3SLIP)252，其修改uSMC以补偿NH3泄漏事件。在至少一个实施例中，NH3泄漏检测模块206获取CNH3_TH 250并且确定从SCR装置中释放的泄漏NH3的浓度。NH3的泄漏量可为从NH3泄漏传感器(未示出)获取的泄漏NH3的测量浓度(CNH3)，或者可为从SCR状态信号254获取的泄漏NH3的估计浓度在一个或多个实施例中，基于来自下游NOx传感器52的NOx输出浓度以及附加测量值(包括但不限于由入口温度传感器32测量的SCR入口温度以及由出口温度传感器34测量的SCR出口温度)来估计值
当CNH3或超过CNH3_TH时，可检测到NH3泄漏事件。在至少一个实施例中，NH3泄漏模块206基于以下等式来确定uNH3SLIP：
uNH3SLIP＝kp.eNH3+kiSNH3，[等式3]
其中kp是比例增益(例如，校准值)；
eNH3是SCR出口处的CNH3_TH与CNH3或之间的误差；
ki是积分增益(例如，校准值)；并且
SNH3是在如SNH3[k]＝SNH3[k-1]+(Ts·eNH3[k])的每个迭代下计算的积分作用的累积误差，其中Ts是给定的SCR操作周期内的采样时间。
NH3计算器模块208将usmc 258和uNH3SLIP 252组合，并且对组合值进行缩放以获取u，其指示被喷射到排气流中的NH3的量。在至少一个实施例中，NH3计算器模块208产生指示u的NH3控制信号260，其控制由定量给料系统16喷射的NH3的量以保持Rsp。在至少一个实施例中，如由NH3控制信号260所指示的u由以下表达式来表示：
u＝G(uSMC+uNH3SLIP)，其中G是缩放因子[等式4]
利用缩放因子(G)将具有每秒克数(g/s)的测量单位变换为具有毫克每秒(mg/s)的测量单位的等效NH3控制信号。
因此，还原剂模块100可将Rsp计算为ηNOx的函数。因此，在给定的车辆操作条件下的目标ηNOx可根据ηNOx_sp来设定。还原剂模块100可主动监测R，并且(识别R与ηNOx之间的互相关)计算必要的Rsp，以在考虑到车辆操作条件的变化的同时实现ηNOx_sp。
现在转到图3，流程图说明了根据非限制性实施例的用于操作控制SCR装置30的NOX还原效率的泄漏模式SCR控制系统200的方法。该方法在操作300处开始，并且在操作302处，确定泄漏模式SCR控制系统200是被启用还是禁用。例如，例如，当发动机系统10在降低SCR装置30的性能的温度阈值以上操作时，泄漏模式SCR控制系统200可被禁用。当泄漏模式SCR控制系统200被禁用时，定量给料系统16在操作303处禁止来自定量给料系统16的NH3喷射，以避免在SCR装置30的非期望操作条件期间将NH3输送到排气流111中，并且该方法结束在操作304处。
然而，当在操作302处启用泄漏模式SCR控制系统200时，该方法进行到操作306，使得确定与目标ηNOx对应的ηNOx_SP，并且估计从SCR状态估计器装置102输出的测量值(例如，等)。在操作308处，确定用于实现ηNOx_SP的Rsp。在至少一个实施例中，基于ηNOx_SP来确定Rsp。在操作310处，计算uSMC并且基于uSMC产生用于控制定量给料系统16的控制信号。可基于和Rsp来计算值uSMC，并且该值可使用SCR状态估计器装置102来估计。也可利用附加的测量值(诸如，例如通过SCR装置30的排气流量、SCR催化剂温度等)来帮助确定uSMC。随着车辆操作条件的变化，基于监测R。因此，主动调整NH3的量使得R达到Rsp或保持在选定Rsp，以实现或保持选定ηNOx_SP。
在操作312处，执行NH3泄漏检测过程。当泄漏NH3的量低于CNH3_TH时，或者如果没有检测到NH3泄漏，则在操作314处，将uSMC设定为零“0”或者甚至可被设定为负值，这指示不需要对uSMC进行校正。在操作316处，产生控制信号u。在至少一个实施例中，u是基于和(uSMC+uNH3SLIP)。因此，例如，当uNH3SLIP被设定为零“0”时，基于uSMC产生u作为未修改的控制信号。在产生u之后，该方法返回到操作300并且重复上述操作。
然而，当在操作312处检测到NH3泄漏时，在操作318处，将uNH3SLIP设定为与从SCR装置30中泄漏的NH3浓度成比例的值。因此，在操作316处，将uNH3SLIP与uSMC相加使得产生u以补偿泄漏的NH3。该方法返回到操作300并且重复上述操作。
本文描述的各种非限制性实施例提供了优化SCR装置30的操作性能的泄漏模式SCR控制系统200。系统200包括还原剂模块100，其计算被称为NH3覆盖比设定点(Rsp)的新型设定点。Rsp值作为与SCR装置30对应的目标还原效率(ηNOx)的函数来计算。因此，给定车辆操作条件的目标ηNOx可使用ηNOx设定值(ηNOx_sp)来设定，并且可主动监测以确定与SCR装置相关的实际R是否偏离了Rsp。还原剂模块100控制定量给料系统16以将正确量的NH3喷射到排气流中以将R保持为Rsp或接近Rsp，由此在考虑到车辆的变化的操作条件的同时使SCR装置30在ηNOx_sp下操作。
虽然已经参考示例性实施例描述了以上公开，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变并且可用等同物替换其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，希望本发明不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入本申请范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种包括排气系统的汽车，所述车辆包括：
内燃机，其被配置为燃烧空气/燃料混合物以产生含有氮氧化物(NOX)的排气流；
定量给料系统，其将NH3喷射到所述排气流中以产生NH3与排气的混合物；
选择催化还原装置，其被配置为存储一定量的所述NH3，并且基于所述存储量的NH3将所述NOX转换为双原子氮(N2)和水(H2O)；
选择催化还原状态估计器装置，其被配置为确定所述选择催化还原装置的NH3覆盖比(R)，所述R指示NH3的所述存储量相对于所述选择催化还原装置的最大NH3存储容量；
电子硬件控制器，其与所述定量给料系统和所述选择催化还原状态估计器装置进行信号通信，所述控制器被配置为确定所述选择催化还原装置的目标NOX还原效率(ηNOx)，并且基于所述ηNOx来确定NH3覆盖比设定点(Rsp)，
其中所述控制器还产生NH3控制信号(u)，其基于所述R与所述Rsp之间的比较来控制所述定量给料系统，并且
其中所述定量给料系统响应于所述NH3控制信号(u)而喷射一定量的所述NH3。
2.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述控制器被配置为确定所述R与所述Rsp之间的偏差，并且响应于所述偏差而调整被喷射到所述排气流中的NH3的所述量。
3.根据权利要求2所述的汽车，进一步包括：
NOX传感器，其被配置为输出指示所述NOX的质量浓度的NOX信号，
其中所述选择催化还原状态估计器装置是扩展卡尔曼滤波器，其包括接收所述选择催化还原出口NOX传感器信号的输入和与所述控制器进行信号通信的输出，并且估计由所述选择催化还原装置释放的泄漏NH3的浓度以及离开所述选择催化还原装置的NOX的浓度。
4.根据权利要求3所述的汽车，其中所述扩展卡尔曼滤波器被配置为基于所述选择催化还原装置的物理线性动力学模型来估计所述R和所述
5.根据权利要求3所述的汽车，其中所述控制器确定所述选择催化还原装置的温度，响应于所述温度超过温度阈值而更新ηNOx_sp，并且基于所述更新的ηNOx_sp来计算更新的Rsp。
6.根据权利要求4所述的汽车，其中所述控制器进一步基于所述来确定被喷射到所述排气流中的NH3的所述量。
7.根据权利要求6所述的汽车，其中所述控制器调整被喷射到所述排气流中的NH3的所述量以减少所述
8.根据权利要求2所述的汽车，其中所述控制器响应于所述偏差而调整被喷射到所述排气流中的NH3的所述量，使得所述ηNOx保持在ηNOx阈值范围内。
9.一种包括在汽车的排气处理系统中的泄漏模式选择催化还原控制系统，所述泄漏模式选择催化还原控制系统包括：
NH3覆盖比控制器，其被配置为确定在选定NOX还原效率设定点(ηNOx_SP)下操作选择催化还原装置的NH3覆盖比设定点(Rsp)；
选择催化还原状态估计器装置，其被配置为估计所述选择催化还原装置的NH3覆盖比(R)、由所述选择催化还原装置释放的泄漏NH3的浓度以及离开所述选择催化还原装置的NOX的浓度，所述R指示由所述选择催化还原装置存储的NH3的量相对于所述选择催化还原装置的最大NH3存储容量；
NH3泄漏模式控制模块，其被配置为监测所述R并且确定R相对于所述Rsp的偏差；
NH3计算器模块，其被配置为基于所述偏差产生指示要喷射的NH3的所述量的NH3控制信号(u)；以及
定量给料系统，其被配置为基于所述NH3控制信号(u)来喷射校正量的NH3。
10.一种控制车辆排气处理系统的NOX还原效率的方法，所述方法包括：
经由内燃机燃烧空气/燃料混合物以产生包含氮氧化物(NOX)的排气流；
经由定量给料系统将NH3喷射到所述排气流中以产生NH3与排气的混合物；
经由被包括在所述排气处理系统中的选择催化还原装置存储所喷射的NH3，并且基于所述存储量的NH3将所述NOX转换为双原子氮(N2)和水(H2O)；
确定指示所述选择催化还原装置的选定NOX还原效率的NOX还原效率设定点(ηNOx_SP)，并且确定指示NH3的存储量相对于所述选择催化还原装置的最大NH3存储容量的NH3覆盖比设定点(Rsp)以达到所述ηNOx_SP；
估计指示所述存储NH3的实际量相对于所述选择催化还原装置的所述最大NH3存储容量的NH3覆盖比(R)；以及
基于所述R与所述Rsp之间的比较来产生NH3控制信号(u)，所述u控制由所述定量给料系统喷射的NH3的所述量。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113701959A (zh) * 2020-05-21 2021-11-26 北京福田康明斯发动机有限公司 车辆排气管路漏气检测方法
CN113701959B (zh) * 2020-05-21 2024-05-31 北京福田康明斯发动机有限公司 车辆排气管路漏气检测方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11423321B2 (en) * 2018-08-22 2022-08-23 GM Global Technology Operations LLC Method and system for predicting system status
DE102019216522A1 (de) * 2019-10-28 2021-04-29 Robert Bosch Gmbh Anpassung der Reduktionsmitteldosierung in einem Katalysator über ein Sliding-Mode-Verfahren
CN115095411B (zh) * 2022-07-06 2024-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种选择性催化还原载体移除的检测方法及装置
DE102023202667B3 (de) 2023-03-23 2024-05-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Auswertung eines NOx-Abgassensors in der Abgasanlage eines fremdgezündeten Verbrennungsmotors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090272104A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Phanindra Garimella APPARATUS, SYSTEM, AND METHOD FOR REDUCING NOx EMISSIONS ON AN SCR CATALYST USING AMMONIA STORAGE AND SLIP CONTROL
CN101737132A (zh) * 2008-11-19 2010-06-16 通用汽车环球科技运作公司 低氮氧化物质量流率时的氨存储控制系统和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012138936A1 (en) * 2011-04-05 2012-10-11 Cummins Inc. System, method, and apparatus for aftertreatment system monitoring
JP5284408B2 (ja) * 2011-04-05 2013-09-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
US9162183B2 (en) * 2012-03-06 2015-10-20 Cummins Inc. System and method to manage SCR catalyst NO2/NOX ratio
US9422847B2 (en) * 2014-12-30 2016-08-23 Cummins, Inc. System and method of isolating component failures in an exhaust aftertreatment system
JP6350444B2 (ja) * 2015-08-10 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090272104A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Phanindra Garimella APPARATUS, SYSTEM, AND METHOD FOR REDUCING NOx EMISSIONS ON AN SCR CATALYST USING AMMONIA STORAGE AND SLIP CONTROL
CN101737132A (zh) * 2008-11-19 2010-06-16 通用汽车环球科技运作公司 低氮氧化物质量流率时的氨存储控制系统和方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113701959A (zh) * 2020-05-21 2021-11-26 北京福田康明斯发动机有限公司 车辆排气管路漏气检测方法
CN113701959B (zh) * 2020-05-21 2024-05-31 北京福田康明斯发动机有限公司 车辆排气管路漏气检测方法

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