專利名稱：用于控制向scr催化劑的尿素供給的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及內(nèi)燃機(jī)引擎控制系統(tǒng)，更具體而言涉及到選擇性催化還原(SCR)催化劑的間歇或連續(xù)還原劑供給，其基于來(lái)自引擎輸出NOx傳感器的反饋。
背景技術(shù)：
使用尿素作為還原劑的對(duì)NOx的選擇性催化還原(SCR)的方法已經(jīng)很好的建立起來(lái)用于靜止源和移動(dòng)應(yīng)用上的NOx排放減少。在SCR過(guò)程中，NOx與諸如純無(wú)水氨、氨水和/或尿素的還原劑反應(yīng)，該還原劑在專門(mén)的SCR催化劑之前被注入到排氣氣流中。SCR方法顯著減少了內(nèi)燃機(jī)NOx。
SCR過(guò)程需要對(duì)還原劑注入率的精確控制。不足的注入可導(dǎo)致不可接受的低NOx轉(zhuǎn)換。過(guò)高的注入率可將還原劑釋放到大氣中。當(dāng)前的劑量給予(dosing)控制系統(tǒng)基于引擎速度和負(fù)載、使用具有溫度修改量的開(kāi)環(huán)劑量給予圖來(lái)查詢所需的劑量給予量。然而，開(kāi)環(huán)控制器邏輯可能得不到最優(yōu)的NOx排放消除，這可能是由于具有低水平排放的瞬態(tài)操作而造成的。部分由于有關(guān)還原劑劑量給予機(jī)構(gòu)的最小實(shí)際設(shè)置，難以精確供給處于這些低水平的還原劑而沒(méi)有還原劑漏到大氣中。

發(fā)明內(nèi)容
用于在機(jī)動(dòng)車輛的選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)中使用的還原劑劑量給予控制系統(tǒng)包括輸入，其接收來(lái)自提供給SCR系統(tǒng)的NOx傳感器的NOx反饋信號(hào)。基礎(chǔ)劑量給予模塊基于NOx反饋信號(hào)進(jìn)行對(duì)在SCR系統(tǒng)的SCR催化劑之前注入的還原劑量的計(jì)算，其中SCR催化劑具有NH3存儲(chǔ)特性。輸出基于所述計(jì)算向還原劑計(jì)量機(jī)構(gòu)發(fā)信號(hào)以周期性地或連續(xù)地供給過(guò)量的還原劑。
根據(jù)以下提供的詳述，本發(fā)明另外領(lǐng)域的適用性將變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)理解，盡管示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述詳述和特定實(shí)例僅僅是為了說(shuō)明的目的而不是想要限制本發(fā)明的范圍。


根據(jù)所述詳述和附圖，本發(fā)明將得到更加充分的理解，在附圖中圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的選擇性催化還原系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)引擎的功能塊圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的SCR系統(tǒng)的塊圖；圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的還原劑劑量給予控制的一組曲線圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的還原劑劑量給予控制系統(tǒng)的塊圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的NOx流率確定模塊的塊圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)劑量給予模塊的塊圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的尿素劑量給予量修改量計(jì)算模塊的塊圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的使能邏輯模塊的塊圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的間歇?jiǎng)┝拷o予模塊的塊圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的最終限制應(yīng)用模塊的塊圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的濃度計(jì)算模塊的塊圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的效率計(jì)算模塊的塊圖；圖13A是根據(jù)本發(fā)明的CAN模塊的塊圖；并且圖13B是根據(jù)本發(fā)明的重置積分模塊(reset integrationmodule)的塊圖。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的而決不是要限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享、專用或分組)和存儲(chǔ)器，其執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序、組合邏輯電路和/或提供所述功能性的其它適當(dāng)組件。
圖1以概觀的形式示出根據(jù)本發(fā)明的選擇性催化還原系統(tǒng)。其中內(nèi)燃機(jī)引擎100將NOx排入排氣系統(tǒng)102。電子控制模塊104接收來(lái)自提供給引擎100和排氣系統(tǒng)102的多個(gè)傳感器的感測(cè)信號(hào)。這些傳感器包括質(zhì)量空氣流量傳感器106，引擎速度傳感器108，入口空氣溫度傳感器110，節(jié)流位置傳感器112，引擎輸出NOx傳感器114，排氣溫度傳感器116、118和120、SCR催化劑輸出NOx傳感器122，和/或德耳塔壓力傳感器124和126。
應(yīng)當(dāng)容易理解的是，SCR和內(nèi)燃機(jī)顆粒過(guò)濾器(DPF)系統(tǒng)可分開(kāi)或一起存在于同一車輛中。在過(guò)濾器可用于依照DPF從引擎排氣中去除顆粒物的同時(shí)，SCR可通過(guò)使用催化劑在化學(xué)上改變氣態(tài)排放的化學(xué)結(jié)構(gòu)，所述催化劑將有害排放保持為化學(xué)反應(yīng)的非氣態(tài)產(chǎn)物。因此，德耳塔壓力傳感器124和126可用在根據(jù)本發(fā)明的組合SCR/DPF系統(tǒng)中，或者在只有SCR的本發(fā)明實(shí)施例中被省去。
電子控制模塊104使用一個(gè)或多個(gè)傳感器信號(hào)，包括來(lái)自引擎輸出NOx傳感器114的信號(hào)，以計(jì)算還原劑劑量給予設(shè)置點(diǎn)(set point)并將該設(shè)置點(diǎn)，如電壓電平，傳送給還原劑劑量給予系統(tǒng)30的劑量給予控制模塊26。接下來(lái)，劑量給予控制模塊26又使還原劑計(jì)量單元32，如螺線管激勵(lì)閥，將還原劑從還原劑供給128在處于SCR催化劑130之前的點(diǎn)注入到排氣系統(tǒng)102中。例如，所述設(shè)置點(diǎn)電壓將所述閥打開(kāi)到允許還原劑以預(yù)定速率通過(guò)的位置。在電壓設(shè)置點(diǎn)改變時(shí)，注入速率相應(yīng)地改變。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，還原劑劑量給予系統(tǒng)30的范圍通過(guò)克服還原劑計(jì)量單元32的最小設(shè)置點(diǎn)限制而得以擴(kuò)展。例如，存在閥的最小打開(kāi)位置，并因此存在還原劑注入的最小速率。因此，本發(fā)明包括對(duì)于以無(wú)注入持續(xù)時(shí)間分隔的時(shí)間段，在催化劑之前以給定速率間歇地注入還原劑到排氣系統(tǒng)中。因此，在無(wú)注入持續(xù)時(shí)間期間，所述設(shè)置點(diǎn)變?yōu)榱?。在以下參照?qǐng)D2-8所述的優(yōu)選實(shí)施例中，注入時(shí)段具有預(yù)定長(zhǎng)度，而注入速率和無(wú)注入持續(xù)時(shí)間是可變的。然而可以設(shè)想，這三個(gè)因素中的任何一個(gè)可以固定，而其它因素的至少一個(gè)是變化的。亦可以設(shè)想，所有所述因素可以改變?；诜惺腟CR催化劑當(dāng)前優(yōu)選地用于以間歇注入維持跨催化劑的高轉(zhuǎn)換效率。然而，應(yīng)當(dāng)容易理解的是，可采用具有氨存儲(chǔ)特性的其他基本上等效的催化劑。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明用于在機(jī)動(dòng)車輛中使用的選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例。相應(yīng)地，電子控制模塊104采用還原劑劑量給予控制系統(tǒng)14來(lái)計(jì)算還原劑劑量給予系統(tǒng)30的設(shè)置點(diǎn)。該優(yōu)選實(shí)施例采用尿素作為還原劑。還原劑劑量給予控制系統(tǒng)14包括NOx流率確定模塊16、基礎(chǔ)劑量給予模塊18、尿素劑量給予量修改量計(jì)算模塊20、間歇?jiǎng)┝拷o予模塊50、使能邏輯模塊24、最終限制應(yīng)用模塊52、濃度計(jì)算模塊22、效率計(jì)算模塊54、CAN模塊56和重置積分模塊58。電子控制模塊104采用劑量給予控制系統(tǒng)14來(lái)影響劑量給予控制模塊26的操作。劑量給予控制模塊26通過(guò)CAN總線28與電子控制模塊104通信。
劑量給予控制模塊26操作還原劑劑量給予系統(tǒng)30以將尿素注入到排氣系統(tǒng)102中。根據(jù)本發(fā)明，來(lái)自實(shí)時(shí)引擎輸出NOx傳感器114的反饋用于計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)(即恒定注入)劑量給予模式和間歇?jiǎng)┝拷o予模式期間的所需尿素量。
當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的劑量給予控制策略包括三個(gè)主要步驟來(lái)計(jì)算和供給到排氣系統(tǒng)的尿素還原劑的正確(設(shè)置點(diǎn))量。例如，來(lái)自實(shí)時(shí)NOx(反饋)傳感器114的信號(hào)被用于計(jì)算需要在基于沸石的SCR催化劑之前注入的正確尿素量以維持最優(yōu)的性能(NOx轉(zhuǎn)換效率)。而且，現(xiàn)有劑量給予單元的操作通過(guò)經(jīng)由稱為間歇?jiǎng)┝拷o予的過(guò)程來(lái)擴(kuò)展低端操作而得以增強(qiáng)。當(dāng)還原劑劑量給予系統(tǒng)30(當(dāng)如所設(shè)計(jì)的而使用時(shí))不能另外供給任何尿素溶液時(shí)，所述過(guò)程周期性地供給過(guò)量的尿素并使用基于沸石的SCR催化劑的氨存儲(chǔ)特性來(lái)維持跨催化劑的高轉(zhuǎn)換效率。此外，自其它傳感器，如引擎質(zhì)量空氣流量，和溫度傳感器的輸入被用于計(jì)算修改量以使所計(jì)算的尿素量適應(yīng)于催化劑的物理?xiàng)l件，如溫度和空間速度。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4-13，對(duì)還原劑劑量給予控制系統(tǒng)14(圖4)加以詳細(xì)描述。如圖5中所示，在NOx流率確定模塊16(圖5)中，NOx傳感器信號(hào)供給PPM信號(hào)并且通過(guò)使用空氣流率+燃料流率作為排氣流率(未示出但供給到0，Mexh)以及NOX和排氣分子量(在濃度計(jì)算模塊22(圖4)中示出和計(jì)算，MW_NCX，MW_Exh)將其轉(zhuǎn)換成單位時(shí)間質(zhì)量信號(hào)。NOx流率確定模塊16的主要輸出是NOX流率(MNOXF，g/s)和質(zhì)量排氣流量(MEF，g/s)。
在基礎(chǔ)劑量給予模塊18中，并且如在圖6中進(jìn)一步所示，使用尿素到氨的分解特性(對(duì)于1mol尿素，為2mol NH3)以及尿素和NOx的分子量根據(jù)NOX流率(MNOXF)來(lái)計(jì)算尿素溶液的化學(xué)當(dāng)量劑量給予量；針對(duì)32.5％尿素/水溶液(其是可用的標(biāo)準(zhǔn)濃度)來(lái)計(jì)算該量?；A(chǔ)設(shè)置點(diǎn)劑量給予量然后針對(duì)附加的稀釋(利用水，用于稀釋和密度)而被校正并且被過(guò)濾以減小噪聲?；A(chǔ)劑量給予模塊18的主要輸出是基礎(chǔ)尿素溶液流率(QUreaSolnBase，g/hr)。
返回到圖4，在尿素劑量給予量修改量計(jì)算模塊20中，針對(duì)如圖7中所示的引擎和/或催化劑操作條件來(lái)計(jì)算處于乘數(shù)形式的尿素劑量給予量修改量。兩種主要類型的修改量被計(jì)算。第一，確定基于催化劑條件(溫度(SCR_TexOpt)和空間速度(SCR_SpVel))的修改量(UreaCatCondMulti)，第二，確定基于引擎速度和負(fù)載以及催化劑溫度的修改量(UreaEngineMapMulti)。最終基礎(chǔ)修改量可以是這些方法的任何一種或兩者的函數(shù)(其最好地適合于所述情形)。然后在應(yīng)用最終修改量之前，包括了兩個(gè)其它修改量(基于引擎運(yùn)行時(shí)間和引擎加速度的修改量)。有兩個(gè)最終的修改量，一個(gè)用于標(biāo)準(zhǔn)操作模式，一個(gè)用于間歇操作模式。返回到圖4，尿素劑量給予量修改量計(jì)算模塊20的主要輸出是標(biāo)準(zhǔn)模式修改量(UreaFinal_Multi)和間歇模式修改量(UreaFinal_Multilnt)。這些修改量在MAIN中被乘以尿素基礎(chǔ)溶液流率(QUreaSolnBase，g/hr)以獲得(QUreaSolnStd)，并且被供給到間歇?jiǎng)┝拷o予模塊50和使能邏輯模塊24。
轉(zhuǎn)到圖8，在使能邏輯模塊24中，進(jìn)行決策以確定是否所需尿素量可由現(xiàn)有劑量給予系統(tǒng)來(lái)供給(由于最小劑量給予限制)。返回到圖4，如果劑量給予量符合劑量給予系統(tǒng)的最小劑量給予要求，則將(QUreaSolnStd，g/hr)傳遞給最終限制應(yīng)用模塊52。否則，使能間歇?jiǎng)┝拷o予模式并且將由間歇?jiǎng)┝拷o予模塊50所計(jì)算的間歇?jiǎng)┝拷o予量(QUreaSolnInt，g/hr)傳遞給最終限制應(yīng)用模塊52?，F(xiàn)在返回到圖8，使能邏輯模塊24亦確定是否尿素劑量給予應(yīng)當(dāng)完全基于SCR催化劑溫度(SCR_TexOpt，C)來(lái)進(jìn)行。返回到圖4，使能邏輯模塊24的主要輸出是劑量給予使能標(biāo)志(DosingEnb)和間歇?jiǎng)┝拷o予使能標(biāo)志(IntDosingEnb)。
在間歇?jiǎng)┝拷o予模塊510中，間歇?jiǎng)┝拷o予量(QUreaSolnInt)得以計(jì)算?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9，在間歇?jiǎng)┝拷o予模塊50中所進(jìn)行的間歇計(jì)算使用來(lái)自一個(gè)表(IntDosingQ)或來(lái)自乘數(shù)表(InDosingQ_Mult)的基礎(chǔ)查詢過(guò)度尿素設(shè)置點(diǎn)量乘以標(biāo)準(zhǔn)量(QUreaSolnStd)以及基礎(chǔ)工作時(shí)間，并基于所述設(shè)置點(diǎn)量來(lái)計(jì)算不工作時(shí)間。然后計(jì)時(shí)器算法根據(jù)所計(jì)算的工作和不工作時(shí)間將一位轉(zhuǎn)變?yōu)镺n-1和Off-1，并且該位被乘以過(guò)度尿素劑量給予量。返回到圖4，間歇?jiǎng)┝拷o予模塊50的主要輸出是間歇?jiǎng)┝拷o予量(QUreaSolnInt，g/hr)。
在最終限制應(yīng)用模塊52中，基于劑量給予系統(tǒng)最大和最小流量信息來(lái)進(jìn)行對(duì)尿素量的最終限制，并且尿素設(shè)置點(diǎn)量被傳遞回到MAIN，其中(QUreaSolnOutFinal，g/hr)被發(fā)送到劑量給予系統(tǒng)(通過(guò)硬件級(jí)I/O到CAN總線)。(QUreaSolnOutFinal，g/hr)的計(jì)算在圖10中詳細(xì)說(shuō)明，其中最終限制應(yīng)用模塊52基于最小和最大劑量給予系統(tǒng)容量來(lái)限制輸入量。
返回到圖4，存在其它輔助模塊以支持算法和測(cè)試，包括濃度計(jì)算模塊22、效率計(jì)算模塊54和重置積分模塊58。轉(zhuǎn)到圖11，例如在濃度計(jì)算模塊22中，NO/NO2分?jǐn)?shù)和瞬時(shí)及累計(jì)NH3/NOx摩爾比得以計(jì)算。而且，轉(zhuǎn)到圖12，效率計(jì)算模塊54由前和后SCR催化劑NOx傳感器計(jì)算瞬時(shí)和累計(jì)NOx轉(zhuǎn)換效率。接下來(lái)轉(zhuǎn)到圖13A，CAN模塊56進(jìn)一步從劑量給予系統(tǒng)采集CAN總線信息，并且調(diào)整(scale)所采集的信息。更進(jìn)一步，圖13B示出重置積分模塊58的操作。
根據(jù)本發(fā)明的SCR還原劑劑量給予控制的結(jié)果在圖2和3中被圖表化。例如，劑量給予/無(wú)劑量給予線38描繪了FTP75操作范圍40。在所需還原劑量降到可由恒定劑量給予來(lái)提供的最小值以下時(shí)，通過(guò)使用間歇?jiǎng)┝拷o予如在36處來(lái)擴(kuò)展該范圍。而且，NOx傳感器劑量給予控制被圖表化于42，其中利用引擎輸出NOx來(lái)調(diào)整尿素量。此外，間歇和恒定劑量給予一起被圖表化于44，其中根據(jù)上部曲線，在模式之間進(jìn)行切換。應(yīng)當(dāng)容易理解的是，在一些實(shí)施例中可排他地使用間歇?jiǎng)┝拷o予，但在需要大還原劑流量時(shí)，無(wú)注入的持續(xù)時(shí)間可減小至零。
根據(jù)本發(fā)明的NOx反饋控制允許尿素劑量給予系統(tǒng)在所有引擎和催化劑操作條件下供給正確的尿素量。而且，對(duì)不常見(jiàn)的引擎操作條件可自動(dòng)加以適應(yīng)，如EGR故障和顆粒過(guò)濾器再生。結(jié)果，在大多數(shù)情況下可使尾管氨最小。此外，劑量給予量自適應(yīng)于引擎校準(zhǔn)，這方便了引擎校準(zhǔn)過(guò)程。
間歇?jiǎng)┝拷o予策略亦擴(kuò)展尿素劑量給予系統(tǒng)的容量以維持低NOx期間的NH3/NOx比，這是通過(guò)利用沸石催化劑NH3存儲(chǔ)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其亦允許使用較高濃度的溶液來(lái)覆蓋低速輕負(fù)載(低NOx)和高速高負(fù)載(高NOx)條件兩者。
可以設(shè)想可以添加附加的算法以允許使用實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換器效率計(jì)算或允許車載診斷(OBD)功能性(使用2個(gè)NOx傳感器)和歷史操作信息來(lái)根據(jù)長(zhǎng)期學(xué)習(xí)的系統(tǒng)行為來(lái)修正設(shè)置點(diǎn)劑量給予量。亦可以設(shè)想修改當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)和方法以適應(yīng)其它還原劑，如純無(wú)水氨、氨水、或能夠精確計(jì)量的任何形式的氨。應(yīng)當(dāng)容易理解的是，在排氣系統(tǒng)中，尿素通過(guò)分解反應(yīng)改變?yōu)镹H3。然而，有2摩爾的NH3可用于每摩爾的尿素，而不是僅1摩爾用于純氨。這樣，依賴于是否存在NH3或尿素以及物質(zhì)的濃度，所述計(jì)算略微變化。
根據(jù)以上描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在可以理解，可以以各種形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)。因此，盡管已經(jīng)結(jié)合其特定實(shí)例描述了本發(fā)明，本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)被如此限制，因?yàn)楦鶕?jù)對(duì)附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求的學(xué)習(xí)，其它修改對(duì)于熟練的專業(yè)人員將變得顯而易見(jiàn)。
權(quán)利要求
1.一種還原劑劑量給予控制系統(tǒng)，用于在機(jī)動(dòng)車輛的SCR系統(tǒng)中使用，包括輸入，其接收來(lái)自提供給所述SCR系統(tǒng)的NOx傳感器的NOx反饋信號(hào)；基礎(chǔ)劑量給予模塊，其基于NOx反饋信號(hào)來(lái)計(jì)算在所述SCR系統(tǒng)的SCR催化劑之前注入的所需還原劑的量，其中SCR催化劑具有氨存儲(chǔ)特性；以及輸出，其基于所需的還原劑量向還原劑計(jì)量機(jī)構(gòu)發(fā)信號(hào)以周期性地注入過(guò)量的還原劑。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括間歇?jiǎng)┝拷o予模塊，其通過(guò)使用基礎(chǔ)查詢過(guò)度尿素量和基礎(chǔ)工作時(shí)間在間歇的基礎(chǔ)上計(jì)算還原劑的量，并基于所需還原劑的量來(lái)計(jì)算不工作時(shí)間，并且所述輸出適于向所述還原劑計(jì)量機(jī)構(gòu)發(fā)信號(hào)以根據(jù)基礎(chǔ)工作時(shí)間、不工作時(shí)間和所述還原劑的量來(lái)間歇地注入還原劑，這是通過(guò)根據(jù)基礎(chǔ)工作時(shí)間和不工作時(shí)間將一位轉(zhuǎn)變?yōu)閛n和off，并且將該位乘以所述還原劑的量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括使能邏輯模塊，其確定所述SCR系統(tǒng)的還原劑劑量給予系統(tǒng)是否能夠在當(dāng)前情況下供給所述還原劑的量，并且基于確定結(jié)果來(lái)選擇性地將反映所述還原劑量的設(shè)置點(diǎn)劑量給予量傳送給還原劑劑量給予系統(tǒng)。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述輸入接收來(lái)自所述機(jī)動(dòng)車輛的引擎質(zhì)量空氣流量傳感器和所述SCR系統(tǒng)的溫度傳感器的感測(cè)信號(hào)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括劑量給予修正模塊，其基于所述感測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算修改量以使所述還原劑量適應(yīng)于引擎和催化劑的物理?xiàng)l件，包括溫度和空間速度，并且根據(jù)所述修改量針對(duì)引擎和催化劑操作條件來(lái)修正所述還原劑的量。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括NOx流率確定模塊，其通過(guò)使用空氣流率、燃料流率和NOx分子量將來(lái)自NOx傳感器的PPM信號(hào)轉(zhuǎn)換成單位時(shí)間質(zhì)量NOx流率信號(hào)，其中所述基礎(chǔ)劑量給予模塊適于針對(duì)32.5％尿素/水溶液來(lái)計(jì)算尿素的化學(xué)當(dāng)量劑量給予量，包括使用尿素到氨的分解特性以及尿素和NOx的分子量根據(jù)NOx流率計(jì)算所述劑量給予量，以針對(duì)利用水的附加稀釋來(lái)校正所述化學(xué)當(dāng)量劑量給予量并且過(guò)濾該量以減小噪聲，由此確定設(shè)置點(diǎn)劑量給予量。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括濃度計(jì)算模塊，其基于氧化催化劑(DOC)特性來(lái)估算NO/NO2分?jǐn)?shù)。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括計(jì)算NH3/NOx摩爾比的濃度計(jì)算模塊。
8.一種還原劑劑量給予控制方法，用于在機(jī)動(dòng)車輛的SCR系統(tǒng)中使用，包括接收來(lái)自提供給所述SCR系統(tǒng)的NOx傳感器的NOx反饋信號(hào)；基于NOx反饋信號(hào)來(lái)計(jì)算在所述SCR系統(tǒng)的SCR催化劑之前注入的所需還原劑的量，其中SCR催化劑具有氨存儲(chǔ)特性；以及基于所需的還原劑的量來(lái)周期性地供給過(guò)量的還原劑。
9.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括在間歇的基礎(chǔ)上計(jì)算還原劑的量，包括使用基礎(chǔ)查詢過(guò)度尿素量和基礎(chǔ)工作時(shí)間，并基于所述還原劑的量來(lái)計(jì)算不工作時(shí)間；以及根據(jù)基礎(chǔ)工作時(shí)間、不工作時(shí)間和所述還原劑的量來(lái)間歇地注入還原劑，包括根據(jù)基礎(chǔ)工作時(shí)間和不工作時(shí)間將一位轉(zhuǎn)變?yōu)閛n和off，并且將該位乘以所述還原劑的量。
10.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括確定所述SCR系統(tǒng)的還原劑劑量給予系統(tǒng)是否能夠在當(dāng)前情況下供給所述還原劑的量；基于確定結(jié)果來(lái)選擇性地將反映所述還原劑量的設(shè)置點(diǎn)劑量給予量傳送給還原劑劑量給予系統(tǒng)。
11.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括接收來(lái)自所述機(jī)動(dòng)車輛的引擎質(zhì)量空氣流量傳感器和所述SCR系統(tǒng)的溫度傳感器的感測(cè)信號(hào)；基于所述感測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算修改量以使所述還原劑的量適應(yīng)于引擎和催化劑的物理?xiàng)l件，包括溫度和空間速度；以及根據(jù)所述修改量針對(duì)引擎和催化劑操作條件來(lái)修正所述還原劑量。
12.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括使用空氣流率、燃料流率和NOx分子量將來(lái)自NOx傳感器的PPM信號(hào)轉(zhuǎn)換成單位時(shí)間質(zhì)量NOx流率信號(hào)；針對(duì)32.5％尿素/水溶液來(lái)計(jì)算尿素的化學(xué)當(dāng)量劑量給予量，包括使用尿素到氨的分解特性以及尿素和NOx的分子量根據(jù)所述NOx流率來(lái)計(jì)算所述劑量給予量；以及針對(duì)利用水的附加稀釋來(lái)校正所述化學(xué)當(dāng)量劑量給予量并且過(guò)濾該量以減小噪聲，由此確定設(shè)置點(diǎn)劑量給予量。
13.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括基于氧化催化劑(DOC)特性來(lái)估算NO/NO2分?jǐn)?shù)。
14.權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算NH3/NOx摩爾比。
15.一種用于在機(jī)動(dòng)車輛中使用的選擇性催化還原系統(tǒng)，包括基于沸石的催化劑，其存在于接收出自內(nèi)燃機(jī)引擎的NOx排氣的排氣系統(tǒng)中；還原劑的供給；還原劑劑量給予機(jī)構(gòu)，其適于根據(jù)可變還原劑劑量給予設(shè)置點(diǎn)將還原劑在催化劑之前注入到排氣系統(tǒng)中；NOx反饋傳感器，其提供指示出自內(nèi)燃機(jī)引擎的NOx排氣量的NOx反饋信號(hào)；以及還原劑劑量給予控制系統(tǒng)，其適于基于NOx反饋信號(hào)來(lái)計(jì)算在基于沸石的SCR催化劑之前注入的所需還原劑的量，以基于來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)引擎的引擎質(zhì)量空氣流量傳感器和機(jī)殼的溫度傳感器的感測(cè)信號(hào)來(lái)修正所述還原劑的量，并且基于所需的還原劑的量將還原劑設(shè)置點(diǎn)傳送給所述還原劑劑量給予機(jī)構(gòu)。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所述還原劑劑量給予控制系統(tǒng)適于控制所述還原劑劑量給予機(jī)構(gòu)以針對(duì)由無(wú)注入持續(xù)時(shí)間分隔的時(shí)間段，在還原劑之前間歇地注入過(guò)量還原劑到排氣系統(tǒng)中，其中所述時(shí)間段和持續(xù)時(shí)間的至少一個(gè)是基于所需還原劑的量來(lái)計(jì)算的。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中所述還原劑劑量給予控制系統(tǒng)適于將所需還原劑的量和在最小設(shè)置點(diǎn)與所述劑量給予機(jī)構(gòu)的恒定操作關(guān)聯(lián)的還原劑的量相比較。
18.權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述還原劑劑量給予控制系統(tǒng)適于估算NO/NO2分?jǐn)?shù)，并且計(jì)算NH3/NOx摩爾比。
19.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述還原劑劑量給予控制系統(tǒng)適于通過(guò)使用空氣流率、燃料流率和NOx分子量將來(lái)自NOx傳感器的PPM信號(hào)轉(zhuǎn)換成單位時(shí)間質(zhì)量NOx流率信號(hào)，針對(duì)32.5％尿素/水溶液來(lái)計(jì)算尿素的化學(xué)當(dāng)量劑量給予量，包括使用尿素到氨的分解特性以及尿素和NOx的分子量根據(jù)NOx流率來(lái)計(jì)算所述劑量給予量，以針對(duì)利用水的附加稀釋來(lái)校正所述化學(xué)當(dāng)量劑量給予量并且過(guò)濾該量以減小噪聲，由此確定基礎(chǔ)設(shè)置點(diǎn)劑量給予量。
20.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中采用基礎(chǔ)工作時(shí)間來(lái)用于所述時(shí)段，并且作為還原劑量的函數(shù)來(lái)周期性地計(jì)算所述設(shè)置點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
一種還原劑劑量給予控制系統(tǒng)，用于在機(jī)動(dòng)車輛的選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)中使用，包括輸入，其接收來(lái)自提供給所述SCR系統(tǒng)的NOx傳感器的NOx反饋信號(hào)?；A(chǔ)劑量給予模塊基于NOx反饋信號(hào)來(lái)計(jì)算在SCR系統(tǒng)的SCR催化劑之前注入的所需還原劑的量。所述SCR催化劑具有氨存儲(chǔ)特性。輸出基于所需的還原劑的量向還原劑計(jì)量機(jī)構(gòu)發(fā)信號(hào)以周期性地或連續(xù)地注入過(guò)量的還原劑。
文檔編號(hào)F01N9/00GK1804378SQ20051012969
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者C·E·索爾布里格 申請(qǐng)人:通用汽車公司