CN111417770A - 用于控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的内燃发动机的控制系统和方法 - Google Patents

用于控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的内燃发动机的控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的发动机的系统，该系统包括根据以下步骤对气体后处理系统上游的NOx的闭环控制：·根据发动机转速和转矩设定值用于确定NOx设定值的装置（2），·用于确定NOx值的装置（3），以及·级联控制装置（5），该级联控制装置能够根据NOx排放设定值或NOx排放的经校正的设定值与NOx量的确定值之间的NOx差确定发往发动机的空气环路控制装置（9）的引入氧气设定值和增压压力的校正，以及发往发动机的喷射控制装置的喷射压力的校正和主喷射开始的校正。

Description

用于控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的内燃发 动机的控制系统和方法
技术领域
本发明涉及用于控制内燃发动机的系统，并且更具体地，当内燃发动机配备有选择性催化类型的废气后处理系统时。
背景技术
目前，在正常燃烧模式下，通过调节燃烧参数（例如喷射方式、废气再循环EGR（对于“Exhaust Gaz Recirculation”的英文缩写）率、和以流量或压力表示的发动机填充）可以在未燃烧的碳氢化合物HC、一氧化碳CO、二氧化碳CO2、氮氧化物NOx和颗粒类型的污染物排放之间获得最佳折衷。这种折衷是在稳定测试期间获得的。
氮氧化物NOx排放是由给定的发动机设置引起的，因此不可能获得氮氧化物NOx排放的设定值。喷射和空气环路的设定值是确定的，这些设定值允许达到氮氧化物NOx排放的给定水平，其对于每个运行点是固定的。
法规要求减少氮氧化物NOx的排放。然而，这种排放的减少是以增加二氧化碳CO2和颗粒的排放为代价的。
选择性催化还原SCR（对于“Selective Catalytic Reduction”的英文缩写）类型的氮氧化物NOx后处理系统的效率取决于催化元素的温度，该温度必须高于阈值温度，通常为280°C。使燃烧适应这些效率标准是相当近似的，并且其以稳定点为特征。
因此存在一个问题，即：缺乏在瞬态条件下在稳定测试期间限定的燃烧设置的优化，并且不可能以氮氧化物NOx排放的设定值来控制发动机。
在现有技术中，文献JP2002371893公开了通过控制在发动机的出口处产生的氮氧化物NOx来控制内燃发动机。
但是，所使用的模型特别复杂且因此就计算时间而言是代价高的，并且没有考虑到氮氧化物NOx的后处理效率。
文献EP2617972还描述了一种用于根据在EGR的开环控制中的氮氧化物NOx探测器的测量结果来控制废气再循环EGR率的方法。
发明内容
本发明的主题是一种用于控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的内燃发动机的控制系统，其特征在于，其包括选择性催化类型的废气后处理系统上游的氮氧化物的闭环控制，按照以下步骤进行：
·至少根据内燃发动机的转速和转矩设定值来用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值的装置，
·用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置，以及
·级联控制装置，该级联控制装置能够根据废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值与废气后处理系统上游的氮氧化物量的确定值之间的氮氧化物排放的差确定发往内燃发动机的空气环路控制装置的引入氧气设定值和增压压力校正，以及发往内燃发动机的喷射控制装置的燃料喷射压力校正和喷射开始校正。
用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物设定值的装置可以包括三维映射，该三维映射该三维映射将转矩设定值、能够通过后处理进行处理的氮氧化物排放设定值以及内燃发动机的转速联系起来。
该系统可以包括求和积分器，该求和积分器能够通过将从该映射接收的氮氧化物排放设定值与由映射根据内燃发动机中引入的空气温度得出的第一校正和/或由映射根据内燃发动机冷却液温度得出的第二校正相加确定废气后处理系统上游的氮氧化物排放的经校正的设定值。
用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置可以包括在发动机排气歧管处的氮氧化物量的至少一个模型，其根据发动机的至少一个运行参数并且根据由空气环路控制装置提供的引入氧气量值和增压压力值，以及根据由喷射控制装置提供的燃料喷射压力值和喷射开始值。
用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置可以至少包括氮氧化物浓度的第一映射，其至少取决于由气缸压力传感器提供的气缸压力测量结果。
用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置可以至少包括氮氧化物浓度的第二映射，其至少取决于喷射到气缸中的燃料总量，这是根据由发动机电子控制单元提供的值确定的。
用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置可以连接至位于排出管线中的氮氧化物探测器。
用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置可以包括用于校正由第一映射或第二映射中的一者确定的氮氧化物量值的至少一个校正装置。
级联控制装置可以包括用于确定引入氧气设定值的装置，喷射校正装置，增压压力校正装置，能够根据氮氧化物排放量的差确定第一控制值的比例-积分-微分校正器,以及第一饱和装置，其能够根据第一控制值和取决于引入氧气量的最大极限和最小极限确定取决于氧气的饱和控制值，并且能够在第一控制值饱和时发出第一控制信号，
·用于确定引入氧气设定值的装置可以包括用于确定引入氧气设定值目标的装置，第一乘法器以及求和积分器，其中第一乘法器能够根据取决于氧气的饱和控制值和存储在第一存储器中的与引入氧气设定值相关联的因数确定引入氧气设定值的校正，求和积分器能够通过将引入氧气设定值目标与引入氧气设定值的校正相加确定引入氧气设定值。
喷射校正装置可以包括能够在接收到第一控制信号时激活喷射校正装置的激活装置，
·计算装置，其能够根据第一控制值和取决于氧气的饱和控制值确定第二控制值，
·第二饱和装置，其能够根据第二控制值以及最大极限和最小极限确定饱和的第二控制值，并且能够在第二控制值饱和时发出第二控制信号，
·第二乘法器，其能够根据饱和的第二控制值和与燃料压力相关联的因数确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正，
·第三乘法器，其能够根据第二控制值和与喷射开始相关联的因数确定喷射开始的校正，
·增压压力校正装置包括在接收到第二控制信号时用于激活增压压力校正装置的装置，
·计算装置，其能够根据第二控制值和饱和的第二控制值确定第三控制值，以及
·第四乘法器，其能够根据第三控制值和与增压压力相关联的因数确定增压压力校正。
喷射校正装置可以包括能够在接收到第一控制信号时激活喷射校正装置的激活装置，
·计算装置，其能够根据第一控制值和取决于氧气的饱和控制值确定第二控制值，
·第三饱和装置，其能够根据第二控制值以及与喷射器供应轨中的燃料压力相关联的最大极限值和最小极限值确定取决于喷射器供应轨中的燃料压力的饱和的第二控制值，并且能够在第二控制值饱和时发出第三控制信号，
·第二乘法器，其能够根据取决于喷射器供应轨中的燃料压力的饱和的第二控制值和与燃料压力相关联的因数确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正，
·第四饱和装置，其能够根据第二控制值以及与喷射开始相关联的最大极限值和最小极限值确定取决于喷射开始的饱和的第二控制值，并且能够在第二控制值饱和时发出第四控制信号；
·第三乘法器，其能够根据取决于喷射开始的饱和的第二控制值和与喷射开始相关联的因数确定喷射开始的校正，
·OU逻辑运算符，其能够在接收到第三控制信号或第四控制信号时发出第二控制信号，
·增压压力校正装置包括用于在接收到第二控制信号时用于激活增压压力校正装置的装置，
·计算装置，其能够根据第二控制值、取决于喷射器供应轨中的燃料压力的饱和的第二控制值，以及取决于喷射开始的饱和的第二控制值确定第三控制值，
·第四乘法器，其能够根据第三控制值和与增压压力相关联的因数确定增压压力校正的。
级联控制装置可以包括用于确定引入氧气设定值的装置，喷射校正装置，增压压力校正装置，
·比例积分微分校正器，其能够根据氮氧化物排放的差确定第一控制值，以及
·用于确定引入氧气设定值的装置包括用于确定引入氧气设定值目标的装置，能够根据第一控制值和存储在第一存储器中的与引入氧气设定值相关联的因数确定引入氧气设定值的校正的第一乘法器，以及第一饱和装置，第一饱和装置能够根据引入氧气设定值的校正和取决于引入氧气量的最大极限和最小极限确定引入氧气设定值的校正的饱和值，并且能够在引入氧气设定值的校正饱和时发出第一控制信号，
·以及求和积分器，其能够通过将引入氧气设定值目标与所述引入氧气设定值的校正的饱和值相加确定引入氧气设定值。
喷射校正装置可以包括能够在接收到第一控制信号时激活喷射校正装置的激活装置，
·计算装置，其能够根据第一控制值，引入氧气设定值的校正的饱和值以及与引入氧气设定值相关联的因数确定第二控制值，
·第二乘法器，能够根据第二控制值和与燃料压力相关联的因数确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正，
·第三饱和装置，其能够根据喷射器供应轨中的燃料压力的校正以及与喷射器供应轨中的燃料压力相关联的最大极限值和最小极限值确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正的饱和值，并且能够在喷射器供应轨中的燃料压力的校正饱和时发出第三控制信号，
·第三乘法器，其能够根据第二控制值和与喷射开始相关联的因数确定喷射开始的校正，
·第四饱和装置，其能够根据喷射开始的校正以及与喷射开始相关联的最大极限值和最小极限值确定喷射开始的校正的饱和值，并且能够在喷射开始的校正饱和时发出第四控制信号，
·OU逻辑运算符，其能够在接收到第三控制信号或第四控制信号时发出第二控制信号，
·增压压力校正装置包括在接收到第二控制信号时用于激活增压压力校正装置的装置，
·计算装置，其能够根据第二控制值、喷射器供应轨中的燃料压力的校正的饱和值、与燃料压力相关联的因数、喷射开始的校正的饱和值以及所述与喷射开始相关联的因数确定第三控制值第，
·第四乘法器，其能够根据第三控制值和与增压压力相关联的因数确定增压压力校正。
用于确定引入氧气设定值目标的装置可以包括用于确定气缸压力传感器的存在的装置，用于确定气缸温度的装置以及用于计算引入氧气设定值目标的装置，
·当未接收到信号或如果在输入端接收到超出允许范围的值时，用于确定气缸压力传感器的存在的装置能够发出发往用于确定引入氧气设定值目标的装置的信号，指示不存在气缸压力传感器，
·当在输入端接收到处于允许范围内的值时，用于确定气缸压力传感器的存在的装置能够将接收到的值发送到用于确定气缸温度的装置，并且发出发往用于确定引入氧气设定值目标的装置的信号，指示存在气缸压力传感器，
·用于确定气缸温度的装置够根据模型，气缸压力，填充和曲轴位置确定气缸温度，
·如果存在气缸压力传感器，则用于计算引入氧气设定值目标的装置能够根据氮氧化物排放的倒置模型，气缸中达到的最高温度和氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值确定引入氧气设定值目标，
·如果不存在气缸压力传感器，则用于计算引入氧气设定值目标的装置能够根据氮氧化物排放的倒置模型，喷射到气缸中的总燃料量和氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值确定引入氧气设定值目标。
本发明还涉及一种根据废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的内燃发动机的方法，其特征在于，其包括根据以下步骤对选择性催化型废气后处理系统上游的氮氧化物进行的闭环控制，在这些步骤期间：
·根据内燃发动机的转速和转矩设定值确定废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值，
·确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值，以及
·通过根据废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值与废气后处理系统上游的氮氧化物量的确定值之间的氮氧化物排放的差的级联确定来确定发往内燃发动机的空气环路控制装置的引入氧气设定值和增压压力校正，以及发往内燃发动机的喷射控制装置的燃料喷射压力校正和喷射开始校正。
该方法的优点是考虑了后处理SCR系统的效率，这导致以离开发动机的氮氧化物NOx的设定值来优化控制，从而保持大致恒定的氮氧化物NOx排放率。
附图说明
本发明的其他目的、特征和优点将通过阅读下面的描述变得显而易见，以下描述仅通过非限制性示例的方式给出，并参考附图，其中：
–图1示出了根据本发明的用于控制内燃发动机的控制系统的主要元件，
–图2示出了用于确定氮氧化物量值的装置的主要元件，
–图3示出了级联控制装置的主要元件，
–图4示出了级联控制装置的另一实施例的主要元件，
–图5示出了用于确定引入氧气设定值目标的装置的主要元件，以及
–图6显示了用于确定离开发动机的氮氧化物浓度的示意图。
具体实施方式
本发明提出通过如下方式来解决技术问题：通过使用预测性的和可逆的氮氧化物排放模型来控制内燃发动机的致动器，特别是诸如燃料喷射器、空气环路元件、部分废气再循环EGR阀和涡轮压缩机，以便达到目标浓度。在特定实施例中，模型可以考虑来自气缸中的压力传感器和/或位于排出管线中的氮氧化物NOx探测器的测量结果。
氮氧化物NOx排放模型对氮氧化物NOx生成过程中的主要影响因素进行建模，这些因素包括引入的氧气、气缸温度、喷射压力、燃烧阶段和发动机填充。
该模型允许通过根据所需的氮氧化物NOx排放和总喷射燃料质量确定进气口处所需的氧气量，而对氮氧化物NOx排放进行开环控制。在特定实施例中，当存在气缸压力传感器时，该模型考虑气缸温度测量结果而不是总喷射燃料质量。
添加了PID（比例，积分，微分）控制器，用于基于喷射开始SOI（对于“Start ofInjection”的英文缩写）的辅助参数和轨中的燃料压力进行闭环控制。
这两个参数影响燃烧噪声，且因此必须同时进行控制，以限制该方法对感知的燃烧噪声的影响。
图1示出了内燃发动机的控制系统1，其根据的是氮氧化物NOx排放设定值，通过确定引入氧气设定值和用于空气环路控制装置9的增压压力校正以及通过用于喷射控制装置10的燃料喷射压力校正来进行。
控制系统1包括用于确定氮氧化物NOx排放设定值的装置2，用于确定氮氧化物NOx量值的装置3以及级联控制装置5。
更精确地，用于确定氮氧化物NOx排放设定值的装置2包括将转矩设定值TQI_sp，后处理SCR的效率以及内燃发动机的转速N联系起来的三维映射2a。在当前情况下，三维映射2a允许根据转矩设定值TQI_sp和发动机转速N确定后处理效率，所呈的形式为能够通过后处理SCR进行处理的氮氧化物NOx排放设定值，标记为NOx_sp。
在特定实施例中，来自于三维映射2a的氮氧化物排放设定值NOx_sp根据引入的空气温度的测量结果和/或根据发动机冷却液温度在输出端进行校正。
为此，将映射2a的输出链接到求和积分器2d，该求和积分器2d接收由映射2b根据引入的空气温度Tadm得出的第一校正和/或由映射2c根据冷却液温度Texch得出的第二校正。然后，在用于确定氮氧化物NOx排放设定值的装置2的输出端，氮氧化物排放的经校正的设定值NOx_sp_cor取代氮氧化物排放设定值NOx_sp。
用于确定氮氧化物量值的装置3包括在发动机排气歧管处的氮氧化物量的至少一个模型。
氮氧化物量的模型可以是诸如在申请FR2999648中所公开的模型，其允许至少根据每个气缸中的压力确定氮氧化物浓度。
氮氧化物量的模型也可以是至少取决于喷射到气缸中的总燃料量的模型。
现在将借助于图6描述特别是在用于估计发动机出口处的氮氧化物浓度的估计系统内产生的这种模型。发动机出口是指排气歧管处的废气出口，其在通过防污染系统进行的任何处理之前或在通过部分废气再循环系统提取部分气体之前。
估计系统包括用于根据总喷射燃料质量MF_INJ_SUM和引入氧气量YO2 in来估计废气中的氮氧化物量NOX_man的第一估计装置。第一估计装置可以是映射或物理模型。
总喷射燃料质量MF_INJ_SUM等于在前一个燃烧循环中喷射的燃料量之和。该信息可以由车辆的电子控制单元或由喷射控制装置传输。
通过由计算装置产生的模型或通过布置在进气口处的氧气传感器在进气门上游确定引入氧气量YO2 in。
估计系统包括根据喷射开始的平均时刻来用于估计校正COR_SOI的装置。计算装置根据在前一个燃烧循环期间对于每次喷射的喷射开始时刻SOIi和喷射燃料质量MFi确定喷射开始的平均时刻SOI_ave，这是通过应用以下等式：
Figure 726980DEST_PATH_IMAGE001
（等式1）。
因此，计算装置将喷射开始的平均时刻SOI_ave确定为在过去的燃烧循环的所有喷射上的喷射开始时刻SOIi与喷射燃料质量MFi的乘积之总和除以在前一个燃烧循环的所有喷射上的喷射燃料质量MFi之总和。
换句话说，计算装置通过对由每次喷射时的喷射燃料质量加权的喷射开始时刻取平均确定燃烧中心的图像。
第二确定装置允许根据如上所述的喷射开始的平均时刻SOI_ave确定氮氧化物量的第一校正COR_SOI。
第三确定装置允许根据排气处的丰度的测量结果确定氮氧化物量的第二校正COR_LAMB。
一组确定装置允许根据喷射时的燃料压力FUP确定氮氧化物量的校正COR_FUP，根据冷却液温度TCO确定氮氧化物量的校正COR_TCO，根据增压压力MAP确定氮氧化物量的校正COR_MAP，以及根据内燃发动机的转速N确定氮氧化物量的校正COR_N。
该组确定装置中的每个装置可以是映射或模型。
第二计算装置允许确定排气歧管处的废气中的氮氧化物的校正量NOX_exhaust，这是通过形成估计的氮氧化物量NOX_man与各个校正的乘积（如果这些校正是相对于估计的氮氧化物量表示的话）来实现的。可替代地，第二计算装置确定排气歧管处的废气中的氮氧化物的校正量NOX_exhaust，这是通过形成估计的氮氧化物量NOX_man与各个校正的总和（如果这些校正是以氮氧化物量表示的话）来实现的。
用于确定排气歧管处的内燃发动机废气中的氮氧化物的校正量的方法包括第一步骤，在第一步骤期间，根据总喷射燃料质量和引入氧气量来估计氮氧化物量。
通过物理模型或通过布置在进气口的氧气传感器在进气门上游确定引入氧气量。
总喷射燃料质量等于该燃烧循环中所有燃料喷射的总和。
然后根据至少一个参数测量结果或内燃发动机的运行变量确定氮氧化物的至少一个校正，然后根据估计的氮氧化物量和这些校正确定废气中的氮氧化物的校正量。
氮氧化物量的第一校正取决于喷射开始的平均时刻。喷射开始的平均时刻被确定为：在前一个燃烧循环的所有喷射上的喷射开始时刻与喷射燃料质量的乘积之总和除以在前一个燃烧循环的所有喷射上的喷射燃料质量之总和。
通过建模或通过映射，根据喷射开始的平均时刻确定氮氧化物量的第一校正。
通过建模或通过映射，根据由氧气传感器对排气处丰度的测量结果确定氮氧化物量的第二校正。
可以确定氮氧化物量的其他校正，例如根据喷射时的燃料压力FUP的氮氧化物量的校正COR_FUP，根据冷却液温度TCO的氮氧化物量的校正COR_TCO，根据增压压力MAP的氮氧化物量的校正COR_MAP，以及根据内燃发动机转速N的氮氧化物量的校正COR_N。这些校正也可以通过建模或通过映射确定。
本领域技术人员还将注意到，确定方法和系统可以定尺寸成既估计整个发动机产生的氮氧化物量，又估计由气缸产生的氮氧化物量，从而允许适应所有发动机配置（不同数量的气缸，气缸的选择性断开等）或对这种发动机的气缸的精确控制。
再一次涉及根据氮氧化物NOx量值排放设定值的内燃发动机的控制系统1。
用于确定氮氧化物量值的装置3在输入端接收来自空气环路控制装置9的引入的氧气量值O2_adm和增压压力值MAP，以及由喷射控制装置10产生的燃料喷射压力FUP和喷射开始值SOI。
用于确定氮氧化物量值的装置3在输出端发出经建模的氮氧化物排放值。
减法器4确定氮氧化物排放的经校正的设定值NOx_sp_cor与氮氧化物量的确定值NOx_mdl之间的差，并将所得的氮氧化物排放的差ΔNOx发送到级联控制装置5。
在特定实施例中，用于确定氮氧化物量值的装置3至少包括两个模型，以及用于根据可用的测量结果确定要使用的模型的装置。这样的实施例由图2示出。
可以看到，用于确定氮氧化物量值的装置3至少包括氮氧化物浓度的第一映射3a（其至少取决于由气缸压力传感器产生的气缸压力测量结果Pcyl），以及氮氧化物浓度的第二映射3b（其至少取决于喷射到气缸中的燃料总量∑MF，这是根据由发动机电子控制单元提供的值确定的）。
选择装置3e确定要发送到减法器4的经建模的值。
如果车辆配备有气缸压力传感器，则由第一映射3a确定的值被发送到减法器4，并且不考虑由第二映射3b确定的值。如果车辆未配备有气缸压力传感器，则不考虑由第一映射3a确定的值，并且将由第二映射3b确定的值发送到减法器4。
替代地，当车辆还配备有氮氧化物探测器时，每个模型根据由布置在排出管线中的氮氧化物探测器测量的发动机出口处的氮氧化物量的测量结果NOx_mes来形成校正的对象。为此，第一校正装置3c根据发动机出口处的氮氧化物量的测量结果校正由第一映射3a产生的值，并且第二校正装置3d根据发动机出口处的同样的氮氧化物量的测量结果校正由第二映射3b产生的值。
选择装置3e确定要发送到减法器4的经校正的值。
如果氮氧化物量的测量结果NOx_mes可用，但是气缸压力测量结果和喷射到气缸中的燃料量不可用，则选择装置3e发送氮氧化物量的测量结果NOx_mes。
如果气缸压力测量结果可用，但是氮氧化物量的测量结果NOx_mes和喷射到气缸中的燃料量不可用，则选择装置3e发送由第一映射3a产生的、至少根据气缸压力测量结果Pcyl确定的氮氧化物量值。
如果喷射到气缸中的燃料量可用，但是氮氧化物量的测量结果NOx_mes和气缸压力测量结果不可用，则选择装置3e发送由第二映射3b产生的、至少根据喷射到气缸中的燃料总量确定的氮氧化物量值。
如果气缸压力测量结果和氮氧化物量的测量结果NOx_mes可用，但是喷射到气缸中的燃料量不可用，则选择装置3e发送由第一校正装置3c产生的、至少根据气缸压力测量值Pcyl校正的氮氧化物量值。
如果喷射到气缸中的燃料量和氮氧化物量的测量结果NOx_mes可用，但是气缸压力测量结果不可用，则选择装置3e发送由第二校正装置3d产生的、至少根据喷射到气缸中的燃料总量校正的氮氧化物量值。
再次参考图1，我们可以看到级联控制装置5包括用于确定引入氧气设定值的装置6，喷射校正装置7和增压压力校正装置8。
如图3所示，用于确定引入氧气设定值的装置6，喷射校正装置7和增压压力校正装置8以级联运行。
该图还示出了由减法器4确定的氮氧化物排放的差ΔNOx由PID校正器（附图标记5a）接收，该PID校正器在输出端提供第一控制值U。在本文献中，控制值是由PID校正器产生的在-1和+1之间变化的值。
第一控制值U由第一饱和装置5b接收，该第一饱和装置5b能够在值超过最大极限或最小极限时对其进行限制。控制值的最大极限和控制值的最小极限通过与空气环路的控制，特别是与引入氧气量的控制相关联的传递函数的逆应用确定。
第一饱和装置5b在输出端产生取决于氧气的饱和控制值U_O2_sat，并送往用于确定引入氧气设定值的装置6。
用于确定引入氧气设定值的装置6包括用于确定引入氧气设定值目标的装置6d，第一乘法器6b以及求和积分器6c，其中第一乘法器6b能够根据取决于氧气的饱和控制值U_O2_sat和存储在第一存储器6a中的与引入氧气设定值相关联的因数fac_O2确定引入氧气设定值的校正ΔO2，求和积分器6c能够通过将引入氧气设定值目标O2_tgt与引入氧气设定值的校正ΔO2相加确定引入氧气设定值O2_sp。
当由于第一控制值U高于最大极限或低于最小极限而饱和时，第一饱和装置5b发出第一控制信号flag1(例如布尔运算符)发往用于激活喷射校正装置7的装置7a，使得只有当第一控制值U已由第一饱和装置5b饱和时，喷射校正装置7才被激活。
喷射校正装置7包括计算装置7b，该计算装置7b在输入端接收第一控制值U和取决于氧气的饱和控制值U_O2_sat，并通过应用以下等式确定第二控制值U2：
Figure 122189DEST_PATH_IMAGE002
（等式2）。
第二控制值U2由第二饱和装置7c接收，第二饱和装置7c能够在值超过最大极限或最小极限时对其进行限制。
第二饱和装置7c在输出端发出饱和的第二控制值U2_sat。
第二乘法器7d接收饱和的第二控制值U2_sat和来自第二存储器7e的与燃料压力相关联的因数fac_FUP，并且在输出端产生喷射器供应轨中的燃料压力的校正ΔFUP。因数指的是要么通过在测试台上的校准要么根据与发动机转速和/或发动机转矩相关联的映射而进行调节的参数。
第三乘法器7f也接收第二控制值U2和来自第三存储器7g的与喷射开始相关联的因数fac_SOI，并且在输出端发出喷射开始的校正ΔSOI。
参照图5，可以看到，用于确定引入氧气设定值目标的装置6d包括用于确定气缸压力传感器的存在的装置6da，用于确定气缸温度的装置6db以及用于计算引入氧气设定值目标的装置6dc。
用于确定气缸压力传感器的存在的装置6da根据在输入端接收的信号确定气缸压力传感器的存在。
如果未接收到信号或在输入端接收到超出允许范围的值，则用于确定气缸压力传感器的存在的装置6da发出发往用于确定引入氧气设定值目标O2_tgt的装置的信号，指示不存在气缸压力传感器。
如果在输入端接收到处于允许范围内的值，则用于确定气缸压力传感器的存在的装置6da将该值发送到用于确定气缸温度的装置6db，并且发出发往用于确定引入氧气设定值目标O2_tgt的装置的信号，指示存在气缸压力传感器。
用于确定气缸温度的装置6db接收气缸压力测量结果Pcyl和在测量期间的曲轴位置crk以及进气门关闭时的温度Tivc。
用于确定气缸温度的装置6db应用气缸中的气体行为的物理模型，即理想气体方程类型的物理模型，以便确定一旦气门关闭则气缸中达到的最高温度Tmax。
用于计算引入氧气设定值目标的装置6dc应用根据气缸压力传感器的存在而选择的氮氧化物排放的倒置模型。
如果存在气缸压力传感器，则根据取决于气缸中达到的最高温度Tmax和氮氧化物排放设定值NOx_sp的映射确定引入氧气设定值目标O2_tgt。
如果不存在气缸压力传感器，则根据取决于喷射到气缸中的总燃料量ΣMF和氮氧化物排放设定值NOx_sp的映射确定引入氧气设定值目标O2_tgt。
在特定实施例中，当在用于确定氮氧化物排放设定值NOx的装置2中根据引入的空气温度Tadm或冷却液温度Texch而对氮氧化物排放设定值NOx_sp进行了校正时，用于计算引入氧气设定值目标的装置6dc接收并使用氮氧化物排放的经校正的设定值NOx_sp_cor而不是氮氧化物排放设定值NOx_sp。
再次参考图3，可以看到，增压压力校正装置8在输入端接收第二控制值U2和饱和的第二控制值U2_sat，并且在输出端发出发往空气环路控制装置9的增压压力校正ΔMAP。
当第二控制值U2由于高于最大极限或低于最小极限而饱和时，第二饱和装置7c发出第二控制信号flag2（例如布尔运算符）发往用于激活增压压力校正装置8的装置8a，使得只有当第一控制值U已由第二饱和装置7c饱和时，增压压力校正装置8才被激活。
增压压力校正装置8包括计算装置8b，该计算装置8b在输入端接收第二控制值U2和饱和的第二控制值U2_sat，并通过应用以下等式确定第三控制值U3：
Figure 936561DEST_PATH_IMAGE003
（等式3）。
第四乘法器8e接收第三控制值U3和来自第四存储器8f的与增压压力相关联的因数fac_MAP，并且在输出端发出增压压力校正ΔMAP。
在图4所示的替代实施例中，计算装置7b发出发往第三饱和装置7h和第四饱和装置7i的第二控制值。
第三饱和装置7h被布置在第二计算装置7b和第二乘法器7d之间，并且确定饱和控制值U2_FUP_sat，该饱和控制值U2_FUP_sat与第二控制值所取的、被限制在最大极限值和最小极限值之间的、与喷射器供应轨中的燃料压力相关联的值相对应。然后将饱和控制值U2_FUP_sat发送到第二乘法器7d。
第四饱和装置7i被布置在计算装置7b和第三乘法器7f之间，并且确定饱和控制值U2_SOI_sat，该饱和控制值U2_SOI_sat与第二控制值U2所取的、被限制在最大极限值和最小极限值之间的、与喷射开始相关联的值相对应。然后将饱和控制值U2_SOI_sat发送到第三乘法器7f。
当第二控制值U2由于高于最大极限或低于最小极限而饱和时，第三饱和装置7h发出发往OR逻辑运算符（标记为7j）的第三控制信号flag21（例如布尔运算符）。
当第二控制值U2由于高于最大极限或低于最小极限而饱和时，第四饱和装置7i发出发往OR逻辑运算符（标记为7j）的第四控制信号flag22（例如布尔运算符）。
标记为7j的OR逻辑运算符发出发往用于激活增压压力校正装置8的装置8a的第二控制信号flag2，使得只有当第二控制值U2已由第三饱和装置7h或第四饱和装置7i饱和时，增压压力校正装置8才被激活。
增压压力校正装置8包括计算装置8b，该计算装置8b在输入端接收第二控制值U2，取决于喷射器供应轨中的燃料压力的饱和的第二控制值U2_FUP_sat，和取决于喷射开始的饱和的第二控制值U2_SOI_sat，并通过应用以下等式确定第三控制值U3：
Figure 759024DEST_PATH_IMAGE004
（等式4）。
级联控制装置5的其他元件对应于关于图3描述的元件。
在适用于图3所示的实施例和图4所示的实施例的替代实施例中，在执行饱和之前，通过将控制值乘以预定因数来将控制值转换成控制信号。因此，每个饱和都适用于控制信号而不是控制值。由于将饱和应用于类似于物理值的控制信号，因此该实施例的优点在于更容易进行参数化。
再次参考图1，与级联控制装置5的实施方式无关，空气环路控制装置9在输入端接收引入氧气设定值O2_sp和增压压力校正ΔMAP。空气环路控制装置9确定增压压力的经校正的设定值MAP_sp_cor，其等于从电子控制单元接收的增压压力设定值MAP_sp与增压压力校正ΔMAP之和。
空气环路控制装置9根据引入氧气设定值O2_sp确定合适的命令并将其发送给新鲜空气进气致动器，并根据增压压力的经校正的设定值MAP_sp_cor将命令发送至增压涡轮压缩机的致动器。
喷射控制装置10在输入端接收喷射器供应轨中的燃料压力的校正ΔFUP和喷射开始的校正ΔSOI。喷射控制装置10通过将从发动机电子控制单元接收到的喷射器供应轨中的燃料压力的设定值FUP_sp与喷射器供应轨中的燃料压力的校正ΔFUP相加确定喷射器供应轨中的燃料压力的经校正的设定值FUP_sp_cor。
喷射控制装置10还通过将从发动机电子控制单元接收的喷射开始的设定值SOI_sp与喷射开始的校正ΔSOI相加确定喷射开始的经校正的设定值SOI_sp_cor。
空气环路控制装置9根据喷射开始的经校正的设定值SOI_sp_cor和喷射器供应轨中的燃料压力的经校正的设定值FUP_sp_cor确定合适的指令并将其发送给燃料喷射器致动器。

Claims (15)

1.一种用于控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的内燃发动机的控制系统，其特征在于，其包括选择性催化类型的废气后处理系统上游的氮氧化物的闭环控制，按照以下步骤进行：
·至少根据内燃发动机的转速和转矩设定值来用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值的装置（2），
·用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置（3），以及
·级联控制装置（5），该级联控制装置（5）能够根据废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值与废气后处理系统上游的氮氧化物量的确定值之间的氮氧化物排放的差确定发往内燃发动机的空气环路控制装置（9）的引入氧气设定值和增压压力校正，以及发往内燃发动机的喷射控制装置（10）的燃料喷射压力校正和喷射开始校正。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值的装置（2）包括三维映射（2a），该三维映射将转矩设定值、能够通过后处理进行处理的氮氧化物排放设定值以及内燃发动机的转速联系起来。
3.根据权利要求2所述的控制系统，包括求和积分器（2d），该求和积分器（2d）能够通过将从所述映射（2a）接收的氮氧化物排放设定值与由映射根据内燃发动机中引入的空气温度得出的第一校正和/或由映射（2c）根据内燃发动机冷却液温度得出的第二校正相加确定废气后处理系统上游的氮氧化物排放的经校正的设定值。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统，其中，用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置（3）包括在发动机排气歧管处的氮氧化物量的至少一个模型，其根据发动机的至少一个运行参数并且根据由空气环路控制装置（9）提供的引入氧气量值和增压压力值，以及根据由喷射控制装置（10）提供的燃料喷射压力值和喷射开始值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，用于确定所述废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置（3）至少包括氮氧化物浓度的第一映射（3a），其至少取决于由气缸压力传感器提供的气缸压力测量结果。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，用于确定所述废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置（3）至少包括氮氧化物浓度的第二映射（3b），其至少取决于喷射到气缸中的燃料总量，这是根据由发动机电子控制单元提供的值确定的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，用于确定所述废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置（3）连接至位于排出管线中的氮氧化物探测器。
8.根据权利要求6结合权利要求5所述的控制系统，其中，用于确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值的装置（3）包括用于校正由第一映射（3a）或第二映射（3b）中的一者确定的氮氧化物量值的至少一个校正装置（3c，3d）。
9.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述级联控制装置（5）包括用于确定引入氧气设定值的装置（6），喷射校正装置（7），增压压力校正装置（8），
·比例积分微分校正器（5a），其能够根据氮氧化物排放的差确定第一控制值，以及
·第一饱和装置（5b），其能够根据第一控制值和取决于引入氧气量的最大极限和最小极限确定取决于氧气的饱和控制值，并且能够在第一控制值饱和时发出第一控制信号，
·用于确定引入氧气设定值的装置（6）包括用于确定引入氧气设定值目标的装置（6d），第一乘法器（6b）以及求和积分器（6c），其中第一乘法器（6b）能够根据所述取决于氧气的饱和控制值和存储在第一存储器（6a）中的与引入氧气设定值相关联的因数确定引入氧气设定值的校正，求和积分器（6c）能够通过将引入氧气设定值目标与引入氧气设定值的校正相加确定引入氧气设定值。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其中，喷射校正装置（7）包括激活装置（7a），激活装置（7a）能够在接收到第一控制信号时激活喷射校正装置（7），
·计算装置（7b），其能够根据第一控制值和取决于氧气的饱和控制值确定第二控制值，
·第二饱和装置（7c），其能够根据第二控制值以及最大极限和最小极限确定饱和的第二控制值，并且能够在第二控制值饱和时发出第二控制信号，
·第二乘法器（7d），其能够根据饱和的第二控制值和与燃料压力相关联的因数确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正，
·第三乘法器（7f），其能够根据第二控制值和与喷射开始相关联的因数确定喷射开始的校正，
·增压压力校正装置（8）包括在接收到第二控制信号时用于激活增压压力校正装置（8）的装置（8a），
·计算装置（8b），其能够根据第二控制值和饱和的第二控制值确定第三控制值，以及
·第四乘法器（8e），其能够根据第三控制值和与增压压力相关联的因数确定增压压力校正。
11.根据权利要求9所述的控制系统，其中，喷射校正装置（7）包括激活装置（7a），激活装置（7a）能够在接收到第一控制信号时激活喷射校正装置（7），
·计算装置（7b），其能够根据第一控制值和取决于氧气的饱和控制值确定第二控制值，
·第三饱和装置（7h），其能够根据第二控制值以及与喷射器供应轨中的燃料压力相关联的最大极限值和最小极限值确定取决于喷射器供应轨中的燃料压力的饱和的第二控制值，并且能够在第二控制值饱和时发出第三控制信号，
·第二乘法器（7d），其能够根据所述取决于喷射器供应轨中的燃料压力的饱和的第二控制值和与燃料压力相关联的因数确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正，
·第四饱和装置（7i），其能够根据第二控制值以及与喷射开始相关联的最大极限值和最小极限值确定取决于喷射开始的饱和的第二控制值，并且能够在第二控制值饱和时发出第四控制信号，
·第三乘法器（7f），其能够根据所述取决于喷射开始的饱和的第二控制值和与喷射开始相关联的因数确定喷射开始的校正，
·OU逻辑运算符（7j），其能够在接收到第三控制信号或第四控制信号时发出第二控制信号，
·增压压力校正装置（8）包括在接收到第二控制信号时用于激活增压压力校正装置（8）的装置（8a），
·计算装置（8b），其能够根据第二控制值、所述取决于喷射器供应轨中的燃料压力的饱和的第二控制值，以及所述取决于喷射开始的饱和的第二控制值确定第三控制值，
·第四乘法器（8e），其能够根据第三控制值和与增压压力相关联的因数确定增压压力校正。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的控制系统，其中，所述级联控制装置（5）包括用于确定引入氧气设定值的装置（6），喷射校正装置（7），增压压力校正装置（8），
·比例积分微分校正器（5a），其能够根据氮氧化物排放的差确定第一控制值，以及
·用于确定引入氧气设定值的装置（6）包括用于确定引入氧气设定值目标的装置（6d），能够根据第一控制值和存储在第一存储器（6a）中的与引入氧气设定值相关联的因数确定引入氧气设定值的校正的第一乘法器（6b），以及第一饱和装置，第一饱和装置能够根据引入氧气设定值的校正和取决于引入氧气量的最大极限和最小极限确定引入氧气设定值的校正的饱和值，并且能够在引入氧气设定值的校正饱和时发出第一控制信号，
·以及求和积分器，其能够通过将引入氧气设定值目标与所述引入氧气设定值的校正的饱和值相加确定引入氧气设定值。
13.根据权利要求12所述的控制系统，其中，喷射校正装置（7）包括激活装置（7a），激活装置（7a）能够在接收到第一控制信号时激活喷射校正装置（7），
·计算装置（7b），其能够根据第一控制值、所述引入氧气设定值的校正的饱和值以及与引入氧气设定值相关联的因数确定第二控制值，
·第二乘法器（7d），其能够根据第二控制值和与燃料压力相关联的因数确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正，
·第三饱和装置（7h），其能够根据喷射器供应轨中的燃料压力的校正以及与喷射器供应轨中的燃料压力相关联的最大极限值和最小极限值确定喷射器供应轨中的燃料压力的校正的饱和值，并且能够在喷射器供应轨中的燃料压力的校正饱和时发出第三控制信号，
·第三乘法器（7f），其能够根据第二控制值和与喷射开始相关联的因数确定喷射开始的校正，
·第四饱和装置（7i），其能够根据喷射开始的校正以及与喷射开始相关联的最大极限值和最小极限值确定喷射开始的校正的饱和值，并且能够在喷射开始的校正饱和时发出第四控制信号，
·OU逻辑运算符（7j），其能够在接收到第三控制信号或第四控制信号时发出第二控制信号，
·增压压力校正装置（8）包括在接收到第二控制信号时用于激活增压压力校正装置（8）的装置（8a），
·计算装置（8b），其能够根据第二控制值、所述喷射器供应轨中的燃料压力的校正的饱和值、所述与燃料压力相关联的因数、所述喷射开始的校正的饱和值以及所述与喷射开始相关联的因数确定第三控制值，
·第四乘法器（8e），其能够根据第三控制值和与增压压力相关联的因数确定增压压力校正。
14.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，用于确定引入氧气设定值目标的装置（6d）包括用于确定气缸压力传感器的存在的装置（6da），用于确定气缸温度的装置（6db），以及用于计算引入氧气设定值目标的装置（6dc），
·当未接收到信号或如果在输入端接收到超出允许范围的值时，用于确定气缸压力传感器的存在的装置（6da）能够发出发往用于确定引入氧气设定值目标的装置的信号，指示不存在气缸压力传感器，
·当在输入端接收到处于允许范围内的值时，用于确定气缸压力传感器的存在的装置（6da）能够将接收到的值发送到用于确定气缸温度的装置（6db），并且发出发往用于确定引入氧气设定值目标的装置的信号，指示存在气缸压力传感器，
·用于确定气缸温度的装置（6db）能够根据模型，气缸压力，填充和曲轴位置确定气缸温度，
·如果存在气缸压力传感器，则用于计算引入氧气设定值目标的装置（6dc）能够根据氮氧化物排放的倒置模型，气缸中达到的最高温度和氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值确定引入氧气设定值目标，
·如果不存在气缸压力传感器，则用于计算引入氧气设定值目标的装置（6dc）能够根据氮氧化物排放的倒置模型，喷射到气缸中的总燃料量和氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值确定引入氧气设定值目标。
15.一种根据废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值控制配备有选择性催化类型的废气后处理系统的内燃发动机的方法，其特征在于，其包括根据以下步骤对选择性催化型废气后处理系统上游的氮氧化物进行的闭环控制，在这些步骤期间：
·根据内燃发动机的转速和转矩设定值确定废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值，
·确定废气后处理系统上游的氮氧化物量值，以及
·通过根据废气后处理系统上游的氮氧化物排放设定值或氮氧化物排放的经校正的设定值与废气后处理系统上游的氮氧化物量的确定值之间的氮氧化物排放的差的级联确定来确定发往内燃发动机的空气环路控制装置（9）的引入氧气设定值和增压压力校正，以及发往内燃发动机的喷射控制装置（10）的燃料喷射压力校正和喷射开始校正。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113006960A (zh) * 2021-04-21 2021-06-22 潍柴动力股份有限公司 一种发动机的控制方法及装置
CN114018848A (zh) * 2021-11-16 2022-02-08 无锡时和安全设备有限公司 可视化氮氧化物转化系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112177789B (zh) * 2020-09-27 2022-08-09 同济大学 一种生物柴油发动机自适应喷油控制系统及控制方法
FR3125561A1 (fr) 2021-07-22 2023-01-27 Psa Automobiles Sa Procede de controle d’une boucle d’air d’un moteur thermique a allumage commande d’un vehicule
CN114876618B (zh) * 2022-05-25 2023-08-18 潍柴动力股份有限公司 Dpf压差传感器测量值的修正方法、装置及存储介质

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003090251A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Nissan Motor Co Ltd エンジンの排気浄化装置
CN1541300A (zh) * 2001-09-18 2004-10-27 日产自动车株式会社 柴油发动机的过量空气系数控制
CN1910352A (zh) * 2004-01-21 2007-02-07 洋马株式会社 排气气体净化装置及其控制方法
US20070089406A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Man Nutzfahrzeuge Ag Method of avoiding undesired NO2 emissions of internal combustion engines
CN101463770A (zh) * 2007-12-20 2009-06-24 三菱扶桑卡客车株式会社 发动机的排气净化装置
CN100529340C (zh) * 2004-06-08 2009-08-19 卡明斯公司 修正吸附器再生的触发水平的方法
US20100242934A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Denso Corporation Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
CN102844533A (zh) * 2010-01-01 2012-12-26 康明斯知识产权公司 发动机及废气后处理控制
CN103147829A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 确定还原剂的最大配给速率的系统和方法
CN104126060A (zh) * 2012-02-29 2014-10-29 法国大陆汽车公司 用于计算选择性还原催化剂的入口处no2含量的方法以及用于实施此方法的装置
CN104343560A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 校正内燃发动机的操作设定点的方法
CN104727915A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 福特环球技术公司 诊断scr催化剂的方法
CN104797801A (zh) * 2012-11-19 2015-07-22 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
US20150330322A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Southwest Research Institute Coordinated control of engine and after treatment systems
CN105683549A (zh) * 2013-11-04 2016-06-15 卡明斯公司 发动机对外排放控制
JP2016200110A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4706134B2 (ja) 2001-06-15 2011-06-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
EP2617972A1 (en) 2009-12-23 2013-07-24 FPT Motorenforschung AG Method for controlling egr means in a combustion engine, using nox sensing means in an open-loop egr control set-up without any egr measurement device
DE102011017036B4 (de) * 2011-04-14 2015-02-19 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Regelung der NOx-Konzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine
FR2999648B1 (fr) 2012-12-18 2017-12-01 Continental Automotive France Procede de determination de la concentration en oxydes d'azote a la sortie d'un moteur a combustion interne
FR3028558B1 (fr) * 2014-11-13 2016-11-11 Renault Sa Procede de controle d'un dispositif de motorisation et dispositif de motorisation associe

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1541300A (zh) * 2001-09-18 2004-10-27 日产自动车株式会社 柴油发动机的过量空气系数控制
JP2003090251A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Nissan Motor Co Ltd エンジンの排気浄化装置
CN1910352A (zh) * 2004-01-21 2007-02-07 洋马株式会社 排气气体净化装置及其控制方法
CN100529340C (zh) * 2004-06-08 2009-08-19 卡明斯公司 修正吸附器再生的触发水平的方法
US20070089406A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Man Nutzfahrzeuge Ag Method of avoiding undesired NO2 emissions of internal combustion engines
CN101463770A (zh) * 2007-12-20 2009-06-24 三菱扶桑卡客车株式会社 发动机的排气净化装置
US20100242934A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Denso Corporation Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
CN102844533A (zh) * 2010-01-01 2012-12-26 康明斯知识产权公司 发动机及废气后处理控制
CN103147829A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 确定还原剂的最大配给速率的系统和方法
CN104126060A (zh) * 2012-02-29 2014-10-29 法国大陆汽车公司 用于计算选择性还原催化剂的入口处no2含量的方法以及用于实施此方法的装置
CN104797801A (zh) * 2012-11-19 2015-07-22 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN104343560A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 校正内燃发动机的操作设定点的方法
CN105683549A (zh) * 2013-11-04 2016-06-15 卡明斯公司 发动机对外排放控制
CN104727915A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 福特环球技术公司 诊断scr催化剂的方法
US20150330322A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Southwest Research Institute Coordinated control of engine and after treatment systems
JP2016200110A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘大钧: "我国钢铁生产企业氮氧化物减排形势研究", 《环境工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113006960A (zh) * 2021-04-21 2021-06-22 潍柴动力股份有限公司 一种发动机的控制方法及装置
CN114018848A (zh) * 2021-11-16 2022-02-08 无锡时和安全设备有限公司 可视化氮氧化物转化系统

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US11274587B2 (en) 2022-03-15
WO2019110882A1 (fr) 2019-06-13

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