CN114555921B - 用于scr相关控制和诊断的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

系统、设备和方法包括用于排气后处理系统的控制器，该排气后处理系统包括与发动机处于排气接收连通的SCR催化剂和被构造为向排气提供还原剂的至少一个还原剂定量给料系统。控制器被构造成基于SCR催化剂的动态模型、指示排气后处理系统的出口处或附近的NOx浓度的信息，和指示SCR催化剂中存储的还原剂的量的信息，确定排气后处理系统的入口处或附近的NO和二氧化氮NO2中的一种或多种的浓度。控制器还被构造为基于所确定的排气中的NO和NO2中的一种或多种的浓度，命令至少一个还原剂定量给料器增加、减少或维持提供给排气的还原剂的量。

Description

用于SCR相关控制和诊断的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年8月7日提交的申请号为62/883,925的美国临时专利申请的权益，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及用于分析发动机排气后处理系统中的发动机排气的化学成分的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于基于排气的化学成分控制和诊断排气后处理系统的组件的系统和方法。
背景技术
近年来，内燃机的排放物法规变得更加严格。环境问题促使世界各地对内燃机实施更严格的排放要求。诸如美国环境保护局(EPA)的政府机构仔细监测发动机的排放质量，并设定发动机必须遵守的排放标准。因此，越来越多地使用排气后处理系统来处理发动机排气以减少排放。
排气后处理系统通常设计成减少颗粒物质、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物和其他对环境有害的污染物的排放。排气后处理系统用催化剂和还原剂处理发动机排气，以将排气中的NOx转化为危害较小的化合物。为了有效地将排气中的NOx转化为危害较小的化合物，谨慎地管理注入排气中的还原剂的量。例如，将不充分的还原剂注入到排气中会导致离开后处理系统的排气中的NOx浓度增加。将过量的还原剂注入到排气中会导致未反应的还原剂存在于离开后处理系统的排气中。
发明内容
一个实施例涉及一种系统。该系统包括排气后处理系统和控制器。排气后处理系统包括与发动机处于排气接收连通的选择性催化还原(SCR)催化剂和被构造为向排气提供还原剂的至少一个还原剂定量给料系统。控制器被构造成基于SCR催化剂的动态模型，指示所述排气后处理系统的出口处或附近的氮氧化物(NOx)浓度的信息，以及指示所述SCR催化剂中存储的还原剂的量的信息，确定所述排气后处理系统的入口处或附近的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)中的一种或多种的浓度。控制器被构造为基于所确定的排气中的NO和NO2中的一种或多种的浓度，命令至少一个还原剂定量给料器增加、减少或维持提供给排气的还原剂的量。
一个实施例涉及一种设备。该设备包括排气分析电路和还原剂输送电路。排气分析电路被构造成基于排气后处理系统的选择性催化还原(SCR)催化剂的动态模型，指示所述排气后处理系统的出口处或附近的氮氧化物(NOx)浓度的信息，以及指示所述SCR催化剂中存储的还原剂的量的信息，确定所述排气后处理系统的入口处或附近的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)中的一种或多种的浓度。排气后处理系统包括与发动机处于排气接收连通的选择性催化还原(SCR)催化剂和被构造为向排气提供还原剂的至少一个还原剂定量给料系统。还原剂输送电路被构造成基于所确定的所述排气中的NO和NO2中的一种或多种的浓度，命令所述至少一个还原剂定量给料器增加、减少或维持提供给所述排气的还原剂的量。
一个实施例涉及一种方法。该方法包括基于SCR催化剂的动态模型，指示排气后处理系统的出口处或附近的氮氧化物(NOx)浓度的信息，以及指示所述SCR催化剂中存储的还原剂的量的信息，确定排气后处理系统入口处或附近的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)中的一种或多种的浓度，所述排气后处理系统包括与发动机处于排气接收连通的选择性催化还原(SCR)催化剂和被构造为向所述排气提供还原剂的至少一个还原剂定量给料系统。该方法包括基于所确定的排气中的NO和NO2中的一种或多种的浓度，命令至少一个还原剂定量给料器增加、减少或维持提供给排气的还原剂的量。
从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作的组织和方式将变得显而易见。
附图说明
图1是根据一个示例性实施例的具有控制器的排气后处理系统的示意图。
图2是根据一个示例性实施例的图1的系统的控制器的示意图。
图3是基于排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂结合的还原剂的量控制还原剂定量给料的方法的流程图。
具体实施方式
以下是对与用于基于选择性催化还原(SCR)催化剂的动态模型确定发动机排气中的一氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)和还原剂浓度以及与排气后处理系统的SCR催化剂结合的还原剂的量，并且基于排气中的NO，NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂结合的还原剂的量控制还原剂定量给料的方法、设备和系统相关的各种概念及其实施方式的更详细地描述。以上介绍以及在下面更详细讨论的各种概念可以以任何数量的方式实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。主要为了说明的目的提供了具体实施和应用的示例。
排气后处理系统被构造成接收由发动机排放的排气并将排气中的氮氧化物(NOx)(其包括NO和NO2)转化为危害较小的化合物。排气后处理系统通常包括还原剂定量给料器，其被构造成将还原剂(例如尿素或柴油机排气流体(DEF))注入到SCR催化剂上游的排气中。还原剂与SCR催化剂中的排气中的NOx反应，以将NOx还原成危害较小的化合物。注入到排气中的还原剂的量被严格管理，使得基本上所有注入到排气中的还原剂与排气中的NOx反应并被消耗。在过量的还原剂被注入到排气中的情况下，在排气离开车辆的排气管之前，一部分还原剂不被消耗。在离开车辆的排气中存在还原剂被称为“还原剂滑移”。
车辆控制系统基于排气中的NOx浓度确定要注入到排气后处理系统中的还原剂的量，所述NOx浓度可以由定位在发动机附近的排气后处理系统中的NOx传感器感测。NOx传感器被构造成感测NO和NO2,但NOx传感器无法区分NO和NO2,而是感测排气中的NO和NO2的联合浓度。因此，在SCR催化剂处、附近或上游分别确定排气中的NO和NO2的浓度将是有利的，以更有效地控制还原剂向排气的输送。
总体上参照附图，本文公开的各种实施例涉及用于基于SCR催化剂的动态模型确定排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂结合的还原剂的量，并且基于排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂结合的还原剂的量控制还原剂定量给料的系统、设备和方法。
现在参考图1，示出了根据一个示例实施例的具有包括控制器14的发动机系统12的车辆10。如图1中所示，发动机系统12包括内燃机(示为发动机18)和后处理系统(示为排气后处理系统22)。排气后处理系统22与发动机18处于排气接收连通中。根据一个实施例，发动机18被构造为利用柴油的压燃式内燃发动机。然而，在各种替代实施例中，发动机18可以被构造为利用任何类型的燃料(例如，汽油、天然气)的任何其他类型的发动机(例如，火花点火)。在发动机18内，来自大气的空气与燃料结合并燃烧，以为发动机18提供动力。发动机18的压缩室中的燃料和空气的燃烧产生排气，该排气可操作地排放到排气歧管和排气后处理系统22。
在所描绘的示例中，排气后处理系统22包括柴油氧化催化剂(DOC)26、柴油颗粒过滤器(DPF)30、具有SCR催化剂34的选择性催化还原(SCR)系统32和氨氧化(AMOx)催化剂36。SCR系统32还包括还原剂输送系统，其具有还原剂源(示出为柴油机排气流体(DEF)源38)，其经由还原剂管线(示出为还原剂管线42)将还原剂(例如，DEF、氨)供应到还原剂定量给料器40。应当注意，排气后处理系统22的组件可以是任何顺序，或者可以使用不同的组件和/或不同的后处理架构。在另一个示例中，SCR系统32可以包括沿着排气后处理系统22定位的多个还原剂定量给料器40。尽管所示的排气后处理系统22包括沿着排气流动路径相对于彼此定位在特定位置的DOC 26、DPF 30、SCR催化剂34和AMOx催化剂36中的一个，但在其他实施例中，排气后处理系统22可根据需要包括沿着排气流动路径相对于彼此定位在各种位置中的各种催化剂中的一种以上(more than one)。因此，图1中所示的排气后处理系统22的架构是出于说明性目的而不应是限制性的。
在排气流动方向上，如方向箭头44所示，排气从发动机18流入排气后处理系统22的入口管道46。排气从入口管道46流入DOC 26，并离开DOC 26进入排气管道的第一段(section)48A。排气从排气管道的第一段48A流入DPF 30，并离开DPF 30进入排气管道的第二段48B。排气从排气管道的第二段48B流入SCR催化剂34，并离开SCR催化剂34进入排气管道的第三段48C。当排气流过排气管道的第二段48B时，它可以由还原剂定量给料器40周期性地定量供给还原剂(例如，DEF、尿素)。因此，排气管道的第二段48B可用作分解室或管，以促进还原剂分解为氨。在排气从排气后处理系统22排出之前，排气从排气管道的第三段48C流入AMOx催化剂36,并离开AMOx催化剂36进入出口管道50。基于前述，在所示的实施例中，DOC 26位于DPF 30的上游，DPF 30位于SCR催化剂34的上游，SCR催化剂34位于AMOx催化剂36的上游。然而，在替代实施例中，排气后处理系统22的组件的其它布置也是可能的。
DOC 26可以具有各种流通设计中的任何一种。通常，DOC 26被构造成氧化排气中的至少一些颗粒物质(例如煤烟的可溶性有机部分)，并将排气中未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳(CO)还原为环境危害较小的化合物。例如，DOC 26可以构造成降低排气中的碳氢化合物和CO浓度，以满足排气的那些成分的必要排放标准。DOC 26的氧化能力的间接结果是DOC 26将NO氧化成NO2的能力。以这种方式，DOC 26的NO2水平等于在由发动机18产生的排气中的NO2加上通过DOC 26从NO转化而来的NO2。
除了处理排气中的烃和CO浓度之外，DOC 26还可用于DPF 30、SCR催化剂34和AMOx催化剂36的受控再生。这可以通过将未燃烧的HC注入或定量供给到DOC 26上游的排气中来实现。在与DOC 26接触时，未燃烧的HC发生放热氧化反应，其导致离开DOC 26并随后进入DPF 30、SCR催化剂34和/或AMOx催化剂36的排气的温度升高。选择添加到排气中的未燃烧的HC的量以实现期望的温度增加或目标受控再生温度。
DPF 30可以是各种流通式或壁流式设计中的任何一种，并且被构造成减少排气中的颗粒物质(例如，烟尘和灰烬)浓度，以满足或基本上满足必要的排放标准。DPF 30捕获颗粒物质和其他成分，因此可能需要定期再生以烧掉捕获的成分。另外，DPF 30可以被构造成独立于DOC 26氧化NO以形成NO2。
如上所述，SCR系统32可以包括具有还原剂(例如，DEF)源38的还原剂输送系统、泵和输送机构或定量给料器40。还原剂源38可以是能够保留还原剂(例如，氨(NH3)、DEF(例如，尿素)或柴油)的容器或罐。还原剂源38与泵连通地提供还原剂，所述泵被构造成通过还原剂输送管线将还原剂从还原剂源38泵送到定量给料器40。定量给料器40可以位于SCR催化剂34的上游。定量给料器40可选择性地控制，以在进入SCR催化器34之前将还原剂直接注入到排气中。在一些实施例中，还原剂可以是氨或分解以产生氨的DEF。如上所述，氨在SCR催化剂34的存在下与NOx反应，以将NOx还原为危害较低的排放物(例如N2和H2O)。排气中的NOx包括NO2和NO。通常来说，在诸如NH3的还原剂存在下，通过由SCR催化剂34的催化元素驱动的各种化学反应，NO2和NO两者都被还原为N2和H2O。
SCR催化剂34可以是本领域已知的各种催化剂中的任何一种。例如，在一些实施例中，SCR催化剂34是钒基催化剂，而在其他实施例中，SCR催化剂34是沸石基催化剂，例如Cu沸石或Fe沸石催化剂。SCR催化剂34被配置为结合排气中的还原剂并且促进结合的还原剂与排气中的NOx之间的反应，以将排气中的NOx还原为危害较小的化合物。
AMOx催化剂36可以是各种流通式催化剂中的任何一种，其构造为与氨反应以主要产生氮。如上所述，AMOx催化剂36被构造为去除已经滑过或离开SCR催化剂而不与排气中的NOx反应的氨。在某些情况下，排气后处理系统22可以在有或没有AMOx催化剂36的情况下操作。此外，虽然在图1中AMOx催化剂36被示为从SCR催化剂34分开的单元，但在一些实施方式中，AMOx催化剂36可以与SCR催化剂34集成，例如，AMOx催化剂36和SCR催化剂34可以位于同一壳体内。根据本公开，SCR催化剂34和AMOx催化剂36串联放置，其中，SCR催化剂34在AMOx催化剂36之前。如上所述，在各种其他实施例中，AMOx催化剂36不包括在排气后处理系统22中。
仍参考图1，排气后处理系统22可以包括各种传感器，例如NOx传感器、氧(oxygen)传感器、温度传感器、还原剂传感器、压力传感器、流量传感器等。各种传感器可以战略性地布置在整个排气后处理系统22中，并且可以与控制器14通信以监测排气后处理系统22和/或发动机18的操作条件。如图1中所示，排气后处理系统22包括定位在SCR催化器34的入口处或上游的第一NOx传感器52、定位在SCR催化器34的入口处或附近的第一结合还原剂传感器54、定位在SCR催化剂34的出口处或附近的第二结合还原剂传感器56、定位在SCR催化剂34的出口处或下游的第二NOx传感器58、以及定位在排气后处理系统22的出口处或下游的温度传感器60。在一些实施例中，第二NOx传感器可以定位在排气后处理系统22的出口处或下游。
第一NOx传感器52被构造成确定指示进入排气后处理系统22的排气的NOx浓度的信息。第一结合还原剂传感器54和第二结合还原剂传感器56被构造成确定指示结合到SCR催化剂34的还原剂的量的信息。在一些实施例中，第一结合还原剂传感器54和第二结合还原剂传感器56是射频(RF)传感器。第二NOx传感器58被构造成确定指示出口NOx浓度的信息。如本文所用，“出口NOx浓度”是指离开SCR催化剂34或排气后处理系统22的排气的NOx浓度。温度传感器60被构造成确定指示离开排气后处理系统22的排气的温度的信息。尽管图1描绘了几个传感器(例如，第一NOx传感器52、第一结合还原剂传感器54、第二结合还原剂传感器56、第二NOx传感器58、温度传感器60)，应当理解，在其他实施例中，这些传感器中的一种或多种可以由(一种或多种)虚拟传感器代替。在这方面，可以估计、确定各个位置处的NOx量，或者各个位置处的NOx量可以以其他方式与发动机18和排气后处理系统22的各种操作条件相关联。
图1还示出包括操作者输入/输出(I/O)装置62。操作者I/O装置62可通信地耦合到控制器14，使得可以在控制器14和操作者I/O装置62之间交换信息，其中该信息可以与图1的一种或多种组件或控制器14的确定(如下所述)有关。操作者I/O装置62使发动机系统12的操作者能够与控制器14和图1的发动机系统12的一种或多种组件通信。例如，操作者I/O装置62可以包括但不限于交互式显示器、触屏装置、一种或多种按钮和开关、语音命令接收器等。在各种替代实施例中，本文所述的控制器14和组件可以用非车辆应用(例如，电力发电机)来实现。因此，操作者I/O装置62可以特定于那些应用。例如，在这些情况下，操作者I/O装置62可以包括手提电脑、平板计算机、台式计算机、电话、手表、个人数字助理等。经由操作者I/O装置62，控制器14可以显示提供排气中一氧化氮(NO)、排气中的二氧化氮(NO2)、排气中还原剂中的一种或多种的确定浓度，以及在SCR催化剂34的入口或出口处或附近结合到SCR催化剂34的还原剂的量。经由操作者I/O装置62，控制器14可以基于排气中的NO浓度、排气中的NO2浓度、排气中的还原剂浓度中的一种或多种的确定浓度，和在排气后处理系统22的入口或出口处或附近结合到SCR催化剂的还原剂的量提供诊断信息、故障或服务通知。
控制器14被构造成控制发动机系统12和相关子系统的操作，例如内燃机18和排气后处理系统22。根据一个实施例，图1的组件体现在车辆10中。车辆可以包括公路或越野车辆，所述车辆包括但不限于长途卡车、中程卡车(例如，皮卡)、汽车、船只、坦克、飞机和使用废气后处理系统的任何其他类型的车辆。在各种替代实施例中，如上所述，控制器14可以与任何发动机排气后处理系统(例如，固定发电系统)一起使用。
车辆10的组件可使用任何类型和数量的有线或无线连接彼此通信或与外部组件通信。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。无线连接可以包括互联网、Wi-Fi、蜂窝、无线电、蓝牙、ZigBee等。在一个实施例中，控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任意数量的有线和无线连接。因为控制器14可通信地耦合到图1的车辆10中的系统和组件，所以控制器14被构造为接收关于图1和2中所示的一种或多种组件的数据。例如，数据可以包括由一种或多种传感器获取的关于发动机18、还原剂定量给料器40、SCR催化器34和/或其他组件(例如，电池系统、电动机、发电机、再生制动系统)的操作条件的操作数据。
由于图1的组件被示为体现在发动机系统中，因此控制器14可以构造为一种或多种电子控制单元(ECU)。控制器14可以与变速器控制单元、排气后处理控制单元、动力传动系统控制电路、发动机控制电路等中的至少一个分开或包括在其中。在图2中更详细地描述了控制器14的功能和结构。
操作者I/O装置62可以使得车辆10的操作者(或乘客或制造、服务或维护人员)能够与车辆10和控制器14通信。举例来说，操作者I/O装置62可以包括但不限于交互式显示器、触屏装置、一种或多种按钮和开关、语音命令接收器等。在一个实施例中，操作者I/O装置62可以向车辆的操作者显示故障指示。
由于图1-2的组件示出为体现在车辆10中，控制器14可以被构造为一种或多种电子控制单元(ECU)。因此，控制器14可以与变速器控制单元、排气后处理控制单元、动力系统控制单元、发动机控制单元等中的至少一个分开或包括在其中。在图2中更详细地描述了控制器14的功能和结构。
现在参考图2，根据示例实施例示出了图1的车辆10的控制器14的示意图。如图2所示，控制器14包括具有处理器208和存储装置212的处理电路204、排气分析电路216、还原剂输送电路220、诊断电路224和通信接口228。存储装置212包括SCR 34的动态模型226。通常，控制器14被构造成基于指示NOx浓度和与SCR催化剂34结合的还原剂的量的信息来确定排气中的NO、NO2和还原剂的浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量。在一些实施例中，控制器14被构造为基于所确定的排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量来控制注入到排气后处理系统中的还原剂的量。在一些实施例中，控制器14被构造为基于所确定的排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量来确定诊断信息。
在一种配置中，排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224被体现为可由处理器(诸如处理器208)执行的机器或计算机可读介质。如本文所述以及其他用途中，机器可读介质促进特定操作的执行以实现数据的接收和传输。例如，机器可读介质可以提供指令(例如，命令)以例如获取数据。在这方面，机器可读介质可包括定义数据采集频率(或数据传输)的可编程逻辑。计算机可读介质可包括可以以包括但不限于Java等的任何编程语言和任何常规过程编程语言(诸如“C”编程语言或类似编程语言)编写的代码。计算机可读程序代码可以在一个处理器或多个远程处理器上执行。在后一种情况下，远程处理器可以通过任何类型的网络(例如，CAN总线)彼此连接。
在另一种配置中，排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224可以体现为一种或多种电路组件，其包括但不限于处理电路、网络接口、外围设备、输入设备、输出设备、传感器等。在一些实施例中，排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224可以采用一种或多种模拟电路、电子电路(例如，集成电路(IC)、分立电路、片上系统(SOC)电路、微控制器等)、电信电路，混合电路以及任何其他类型的“电路”的形式。就这一点而言，排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224可以包括用于实现或促进实现本文所述操作的任何类型的组件。例如，这里描述的电路可以包括一种或多种晶体管、逻辑门(例如NAND、AND、NOR、OR、XOR、NOT、XNOR)、电阻器、多路复用器、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线等等)。排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224还可以包括可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224可包括用于存储可由排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224的(一种或多种)处理器执行的指令的一种或多种存储装置。一种或多种存储装置和处理器可以具有与下面关于存储装置212和处理器208提供的相同的定义。在一些硬件单元配置中，排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224可以在地理上分散在车辆中的不同位置。可替代地并且如图所示，排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224可以被体现在单个单元/壳体中或内部，该单个单元/壳体被示为控制器14。
在所示的示例中，控制器14包括具有处理器208和存储装置212的处理电路204。处理电路204可被构造或配置为执行或实施本文中描述的关于排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224的指令、命令和/或控制过程。所描绘的配置将排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224表示为机器或计算机可读介质。然而，如上所述，由于本公开考虑了排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224，或排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224中的至少一个电路被配置为硬件单元的其他实施例，因此本说明并不意味着限制。所有这些组合和变化都旨在落入本公开的范围内。
处理器208可被实施为一种或多种通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一种或多种现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理组件或者其他合适的电子处理组件。在一些实施例中，一种或多种处理器可以由多个电路共享(例如，排气分析电路216、还原剂输送电路220和诊断电路224可以包括或共享同一处理器，在一些示例实施例中，该处理器可以执行通过不同存储区域存储或以其他方式访问的指令)。可选地或另外地，一种或多种处理器可构造成独立于一种或多种协同处理器来执行或以其他方式执行某些操作。在其他示例实施例中，两个或更多个处理器可通过总线联接以实现独立、并行、流水线或多线程指令执行。所有这些变化都旨在落入本公开的范围内。存储装置212(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储器)可以存储用于促进本文描述的各种处理的数据和/或计算机代码。存储装置212可以可通信地连接到处理器208，以向处理器208提供计算机代码或指令以执行本文描述的至少一些处理。此外，存储装置212可以是或包括有形的，非瞬态的易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储装置212可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或用于支持本文描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。
通信接口228可以包括用于与各种系统、装置或网络进行数据通信的有线或无线接口(例如，插孔、天线、发送器、接收器、收发器、有线终端)。例如，通信接口228可以包括用于经由基于以太网的通信网络发送和接收数据的以太网卡和端口和/或用于经由无线通信网络进行通信的Wi-Fi收发器。通信接口228可以被构造为经由局域网或广域网(例如，互联网)进行通信，并且可以使用各种通信协议(例如，IP、LON、蓝牙、ZigBee、无线电、蜂窝，近场通信)。
控制器14的通信接口228可以促进控制器14与车辆10的一种或多种组件(例如，发动机18，排气后处理系统22，NOx传感器52、58，结合还原剂传感器54、56，温度传感器60)之间以及之中的通信。控制器14与车辆10的组件之间以及之中的通信可以通过任何数量的有线或无线连接(例如，IEEE 802下的任何标准)。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括互联网、Wi-Fi、蜂窝、蓝牙、ZigBee、无线电等。在一个实施例中，控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线可以包括任何数量的有线和无线连接，其提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线可以包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以与外部计算机建立连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。
排气分析电路216被构造成从传感器52-60中的一个或多个接收指示排气的特性的信息。排气的特性可包括NOx浓度、与SCR催化剂34结合的还原剂的量以及排气的温度。在一些实施例中，特性是与SCR催化剂34结合的还原剂的量和出口NOx浓度。在这样的实施例中，排气分析电路216被构造成从结合还原剂传感器54、56接收指示结合到SCR催化剂34的还原剂的量的信息，以及从第二NOx传感器58接收指示出口NOx浓度的信息。在一些实施例中，排气分析电路216被构造成在第一时间接收来自传感器52-60中的一个或多个的指示排气的第一特性的信息，并且在第一时间后的第二时间接收来自传感器52-60中的一个或多个的指示排气的第二特性的信息。在一些实施例中，排气分析电路216被构造成从传感器52-60中的一个或多个连续地接收指示排气的特性的信息。
排气分析电路216被构造成通过将指示排气特性的信息输入到SCR催化剂34的动态模型226中，确定排气中的NO、NO2和还原剂的浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量。在一些实施例中，排气分析电路216被构造成确定在SCR催化剂34处、附近或上游的NO和NO2的浓度。例如，确定在SCR催化剂304处、附近或上游的排气(例如，原料气(feed gas))中的NO和NO2浓度是有利的，以优化提供给原料气的还原剂的量，从而提供足够的还原剂以将排气中的NOx转化成危害较小的产物，同时还能消耗基本上所有注入到排气中的还原剂。例如，如下面更详细描述的，NO与还原剂的反应比NO2更快。因此，在通过排气分析电路216确定原料气中的NO和NO2的浓度之后，控制器14(例如，具有还原剂输送电路220)基于原料气中的NO和NO2的实际浓度来控制注入到原料气中的还原剂的量。控制器14可以通过增加、维持或减少注入到原料气中的还原剂的量来控制注入到原料气中的还原剂的量。
在一些布置中，排气分析电路216将指示排气的特性的信息连续地输入到SCR催化器34的动态模型226中。在一些实施例中，排气分析电路216被构造成将在第一时间处的指示排气的第一特性的信息和在第一时间之后的第二时间处的指示排气的第二特性的信息输入到SCR催化器34的动态模型226中。
SCR催化剂34的动态模型226在下面的方程1中示出。
其中y1是与SCR催化剂结合的还原剂的量，y2是排气中还原剂的浓度，y3是排气中NO的浓度，y4是排气中NO2的浓度，y5是硝酸铵的浓度，是与SCR催化剂34结合的还原剂的量的变化，/>是排气中还原剂浓度的变化，/>是排气中NO浓度的变化，/>是排气中NO2浓度的变化，/>是硝酸铵浓度的变化，a11是氨储存动态变化对储存还原剂当前值的依赖性，a12是还原剂储存动态变化对气相还原剂当前值的依赖性，a21是气相还原剂动态变化对储存还原剂当前值的依赖性，a22是气相还原剂动态变化对气相还原剂当前值的依赖性，a31是气相NO动态变化对储存还原剂当前值的依赖性，a33是气相NO动态变化对气相NO当前值的依赖性，a41是气相NO2动态变化对储存还原剂当前值的依赖性，a43是气相NO2动态变化对气相NO当前值的依赖性，a44是气相NO2动态变化对气相NO2当前值的依赖性，a51是气相硝酸铵动态变化对储存还原剂当前值的依赖性，a55是气相硝酸铵动态变化对气相硝酸铵当前值的依赖性，b23是气相还原剂动态变化对进入的气相还原剂(或输入到SCR催化剂34的气相还原剂)的依赖性，b34是气相NO动态变化对进入的气相NO(或输入到SCR催化剂34的气相NO)的依赖性，b45是气相NO2动态变化对进入的气相NO2(或输入到SCR催化剂34的气相NO2)的依赖性，u3是由(一种或多种)定量给料机构输送到排气中的还原剂的量，u4是进入SCR催化剂34(尚未与SCR催化剂34结合)的气相NO的量，以及u5是进入SCR催化剂34(尚未与SCR催化剂34结合)的气相NO2的量。
方程1中所示的模型说明了在排气中的NO、NO2和还原剂以及与SCR催化剂34结合的还原剂反应期间变量之间的关系。方程1表示可以通过控制注入到排气中的还原剂的量来控制NO、NO2、还原剂和结合的还原剂的浓度。由于NOx传感器对NO、NO2和NH3是交叉敏感,无法单独感测NO、NO2和NH3的浓度。因此，SCR催化剂34的动态模型226包括一组测量方程，方程2。方程2的第一行示出传感器56直接测量与SCR催化剂34结合的还原剂的量。方程2的第二行与通过第二NOx传感器58测量的变量y2,y3以及y4相关。由第二NOx传感器58感测的NOx浓度包括出口排气中的NO、NO2和还原剂的组合量。方程2示出了来自传感器56、传感器58的测量值和变量y1,y2,y3,y4和y5之间的关系。
其中，z1是与SCR催化剂34结合的氨的量；和z2是由第二NOx传感器58测量的离开排气后处理系统22的NOx的量。由变量z2表示的NOx的测量量包括三种气相成分的混合物:NO、NO2和NH3。
使用系统论中的连续时间可观测性方法，y1,y2,y3和y4的可观测性可以从z1-z2的测量和z1-z2测量的时间导数发展而来。将方程1代入方程2的导数并将其与方程2结合，得到方程3。
其中，RFs,t是在时间t处(例如，通过传感器56测量的)与SCR催化剂34结合的还原剂的量，是在时间t处通过传感器56测量的与SCR催化剂34结合的还原剂的量的变化率(例如，传感器56的测量值的增量时间变化，其与在时间t处与到SCR催化剂34结合的还原剂的量的变化速率相关),NOxt是在时间t处的出口NOx浓度，以及/>是在时间t处的出口NOx浓度的变化率。在一些实施例中，当存在过程干扰和测量噪声不确定性时，使用非线性观测器或滤波来计算方程3的时间导数。
还原剂输送电路220被构造为基于由排气分析电路216确定的排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量控制(例如，维持、增加或减少)注入到排气中的还原剂的量。还原剂输送电路220被构造为确定进入排气的NO与NO2的比率，并基于该NO与NO2的比率控制注入到排气中的还原剂的量。使用方程1的过程模型和方程2的测量模型允许使用输入重建观测器或未知输入观测器的输出来估计NO和NO2的比例。NO2的还原是比NO的还原更慢的过程，因此在排气中的NOx包含NO2多于NO的情况下，需要更多的还原剂来还原NOx。例如，响应于NO与NO2的比率指示排气中的NO浓度高于排气中的NO2浓度，还原剂输送电路220被构造成命令还原剂定量给料器40以1摩尔还原剂与1摩尔NOx的比率将还原剂注入到排气中。响应于确定NO与NO2的比率指示排气中的NO2浓度高于排气中的NO浓度，还原剂输送电路命令还原剂定量给料器40增加注入到排气中的还原剂的量，对于排气中的每摩尔NOx，将多于1摩尔的还原剂注入到排气中。
在一些实施例中，还原剂输送电路220被构造成将NO和NO2的比率保存到存储器212。在这样的实施例中，在确定当前时间段的NO和NO2的比率之后，还原剂输送电路220被构造为将当前NO和NO2的比率与最近的先前NO和NO2的比率进行比较。响应于确定NO与NO2的比率指示排气中的NO2浓度高于排气中的NO浓度并且当前排气中的NO2浓度低于先前排气中的NO2浓度，还原剂输送电路220被构造成命令还原剂定量给料器40减少注入到排气中的还原剂的量。
还原剂输送电路220被构造成将出口排气(例如，离开SCR催化剂34和/或排气后处理系统22的排气)中的还原剂浓度与预定阈值进行比较。还原剂输送电路220被构造成基于该比较控制还原剂向排气中的注入。响应于确定还原剂浓度处于或高于预定阈值，还原剂输送电路220确定可能发生还原剂滑移。例如，响应于确定可能发生还原剂滑移，还原剂输送电路220被构造成命令还原剂定量给料器40将较少的还原剂注入到排气中。响应于所述比较指示排气中的还原剂浓度低于预定阈值，还原剂定量给料器40被构造成命令还原剂定量给料器40维持注入到排气中的还原剂的量。
诊断电路224被构造成基于由排气分析电路216确定的排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量确定排气后处理系统22的一种或多种故障状况。例如，诊断电路224被构造为将在SCR催化剂34的入口处或附近的NO和NO2的比率与预定阈值进行比较。预定比率是NO和NO2的比率或NO和NO2的比率范围，其指示在SCR催化剂34入口处或附近的排气中的NO2量是低的。响应于确定NO和NO2的比率处于或高于预定阈值(例如，在SCR催化剂34的入口处或附近存在不足量的NO2)，诊断电路224被构造成当系统在允许产生NO到NO2氧化的温度范围下操作时启动DOC热管理过程。在一些实施例中，诊断电路224被构造成响应于确定NO和NO2的比率在预定时间段内处于或高于预定阈值而启动DOC热管理过程。D0C热管理过程可以包括操作发动机18以将排气温度升高到D0C 26的污染物(例如，未燃烧的碳氢化合物、烟灰和其他颗粒物质)燃烧掉的温度。在某些操作条件下，可能无法进行DOC热管理过程。例如，当发动机18在低负载和/或低速下操作时，可能无法进行DOC热管理过程。在这样的实施例中，诊断电路224被构造成激活故障，该故障指示在SCR催化剂34的入口处或附近存在不足的NO2。在一些布置中，激活故障可以包括显示故障通知(例如，通过操作者I/O装置62打开故障指示器，通过操作者I/O装置62显示口头故障通知，通过操作者I/O装置62进行声学故障通知等)。
图3示出了用于确定排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量，并基于排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂结合的还原剂的量控制还原剂定量给料的示例性方法300。在过程304，排气分析电路216从传感器52-60接收指示排气的特性的信息。例如，排气分析电路216从结合还原剂传感器54、56接收指示与SCR催化剂34结合的还原剂的量的信息，以及从第二NOx传感器58接收指示离开SCR催化剂34或排气后处理系统22的NOx的浓度的信息。
在过程308，排气分析电路216将指示排气的一种或多种特性的信息输入到动态模型226中以确定排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量。在一些实施例中，排气分析电路216被构造成将在第一时间处指示排气的第一特性的信息和在第一时间之后的第二时间处指示排气的第二特性的信息输入到SCR催化器34的动态模型226中。在一些实施例中，排气分析电路被配置为将指示排气的特性的信息连续地输入到SCR催化器34的动态模型226中。在一些实施例中，排气的特性是与SCR催化剂34结合的NOx的量和指示出口NOx浓度的信息。
在过程310，排气分析电路216基于SCR催化剂34的动态模型226确定排气中的NO、NO2和还原剂的浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量。在一些实施例中，排气分析电路216确定在SCR催化器34处、附近或上游的排气中的NO、NO2和还原剂的浓度。
在过程312，还原剂输送电路220基于排气中的NO浓度和排气中的NO2浓度确定在SCR催化器34的入口处或附近的NO和NO2的比率。在过程316，还原剂输送电路220基于该NO和NO2比率控制(例如，维持、增加或减少)注入到排气中的还原剂的量。例如，响应于NO和NO2的比率指示排气中的NO浓度高于排气中的NO2浓度，还原剂输送电路220命令还原剂定量给料器40以1摩尔还原剂与1摩尔NOx的比率将还原剂注入到排气中。响应于确定NO与NO2的比率指示排气中的NO2浓度高于排气中的NO浓度，还原剂输送电路220命令还原剂定量给料器40增加注入到排气中的还原剂的量，对于排气中的每摩尔NOx，将多于1摩尔的还原剂注入到排气中。
在过程320，诊断电路224将在SCR催化剂34的入口处或附近的NO和NO2的比率与预定阈值进行比较。预定比率是NO和NO2的比率或NO和NO2的比率范围，其指示在SCR催化剂34入口处或附近的排气中的NO2量是低的。在一些实施例中，诊断电路224响应于确定NO和NO2的比率在预定时间段内处于或高于预定阈值(例如，在预定时间段内，NO2的量相对于NO的量是低的)而启动DOC热管理过程。在过程324，响应于确定NO和NO2的比率处于或高于预定阈值，诊断电路224启动DOC热管理过程。在某些操作条件下，可能无法进行DOC热管理。例如，当发动机18在低负载和/或低速下操作时，可能无法进行DOC热管理过程。在这样的布置中，诊断电路224可以激活故障，该故障指示在SCR催化剂34的入口处或附近存在不足的NO2。在一些布置中，激活故障可以包括显示故障通知(例如，通过操作者I/O装置62打开故障指示器，通过操作者I/O装置62显示口头故障通知，通过操作者I/O装置62进行声学故障通知等)。
在过程328，还原剂输送电路220将出口排气中的还原剂浓度与预定阈值进行比较。响应于确定还原剂浓度处于或高于预定阈值，还原剂输送电路220确定可能发生还原剂滑移。在过程332，还原剂输送电路220基于该比较控制还原剂向排气中的注入。例如，响应于确定可能发生还原剂滑移，还原剂输送电路220命令还原剂定量给料器40将较少的还原剂注入到排气中。响应于所述比较指示排气中的还原剂浓度低于预定阈值，还原剂输送电路220命令还原剂定量给料器40维持注入到排气中的还原剂的量。过程328-332可以在过程312-316之前、同时或之后发生。
在过程336，诊断电路224基于由排气分析电路216确定的排气中的NO、NO2和还原剂浓度以及与SCR催化剂34结合的还原剂的量确定排气后处理系统22的一种或多种故障状况。在过程340，诊断电路224向操作者I/O装置62发送故障通知。例如，响应于确定NO和NO2的比率高于或低于预定阈值，诊断电路224被构造成将故障通知发送到操作者I/O装置62以显示给车辆10的操作者。过程336-320可以在过程312-332之前、同时或之后发生。
本文中主张的元件不应根据35U.S.C.§112(f)的规定来解释，除非使用短语“用于.....”明确叙述该元件。
为了本公开的目的，术语“联接”是指两个构件直接或间接地彼此连接或链接。这种连接本质上可以是固定的或可移动的。例如，发动机的传动轴“联接”到变速器表示可移动的联接。这种连接可以用两个构件或两个构件以及任何附加的中间构件来实现。例如，电路A可通信地“联接”到电路B的可表示电路A直接与电路B通信(即没有中间媒介)或与电路B间接通信(例如通过一种或多种中间媒介)。
虽然在图2中示出了具有特定功能的各种电路，但是应该理解，控制器14可以包括用于完成本文描述的功能的任何数量的电路。例如，电路216-224的活动和功能可以组合在多个电路中或作为单个电路。还可以包括具有附加功能的附加电路。此外，控制器14还可以控制超出本公开范围的其他活动。
如上所述，在一种配置中，“电路”可以在机器可读介质中实现，以由各种类型的处理器(例如图2的处理器208)执行。例如,所识别的可执行代码的电路可以包括计算机指令的一种或多种例如被组织为对象、过程或功能的物理或逻辑块。然而，所识别的电路的可执行文件不需要在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的分散指令，这些指令当逻辑地连接在一起时，构成电路并实现电路的所述目的。实际上，计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或许多指令，甚至可以分布在几个不同的代码段上，不同的程序之间，以及几个存储装置上。类似地，可以在电路内识别和说明操作数据，并且可以以任何合适的形式实现操作数据并且在任何合适类型的数据结构内组织操作数据。操作数据可以收集作为单个数据集，或者可以分布在包括不同存储装置的不同位置上，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。
尽管以上简要地定义了术语“处理器”，但是术语“处理器”和“处理电路”意在被广泛地解释。就此而言并且如上所述，“处理器”可以被实现为一种或多种通用处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或构造成执行由存储器提供的指令的其他合适的电子数据处理组件。一种或多种处理器可以采取单核处理器、多核处理器(例如，双核处理器、三核处理器、四核处理器等)、微处理器等形式。在一些实施例中，一种或多种理器可以在设备外部，例如，一种或多种处理器可以是远程处理器(例如，基于云的处理器)。优选地或另外地，一种或多种处理器可以是在设备的内部和/或本地的。在这方面，给定电路或其组件可以本地地(例如，作为本地服务器、本地计算系统等的一部分)或远程地(例如，作为远程服务器的一部分，例如基于云的服务器)布置。为此，如本文所述的“电路”可包括分布在一种或多种位置上的组件。
虽然这里的图表可以示出方法步骤的具体顺序和组成，但是这些步骤的顺序可以与所描绘的顺序不同。例如，可以同时执行或者部分同时执行两个或更多个步骤。而且，可以组合作为分离的步骤执行的一些方法步骤，可以将作为组合步骤执行的步骤分成分离的步骤，某些过程的顺序可以颠倒或以其他方式变化，分离的过程的性质或数量可以被改变或变化。根据替代实施例，任何元件或装置的顺序或序列可以变化或替换。所有这样的修改旨在被包括在如所附权利要求所限定的本公开的范围内。这些变化将取决于所选择的机器可读介质和硬件系统以及设计人员的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。
出于说明和描述的目的提出了对实施例的上述描述。并非旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进行修改和变化，或者可以从本公开中获得。选择和描述实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够利用各种实施方式以及适合于预期的特定用途的各种修改。在不脱离如所附权利要求中表达的本公开的范围的情况下，可以在实施例的设计、操作条件和布置中做出其他替代、修改、改变和省略。
因此，可以在不脱离其精神或基本特征的情况下以其他具体形式来体现本公开。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都将被包含在其范围内。

Claims (20)

1.一种用于控制后处理系统组件的系统，其特征在于，所述系统包括
排气后处理系统，所述排气后处理系统包括：
与发动机处于排气接收连通的选择性催化还原催化剂和被构造为向所述排气提供还原剂的至少一个还原剂定量给料系统，
第一NOx传感器，所述第一NOx传感器位于所述至少一个还原剂定量给料系统的下游，和所述选择性催化还原催化剂的入口处或上游，
至少一个传感器，所述至少一个传感器设置在所述选择性催化还原催化剂的所述入口或出口中的至少一个处，或靠近所述入口或所述出口中的至少一个处，用于确定结合的还原剂的量，以及
第二NOx传感器，所述第二NOx传感器设置在所述选择性催化还原催化剂的所述出口处或下游；和
控制器，所述控制器被构造为：
基于以下确定所述排气后处理系统的入口处或附近的一氧化氮NO和二氧化氮NO2中的一种或多种的浓度：
所述选择性催化还原催化剂的动态模型，
来自所述第二NOx传感器的指示所述排气后处理系统的出口处或附近的氮氧化物NOx浓度的信息，以及
来自所述至少一个传感器的指示与所述选择性催化还原催化剂结合的还原剂的量的信息；以及
基于从所述第二NOx传感器确定的NOx浓度中所确定的所述排气中的NO和NO2中的一种或多种的浓度，命令所述至少一个还原剂定量给料系统增加、减少或维持提供给所述排气的还原剂的量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器被构造成：
确定在所述选择性催化还原催化剂的入口处或附近NO和NO2的比率；
将所述NO和NO2的比率与阈值进行比较；以及
响应于所述比较指示所述NO和NO2的比率高于阈值，启动柴油氧化催化剂热管理过程。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器被构造成响应于所述比较指示所述NO和NO2的比率在一段时间内高于所述阈值而启动柴油氧化催化剂热管理过程。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器被构造为基于所述选择性催化还原催化剂的所述动态模型，指示所述排气后处理系统的所述出口处或附近的NOx的浓度的信息，以及指示在所述选择性催化还原催化剂中储存的还原剂的量的信息，确定所述排气中的还原剂的浓度和与所述选择性催化还原催化剂结合的还原剂的所述量。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器被构造成将所述排气中的还原剂的浓度与阈值进行比较，并且基于所述比较控制还原剂向所述排气中的注入。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器被构造成确定所述排气中NO和NO2的比率，并响应于所述NO和NO2的比率指示NO2的浓度高于NO的浓度，命令所述还原剂定量给料系统增加提供给所述排气的还原剂的量。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器被构造成：
确定在所述选择性催化还原催化剂的入口处或附近的当前NO和NO2的比率；
比较所述当前NO与NO2的比率和先前NO与NO2的比率；
响应于确定所述当前NO和NO2的比率指示当前NO2的浓度高于当前NO的浓度，并且所述排气中的当前NO2的浓度低于所述排气中先前的NO2浓度，减少注入到所述排气中的还原剂的量。
8.一种用于控制后处理系统组件的设备，其特征在于，所述设备包括：
排气分析电路，所述排气分析电路被构造为接收来自第一NOx传感器、确定结合的还原剂的量的至少一个传感器或第二NOx传感器中至少一个的指示所述排气的特征的信息，所述排气分析电路被构造为基于以下确定在所述排气后处理系统的入口处或附近的一氧化氮NO和二氧化氮NO2中的一种或多种的浓度，
排气后处理系统的选择性催化还原催化剂的动态模型，
来自所述第二NOx传感器的指示所述排气后处理系统的出口处或附近的氮氧化物NOx的浓度的信息，以及
来自所述至少一个传感器的指示与所述选择性催化还原催化剂结合的还原剂的量的信息，
其中所述排气后处理系统包括与发动机处于排气接收连通的选择性催化还原催化剂，和被构造为向所述排气提供还原剂的至少一个还原剂定量给料系统；以及
还原剂输送电路，所述还原剂输送电路被构造成基于所确定的所述排气中的NO和NO2中的一种或多种的浓度，命令所述至少一个还原剂定量给料器增加、减少或维持提供给所述排气的还原剂的量。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，
所述排气分析电路被构造为：
确定在所述选择性催化还原催化剂的入口处或附近NO和NO2的比率；以及
将所述NO和NO2的比率与阈值进行比较；以及
所述还原剂输送电路被构造为响应于所述比较指示所述NO和NO2的比率高于阈值，启动柴油氧化催化剂热管理过程。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述还原剂输送电路被构造成响应于所述比较指示所述NO和NO2的比率在一段时间内高于所述阈值而启动柴油氧化催化剂热管理过程。
11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述排气分析电路被构造为基于所述选择性催化还原催化剂的所述动态模型，指示所述排气后处理系统的所述出口处或附近的NOx的浓度的信息，以及指示在所述选择性催化还原催化剂中储存的还原剂的量的信息，确定所述排气中的还原剂的浓度和与所述选择性催化还原催化剂结合的还原剂的所述量。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述还原剂输送电路被构造成将所述排气中的还原剂的浓度与阈值进行比较，并且基于所述比较控制还原剂向所述排气中的注入。
13.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述排气分析电路被构造为确定所述排气中的NO和NO2的比率，所述还原剂输送电路被构造成响应于所述NO和NO2的比率指示NO2的浓度高于NO的浓度，命令至少一个还原剂定量给料器增加提供给所述排气的还原剂的量。
14.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，
所述排气分析电路被构造为:
确定在所述选择性催化还原催化剂的入口处或附近的当前NO和NO2的比率；以及
比较当前NO与NO2的比率和先前NO与NO2的比率；以及
所述还原剂输送电路被构造成响应于确定所述当前NO和NO2的比率指示当前NO2的浓度高于当前NO的浓度，并且所述排气中的当前NO2的浓度低于所述排气中的先前的NO2浓度，减少注入到所述排气中的还原剂的量。
15.一种控制后处理系统组件的方法，其特征在于，所述方法包括：
基于以下确定排气后处理系统入口处或附近的一氧化氮NO和二氧化氮NO2中的一种或多种的浓度，所述排气后处理系统包括与发动机处于排气接收连通的选择性催化还原催化剂和被构造为向所述排气提供还原剂的至少一个还原剂定量给料系统：
所述选择性催化还原催化剂的动态模型，
来自第二NOx传感器的指示排气后处理系统的出口处或附近的氮氧化物NOx浓度的信息，以及
来自至少一个传感器的指示与所述选择性催化还原催化剂结合的还原剂的量的信息，所述至少一个传感器设置在所述选择性催化还原催化剂的所述入口或出口中的至少一个处，或靠近所述入口或所述出口中的至少一个处；和
基于从所述NOx传感器确定的NOx浓度中所确定的所述排气中的NO和NO2中的一种或多种的浓度，命令所述至少一个还原剂定量给料系统增加、减少或维持提供给所述排气的还原剂的量。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：
确定在所述选择性催化还原催化剂的入口处或附近NO和NO2的比率；
将所述NO和NO2的比率与阈值进行比较；以及
响应于所述比较指示所述NO和NO2的比率高于阈值，启动柴油氧化催化剂热管理过程。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括响应于所述比较指示所述NO和NO2的比率在一段时间内高于所述阈值，而启动柴油氧化催化剂热管理过程。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括基于所述选择性催化还原催化剂的所述动态模型，指示所述排气后处理系统的所述出口处或附近的NOx的浓度的信息，以及指示在所述选择性催化还原催化剂中储存的还原剂的量的信息，确定所述排气中的还原剂的浓度和与所述选择性催化还原催化剂结合的还原剂的所述量。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括将所述排气中的还原剂的浓度与阈值进行比较，并且基于所述比较控制还原剂向所述排气中的注入。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括确定所述排气中NO和NO2的比率，并响应于所述NO和NO2的比率指示NO2的浓度高于NO的浓度，命令所述还原剂定量给料系统增加提供给所述排气的还原剂的量。
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