專利名稱：：被動(dòng)選擇性催化還原系統(tǒng)的三元催化劑中的按需式制氨技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放的后處理控制。技術(shù)背景本節(jié)的陳述只是提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。排放控制是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的重要因素。燃燒的公知副產(chǎn)物一氮氧化物(NOx)是由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣在高溫燃燒中分解的氮和氧分子生成的。NOx的生成率遵循著與燃燒過程公知的關(guān)系，例如，較高的NOx生成率與較高的燃燒溫度和空氣分子較長時(shí)間暴露于較高溫度有關(guān)。一旦在燃燒室中生成，NOx分子可以在本領(lǐng)域公知的寬泛種類的后處理裝置的示例性裝置中重新轉(zhuǎn)化為氮和氧分子。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，后處理裝置主要取決于工作狀況，例如由排氣流溫度引起的裝置工作溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比。此外，后處理裝置包括例如催化劑床的物質(zhì)，其隨著時(shí)間的消逝和暴露在高溫下而易于受損或劣化。當(dāng)代發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法利用各種操作策略來優(yōu)化燃燒。在燃料效率方面優(yōu)化燃燒的一些操作策略包括燃燒室內(nèi)的稀薄燃燒、局部燃燒或分層燃燒，從而降低獲得氣缸所需輸出量所必需的燃料充量并且提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，例如通過在無節(jié)流狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)降低進(jìn)氣泵送損失。然而，燃燒室中的溫度會(huì)在燃燒的小塊區(qū)域變得足夠高以產(chǎn)生大量的NOx，燃燒室的總能量輸出尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)通過排氣流排出的熱能會(huì)從正常值大大降低。這些情況是對(duì)排氣后處理策略的挑戰(zhàn)，因?yàn)槿缜八龊筇幚硌b置常常需要高的工作溫度，這是由排氣流溫度引起的，從而充分處理NOx排放。后處理裝置是公知的，例如利用化學(xué)反應(yīng)來處理排氣流中的成分。一種示例性裝置是選擇性催化還原裝置(“SCR”)。SCR裝置的公知用法是利用從尿素噴射獲得的氨來處理NOx。存儲(chǔ)在SCR內(nèi)的催化劑床上的氨與NOx尤其是預(yù)期比例的NO和NO2反應(yīng)，產(chǎn)生有利反應(yīng)來處理NOx。一種示例性實(shí)施例包括優(yōu)選的NO和NO2的比例為1比1，并且被稱為快速SCR反應(yīng)。人們知道，在柴油機(jī)應(yīng)用中，在SCR上游操作柴油機(jī)氧化催化劑(“D0C”)來將NO轉(zhuǎn)化成NO2用于SCR中更好的處理。排氣后處理的繼續(xù)改進(jìn)需要關(guān)于排氣流中的NOx排放的精確信息從而有效降低NOx，例如根據(jù)監(jiān)測(cè)到的NOx排放確定氨的正確配量。還知道用其它后處理裝置來處理排氣流中的成分。三元催化劑(“TWC”)特別用在汽油機(jī)應(yīng)用中來處理成分。稀燃NOx捕集器(“NOx捕集器”)利用能夠存儲(chǔ)一定數(shù)量NOx的催化劑，并且已經(jīng)研究了發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)來將這些NOx捕集器或NOx吸附器與燃料效率發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略相結(jié)合從而改善燃料效率并且仍然獲得合格的NOx排放值。一種示例性策略包括在稀燃工作期間使用稀燃NOx捕集器存儲(chǔ)NOx排放物，然后在濃燃期間清除所存儲(chǔ)的N0x，在較高發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度下用傳統(tǒng)的三元催化劑將它轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退?。柴油機(jī)微粒捕集器(“DPF”)捕集柴油機(jī)應(yīng)用中的炭煙和顆粒物質(zhì)，所捕集的物質(zhì)在高溫再生事件中周期性地得到清除。尿素在動(dòng)力系中的應(yīng)用是有挑戰(zhàn)性的。尿素的存儲(chǔ)和補(bǔ)給難以維持。在常見區(qū)域在正常變化的氣候條件下氨易于凍結(jié)。
發(fā)明內(nèi)容一種動(dòng)力系包括具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和具有利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置的后處理系統(tǒng)。一種控制該動(dòng)力系的方法包括啟動(dòng)制氨循環(huán)，制氨循環(huán)包括協(xié)作性地操作多個(gè)氣缸，使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成氫分子的空燃比工作，并且使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成NOx的空燃比工作。該方法還包括利用介于發(fā)動(dòng)機(jī)與選擇性催化還原裝置之間且連接到多個(gè)氣缸的制氨催化劑來生成氨。(1)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于控制動(dòng)力系的方法，所述動(dòng)力系包括具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和具有利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置的后處理系統(tǒng)，所述方法包括啟動(dòng)制氨循環(huán)，所述制氨循環(huán)包括協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)，使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成氫分子的空燃比工作，并且使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成NOx的空燃比工作；以及利用介于所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述選擇性催化還原裝置之間且連接到所述多個(gè)氣缸的制氨催化劑來生成氨。(2)如方案(1)所述的方法其中，使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成氫分子的空燃比工作包括使所述部分在濃于化學(xué)計(jì)量比的空燃比下工作；并且其中，使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成NOx的空燃比工作包括使所述部分在稀于化學(xué)計(jì)量比的空燃比下工作。(3)如方案(1)所述的方法，其中，協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)包括同時(shí)調(diào)節(jié)所述多個(gè)氣缸中的兩個(gè)氣缸內(nèi)的空燃比。(4)如方案(3)所述的方法，其中，協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)還包括停用所述多個(gè)氣缸中的另一個(gè)。(5)如方案(1)所述的方法其中，協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)包括在每個(gè)燃燒循環(huán)中對(duì)所述多個(gè)氣缸進(jìn)行控制；并且其中，所述多個(gè)氣缸的以有助于生成氫分子的空燃比工作的部分以及所述多個(gè)氣缸的以有助于生成NOx的空燃比工作的部分能夠在不同燃燒循環(huán)中發(fā)生改變。(6)如方案(1)所述的方法，其中，以有助于生成氫分子的空燃比工作的多個(gè)氣缸是以分段燃料噴射策略工作的。(7)如方案(6)所述的方法，其中，所述分段噴射策略包括燃燒后期碳?xì)浠衔镏卣?8)如方案(6)所述的方法，其中，所述分段噴射策略包括燃燒后碳?xì)浠衔镏卣?9)根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于控制動(dòng)力系的方法，所述動(dòng)力系包括具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和具有利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置的后處理系統(tǒng)，所述方法包括監(jiān)測(cè)所述選擇性催化還原裝置的工作；基于所述選擇性催化還原裝置的工作計(jì)算制氨循環(huán)的制氨需求；以及基于所述制氨需求控制連接到共用制氨催化劑的所述氣缸中的多個(gè)，所述控制包括基于所述制氨需求使所述多個(gè)氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的氫分子，以及基于所述制氨需求使所述多個(gè)氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的NOx。(10)如方案(9)所述的方法，其中，控制所述多個(gè)氣缸還包括基于所述制氨需求使所述多個(gè)氣缸中的多個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以便從所述多個(gè)氣缸中的所述多個(gè)生成所述一定量的氫分子。(11)如方案(9)所述的方法，其中，所述控制所述多個(gè)氣缸還包括基于所述制氨需求使所述多個(gè)氣缸中的多個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以便從所述多個(gè)氣缸中的所述多個(gè)生成所述一定量的NOx。(12)根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種用于控制動(dòng)力系的設(shè)備，所述動(dòng)力系包括后處理系統(tǒng)和具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，所述設(shè)備包括直噴式燃料噴射系統(tǒng)；所述后處理系統(tǒng)包括利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置，和制氨催化劑；以及控制器，其構(gòu)造成監(jiān)測(cè)所述選擇性催化還原裝置的制氨需求，以及控制所述直噴式燃料噴射系統(tǒng)，所述控制包括在所述氣缸內(nèi)產(chǎn)生不同的空燃比，所述產(chǎn)生不同空燃比的操作包括基于所述制氨需求使所述氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的氫分子，以及基于所述制氨需求使所述氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的NOx。(13)如方案(12)所述的設(shè)備，其中，在所述氣缸內(nèi)產(chǎn)生不同的空燃比還包括基于所述制氨需求使所述氣缸中的多個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的氫分子。(14)如方案(12)所述的設(shè)備，其中，在所述氣缸內(nèi)產(chǎn)生不同的空燃比還包括基于所述制氨需求使所述氣缸中的多個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的NOx。(15)如方案(12)所述的設(shè)備，其中，所述后處理系統(tǒng)還包括用于燃燒后碳?xì)浠衔镏卣闹茪浯呋瘎，F(xiàn)在將通過舉例的方式并參照附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、控制模塊和排氣后處理系統(tǒng)的示意圖；圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性后處理系統(tǒng)，該后處理系統(tǒng)包含尿素配量結(jié)構(gòu)；圖3用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性工作以及通過各種空燃比得到的排氣流內(nèi)的多種化學(xué)成分，其中包含氨；圖4用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)工作的附加示例以及通過各種空燃比得到的排氣流內(nèi)的多種化學(xué)成分，其中包含氨；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的樣本反應(yīng)混合物的表格，這些樣本反應(yīng)混合物被引出入第一化學(xué)反應(yīng)器中；圖6用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的、一定空燃比和反應(yīng)溫度范圍內(nèi)的制氨值；圖7用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的由第一化學(xué)反應(yīng)器利用標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物和改性反應(yīng)混合物生成的氨值與溫度的關(guān)系曲線；圖8用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的由第一化學(xué)反應(yīng)器利用標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物和改性反應(yīng)混合物生成的氨值與溫度的關(guān)系曲線；圖9用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的四種不同的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略以及在工作狀況的固定設(shè)置下得到的發(fā)動(dòng)機(jī)排放；圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、構(gòu)造成采用本文所述方法的示例性特定實(shí)施例；圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的后處理系統(tǒng)中的催化劑的示例性布置，該示例性布置用于生成在SCR裝置中使用的氨；圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性NOx模型模塊，該NOx模型模塊用在發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊中并確定NOx生成量估計(jì)值；圖13用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒曲線；圖14用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性氣缸壓力，該氣缸壓力相對(duì)于燃燒過程中的曲軸轉(zhuǎn)角被繪出；圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的燃燒室內(nèi)能夠估計(jì)的多種不同溫度，其對(duì)描述燃燒過程來說很重要；圖16是根據(jù)本發(fā)明的示例性模擬結(jié)果的圖形描述，示出了一組給定狀況下NOx排放的多種輸入的標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)；以及圖17示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生NOx生成量估計(jì)值的示例性系統(tǒng)，該示例性系統(tǒng)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的模型來產(chǎn)生NOx生成量估計(jì)值并且包含動(dòng)態(tài)模型模塊以針對(duì)動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛狀況的效應(yīng)補(bǔ)償NOx生成量估計(jì)值。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照這些附圖，其中這些圖示只是為了解釋某些特定實(shí)施例，而并不是為了對(duì)其進(jìn)行限制，圖1是示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和控制模塊5以及排氣后處理系統(tǒng)15。示例性發(fā)動(dòng)機(jī)是多缸、直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，具有連在曲軸24上且在氣缸20中可移動(dòng)的往復(fù)活塞22，該氣缸限定出可變?nèi)莘e燃燒室34。大家知道，發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮點(diǎn)火或火花點(diǎn)火情況下工作。此外，大家知道，在單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中利用任意點(diǎn)火策略的方法，根據(jù)如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等因素調(diào)整策略。此外，大家知道，發(fā)動(dòng)機(jī)以混合策略工作，例如火花助燃、壓縮點(diǎn)火策略等。本發(fā)明意圖包含發(fā)動(dòng)機(jī)工作的這些示例性實(shí)施例，但不意圖限制于此。曲軸24可操作地連接到車輛傳動(dòng)裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)以向其傳遞牽引扭矩，響應(yīng)于駕駛員扭矩請(qǐng)求(T0_REQ)。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選為采取四沖程工作，其中，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)包含720度曲軸24的轉(zhuǎn)角，分成四個(gè)180度階段，進(jìn)氣-壓縮-膨脹-排氣，這些是對(duì)活塞22在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸20中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的描述。多齒目標(biāo)輪26連在曲軸上并且隨其轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)具有傳感裝置來監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，并且具有致動(dòng)器來控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作。這些傳感裝置和致動(dòng)器信號(hào)性地或可操作性地連接到控制模塊5。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選為直噴式四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，具有由活塞和氣缸蓋限定出的可變?nèi)莘e燃燒室，該活塞在上止點(diǎn)與下止點(diǎn)之間的氣缸內(nèi)往復(fù)，該氣缸蓋含有進(jìn)氣門和排氣門。該活塞在重復(fù)循環(huán)中往復(fù)，每個(gè)循環(huán)包含進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣沖程。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選為具有空燃工作區(qū)，其主要是稀計(jì)量比。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明的各方面適用于主要工作在稀計(jì)量比下的其它發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，例如，稀燃火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。在壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作期間，燃燒事件發(fā)生在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，此時(shí)燃料充量噴入燃燒室中與進(jìn)氣一起形成氣缸充量。隨后在壓縮沖程，該充量在壓縮作用下燃燒，或者隨著火花塞點(diǎn)火的啟動(dòng)而燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)于在寬的溫度、氣缸充量(空氣、燃料和EGR)和噴射事件范圍內(nèi)工作。本文所述方法特別適合于在稀計(jì)量比下工作的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。本文所定義的方法可適用于多種發(fā)動(dòng)機(jī)布置，包括點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括那些適應(yīng)于使用均質(zhì)充量壓燃(HCCI)策略的發(fā)動(dòng)機(jī)。這些方法可適用于每個(gè)氣缸在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)采用多個(gè)噴射事件的系統(tǒng)，例如，采取先導(dǎo)噴射用于燃料重整、主噴射事件用于發(fā)動(dòng)機(jī)作功以及在適當(dāng)時(shí)采取燃燒后燃料噴射、燃燒后期燃料噴射事件用于后處理管理的系統(tǒng)，每一個(gè)都影響氣缸壓力。傳感裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上或其附近來監(jiān)測(cè)物理特性并且產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)和環(huán)境參數(shù)相關(guān)的信號(hào)。這些傳感裝置包括曲軸旋轉(zhuǎn)傳感器，為曲軸傳感器44，其通過檢測(cè)多齒目標(biāo)輪26的輪齒上的邊緣來監(jiān)測(cè)曲軸轉(zhuǎn)速(RPM)。這種曲軸傳感器是公知的，并且可以是霍爾效應(yīng)傳感器、感應(yīng)傳感器或磁阻傳感器。將來自曲軸傳感器44的信號(hào)輸出(RPM)輸入到控制模塊5。有燃燒壓力傳感器30，是適于監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力(C0MB_PR)的壓力傳感裝置。燃燒壓力傳感器30優(yōu)選為力傳感器的非介入式裝置，其具有適于安入氣缸蓋的供電熱塞28用的開口中的環(huán)形截面。燃燒壓力傳感器30連同電熱塞28—起安裝，燃燒壓力經(jīng)由電熱塞機(jī)械地傳遞到傳感器30。傳感器30的傳感元件的輸出信號(hào)COMBI3R與缸內(nèi)壓力成比例。傳感器30的傳感元件為壓電陶瓷裝置或其它適用的類似裝置。其它傳感裝置優(yōu)選為包括用于監(jiān)測(cè)歧管壓力(MAP)和環(huán)境大氣壓力(BARO)的歧管壓力傳感器、用于監(jiān)測(cè)進(jìn)氣質(zhì)量空氣流量(MAF)和進(jìn)氣溫度(Tin)的質(zhì)量空氣流量傳感器以及冷卻劑傳感器35(COOLANT)。該系統(tǒng)可包括排氣傳感器(未示出)，用于監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)排氣參數(shù)的狀態(tài)，例如，溫度、空燃比和成分。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，有其它傳感裝置和方法用于控制診斷。駕駛員輸入，以駕駛員扭矩請(qǐng)求T0_REQ的形式，可通過節(jié)氣門踏板和剎車踏板在其它裝置中獲取。該發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選為配有其它傳感器(未示出)用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作和系統(tǒng)控制。每個(gè)傳感裝置都信號(hào)性地連接到控制模塊5以提供信號(hào)信息，控制模塊將信號(hào)信息轉(zhuǎn)換成代表各個(gè)受監(jiān)測(cè)參數(shù)的信息。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)布置形式只是示例性而不是限制性的，各個(gè)傳感裝置都可由功能等效的裝置和算法代替并且仍落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些致動(dòng)器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上并且響應(yīng)于駕駛員輸入而由控制模塊5控制以達(dá)到各種性能目標(biāo)。這些致動(dòng)器包括電控節(jié)氣門裝置和多個(gè)燃料噴射器12，電控節(jié)氣門裝置將節(jié)氣門開度控制為指令輸入(ETC)，燃料噴射器用于響應(yīng)于指令輸入(INJ_PW)將燃料直接噴入每個(gè)燃燒室，這些都是響應(yīng)于駕駛員扭矩請(qǐng)求(T0_REQ)而受控制。有廢氣再循環(huán)閥32和冷卻器(未示出)，響應(yīng)于來自控制模塊的控制信號(hào)(EGR)，控制外部再循環(huán)的廢氣向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管的流量。電熱塞28是公知裝置，安裝在每個(gè)燃燒室中，適于與燃燒壓力傳感器30一起使用。燃料噴射器12是燃料噴射系統(tǒng)的元件，它包括多個(gè)高壓燃料噴射器裝置，每個(gè)都適于直接噴射包含大量燃料的燃料充量到一個(gè)燃燒室，響應(yīng)于來自控制模塊的指令信號(hào)INJ_PW。每個(gè)燃料噴射器12由燃料分配系統(tǒng)(未示出)供以增壓燃料，并且具有工作特性，包括最小脈寬和相關(guān)的最小、最大可控燃料流速。該發(fā)動(dòng)機(jī)配有可控氣門機(jī)構(gòu)，操作成調(diào)整每個(gè)氣缸的進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉，包括氣門正時(shí)、相位(即相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角和活塞位置的正時(shí))和氣門開啟升程大小中的一個(gè)或多個(gè)。一個(gè)示例性系統(tǒng)包括可變凸輪相位，其適用于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和均質(zhì)充量壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)。優(yōu)選地，控制模塊5是通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，其大體上包括微處理器或中央處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)、高速時(shí)鐘、模擬-數(shù)字(A/D)和數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換電路、輸入/輸出電路和裝置(I/O)以及適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路，所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括非易失性存儲(chǔ)器和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，所述非易失性存儲(chǔ)器包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)?？刂颇K具有一組控制算法，這些控制算法包含存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的常駐程序指令和標(biāo)準(zhǔn)并且執(zhí)行這些控制算法以提供各個(gè)計(jì)算機(jī)的相應(yīng)功能。在預(yù)設(shè)循環(huán)期間執(zhí)行這些算法，從而在每個(gè)循環(huán)每個(gè)算法至少執(zhí)行一次。由中央處理器執(zhí)行這些算法并且可操作成監(jiān)測(cè)來自上述傳感裝置的輸入并且執(zhí)行控制和診斷程序以控制致動(dòng)器的工作，使用預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)正在工作和車輛運(yùn)行期間，按規(guī)則間隔例如每3.125,6.25、12.5、25和100毫秒執(zhí)行這些循環(huán)。替換性地，可響應(yīng)事件的發(fā)生執(zhí)行這些算法?？刂颇K5執(zhí)行存在其中的算法代碼來控制上述致動(dòng)器從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作，包括如此配置的系統(tǒng)上的節(jié)氣門位置、燃料噴射量和正時(shí)、EGR閥位置以控制再循環(huán)廢氣流量、電熱塞工作以及進(jìn)氣門和/或排氣門正時(shí)、相位和升程控制。控制模塊適合于接收來自駕駛員的輸入信號(hào)(例如節(jié)氣門踏板位置和剎車踏板位置)來確定駕駛員扭矩請(qǐng)求TtjKEQ，以及來自表征發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)、進(jìn)氣溫度(Tin)、冷卻液溫度和其它周圍狀況的傳感器的輸入信號(hào)。圖1示出示例性汽油機(jī)。然而，可以意識(shí)到，NOx處理和后處理系統(tǒng)可用于其它發(fā)動(dòng)機(jī)布置中，包括柴油機(jī)在內(nèi)，本發(fā)明不意圖限制為本文所述的特定示例性發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例。圖2示意性地示出本發(fā)明的示例性后處理系統(tǒng)，其包括尿素配量結(jié)構(gòu)。后處理系統(tǒng)200包括控制模塊205、D0C210,SCR220、上游NOx傳感器230、下游NOx傳感器240、溫度傳感器250和尿素配量模塊260。正如本領(lǐng)域所公知的，DOC210執(zhí)行排氣流的后處理所必需的許多催化功能。DOC210的一個(gè)功能是將不易在SCR中處理的NOx形式NO轉(zhuǎn)化成易于在SCR中處理的NOx形式的NO2。SCR220利用尿素作還原劑來將NOx還原成其它分子。上游NOx傳感器230檢測(cè)和量化進(jìn)入后處理系統(tǒng)200的排氣流中的NOx。盡管用上游NOx傳感器230舉例說明了量化進(jìn)入后處理系統(tǒng)的NOx的示例性方式，但是應(yīng)當(dāng)注意，可以用其它方式量化進(jìn)入系統(tǒng)的NOx供估計(jì)SCR中的轉(zhuǎn)化效率之用，例如，通過位于DOC210與SCR220之間的NOx傳感器或通過模擬發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和排氣流狀況的虛擬NOx傳感器來估計(jì)進(jìn)入后處理系統(tǒng)的NOx的存在。本發(fā)明論述了本示例性實(shí)施例的描述進(jìn)入后處理系統(tǒng)的NOx的傳感器輸入，然而，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，根據(jù)上游傳感器的布置，該輸入可以描述進(jìn)入一部分后處理系統(tǒng)的NOx含量。SCR220利用例如從所噴射的尿素中獲取的氨通過本領(lǐng)域公知的方法將NOx轉(zhuǎn)化成其它分子。溫度傳感器250示為位于后處理系統(tǒng)200內(nèi)的收集排氣流溫度的區(qū)域。尿素配量模塊260描述為處于SCR220的上游位置。尿素直接噴入進(jìn)入SCR的排氣流中。描述的最佳方法利用了混合裝置270。尿素配量模塊260將尿素噴到混合裝置270上，然后由排氣流將尿素大致均勻分布地帶到SCR220內(nèi)側(cè)的催化劑表面上。下游NOx傳感器240檢測(cè)和量化離開后處理系統(tǒng)200的排氣流中的NOx。控制模塊205包含處理與后處理系統(tǒng)相關(guān)的輸入的程序編制并且包含使用本文所述方法的程序編制。作為還原劑的氨可以如上所述地通過尿素的噴射而導(dǎo)入后處理系統(tǒng)中。然而，在車輛動(dòng)力系或消耗裝置自身動(dòng)力系上存儲(chǔ)和保持足量的氨是有困難的。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，氨是燃燒和后處理過程的公知副產(chǎn)物。公知方法優(yōu)化了燃燒過程和后處理裝置的使用以降低氨的出現(xiàn)從而不會(huì)出現(xiàn)其它的必須轉(zhuǎn)化的物質(zhì)。公開了一種方法改為選擇性地弱化燃燒循環(huán)工作并且利用有助于在制氨循環(huán)中周期性制氨且存儲(chǔ)氨供后續(xù)NOx轉(zhuǎn)化用的后處理裝置?？梢栽诖呋瘎┭b置例如TWC裝置中制氨。這種氨制品(NH3)得自由下列方程式描述的示例性轉(zhuǎn)化過程。N0+C0+1.5H2—NH3+C02[1]本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，這個(gè)轉(zhuǎn)化需要在NO與氫分子反應(yīng)之前耗盡來自催化劑的分子氧。當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在稀燃工作模式下工作時(shí)，常常存在過量氧，空燃比(AFR)為稀計(jì)量比或帶有過量空氣。因此，采用可選擇性制氨循環(huán)需要將AFR控制成耗盡排氣流中的氧所確定的數(shù)值。而且，在計(jì)量和濃燃工作范圍內(nèi)選擇AFR也有助于制氨，例如，通過產(chǎn)生合適數(shù)量的NO和H2。在上面的示例性方程式中，明顯的理想比值是1.5比1。然而，根據(jù)催化劑所提供的環(huán)境以及后處理裝置內(nèi)發(fā)生的其它反應(yīng)，不同的實(shí)際比會(huì)得到最佳的制氨。采用特定示例性催化劑的示例性測(cè)試值被確定為優(yōu)選地在三個(gè)至五個(gè)氫分子比一個(gè)NO分子的比值范圍內(nèi)工作。選擇能夠?qū)崿F(xiàn)較低的氫比NO的比值的催化劑是最佳的，因?yàn)闅湫枨罅恐苯优c消耗用來實(shí)現(xiàn)制氨的燃料量有關(guān)。與按照這些方法的測(cè)試結(jié)果或模擬相應(yīng)的足以精確估計(jì)燃燒循環(huán)和后處理過程和轉(zhuǎn)化工作的校準(zhǔn)被用于選擇有用于控制制氨循環(huán)的AFR0本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，CO的存在也可以看作有助于上述反應(yīng)。可以根據(jù)影響SCR裝置內(nèi)的氨使用量的許多因素以及有助于制氨循環(huán)工作的發(fā)動(dòng)機(jī)工作來控制或制氨循環(huán)工作，這些因素包括催化劑上的估計(jì)的氨存儲(chǔ)量、估計(jì)或檢測(cè)的氨逸出量、估計(jì)或檢測(cè)的穿過SCR裝置的NOx漏出量?？梢酝ㄟ^監(jiān)測(cè)許多輸入來實(shí)現(xiàn)對(duì)這些因素的監(jiān)測(cè)，這些輸入包括發(fā)動(dòng)機(jī)工作、排氣特性和SCR裝置內(nèi)的NOx轉(zhuǎn)化效率。已經(jīng)證明，發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)期通常具有較高的NOx和氫產(chǎn)生量以及接近計(jì)量比的AFR?？梢岳眠@些有助于制氨的時(shí)期來最小化在較不利發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間制氨循環(huán)的介入操作。制氨循環(huán)工作的長短會(huì)隨著所需的制氨量、所用系統(tǒng)的特殊性以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作的特殊性而變化。制氨所需的氫分子會(huì)在在整個(gè)燃燒過程中發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生。分子量不足的濃AFR環(huán)境中的燃燒易于得到更高值的氫分子。氫的產(chǎn)生是單次噴射燃燒循環(huán)的結(jié)果，氫的生成是提供發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的主燃燒事件的結(jié)果。圖3用圖表示出了本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性工作以及所得到的排氣流內(nèi)的大量化學(xué)成分，包含單次噴射燃燒循環(huán)期間各種空燃比下的氨。示例性測(cè)試結(jié)果示出了測(cè)功計(jì)上的發(fā)動(dòng)機(jī)工作，采用稀燃火花點(diǎn)火直噴式燃燒，在2000RPM轉(zhuǎn)速和2bar負(fù)荷的條件下工作。如上所述，改變AFR會(huì)改變排氣流的化學(xué)成分。大家知道，在汽油機(jī)中，在約14.7比1的AFR下發(fā)生計(jì)量比工作。大于14.7的AFR值示出了稀燃工作或帶有過量空氣的工作。小于14.7的AFR值示出了濃燃工作或帶有過量燃料的工作。從圖3的示例性數(shù)據(jù)集可以看出，離開發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx隨著AFR減小而減少，離開發(fā)動(dòng)機(jī)的H2隨著AFR減小而增多。所得到的離開TWC的NH3最初是增大的，在約14.2的示例性數(shù)值處達(dá)到峰值，隨后隨著AFR的減小而減少。因此，在帶有產(chǎn)生圖3所示數(shù)據(jù)集所用的特定催化劑的示例性布置中，制氨循環(huán)在AFR等于14.2時(shí)能最好地工作。然而，如上所述，不同的布置，特別是不同的催化劑，會(huì)改變最有利于制氨的氫與NOx的比值。因此，選定的AFR會(huì)與上例給出的14.2不同。圖4用圖表示出了本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)工作的另一示例以及所得到的排氣流內(nèi)的大量化學(xué)成分，包含單次噴射燃燒循環(huán)期間各種空燃比下的氨。示例性測(cè)試結(jié)果示出了測(cè)功計(jì)上的發(fā)動(dòng)機(jī)工作，采用稀燃火花點(diǎn)火直噴式燃燒，在1500RPM轉(zhuǎn)速和lbar負(fù)荷的條件下工作。如上參照?qǐng)D3的所述，圖4示出了AFR范圍內(nèi)的制氨量。制氨量也在某些AFR值處達(dá)到峰值，并且在某種程度上受到氫分子和NOx的存在的控制。在圖4的示例性測(cè)試結(jié)果中，制氨量的峰值出現(xiàn)在約14.2的AFR值處。如上所述，這個(gè)數(shù)值取決于所用的催化劑的性質(zhì)。圖5-8用圖表示出了采用單次噴射形成氨的測(cè)試結(jié)果，并且示出了導(dǎo)入第一化學(xué)反應(yīng)器的反應(yīng)物，該第一化學(xué)反應(yīng)器包括配置成模擬車輛排氣流中的TWC裝置的第一TWC塊和第二TWC塊。圖5示出本發(fā)明的導(dǎo)入第一化學(xué)反應(yīng)器的反應(yīng)混合物樣本表格。每個(gè)反應(yīng)混合物樣本包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)模型確定的氣體成分值，模擬了選定的發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比下的排氣成分。理想平均空燃比(“理想平均A/F”)是發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)空燃比，這個(gè)空燃比會(huì)得到與基于發(fā)動(dòng)機(jī)模型的反應(yīng)混合物樣本相關(guān)的排氣成分。計(jì)算平均空燃比(“計(jì)算平均A/F”)是基于實(shí)際反應(yīng)物測(cè)量所獲得的模擬空燃比。計(jì)算平均、(“計(jì)算平均Lambda”)是代表計(jì)算平均空燃比的、值。測(cè)量了每種反應(yīng)混合物樣本中所包含的氧(“％02”)、一氧化碳(“％CO，，)、氫(“％H2”)、二氧化碳(“%C02”)、水(“%H20”)、碳?xì)浠衔?"ppmHC”)和一氧化氮(“％NO”)的數(shù)量。而且，每種反應(yīng)混合物樣本包含2.7ppm的二氧化硫量(“S02”)。圖6用圖表示出了本發(fā)明的空燃比范圍內(nèi)的制氨值和反應(yīng)溫度。該圖示出了由第一化學(xué)反應(yīng)器在目標(biāo)空燃比(“A/F比(+/-0.25八/朽”)、反應(yīng)溫度為300(、400(、500(和600C時(shí)所產(chǎn)生的氨值(“NH3(ppm)”)。對(duì)于每種反應(yīng)溫度，最高氨值都形成在目標(biāo)空燃比14.2處，并且通常隨著空燃比增大而減少。而且，在目標(biāo)空燃比1.42處，氨值隨著反應(yīng)溫度從300C升高至600C而減少。圖7用圖表示出了本發(fā)明的由第一化學(xué)反應(yīng)器利用標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物(“STD=w/H20,w/H2,w/HC,w/C0,w/02")和改性反應(yīng)混合物生成的氨值與溫度(“溫度C”)。該標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物包括水、氫、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氧，它們的?shù)量為圖5的表格中所列出的具有目標(biāo)空燃比14.2的反應(yīng)混合物樣本。該改性反應(yīng)混合物包括含有標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物的成分?jǐn)?shù)量但沒有水(“w/oH20”)的反應(yīng)混合物樣本、含有標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物的成分?jǐn)?shù)量但用更高值的一氧化碳代替氫(“w/oH2(調(diào)整CO)”)的反應(yīng)混合物樣本以及含有標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物的成分?jǐn)?shù)量但用更高值的氧代替氫(“w/oH2(調(diào)整02)”)的反應(yīng)混合物樣本。圖8用圖表示出了本發(fā)明的由第一化學(xué)反應(yīng)器利用標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物(“STD=w/H20，w/H2,W/HC,W/CO,W/02")和改性反應(yīng)混合物生成的氨值與溫度(“溫度C”)。該標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物包括水、氫、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氧，它們的?shù)量為圖5的表格中所列出的具有目標(biāo)空燃比14.2的反應(yīng)混合物樣本。該改性反應(yīng)混合物包括含有標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物的成分?jǐn)?shù)量但用氧代替了一半量的碳?xì)浠衔?“W/1/2HC(調(diào)整02)”)的反應(yīng)混合物樣本。圖8還示出了由第二化學(xué)反應(yīng)器利用標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)混合物生成的氨(“只有第一塊”)，其中，第二反應(yīng)器只包含第一TWC塊，而沒有另外的TWC塊。單次噴射燃燒循環(huán)中的氫的產(chǎn)生和NOx的產(chǎn)生都可以用多種進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖9用圖表示出了本發(fā)明的四種不同的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略以及在工作狀況的固定設(shè)置下所得到的發(fā)動(dòng)機(jī)排放。所有測(cè)試都在單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)布置中進(jìn)行，在1000RPM和3bar的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下工作。第一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，定義為基線數(shù)據(jù)集，包括在標(biāo)準(zhǔn)氣門策略(95/-95(IM0P/EM0P))、31%&EGR&&221的AFR的情況下的工作。第二種發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，定義為高氣門重疊(HV0)數(shù)據(jù)集，包括在改性氣門策略(95/-80(IM0P/EM0P))和141的AFR的情況下的工作，該改性氣門策略包括進(jìn)氣門和排氣門都打開的時(shí)期，這種情況在本領(lǐng)域中稱之為內(nèi)部EGR。示例性高氣門重疊策略所包括的進(jìn)、排氣門打開和關(guān)閉基本上關(guān)于上止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)角對(duì)稱。第三種發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，定義為低氣門重疊(LIVC)數(shù)據(jù)集，包括在改性氣門策略(140/-80(IM0P/EM0P))和141的AFR的情況下的工作，該改性氣門策略包括使進(jìn)氣門保持打開比標(biāo)準(zhǔn)氣門策略更長的持續(xù)時(shí)間。第四種發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，定義為14lw/EGR,包括在標(biāo)準(zhǔn)氣門策略(95/-95(IM0P/EM0P))、24%的EGR以及141的AFR的情況下的工作。從數(shù)據(jù)明顯看出，AFR和其它工作狀況的調(diào)整可以將氫分子提升至超過基線數(shù)據(jù)集可用值的高值。此外，氣門策略和EGR率的調(diào)整對(duì)NOx值有影響。然而，從這些數(shù)據(jù)集和圖3、4的檢驗(yàn)明顯看出，通過單次噴射，在較低AFR值時(shí)得到的更高的氫生成量對(duì)NOx的生成有限制作用，并且NO值未能處于維持方程式1所述反應(yīng)所需的值。眾所周知，采用直接噴射法的發(fā)動(dòng)機(jī)具有通過直噴式燃料噴射系統(tǒng)在燃燒循環(huán)的選定正時(shí)向燃燒室噴射精確燃料量的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，結(jié)合了有能力的控制模塊的直接噴射能夠控制氣缸內(nèi)各個(gè)循環(huán)之間的燃燒性能并且控制各個(gè)氣缸之間的燃燒性能。如上所述，含有氫分子和NOx的混合物的排氣流能夠用于通過制氨催化劑來制氨。如上文參照?qǐng)D3和4的描述，氫和NOx都在燃燒循環(huán)內(nèi)生成，燃燒性能例如AFR的控制能夠影響任何一種物質(zhì)生成多少。然而，將AFR用作單次燃燒事件內(nèi)的控制對(duì)生成這些物質(zhì)的能力有限，因?yàn)?，高的AFR值會(huì)增大NOx的生成，低的AFR值會(huì)增大氫分子的生成。公開了一種方法，通過對(duì)多個(gè)氣缸的離散控制來生成用于制氨的氫分子和N0x，調(diào)節(jié)至少一個(gè)氣缸中的AFR來生成氫分子以及調(diào)節(jié)至少一個(gè)氣缸中的AFR來生成NOx。通過控制氣缸-氣缸之間的操作，可以避免由迫使所有氣缸處于濃AFR設(shè)定值所引起的燃料負(fù)擔(dān)。車輛的氣缸可以布置成多種型式。例如，普通的四缸布置包括“直列四缸”型式，其中，所有四個(gè)氣缸都使用單個(gè)排氣歧管來將從發(fā)動(dòng)機(jī)出來的排氣引入后處理系統(tǒng)。普通的八缸布置包括“V8”結(jié)構(gòu)，其中，兩列氣缸分別使用一個(gè)排氣歧管。眾所周知，六缸結(jié)構(gòu)既有“直列六缸”也有“V6”型式。眾所周知，催化劑設(shè)計(jì)取決于發(fā)動(dòng)機(jī)型式，而且眾所周知，催化劑在排氣系統(tǒng)內(nèi)的定位取決于與發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性和所引起的溫度以及催化劑所需的排氣流成分。例如，在一個(gè)實(shí)施例中所用到的含有本發(fā)明所需制氨催化劑的TWC，必須相對(duì)靠近發(fā)動(dòng)機(jī)以利于催化劑的需求。由于這個(gè)需求，采用兩個(gè)排氣歧管的V型結(jié)構(gòu)通常用到兩個(gè)TWC，每個(gè)排氣歧管一個(gè)。因?yàn)?，為了在TWC內(nèi)制氨，用于制氨的反應(yīng)的成分物質(zhì)必須存在于TWC內(nèi)，所以，上述采用不同氣缸來優(yōu)化氫分子和NOx的生成的方法必須匯入相同的催化劑裝置。因此，在V型結(jié)構(gòu)這類布置中，協(xié)調(diào)生成氫和NOx的多個(gè)氣缸必須匯入相同的催化劑以有效地制氨?？梢允贡徽{(diào)節(jié)以利于氫和NOx的生成的氣缸成對(duì)工作，一個(gè)氣缸被調(diào)節(jié)成生成所需的氫，另一個(gè)氣缸被調(diào)節(jié)成生成所需的NOx，如示例性方程式1的所述。與這對(duì)氣缸同列的其余氣缸可以物質(zhì)不確定的形式工作，不干擾排氣流中所產(chǎn)生的物質(zhì)混合物。替換性地，可以選擇性地停用其余一個(gè)或多個(gè)氣缸，而這對(duì)氣缸生成制氨所需物質(zhì)。如上所述，負(fù)荷越高的狀況有利于提高氫和NOx的生成。停用一個(gè)或多個(gè)氣缸使剩余氣缸的負(fù)荷更大，由此有助于氫和NOx的生成。替換性地，匯入相同催化劑的多個(gè)氣缸可以協(xié)作性地用于生成制氨所需物質(zhì)。例如，在V6布置中，其中，三個(gè)氣缸匯入帶有制氨催化劑的單個(gè)TWC催化劑，一個(gè)氣缸以稀計(jì)量比的AFR工作，優(yōu)化成生產(chǎn)所需量的NOx。剩余兩個(gè)氣缸都優(yōu)化成各生成氫的所需量的一半。通過在兩個(gè)氣缸之間分割氫的生成需求量，結(jié)合圖3和4可以意識(shí)到，這些氣缸工作的AFR沒有單個(gè)氣缸生成所需量的氫時(shí)的濃。因此，可以在氣缸之間分割物質(zhì)生成需求量，從而選擇性地命令各個(gè)氣缸。替換性地，利用一對(duì)氣缸，每個(gè)生成一種物質(zhì)的所需比例，并且按照?qǐng)D3和4的方法選擇性地調(diào)整第三個(gè)氣缸以生成氫和NOx的剩余量。同樣，匯入單個(gè)催化劑的含有四個(gè)或六個(gè)氣缸的氣缸體可以將物質(zhì)的所需生成量劃分到多個(gè)結(jié)構(gòu)中。此外，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，優(yōu)選為，選擇以較高AFR工作的氣缸和以較低AFR工作的氣缸，來平衡發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)所得到的功。還應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，以較高AFR工作的氣缸和以較低AFR工作的氣缸不需要是固定的，以特定AFR工作的氣缸可以在燃燒循環(huán)之間改變，只要保持了排氣流中所產(chǎn)生的所需物質(zhì)混合物。用于生成所需物質(zhì)的氣缸與氣缸之間的操作和噴射進(jìn)度的選擇可以通過實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)、預(yù)測(cè)得到，這個(gè)預(yù)測(cè)是通過建?；蚱渌夹g(shù)，足以精確地預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作和所得到的排氣流成分，并且，同一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可以針對(duì)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定值、狀況或工作范圍使用多種噴射進(jìn)度。圖10示意性地描述本發(fā)明的采用本文所述方法的特定實(shí)施例。動(dòng)力系600包括發(fā)動(dòng)機(jī)610、后處理系統(tǒng)620和EGR回路640。節(jié)氣門615定位成控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)610的進(jìn)氣流量。發(fā)動(dòng)機(jī)610形成排氣流路622、624、626和628。后處理系統(tǒng)620包含制氨催化劑630、制氨催化劑632和SCR裝置634，制氨催化劑630被供以排氣流路622和624，制氨催化劑632被供以排氣流路626和628。此特定實(shí)施例包括EGR回路640，具有EGR閥645，選擇性地引導(dǎo)排氣流從后處理系統(tǒng)620到發(fā)動(dòng)機(jī)610的進(jìn)氣管。根據(jù)本文所述方法，排氣流路622和624，由匯入單個(gè)催化劑的一對(duì)氣缸提供，可以通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)610內(nèi)的相關(guān)氣缸中的AFR將這些排氣流路調(diào)節(jié)成包含不同值的氫和NOx。同樣，排氣流路626和628也由一對(duì)氣缸提供。通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)610的各個(gè)氣缸的AFR值，可以產(chǎn)生更高值的氫和NOx并且傳遞給催化劑630和632。圖10的特定實(shí)施例示出的排氣流路622和628的相關(guān)氣缸以計(jì)量AFR工作，由此產(chǎn)生更高值的NOx。示出的排氣流路624和626的相關(guān)氣缸以濃AFR(入等于1.05至1.10)工作，由此產(chǎn)生更高值的氫。通過調(diào)節(jié)氣缸對(duì)的工作，圖10的動(dòng)力系可以產(chǎn)生氫和N0x，能夠按照本文所述方法制氨。可以在主燃燒事件之前通過噴射與所需AFR對(duì)應(yīng)的燃料量來在燃燒室中產(chǎn)生氫。替換性地，以分段噴射的方式噴射燃料，一部分燃料在主燃燒事件之前噴射，一部分在主燃燒事件之后噴射。根據(jù)另一種方法，燃燒室內(nèi)較高值的碳?xì)浠衔飼?huì)提高由燃燒得到的或由缸內(nèi)重整得到的氫生成量。替換性地，通過控制主燃燒事件可以將碳?xì)浠衔锇ㄔ谂艢饬髦?，例如，通過噴射或點(diǎn)火正時(shí)，通過分段噴射的正時(shí)，或是通過直接噴入排氣流中。在這種排氣流中存在碳?xì)浠衔锏牟贾弥?，可以利用制氨催化劑上游或與其共存的利于催化劑上的碳?xì)浠衔镏卣闹茪浯呋瘎┳鳛楦變?nèi)制氫方法的替代方法?？梢詫?duì)每個(gè)氣缸中所得到的物質(zhì)和含有燃燒后重整的所得到的過程進(jìn)行估計(jì)并且用于平衡供應(yīng)特定催化劑的氣缸列的物質(zhì)生成總量。催化劑上的碳?xì)浠衔锏闹卣欠艧岬?，能夠產(chǎn)生大量熱。優(yōu)選地，對(duì)催化劑的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)或估計(jì)以保護(hù)催化劑不處于過熱狀態(tài)。一個(gè)示例性方法是根據(jù)相關(guān)參數(shù)優(yōu)選為催化劑溫度，在燃燒循環(huán)噴射與燃燒循環(huán)后噴射之間進(jìn)行切換。制氫催化劑在制氨催化劑的上游或基本上與其共存，但是，也可以作為獨(dú)立的裝置或同一整體式后處理裝置內(nèi)的催化劑而存在。此外，眾所周知，催化劑設(shè)計(jì)是在即使有分子氧的情況下也產(chǎn)生氫，通過減少對(duì)噴射附加燃料來耗盡氧的需求而提高制氫效率。圖11示意性地描述本發(fā)明的后處理系統(tǒng)中的催化劑的示例性布置來完成燃燒室內(nèi)的制氨用于SCR裝置。動(dòng)力系300包括發(fā)動(dòng)機(jī)310、一級(jí)催化劑320、二級(jí)催化劑330、三級(jí)催化劑340和四級(jí)催化劑350。排氣流發(fā)自發(fā)動(dòng)機(jī)310并且行經(jīng)四個(gè)催化劑。如圖所示，動(dòng)力系300被優(yōu)化為用于燃燒后期碳?xì)浠衔镏卣?latecombustionhydrocarbonreformation)，如上所述。每個(gè)催化劑促進(jìn)不同的反應(yīng)，根據(jù)本領(lǐng)域公知的方法。在圖11的示例性布置中，一級(jí)催化劑320選定為根據(jù)方程式1促進(jìn)制氨，二級(jí)催化劑330選定為根據(jù)TWC的正常工作促進(jìn)工作，三級(jí)催化劑340是SCR裝置，存儲(chǔ)并利用氨與N0x反應(yīng)，四級(jí)催化劑350用于清除SCR裝置漏出的過量氨。一級(jí)催化劑靠近發(fā)動(dòng)機(jī)，例如，處于流體性連接到排氣歧管的裝置中。不同級(jí)中的示例性催化劑總結(jié)在表1中表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>因此，通過燃燒后期碳?xì)浠衔镏卣?，催化劑可用于在后處理系統(tǒng)中生成和利用氨。如上所述，制氫催化劑可用于在后處理系統(tǒng)中重整碳?xì)浠衔?。在如此配置的系統(tǒng)中，圖11可以將這種催化劑布置成一級(jí)催化劑上游的獨(dú)立裝置(作為“0級(jí)催化劑”)或是一級(jí)催化劑中的一個(gè)元件。而且，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，后處理系統(tǒng)可以是本領(lǐng)域已知的多種布置，用于生成氨的化學(xué)反應(yīng)可以是多種形式，需要不同的催化劑和不同的工作條件。例如，在汽油機(jī)和柴油機(jī)的排氣流中采用不同的裝置，例如，汽油機(jī)中的TWC裝置和柴油機(jī)中的D0C裝置。圖11的示例性布置和隨后描述的布置都是示例性實(shí)施例，通過它們可以在后處理系統(tǒng)中獲得氨的生成；然而，本發(fā)明不意圖限制于本文所述的特定實(shí)施例。還知道其它反應(yīng)可用于制氨。例如，可利用的其它反應(yīng)包括下面的。2.5H2+N0->NH3+H20[2]這個(gè)反應(yīng)具有的優(yōu)點(diǎn)是，與CO的存在無關(guān)，但是需要更多量的氫分子。可用于制氨的其它示例性反應(yīng)包括下面的。Ba(N03)2+8H2->2NH3+Ba0+5H20[3]這個(gè)反應(yīng)的使用需要含有鋇的裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，鋇不存在于采用PGM催化劑例如TWC、D0C的裝置或某些LNT裝置中，但是，在大多數(shù)LNT裝置中用到鋇，鋇在其中用于在稀燃狀況下存儲(chǔ)NOx。此外，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，每個(gè)這些反應(yīng)會(huì)需要不同的催化劑和進(jìn)行正常工作的動(dòng)力系工作條件。此外，每個(gè)反應(yīng)的不同的NO與氫分子的比值會(huì)改變有效進(jìn)行制氨循環(huán)所需的AFR。催化劑設(shè)計(jì)包括本領(lǐng)域公知的方法和參數(shù)選擇。作為方程式1所述反應(yīng)的結(jié)果，用在TWC結(jié)構(gòu)中用于制氨的示例性催化劑如上文結(jié)合表1的描述，優(yōu)選為包含鉬和鈀基催化劑(PGM催化劑)，但是，可以用能夠進(jìn)行所需反應(yīng)的某些非PGM催化劑應(yīng)用本方法。該催化劑可以并入緊密耦合或小型催化劑裝置中，靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管，或者采用分離的裝置?？梢园凑招枰捎弥瓢毖h(huán)來向SCR裝置提供氨。一種方法包括根據(jù)對(duì)估計(jì)需求量的周期性補(bǔ)充進(jìn)行周期性的制氨循環(huán)。替換性地，可以對(duì)存儲(chǔ)在SCR催化劑上的氨或〃％進(jìn)行估計(jì)和用于按照需要來安排制氨循環(huán)。采用發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)量或濃燃工作的制氨循環(huán)可以安排在利用這個(gè)工作已經(jīng)是動(dòng)力系輸出需求量所需時(shí)的時(shí)期。發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃工作，尤其是利用如均質(zhì)充量壓燃或分層充氣模式的燃燒方法的稀燃工作，通常發(fā)生在較低負(fù)荷和較低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)。例如，稀燃工作通常用在高速公路行駛情況中，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定工作以保持車速。濃燃工作是在稀燃工作不可用或不優(yōu)選時(shí)采用。例如，濃燃工作通常用在加速情況中，其中，產(chǎn)生使車輛加速所需的力需要大的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，并且來回移動(dòng)變速器工作范圍裝置需要高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)用法可以響應(yīng)于向濃燃工況的切換來啟動(dòng)制氨循環(huán)。此外或替換性地，可以用統(tǒng)計(jì)學(xué)或者配合3D脈譜裝置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)用法進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)期到的會(huì)需要高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)用法預(yù)期性地啟動(dòng)制氨。上述方法制得的氨可以存儲(chǔ)在選定為具有氨存儲(chǔ)能力的SCR裝置內(nèi)的催化劑上。正如本領(lǐng)域公知的，化取決于排氣流的許多特性，例如TBED和SV。SCR裝置內(nèi)升高的催化劑床溫度或升高的排氣流速度引起逸出?？梢愿鶕?jù)預(yù)測(cè)到的有助于保留所存儲(chǔ)的氨的T■和SV范圍預(yù)期性地安排制氨循環(huán)?？梢詼y(cè)量或根據(jù)模型預(yù)測(cè)Tbed。Tbed的示例性表達(dá)式可以由下列函數(shù)關(guān)系給出。Tbed=f(Tj,T2,Mdot—exh，丁細(xì)，SCRGeometry)[4]1\是SCR裝置上游測(cè)得的排氣流的溫度，!~2是30裝置下游測(cè)得的排氣流的溫度。Mdotexh是經(jīng)過SCR裝置的排氣流的質(zhì)量流速，并且可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作來估計(jì)或模擬。是排氣系統(tǒng)周圍環(huán)境的溫度，并且可以直接測(cè)量或根據(jù)例如進(jìn)氣溫度等測(cè)定值來確定。SV同樣可以根據(jù)MTOTEffl和SCR幾何尺寸(SCRGeometry)預(yù)測(cè)。因此，可以時(shí)常實(shí)施制氨，其中，過量逸出不會(huì)有預(yù)測(cè)性地耗盡從SCR裝置出來的氨。15發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和復(fù)合對(duì)于制氨循環(huán)非常重要。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)工作會(huì)形成高溫并且使排氣流有高的質(zhì)量流速。發(fā)動(dòng)機(jī)工作所引起的排氣流狀態(tài)會(huì)造成需要浪費(fèi)附加燃料噴射的工作狀況或者造成引發(fā)SCR中的過多逸出而消耗氨的狀況。然而，含有發(fā)動(dòng)機(jī)和其它扭矩生成裝置的混合動(dòng)力系會(huì)將所需輸出扭矩傳遞給傳動(dòng)系，同時(shí)調(diào)節(jié)動(dòng)力系各裝置之間的平衡。其它扭矩生成裝置包括電機(jī)或者能夠以扭矩生成電動(dòng)機(jī)模式或能量回收發(fā)電機(jī)模式工作的機(jī)器。這些電機(jī)操作性地連接到能夠向電機(jī)傳遞電能或從電機(jī)接收并儲(chǔ)存電能的能量儲(chǔ)存裝置。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)工作可以脫離所需輸出扭矩從而提高后處理系統(tǒng)中的制氨和存儲(chǔ)效率。例如，可以允許發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩超過所需輸出扭矩，在大負(fù)荷下采用有助于制氨的計(jì)量或濃燃發(fā)動(dòng)機(jī)工作，并且超出所需輸出扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩可以通過電機(jī)回收到能量儲(chǔ)存裝置中。因此，用于制氫的附加燃料可以形成儲(chǔ)存能，而不是在后處理系統(tǒng)完全作為熱量排出。在另一實(shí)施例中，在大負(fù)荷工作情況下，例如，在節(jié)氣門全開條件下車輛牽引著重物持續(xù)爬坡時(shí)，大負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)工作所得到的排氣溫度會(huì)引起SCR裝置中過多的逸出?？梢圆捎秒姍C(jī)或機(jī)器來提供一部分所需的輸出扭矩，由此降低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的需求，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在允許較低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檔位下工作，并且降低由此引起的排氣溫度。因此，可以采用混合動(dòng)力系來促進(jìn)制氨和存儲(chǔ)。本文所述方法設(shè)想了通過制氨循環(huán)來制氨，利用排氣成分來維持SCR裝置中NOx的后處理。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，這些方法可以獨(dú)立于尿素噴射而使用，因?yàn)樗龇椒ㄌ峁┝怂兴璧陌薄Ｌ鎿Q性地，本文所述方法可用于補(bǔ)充尿素噴射系統(tǒng)，擴(kuò)大了尿素儲(chǔ)罐的要求充填之間的系統(tǒng)范圍，同時(shí)，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力系的全范圍工作，不需要對(duì)制氨循環(huán)和當(dāng)前儲(chǔ)量的嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，因?yàn)橛辛税葱枋侥蛩貒娚?。NOx的檢測(cè)對(duì)理解后處理系統(tǒng)的工作和控制NOx作為制氨成分很重要。NOx傳感器或氧傳感器增加了車輛的成本和重量，并且這些傳感器經(jīng)常需要在特殊的工作溫度范圍內(nèi)起作用，是在暖機(jī)一段時(shí)間后達(dá)到的。如上所述，虛擬NOx傳感器可用于估計(jì)后處理系統(tǒng)中存在的NOx。圖12示意性地描述本發(fā)明的示例性NOx模型模塊，用在發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊中并且確定NOx生成估計(jì)值。示例性NOx模型模塊500在NOx生成估計(jì)系統(tǒng)510工作，并且包括模型模塊520和NOx估計(jì)模塊530。發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器輸入Xl至xn輸入NOx模型模塊，并且包括許多因素，溫度、壓力、包含氣門和點(diǎn)火正時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)定值以及其它表征燃燒室內(nèi)燃燒狀態(tài)的度數(shù)。模型模塊520接收這些輸入并且應(yīng)用到公知的關(guān)系式來確定描述燃燒室內(nèi)燃燒的許多參數(shù)。這些描述性參數(shù)的示例包括排氣返回燃燒室的百分比EGR%用于控制燃燒過程；描述燃燒室中存在的空氣和燃料的混合物的空氣-燃料充量比(AFR)；燃燒溫度規(guī)格，包括例如已燃?xì)怏w溫度或平均燃燒完難度；在燃燒過程中進(jìn)行燃燒的燃燒正時(shí)規(guī)格，例如CA50，在這個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角處，燒掉了原始存在于燃燒室中的50%的燃料量；以及燃料軌道壓力，表征可供燃料噴射器噴入燃燒室使用的燃料的壓力。這些描述性參數(shù)可用于估計(jì)燃燒過程期間燃燒室內(nèi)存在的狀態(tài)。如上所述，燃燒室內(nèi)存在的狀態(tài)影響著燃燒過程中NOx的形成。這些描述性參數(shù)可以提供給NOx估計(jì)模塊530，其中，程序計(jì)算利用這些描述性參數(shù)作為輸入值來產(chǎn)生由燃燒過程所引起產(chǎn)生的NOx估計(jì)值。然而，如上所述，分析燃燒過程可變描述性參數(shù)的模型會(huì)涉及復(fù)雜計(jì)算，這會(huì)花費(fèi)比產(chǎn)生實(shí)時(shí)結(jié)果所需時(shí)間更長的時(shí)間來計(jì)算，需要大量的處理容量并且只與預(yù)編程算法所容許的精度一樣。作為這些難題的結(jié)果以及區(qū)精確、及時(shí)信息的需求，作為后處理控制策略的一部分，ECM內(nèi)的NOx生成估計(jì)不是最佳的。通過虛擬NOx傳感器監(jiān)測(cè)NOx會(huì)要求監(jiān)測(cè)燃燒過程以精確地估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx生成量。此外，如上面的方法所述，可以通過監(jiān)測(cè)燃燒過程來幫助進(jìn)行多次噴射的精確控制。各種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器輸入可用于量化描述燃燒過程的參數(shù)。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)發(fā)生的燃燒難以直接監(jiān)測(cè)到。傳感器可以檢測(cè)和測(cè)量進(jìn)入氣缸的燃料流量和空氣流量，傳感器可監(jiān)測(cè)施加給火花塞的特殊電壓，或者，處理器可收集會(huì)預(yù)測(cè)產(chǎn)生自燃所必需的條件的信息的總和，但是，這些讀數(shù)合起來都只是對(duì)燃燒過程的預(yù)測(cè)而不是測(cè)量實(shí)際燃燒結(jié)果。一種測(cè)量實(shí)際燃燒結(jié)果的示例性方法采用燃燒過程中取自燃燒室內(nèi)的壓力測(cè)量值。缸內(nèi)壓力讀數(shù)提供了描述燃燒室內(nèi)狀態(tài)的切實(shí)讀數(shù)。根據(jù)對(duì)燃燒過程的理解，可對(duì)缸內(nèi)壓力進(jìn)行分析以估計(jì)特定氣缸內(nèi)燃燒過程的狀態(tài)。已知充量在已知正時(shí)在已知條件下的燃燒得到了氣缸內(nèi)的可預(yù)測(cè)壓力。通過描述某些曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)燃燒的相位和強(qiáng)度，可以將特定燃燒過程的開始和進(jìn)程描述成燃燒的估計(jì)狀態(tài)。通過估計(jì)氣缸的燃燒過程的狀態(tài)，可以確定影響燃燒過程中NOx生成的因素并且這些因素可用于NOx生成估計(jì)。監(jiān)測(cè)燃燒相位的一種公知方法是根據(jù)公知參數(shù)估計(jì)特定曲軸轉(zhuǎn)角的質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒比。該質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒比示出了燃燒室中的百分之多少的充量已經(jīng)燃燒并且是對(duì)燃燒相位的合適估計(jì)。圖13用圖表示出了本發(fā)明的示例性質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒曲線。對(duì)于特定曲軸轉(zhuǎn)角，所示曲線示出了充量內(nèi)已經(jīng)在燃燒過程燃燒了的燃料空氣混合物的估計(jì)百分比。為了用作燃燒相位規(guī)格，已經(jīng)知道確定所關(guān)心的特定質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒百分比或所關(guān)心的特定曲軸轉(zhuǎn)角。圖13確定CA50%作為曲軸轉(zhuǎn)角，在這個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒等于50%。通過在這個(gè)氣缸或多個(gè)氣缸中檢驗(yàn)多個(gè)燃燒過程的這個(gè)特定規(guī)格，就可以描述這個(gè)特定燃燒過程的比較相位。如上所述，燃燒相位可用于估計(jì)特定燃燒過程的狀態(tài)。公開了一種監(jiān)測(cè)燃燒相位以診斷無效燃燒的示例性方法，由此監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒，對(duì)每個(gè)氣缸燃燒過程生成質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒比，并且比較氣缸的燃燒相位。如果一個(gè)氣缸在特定曲軸轉(zhuǎn)角對(duì)第一氣缸的燃燒相位與另一個(gè)氣缸在相同曲軸轉(zhuǎn)角對(duì)第二氣缸的燃燒相位的差距大于了閾值相位差值，就可以推斷出異常燃燒。通過這種方法可以診斷出異常燃燒的很多來源。例如，如果一些狀況引起了燃燒室內(nèi)的提前點(diǎn)火或爆震，那么缸內(nèi)壓力讀數(shù)會(huì)顯示與正常燃燒不同的值。此夕卜，燃料噴射正時(shí)出錯(cuò)，引起充量在錯(cuò)誤正時(shí)的噴射，會(huì)產(chǎn)生異常的缸內(nèi)壓力讀數(shù)。而且，如果氣缸不發(fā)火或從未完成燃燒，缸內(nèi)壓力讀數(shù)就會(huì)顯示與正常燃燒不同的值。同樣，壓力曲線可用于診斷其它異常燃燒狀態(tài)，例如，空氣燃料混合物充量、凸輪軸相位變化以及相關(guān)部件的維修故障等。這些對(duì)燃燒全面狀況的診斷對(duì)NOx有牽連并且可用于估計(jì)NOx生成。已經(jīng)知道很多方法來估計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒。一種方法估計(jì)來自燃燒室內(nèi)的壓力值，包括分析可歸因于燃燒的燃燒室內(nèi)的升壓。存在各種方法來量化可歸因于燃燒的缸內(nèi)升壓。壓力比管理(PRM)是基于Rassweiler方法的一種方法，它闡述了用由燃燒引起的分?jǐn)?shù)升壓估計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒。已知充量在已知正時(shí)在已知條件下的燃燒易于產(chǎn)生與預(yù)測(cè)一致的缸內(nèi)升壓。PRM從特定曲軸轉(zhuǎn)角的燃燒情況下的測(cè)定缸內(nèi)壓力(PctJθ))與計(jì)算聯(lián)動(dòng)壓力之間的比值來獲得壓力比(PR)，估計(jì)氣缸內(nèi)沒有燃燒發(fā)生時(shí)的壓力值，在特定曲軸轉(zhuǎn)角(ΡΜ。Τ(Θ))，得到下列等式。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>圖14用圖表示出了本發(fā)明的示例性氣缸壓力，相對(duì)于燃燒過程中的曲軸轉(zhuǎn)角畫出。θ)顯示出平滑的反向拋物線頂點(diǎn)，活塞對(duì)截留的小塊區(qū)域氣體進(jìn)行壓縮但沒有任何燃燒。所有氣門在活塞處于BDC時(shí)都關(guān)閉，活塞上升壓縮氣體，活塞在壓力曲線的頂點(diǎn)到達(dá)TDC，隨著活塞離開TDC，壓力也降低。用？皿(9)描述高出ΡΜ。Τ(Θ)的升壓。燃燒正時(shí)在各種應(yīng)用之間有所變化。在此特定示例性曲線中，PctJθ)在TDC附近開始從Pra(θ)升起，示出了先于TDC—些時(shí)間的點(diǎn)火事件。當(dāng)充量燃燒時(shí)，從燃燒得到熱和功，引起燃燒室內(nèi)壓力的增大。ra是PmqtKPCYL的比值，？是卩1的分量。燃燒凈壓力(NCP(e))是pCYL(e)與PMra(θ)之間的差值，或是特定曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)燃燒室內(nèi)可歸因于燃燒的升壓。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，通過I3R減1，可以按下式確定NCP比Pra的比值。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>因此，通過上式測(cè)得的ra可用于直接描述氣缸內(nèi)燃燒強(qiáng)度。將曲軸轉(zhuǎn)角θ時(shí)的ra減ι標(biāo)準(zhǔn)化成期望或理論最大ra值減ι就得到曲軸轉(zhuǎn)角Θ時(shí)的燃燒所引起的升壓與完成燃燒過程時(shí)燃燒所引起的期望總升壓的分?jǐn)?shù)壓力比。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化可由下式表達(dá)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>這個(gè)分?jǐn)?shù)壓力比，通過使可歸因于燃燒的升壓折算成燃燒進(jìn)程，示出了特定燃燒過程的質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒(MassFractionBurn)。通過利用PRM，缸內(nèi)壓力讀數(shù)可用于估計(jì)氣缸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒。上述采用PRM的方法可適用于寬范圍的溫度、與壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的氣缸充量和正時(shí)，具有的附加優(yōu)點(diǎn)是不要求校準(zhǔn)壓力傳感器。因?yàn)镮3R是壓力比，非校準(zhǔn)線性壓力傳感器可用于獲取來自每個(gè)氣缸的壓力數(shù)據(jù)讀數(shù)。估計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒的另一種方法是直接利用Rassweiler方法通過計(jì)算特定曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)所放出的總熱來確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒。該Rassweiler方法采用來自氣缸的壓力讀數(shù)來估計(jì)氣缸的放熱增量。這個(gè)方法由下式給出。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒，是對(duì)某個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)燃燒了多少充量的測(cè)量值，可以通過確定特定曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)燃燒過程的放熱分?jǐn)?shù)來估計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒?？梢詫⑶S轉(zhuǎn)角范圍由Rassweiler方法所確定的放熱增量總和起來，與燃燒過程的總期望或理論放熱量進(jìn)行比較，并且用于估計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒。例如，如果在特定曲軸轉(zhuǎn)角已經(jīng)達(dá)到了75%的總期望放熱量，那么我們可以估計(jì)這個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角處已經(jīng)發(fā)生了這個(gè)燃燒循環(huán)的75%。其它方法可用于估計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒。一種方法是，通過對(duì)基于充量燃燒過程放熱和做功的分析的典型放熱分析來量化燃燒室內(nèi)由燃燒引起的能量變化率。這些分析集中在熱力學(xué)第一定律，它闡述了封閉系統(tǒng)中能量的凈變化等于加入該系統(tǒng)的熱和功的總和。應(yīng)用到燃燒室，燃燒室和內(nèi)封氣體的能量增加等于向燃燒室壁和氣體的傳熱加上燃燒做的膨脹功。采用這些典型的放熱方法估計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒估計(jì)值的一種示例性方法分析了整個(gè)燃燒過程期間充量燃燒上的放熱率。這個(gè)放熱率dQ。h/de可以在曲軸轉(zhuǎn)角范圍進(jìn)行積分從而描述以熱的形式釋放出的凈能量。通過本領(lǐng)域公知的推導(dǎo)，放熱量可以由下式表達(dá)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>[9]伽馬Υ是比熱比，并且標(biāo)稱地選為空氣的，在與用來計(jì)算信號(hào)偏差且無EGR時(shí)的溫度相對(duì)應(yīng)的溫度下的。因此，對(duì)于柴油機(jī)，標(biāo)稱或原始Y=1.365，對(duì)于傳統(tǒng)汽油機(jī)，標(biāo)稱Y=1.30。然而，可以根據(jù)來自空氣和計(jì)量產(chǎn)物的比熱的數(shù)據(jù)調(diào)整這些，使用當(dāng)量比的估計(jì)值Φ和工作條件所確定為目標(biāo)的EGR摩爾分?jǐn)?shù)，并且使用關(guān)系式[γ=l+(R/cv)]以及空氣和產(chǎn)物性能的加權(quán)平均值，其中，R是通用氣體常數(shù)，通過下式，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>[10]這個(gè)等式是在與信號(hào)偏差的計(jì)算所采樣的壓力時(shí)的溫度相對(duì)應(yīng)的氣體溫度時(shí)的估計(jì)。不論是通過前述方法計(jì)算還是通過一些本領(lǐng)域公知的其它方法計(jì)算，特定曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)燃燒過程內(nèi)釋放能量的計(jì)算值都要與這個(gè)燃燒過程的期望或理論總能量釋放值相比較。這個(gè)比較能得出用于描述燃燒相位的質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒估計(jì)值。上述方法都易于變成被編程序到微控制器或其它裝置中，以在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的正在進(jìn)行工作期間執(zhí)行，如下。一旦為特定燃燒過程生成了質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒曲線，這個(gè)曲線就可用于估計(jì)特定燃燒過程的燃燒相位。再次參照?qǐng)D13，取出一個(gè)參考點(diǎn)，從這個(gè)點(diǎn)來比較不同燃燒過程的質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒估計(jì)值。在該特定實(shí)施例中，選定CA50%這個(gè)點(diǎn)，它代表著在這個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角有50%的充量燃燒?？梢赃x擇其它測(cè)量值，只要對(duì)每次比較使用相同的測(cè)量值。質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒值的確定是本領(lǐng)域公知的操作。盡管上述示例性方法是用于確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒，但是本文所公開的采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒診斷氣缸燃燒問題的方法也可以與確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒的任何方法一起使用。采用任何獲得質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒的操作，而且本發(fā)明不意圖限制于本文所述特定方法。存在更多的方法來分析缸內(nèi)壓力信號(hào)。已知的方法是處理復(fù)雜或噪聲信號(hào)并且將它們變成有用信息。一種這樣的方法包括通過快速傅里葉變換(FFT)的譜分析。FFT將周期或重復(fù)信號(hào)變?yōu)橹C波信號(hào)的總和，用于將信號(hào)變換成它的頻譜的分量。一旦確定了信號(hào)的分量，就可以對(duì)它們進(jìn)行分析并且從信號(hào)獲取信息。來自位于燃燒氣缸中或與燃燒氣缸相通訊的壓力傳感器的壓力讀數(shù)包含與燃燒室內(nèi)所發(fā)生的燃燒直接相關(guān)的信息。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)是非常復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，這些壓力讀數(shù)除了包含Pm(O)測(cè)量值之外，還包括來自其它來源的壓力波動(dòng)?？焖俑道锶~變換(FFTs)是本領(lǐng)域公知的數(shù)學(xué)方法。名為譜分析的一種FFTs方法分析復(fù)雜信號(hào)并且將信號(hào)分成它的分量部分，這些代表著諧波的總和。用·(θ)表示的壓力傳感器信號(hào)的譜分析可由下式表達(dá)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>[11]信號(hào)f(θ)的每個(gè)分量N代表著燃燒室內(nèi)給壓力的周期輸入，每個(gè)都增大N的增量，包括信號(hào)或更高頻率。實(shí)驗(yàn)分析已經(jīng)證明，燃燒過程的各個(gè)階段的由燃燒和活塞運(yùn)動(dòng)所引起的壓力波動(dòng)Ρι(θ)易于成為第一、最低頻率諧波。通過分離這個(gè)第一諧波信號(hào)，可以測(cè)量和估計(jì)θ)。正如本領(lǐng)域所公知的，F(xiàn)FTs提供了與每個(gè)識(shí)別諧波的幅度和相位相關(guān)的信息，收集為上升等式的每個(gè)諧波的Φ項(xiàng)。因此，第一諧波的角度或是追蹤燃燒相位信息的主項(xiàng)。通過分析與Pm相關(guān)的FFT輸出的分量，可以量化這個(gè)分量的相位信息并且與期望相位或其它氣缸的相位相比較。這個(gè)比較能夠估計(jì)所測(cè)得的相位值，并且如果這個(gè)差值大于閾值相位差值就顯示警告，表明那個(gè)氣缸中的燃燒問題。當(dāng)輸入信號(hào)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過FFTs分析的信號(hào)可以進(jìn)行最有效地估計(jì)。改變輸入信號(hào)的瞬態(tài)影響會(huì)引起估計(jì)行為的誤差。盡管已經(jīng)有方法來補(bǔ)償瞬態(tài)輸入信號(hào)的影響，但是，本文所公開的方法最好是在怠速或穩(wěn)定的平均發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速條件下執(zhí)行，在這些條件下，消除了瞬態(tài)的影響。在可以接受的穩(wěn)定測(cè)試期間完成測(cè)試的一種公知方法是采樣，并且利用控制模塊中的算法確認(rèn)測(cè)試數(shù)據(jù)具有或不具有作為發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況期間所獲取的數(shù)據(jù)的資格。應(yīng)當(dāng)注意，盡管測(cè)試數(shù)據(jù)優(yōu)選為在怠速或發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況下獲取，但可以利用從這些分析推導(dǎo)出的信息，通過復(fù)雜的編程計(jì)算或發(fā)動(dòng)機(jī)模型，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的各個(gè)范圍內(nèi)達(dá)到更精確的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。例如，如果怠速時(shí)的測(cè)試和分析顯示氣缸號(hào)4具有局部堵塞的噴油器，就修正這個(gè)氣缸在不同的工作范圍內(nèi)的燃料噴射正時(shí)以彌補(bǔ)意識(shí)到了的問題。一旦已經(jīng)通過FFTs分析了缸內(nèi)壓力信號(hào)，來自壓力信號(hào)的信息就通過各種方式用于分析燃燒過程。例如，所分析的壓力信號(hào)可用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)壓力比，如上面的方法所論述的，并且可用于描述質(zhì)量分?jǐn)?shù)燃燒百分比來描述燃燒過程的進(jìn)程。一旦壓力讀數(shù)等測(cè)量值可用，就可以計(jì)算與燃燒過程相關(guān)的其它描述性參數(shù)?？刹捎妹枋鋈紵^程的特定性質(zhì)的利用了本領(lǐng)域公知的物理特性和關(guān)系的子模型來將缸內(nèi)壓力和其它易于獲取的發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器項(xiàng)目轉(zhuǎn)換成變化的燃燒過程的描述性參數(shù)。例如，容積效率，就是進(jìn)入氣缸的空氣-燃料充量與氣缸容積的比值，可以通過下式表達(dá)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>通過上述曲軸轉(zhuǎn)速傳感器很容易測(cè)得RPM或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。Pim或進(jìn)氣歧管壓力通常測(cè)定為與發(fā)動(dòng)機(jī)控制相關(guān)，并且是容易變化的項(xiàng)。牝或進(jìn)入氣缸的充量的新鮮質(zhì)量空氣流量部分，也是時(shí)常在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中測(cè)得的項(xiàng)，或者很容易從Pim、環(huán)境大氣壓力和進(jìn)氣系統(tǒng)的已知特性推導(dǎo)出。可以從缸內(nèi)壓力和其它容易獲取的傳感器讀數(shù)推導(dǎo)出的燃燒過程的其它變化的描述性參數(shù)是氣缸的充量流量riv，可由下式確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>[13]D等于發(fā)動(dòng)機(jī)排量。R是本領(lǐng)域公知的氣體常數(shù)。Tim是進(jìn)氣歧管的溫度讀數(shù)。可以從缸內(nèi)壓力和其它容易獲取的傳感器讀數(shù)推導(dǎo)出的燃燒過程的其它變化的另一個(gè)描述性參數(shù)是EGR%，或排氣轉(zhuǎn)向廢氣再循環(huán)管道的百分比。EGR%可由下式確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>可以從缸內(nèi)壓力和其它容易獲取的傳感器讀數(shù)推導(dǎo)出的燃燒過程的其它變化的又一個(gè)描述性參數(shù)是CAx，其中，χ等于期望的分?jǐn)?shù)壓力比。CAx可由下式確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>將期望分?jǐn)?shù)壓力比填成Z，求解θ可以得到CAx。例如，CA50可由下式確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>燃燒室內(nèi)的各個(gè)溫度也可由缸內(nèi)壓力和其它容易獲取的傳感器讀數(shù)估計(jì)出。圖15示出了本發(fā)明的燃燒室內(nèi)能夠估計(jì)的各種不同溫度，對(duì)描述燃燒過程來說很重要。燃燒室內(nèi)的平均溫度?。豢捎上率酱_定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>Pmax是燃燒過程中燃燒室內(nèi)所達(dá)到的最大壓力。PPL是出現(xiàn)Pmax時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角的測(cè)量值。V(PPL)是在Pmax出現(xiàn)時(shí)氣缸的體積。充量的尚未燃燒或未燃部分的平均溫度Tu可由下式確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>〖化是燃料質(zhì)量流量，可從已知的燃料軌道壓力結(jié)合燃料噴射器的已知性質(zhì)和工作來確定，或者由屯和<確定。α和β是基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的校準(zhǔn)值，可以通過實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)、預(yù)測(cè)得到，這個(gè)預(yù)測(cè)是通過建?；蚱渌夹g(shù)，足以精確地預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，并且，同一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)針對(duì)每個(gè)氣缸和不同的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定值、狀況或工作范圍可以使用多種校準(zhǔn)曲線。K是特定燃料的計(jì)量空燃比，并且具有本領(lǐng)域公知的數(shù)值。Tex是測(cè)得的排氣溫度。Tim和Pim是進(jìn)氣歧管處獲得的溫度和壓力讀數(shù)。Pmax-ΔP示出了正好開始燃燒之前燃燒室中的壓力。Y是上述比熱常數(shù)。燃燒室內(nèi)充量的燃燒或已燃部分的平均溫度Tb可由下式確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>注意到，通過忽略向氣缸壁的熱損失，可以以公知方法簡化上面的公式。補(bǔ)償這種簡化的方法是公知的，本文不作詳細(xì)說明。通過使用上面的關(guān)系式和推導(dǎo)，缸內(nèi)壓力和其它容易獲取的傳感器讀數(shù)可用于確定所監(jiān)測(cè)的燃燒過程的許多描述性參數(shù)。如上所述，缸內(nèi)壓力讀數(shù)可用于描述燃燒室內(nèi)發(fā)生的燃燒的狀態(tài)，用作估計(jì)NOx生成的因素。同樣如上所述，許多其它因素對(duì)精確估計(jì)NOx生成也很重要。圖16是對(duì)本發(fā)明的示例性模擬結(jié)果的圖形描述，示出了特定設(shè)定條件下NOx排放的大量輸入的標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)。如上所述，已知方法利用模型模塊和NOx估計(jì)模塊來模擬或基于發(fā)動(dòng)機(jī)的已知特性估計(jì)NOx生成。用來通過此特定示例性分析中的燃燒過程對(duì)NOx生成的特性化的模型可由下式特性化。NOx=NNT(Pmax,CA50，CApmax,EGR%,AFR)[20]如圖16的圖形結(jié)果所示，許多因素對(duì)NOx生成量具有不同的效應(yīng)。在特定設(shè)定的條件下，EGR%對(duì)所模擬的發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx生成量的影響最大。在這個(gè)示例中，通過公知的方法，將特定量的排氣經(jīng)由EGR管道再循環(huán)回燃燒室，降低了燃燒室的絕熱火焰溫度，由此降低氮和氧分子在燃燒過程中所經(jīng)受的溫度，并且由此降低了NOx生成率。通過研讀不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況下的模型，向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供最有用的輸入來提東對(duì)NOx生成的精確估計(jì)。此外，研讀這些模型，提供信息用于選擇最開始培訓(xùn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)、改變輸入并且提供與傳感器輸入相對(duì)應(yīng)的輸出以及最能影響NOx生成的描述性參數(shù)。通過上述方法，可以為一組發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器輸入產(chǎn)生NOx生成估計(jì)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作在或接近穩(wěn)態(tài)時(shí)，這些方程式和發(fā)動(dòng)機(jī)工作的模型預(yù)測(cè)通常是最有效的。然而可以針對(duì)瞬態(tài)或動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)工作來對(duì)NOx生成估計(jì)值或其精確度進(jìn)行觀察和預(yù)測(cè)。描述動(dòng)態(tài)模型或動(dòng)態(tài)濾波模塊的示例性表達(dá)式如下所示。i^·=f(NOx,y,EGR%，AFR,Ta，RPM)dt[21]其中，當(dāng)前NOx讀數(shù)和受過培訓(xùn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出y用于估計(jì)NOx生成的變化。這種變化變量可用于遞增性的估計(jì)NOx生成或可用于檢查或?yàn)V波NOx生成估計(jì)值。圖17示意性地描述本發(fā)明的產(chǎn)生NOx生成估計(jì)值的示例性系統(tǒng)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的模型來產(chǎn)生NOx生成估計(jì)值并且包含動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛狀況效應(yīng)的補(bǔ)償性NOx生成估計(jì)值的動(dòng)態(tài)模型模塊。NOx生成估計(jì)系統(tǒng)400包括模型模塊410、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊420和動(dòng)態(tài)模型模塊430。很可能在動(dòng)態(tài)或變化條件下影響NOx生成估計(jì)值的當(dāng)前工況下的因素可以通過實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)、預(yù)測(cè)得到，這個(gè)預(yù)測(cè)是通過建?；蚱渌夹g(shù)，足以精確地預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。與這些因素相關(guān)的輸入連同來自神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊420的輸出一起被提供給動(dòng)態(tài)模型模塊430，可以對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊420的原始輸出進(jìn)行調(diào)整、濾波、求均值、去優(yōu)先權(quán)或基于由動(dòng)態(tài)模型模塊430確定的對(duì)動(dòng)態(tài)條件的預(yù)計(jì)效應(yīng)作出的其它改型。因此，動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)或車輛運(yùn)行條件的效應(yīng)考慮進(jìn)了NOx生成的估計(jì)。如上所述，可以將積分用作在實(shí)際轉(zhuǎn)化效率與故障轉(zhuǎn)化效率的比較中的低通濾波器。所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)時(shí)常帶有尖峰的轉(zhuǎn)折。不同信號(hào)的譯碼，特別是任一特定時(shí)刻下各種預(yù)測(cè)NOx值的比較都傾向于誤譯或錯(cuò)誤識(shí)別。通過積分得到的數(shù)據(jù)曲線的比較大大簡化了，比較過程中可能出現(xiàn)的誤譯或錯(cuò)誤識(shí)別就大大減少了。轉(zhuǎn)化效率的確定有助于操作制氨循環(huán)，例如，有助于預(yù)測(cè)有效操作SCR所要求的制氨循環(huán)的所需正時(shí)和持續(xù)時(shí)間。轉(zhuǎn)化效率描述成后處理裝置將NOx轉(zhuǎn)化成其它分子的效率。上述示例性后處理系統(tǒng)示出了在待分析的后處理裝置上游測(cè)得的排氣流中的測(cè)定或估計(jì)NOx含量。對(duì)進(jìn)入后處理系統(tǒng)的NOx的這個(gè)測(cè)量可以描述成在任一時(shí)間“t”的x(t)。上述示例性后處理系統(tǒng)示出了在待分析的后處理裝置下游測(cè)得的排氣流中的測(cè)定或估計(jì)NOx含量。對(duì)離開后處理系統(tǒng)的NOx的這個(gè)測(cè)量可以描述成在任一時(shí)間y(t)。任一特定時(shí)刻的轉(zhuǎn)化效率由下式確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，這個(gè)等式提供了任意時(shí)刻的轉(zhuǎn)化效率。這種瞬時(shí)測(cè)量或計(jì)算傾向于有以信號(hào)噪音而出現(xiàn)的誤差。應(yīng)用低通濾波器的方法是本領(lǐng)域公知的。x(t)或y(t)的積分會(huì)分別得到時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入或離開后處理系統(tǒng)的實(shí)際NOx的定量描述。確定積分的轉(zhuǎn)化效率的示例性等式按下式描述，濾掉了x(t)和y(t)的異常測(cè)量值。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>[23]因此，進(jìn)入或離開后處理系統(tǒng)的NOx的測(cè)得或估計(jì)值可用于確定后處理系統(tǒng)的實(shí)際轉(zhuǎn)化效率的估計(jì)或計(jì)算值。正確操作或未用過的后處理系統(tǒng)在特定設(shè)定條件下會(huì)以最大可用轉(zhuǎn)化效率工作。然而，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，后處理裝置，尤其是采用催化劑的裝置，隨著時(shí)間的消逝尤其是暴露在高溫下而常遭受性能劣化。識(shí)別故障催化劑對(duì)保持低NOx排放以及持續(xù)實(shí)現(xiàn)燃料經(jīng)濟(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式很重要。未用過的SCR裝置的轉(zhuǎn)化效率受到許多環(huán)境或工作因素的影響。示例性SCR的轉(zhuǎn)化效率由用下式表達(dá)的模型確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>Tbed是SCR內(nèi)的催化劑床的溫度。這個(gè)溫度可以直接測(cè)得或根據(jù)排氣流的溫度、流速及其它性質(zhì)進(jìn)行估計(jì)。SV是排氣流過SCR裝置的表面速度，并且可作為包括溫度和流速的排氣流性質(zhì)的函數(shù)進(jìn)行確定。氏^是存儲(chǔ)在催化劑床上的氨的數(shù)量，SCR上足夠量的氨的存在是獲得期望NOx轉(zhuǎn)化率所必需的。例如，通過分析氨吸附率和脫附率、NOx轉(zhuǎn)化率以及吸附氨的氧化率來估計(jì)巧。如上所述，x(t)描述進(jìn)入后處理系統(tǒng)的NOx的排氣流中的NOx的存在。低值的NOx很容易在正常工作的SCR內(nèi)反應(yīng)，而高于一定閾值的NOx值會(huì)難以反應(yīng)，并且對(duì)應(yīng)于更低的轉(zhuǎn)化效率。限制高出特定數(shù)量的NOx的處理的因素的示例是SCR中存在的氨受限制。Vukea是所噴射氨的體積。盡管Vukea描述的氨的存在類似于民％，但Vukea包括正在噴射的尿素的當(dāng)前測(cè)定值并且更好地示出了對(duì)近期期望出現(xiàn)的氨的瞬態(tài)指示器。PCELL是SCR內(nèi)的催化劑材料的密度，是SCR對(duì)指定反應(yīng)進(jìn)行催化的能力。描述轉(zhuǎn)化效率的上述模型包括可以在SCR的正常操作中進(jìn)行假設(shè)或確認(rèn)的因素。因此，這個(gè)模型可以進(jìn)行簡化，由此減少通過模型來分析轉(zhuǎn)化效率所需的處理量。例如，通過尿素配量模塊的操作來監(jiān)，在特定指定范圍內(nèi)給定Vukea值，就能使得到的轉(zhuǎn)化效率計(jì)算值保持不受影響。在一些實(shí)施例中，Vukea被控制為基本上直接與x(t)成比例。此外，在一些實(shí)施例中，可以根據(jù)Vukea、排氣流和SCR的所監(jiān)測(cè)到的特性，例如溫度和x(t)來估計(jì)0MM1。在正常范圍內(nèi)給定值就可以變?yōu)橐訲bed為基礎(chǔ)的功能模型的一部分。如上所述，可以通過上游NOx傳感器或虛擬NOx傳感器來監(jiān)測(cè)x(t)的值。P?！な荢CR裝置的特性，并且是已知值。有了這些已知或估計(jì)的因素，就能由通過下式表達(dá)的模型來確定示例性SCR的轉(zhuǎn)化效率。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>[25]因此，通過將其它因素保持在公知或校準(zhǔn)范圍內(nèi)，可以精確地確定SCR的轉(zhuǎn)化效率，作為為車載診斷功能。本發(fā)明已經(jīng)描述了某些優(yōu)選實(shí)施例及其改型。在閱讀并理解說明書的基礎(chǔ)上，可以想到其它更多的改型和替代例。因此，意味著本發(fā)明不受作為實(shí)施本發(fā)明的最佳模式而公開的特定實(shí)施例(多個(gè)實(shí)施例)的限制，相反，本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。權(quán)利要求一種用于控制動(dòng)力系的方法，所述動(dòng)力系包括具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和具有利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置的后處理系統(tǒng)，所述方法包括啟動(dòng)制氨循環(huán)，所述制氨循環(huán)包括協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)，使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成氫分子的空燃比工作，并且使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成NOx的空燃比工作，以及利用介于所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述選擇性催化還原裝置之間且連接到所述多個(gè)氣缸的制氨催化劑來生成氨。2.如權(quán)利要求1所述的方法其中，使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成氫分子的空燃比工作包括使所述部分在濃于化學(xué)計(jì)量比的空燃比下工作；并且其中，使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成NOx的空燃比工作包括使所述部分在稀于化學(xué)計(jì)量比的空燃比下工作。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)包括同時(shí)調(diào)節(jié)所述多個(gè)氣缸中的兩個(gè)氣缸內(nèi)的空燃比。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)還包括停用所述多個(gè)氣缸中的另一個(gè)。5.如權(quán)利要求1所述的方法其中，協(xié)作性地操作所述氣缸中的多個(gè)包括在每個(gè)燃燒循環(huán)中對(duì)所述多個(gè)氣缸進(jìn)行控制；并且其中，所述多個(gè)氣缸的以有助于生成氫分子的空燃比工作的部分以及所述多個(gè)氣缸的以有助于生成NOx的空燃比工作的部分能夠在不同燃燒循環(huán)中發(fā)生改變。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以有助于生成氫分子的空燃比工作的多個(gè)氣缸是以分段燃料噴射策略工作的。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述分段噴射策略包括燃燒后期碳?xì)浠衔镏卣?.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述分段噴射策略包括燃燒后碳?xì)浠衔镏卣?.一種用于控制動(dòng)力系的方法，所述動(dòng)力系包括具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和具有利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置的后處理系統(tǒng)，所述方法包括監(jiān)測(cè)所述選擇性催化還原裝置的工作；基于所述選擇性催化還原裝置的工作計(jì)算制氨循環(huán)的制氨需求；以及基于所述制氨需求控制連接到共用制氨催化劑的所述氣缸中的多個(gè)，所述控制包括基于所述制氨需求使所述多個(gè)氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的氫分子，以及基于所述制氨需求使所述多個(gè)氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的NOx。10.一種用于控制動(dòng)力系的設(shè)備，所述動(dòng)力系包括后處理系統(tǒng)和具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，所述設(shè)備包括直噴式燃料噴射系統(tǒng)；所述后處理系統(tǒng)包括利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置，和制氨催化劑；以及控制器，其構(gòu)造成監(jiān)測(cè)所述選擇性催化還原裝置的制氨需求，以及控制所述直噴式燃料噴射系統(tǒng)，所述控制包括在所述氣缸內(nèi)產(chǎn)生不同的空燃比，所述產(chǎn)生不同空燃比的操作包括基于所述制氨需求使所述氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的氫分子，以及基于所述制氨需求使所述氣缸中的一個(gè)在一定空燃比下工作，所述空燃比被校準(zhǔn)以生成一定量的NOx。全文摘要本發(fā)明涉及被動(dòng)選擇性催化還原系統(tǒng)的三元催化劑中的按需式制氨技術(shù)。一種動(dòng)力系包括具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和具有利用氨作為還原劑的選擇性催化還原裝置的后處理系統(tǒng)。制氨循環(huán)包括使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成氫分子的空燃比工作，并且使所述多個(gè)氣缸中的一部分以有助于生成NOx的空燃比工作。制氨催化劑用在發(fā)動(dòng)機(jī)與選擇性催化還原裝置之間以便生成氨。文檔編號(hào)B01D53/94GK101825010SQ201010118748公開日2010年9月8日申請(qǐng)日期2010年2月23日優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日發(fā)明者K·納拉亞納斯瓦米,P·M·納特申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司