專利名稱：還原劑噴射控制策略的制作方法
還原劑噴射控制策略相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2007年4月10日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?0/922，621的 優(yōu)先權(quán)。上述申請(qǐng)的內(nèi)容作為參考全文引入。技術(shù)領(lǐng)域本公開涉及車輛排放物，且更特定地涉及選擇性的催化還原。
技術(shù)背景在此提供的背景技術(shù)用于總體上呈現(xiàn)本公開的背景的目的。當(dāng)前曙 名發(fā)明者的工作，就該背景技術(shù)部分以及發(fā)明內(nèi)容所描述的范圍(可能 不足以成為提交時(shí)刻的現(xiàn)有技術(shù))，不被清楚地或隱含地接受為本公開 的現(xiàn)有技術(shù)?，F(xiàn)在參見圖1,示出了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能方塊圖?？諝馔ㄟ^(guò)進(jìn) 氣歧管104引入到發(fā)動(dòng)機(jī)102。引入到發(fā)動(dòng)4幾102內(nèi)的空氣體積通過(guò)節(jié) 氣門106改變。空氣與來(lái)自一個(gè)或更多的燃料噴射器108的燃料混合形 成空氣/燃料混合物?？諝?燃料混合物在發(fā)動(dòng)機(jī)102的一個(gè)或更多的汽 缸110內(nèi)燃燒，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 112調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī) 102的轉(zhuǎn)矩輸出(例如，經(jīng)由燃料噴射器108和/或節(jié)氣門106)?？諝?燃料混合物的燃燒得到的排氣從汽缸排出到排氣系統(tǒng)。排氣包 括微粒物質(zhì)(PM)和氣體。更具體地，排氣包括氮氧化物(NOJ ，例 如一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02)。排氣系統(tǒng)包括處理系統(tǒng)114, 其中所述處理系統(tǒng)114減少排氣中NOx和PM的相應(yīng)數(shù)量等等。處理系統(tǒng)114包括柴油氧化催化劑(DOC) 116、定量試劑噴射器 118和催化劑120。DOC 116從排氣去除例如碳?xì)寤衔锖?或碳氧化物。 定量試劑噴射器118將定量試劑噴射到催化劑120上游的排氣流中。更 具體地，催化劑120是選擇性催化還原(SCR)催化劑。定量試劑與通 過(guò)SCR催化劑120的排氣中的NOx反應(yīng)，得到氮?dú)?N2)和水(H20 )。ECM112包括定量模塊130,其經(jīng)由定量試劑噴射器U8控制所噴 射的定量試劑的質(zhì)量流率(DAIN)。定量模塊130基于來(lái)自一個(gè)或更多的NOx傳感器138和140的信號(hào)和/或來(lái)自 一個(gè)或更多的溫度傳感器134 和136的信號(hào)調(diào)節(jié)DAIN。另外，定量模塊130可以基于來(lái)自其他傳感器 142的信號(hào)調(diào)節(jié)DA,例如，其他傳感器142包括歧管絕對(duì)壓力(MAP) 傳感器、質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器、節(jié)氣門位置傳感器(TPS)、 進(jìn)氣空氣溫度(IAT)傳感器、和/或任何其他合適的傳感器。為了進(jìn)行NOx還原，SCR催化劑120存儲(chǔ)由定量試劑提供的NH3。 由SCR催化劑120存儲(chǔ)的NH3的質(zhì)量稱為當(dāng)前存量。從排氣中去除的 NOx百分比(例如，0-100%)稱為轉(zhuǎn)換效率且取決于當(dāng)前存量。例如， 當(dāng)當(dāng)前存量增加時(shí)，轉(zhuǎn)換效率也增加。為了維持預(yù)定的轉(zhuǎn)換效率，定量模塊130調(diào)節(jié)DA^以提供相應(yīng)的 當(dāng)前存量。然而，SCR催化劑120能夠存儲(chǔ)最大質(zhì)量NH3，稱為最大存 儲(chǔ)容量。當(dāng)SCR催化劑120的當(dāng)前存量處于最大存儲(chǔ)容量時(shí)，轉(zhuǎn)換效率 可最大化。因此，定量^^莫塊130調(diào)節(jié)DAnq以將當(dāng)前存量維持在最大存 儲(chǔ)容量或附近以最大化轉(zhuǎn)換效率。發(fā)明內(nèi)容一種用于車輛的定量模塊包括基量模塊、劑量調(diào)節(jié)模塊、和劑量確 定模塊?；磕K產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于定量試劑的質(zhì)量流率的基量信號(hào)。劑量調(diào) 節(jié)模塊接收氨(NH3)信號(hào)，且基于NH3信號(hào)確定第一劑量調(diào)節(jié)值。NH3 信號(hào)表示催化劑下游測(cè)量的NH3。劑量確定模塊基于基量信號(hào)和第一劑 量調(diào)節(jié)值產(chǎn)生定量信號(hào)。在其他特征中，排氣處理系統(tǒng)包括定量模塊、NH3傳感器、和定量 試劑噴射器。NH3傳感器產(chǎn)生NH3信號(hào)。定量試劑噴射器基于定量信號(hào) 將定量試劑供應(yīng)給催化劑。劑量調(diào)節(jié)模塊包括由NH3信號(hào)索引的劑量調(diào) 節(jié)值的查詢表，且劑量調(diào)節(jié)模塊還基于查詢表確定第一劑量調(diào)節(jié)值。在其他特征中，定量模塊還包括比較模塊，其將NH3信號(hào)與閥值比 較且基于該比較產(chǎn)生逃逸信號(hào)(slip signal),所述逃逸信號(hào)具有第一狀 態(tài)和第二狀態(tài)中的一個(gè)。當(dāng)NH3信號(hào)大于閥值時(shí)，比較模塊產(chǎn)生具有第 一狀態(tài)的逃逸信號(hào)。在進(jìn)一步的特征中，定量模塊還包括最大存量模塊和當(dāng)前存量模 塊。最大存量模塊確定催化劑的最大NH3存儲(chǔ)容量。當(dāng)前存量模塊確定 由催化劑存儲(chǔ)的NH3質(zhì)量，且在具有第一狀態(tài)的逃逸信號(hào)產(chǎn)生之后將存儲(chǔ)質(zhì)量設(shè)定為最大存儲(chǔ)容量。在更進(jìn)一步的特征中，定量模塊還包括存量比模塊、存量調(diào)節(jié)模塊、 和選擇器模塊。存量比模塊基于存儲(chǔ)質(zhì)量和最大存儲(chǔ)容量確定存量比。 存量調(diào)節(jié)模塊基于存量比確定第二劑量調(diào)節(jié)值。選擇器模塊基于逃逸信 號(hào)選擇第 一劑量調(diào)節(jié)值和第二劑量調(diào)節(jié)值中的 一個(gè)。劑量確定模塊基于 基量信號(hào)和選擇的劑量調(diào)節(jié)值產(chǎn)生定量信號(hào)。在其他特征中，當(dāng)產(chǎn)生具有第一狀態(tài)的逃逸信號(hào)時(shí)，選擇器模塊選 擇第一劑量調(diào)節(jié)值。存量調(diào)節(jié)模塊基于存量比分?jǐn)?shù)確定第二劑量調(diào)節(jié) 值。分?jǐn)?shù)基于表示催化劑溫度的信號(hào)確定。一種方法包括產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于定量試劑質(zhì)量流率的基量信號(hào)；基于氨 (NH3)信號(hào)確定第一劑量調(diào)節(jié)值；和基于基量信號(hào)和第一劑量調(diào)節(jié)值 產(chǎn)生定量信號(hào)。NH3信號(hào)表示催化劑下游測(cè)量的NH3。在其他特征中，該方法還包括基于定量信號(hào)將定量試劑供應(yīng)給催化 劑。該方法還包括進(jìn)一步基于由NH3信號(hào)索引的劑量調(diào)節(jié)值查詢表確定 第 一劑量調(diào)節(jié)值。該方法還包括將NH3信號(hào)與閥值比較且基于該比較產(chǎn) 生逃逸信號(hào)，所述逃逸信號(hào)具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的一個(gè)。當(dāng)NH3 信號(hào)大于閥值時(shí)，產(chǎn)生具有第一狀態(tài)的逃逸信號(hào)。在進(jìn)一步的特征中，該方法還包括確定催化劑的最大NH3存儲(chǔ)容 量；確定由催化劑存儲(chǔ)的NH3質(zhì)量；和在具有第一狀態(tài)的逃逸信號(hào)產(chǎn)生 之后將存儲(chǔ)質(zhì)量設(shè)定為最大存儲(chǔ)容量。在更進(jìn)一步的特征中，該方法還包括基于存儲(chǔ)質(zhì)量和最大存儲(chǔ)容量 確定存量比；基于存量比確定第二劑量調(diào)節(jié)值；基于逃逸信號(hào)選擇第一 劑量調(diào)節(jié)值和第二劑量調(diào)節(jié)值中的一個(gè)；和基于基量信號(hào)和選擇的劑量 調(diào)節(jié)值產(chǎn)生定量信號(hào)。在其他特征中，該方法還包括當(dāng)產(chǎn)生具有第一狀態(tài)的逃逸信號(hào)時(shí)， 選擇第一劑量調(diào)節(jié)值。該方法還包括基于存量比分?jǐn)?shù)確定第二劑量調(diào)節(jié) 值。該方法還包括基于表示催化劑溫度的信號(hào)確定所述分?jǐn)?shù)。從其后提供的詳細(xì)說(shuō)明，本公開的進(jìn)一步應(yīng)用范圍將顯而易見。應(yīng) 當(dāng)理解的是，詳細(xì)說(shuō)明和具體示例，雖然表示本公開的優(yōu)選實(shí)施例，僅 用于說(shuō)明的目的而不是限定本公開的范圍。


本公開從詳細(xì)說(shuō)明和附圖將更全面地理解，其中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能方塊圖； 圖2是根據(jù)本公開的原理的示范性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能方塊圖； 圖3A-3B是根據(jù)本公開的原理的定量模塊的示范性實(shí)施例的功能 方塊圖；圖4是描繪由根據(jù)本公開的原理的定量模塊執(zhí)行的示范性步驟的流 程圖；和圖5是根據(jù)本公開的原理的定量模塊的操作的曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下說(shuō)明本質(zhì)上僅為示范性的且決不限定本公開、其應(yīng)用或^f吏用。 為清楚起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。如在此所 使用的，短語(yǔ)"A、 B和C的至少一個(gè)"應(yīng)當(dāng)理解為使用非排他邏輯或 表示一種邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是，方法內(nèi)的步驟可以不同 的順序執(zhí)行而不改變本公開的原理。如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)"模塊"指的是特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)、 電子電路、執(zhí)行一個(gè)或更多軟件或固件程序的處理器(共享、專用、或 群)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或提供所述功能的其他合適部件。在正常操作中，定量試劑控制器試圖通過(guò)調(diào)節(jié)所噴射的定量試劑的 質(zhì)量流率(DAIN)，以將選擇性催化還原(SCR)催化劑的當(dāng)前存量維 持在最大存儲(chǔ)容量處或附近，從而最大化轉(zhuǎn)換效率。然而，如果噴射定 量試劑使得當(dāng)前存量超過(guò)最大存儲(chǔ)容量，氨(NH3)從車輛逸出，這稱 為逃逸。定量試劑控制器確定當(dāng)前存量和最大存儲(chǔ)容量，以最大化轉(zhuǎn)換 效率且最小化逃逸。最大存儲(chǔ)容量與SCR催化劑溫度具有反比關(guān)系。例如，當(dāng)SCR溫 度增加時(shí)，最大存儲(chǔ)容量減少。因此，最大存儲(chǔ)容量可以基于SCR溫度 到最大存儲(chǔ)容量的映射確定。其他參數(shù)也用于確定最大存儲(chǔ)容量，例如 排氣氣體的流率、排氣氣體中的二氧化氮(N02)的濃度、和/或任何其 他合適的參數(shù)。相比而言，確定當(dāng)前存量包含更復(fù)雜的分析，如下文詳細(xì)討論的。 例如，定量試劑控制器可基于預(yù)定時(shí)間周期期間供應(yīng)給SCR催化劑的 NH3質(zhì)量(NH3IN)和消耗的NH3質(zhì)量(NH3USED)確定當(dāng)前存量。然而，確定NH3w和/或NH3USED包括多個(gè)變量，其每個(gè)受環(huán)境和/ 或系統(tǒng)條件影響，從而將錯(cuò)誤可能性引入當(dāng)前存量計(jì)算。因此，定量試 劑控制器可能在試圖將當(dāng)前存量維持在希望的水平(例如最大存儲(chǔ)容量 處或附近)的同時(shí)無(wú)意中引起逃逸?？商鎿Q地，定量試劑控制器可導(dǎo)致 較低的轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)使用NH3傳感器測(cè)量SCR催化劑下游的NH3濃度，定量試劑 控制器可準(zhǔn)確地檢測(cè)何時(shí)發(fā)生逃逸。當(dāng)檢測(cè)到逃逸時(shí)，定量試劑控制器 基于測(cè)量的NH3濃度開始減少DAIN。例如，當(dāng)NH3濃度增加時(shí)，定量試劑控制器愈發(fā)減少DAin。因此，定量試劑控制器可最大化轉(zhuǎn)換效率且 最小化逃逸。另外，由于逃逸僅在當(dāng)前存量超過(guò)最大存儲(chǔ)容量時(shí)發(fā)生，定量試劑 控制器可將當(dāng)前存量設(shè)定為等于最大存儲(chǔ)容量。這將當(dāng)前存量更新至準(zhǔn) 確值，在逃逸中止之后的正常操作中，定量試劑控制器可以使用所述準(zhǔn) 確值?，F(xiàn)在參見圖2,示出了示范性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)200的功能方塊圖。發(fā)動(dòng) 機(jī)102可以為任何合適類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如汽油型內(nèi)燃機(jī)、柴油型內(nèi)燃 機(jī)、或混合型發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)102通過(guò)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)102的汽缸內(nèi)的空氣 /燃料混合物產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)102包括2、 3、 4、 5、 6、 8、 10 或12個(gè)汽缸?？諝?燃料混合物的燃燒得到排氣。排氣從汽缸排出到排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)包括處理系統(tǒng)214,其中所 述處理系統(tǒng)214減少排氣中氮氧化物(NOx)數(shù)量，例如一氧化氮(NO ) 和二氧化氮(N02)。處理系統(tǒng)214包括柴油氧化催化劑(DOC) 116、 定量試劑噴射器118和SCR催化劑120。例如，SCR催化劑120包括釩 催化劑、沸石催化劑、和/或任何其他合適的催化劑。SCR催化劑120 可以用柴油微粒過(guò)濾器(DPF)或任何其他合適的構(gòu)造實(shí)施。處理系統(tǒng)214也包括NOx傳感器138和140,且可包括一個(gè)或更多 的溫度傳感器134和136。溫度傳感器134和136可位于排氣系統(tǒng)中各 個(gè)地方。例如，溫度傳感器134可處于DOC 116下游和SCR催化劑120 上游，且溫度傳感器136可處于SCR催化劑120下游。溫度傳感器134 和136各提供表示在它們的位置處的排氣溫度(分別稱為Tb和Tc)的 信號(hào)。NOx傳感器138位于DOC 116上游且提供表示排氣中NOx濃度的信號(hào)，稱為M)^ (ppm)。 NOx傳感器140位于SCR催化劑120下游且提 供表示排氣中NOx濃度的信號(hào)，稱為(ppm)。 NOx傳感器140可對(duì) 排氣中的NH3交叉敏感。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制;f莫塊(ECM)212調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)102的轉(zhuǎn)矩輸出。ECM212 包括定量模塊230，定量模塊230控制DAIN ( g/s ),即供應(yīng)給SCR催 化劑120的定量試劑的質(zhì)量流率。例如，定量試劑可以為尿素、氨(NH3 )、 或任何其他合適的定量試劑。在尿素用作定量試劑的情況下，其與排氣 氣體反應(yīng)，得到NH3。 SCR催化劑120存儲(chǔ)NH3且催化在所存儲(chǔ)的NH3 和通過(guò)SCR催化劑120的NOx之間的反應(yīng)。
N0x和NH3以已知的速率反應(yīng)，稱為k30X,其以方程表示<formula>formula see original document page 10</formula>
其中，取決于排氣中N02的數(shù)量，x在從1.0到1.333之間變動(dòng)。定量 模塊230確定基量，其稱為DABASE (g/s)。在許多實(shí)施例中，定量模 塊230基于A^^確定DABASE。例如，DAsASE可以為在SCR催化劑120
上游產(chǎn)生NH3和NOx當(dāng)量混合物所必需的定量試劑量(mol)。
定量模塊230基于已知值和來(lái)自各種傳感器的信號(hào)確定SCR催化 劑120的當(dāng)前存量(g)和最大存儲(chǔ)容量(g)，如下文詳細(xì)所述。定量 模塊230基于當(dāng)前存量和最大存儲(chǔ)容量確定存量比。定量模塊230基于 存量比確定劑量調(diào)節(jié)值。該劑量調(diào)節(jié)值稱為第二劑量調(diào)節(jié)值。
處理系統(tǒng)214還包括位于SCR催化劑120下游的NH3傳感器244。 NH3傳感器244提供表示排氣中NH3的濃度的信號(hào)，其稱為NH30ut (ppm)。更具體地，NH3out表示排氣中除其它成分(例如，NOx)以 外的NH3的濃度。定量模塊230基于NH3ouT確定另 一劑量調(diào)節(jié)值。該 劑量調(diào)節(jié)值稱為第 一劑量調(diào)節(jié)值。
定量模塊230基于NH3ouT確定是否發(fā)生逃逸。在許多實(shí)施例中， 當(dāng)NH3ouT大于閥值(稱為逃逸閥值)時(shí)，定量沖莫塊230確定逃逸發(fā)生。 例如，逃逸閥值為2.0ppmNH3。定量模塊230根據(jù)逃逸是否發(fā)生選擇第 一和第二劑量調(diào)節(jié)值中的一 個(gè)。例如，當(dāng)逃逸發(fā)生時(shí)，定量模塊230選擇第一劑量調(diào)節(jié)值。定量模 塊230于是基于選擇的劑量調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)DAbase,從而產(chǎn)生DAIN。
換而言之，當(dāng)未發(fā)生逃逸時(shí)，定量模塊230基于第二劑量調(diào)節(jié)值(即， 存量比)調(diào)節(jié)DAsASE。該方法在共同轉(zhuǎn)讓的2007年4月10日提交的美 國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1/786,036中詳細(xì)討論，其內(nèi)容作為參考全文引入。當(dāng)逃 逸發(fā)生時(shí)，定量模塊230基于第一劑量調(diào)節(jié)值(即，基于NH3ouT)調(diào)節(jié) DAbase。
另外，當(dāng)逃逸發(fā)生時(shí)，定量模塊230將當(dāng)前存量設(shè)定為等于最大存 儲(chǔ)容量。由于逃逸僅在當(dāng)前存量等于最大存儲(chǔ)容量時(shí)發(fā)生，這使得定量 模塊230能夠?qū)?dāng)前存量更新至已知值。當(dāng)逃逸中止時(shí)，定量模塊230 回到基于第二劑量調(diào)節(jié)值(即，基于存量比)調(diào)節(jié)DABASE。
現(xiàn)在參見圖3,示出了定量模塊230的示范性實(shí)施例的功能方塊圖。 定量模塊230包括基量模塊302、SCR溫度模塊304、最大存量模塊306、 當(dāng)前存量模塊308、存量比模塊310、和存量調(diào)節(jié)模塊312。定量模塊 230也包括劑量調(diào)節(jié)模塊314、比較模塊316、選擇器模塊318、和劑量 確定模塊320。
基量模塊302基于例如NOxus確定DABASE。 SCR溫度模塊304確 定SCR溫度，例如基于分別來(lái)自溫度傳感器134和136的溫度Tb和Tc。 可替換地，SCR溫度可以通過(guò)測(cè)量SCR溫度的傳感器、任何其它合適 傳感器、或模型提供給SCR溫度模塊304。
最大存量模塊306基于SCR溫度確定SCR催化劑120的最大存儲(chǔ) 容量。例如，最大存儲(chǔ)容量基于SCR溫度到最大存儲(chǔ)容量的映射確定。 該映射可以實(shí)施在例如非易失性或易失性存儲(chǔ)器中。另外，最大存儲(chǔ)容 量可基于其它特性，例如老化和/或MAF。
當(dāng)前存量模塊308確定SCR催化劑120的當(dāng)前存量。當(dāng)前存量模塊 308基于預(yù)定時(shí)間周期期間的NH3w和NH3usED確定當(dāng)前存量。當(dāng)前存 量沖莫塊308以預(yù)定間隔確定當(dāng)前存量，例如每O.l秒。當(dāng)前存量^^莫塊308 確定NH3IN,例如基于DAin、定量試劑的濃度(DAcoNc)、定量試劑 分解成NH3的速率(kDEC)、以及NH3 (NH3MW)和定量試劑(DAMW) 的分子量。例如，NH3^可使用以下方程確定， 714
DACONC是定量試劑溶液中存在的定量試劑的百分比(例如，32.5 %指的是每一份定量試劑溶液0.325份定量試劑)。kDEc取決于所噴射 的定量試劑類型。例如，koEc為2.0,表示從l.Omol定量試劑的分解得 到2.0 mol NH3。在尿素的情況下，DAMw為60.06g/mol,且NHgMw為 17.031g/mol。
如上述方程(1 )所述，當(dāng)前存量才莫塊308基于例如NOxus、 NOXDS、 NOx (NOXMW)和NH3 (NH3MW)的分子量、和NH3與NOx反應(yīng)的速 率(k30X)確定NH3usED。在N02的情況下，NOxMw為46.055 g/mol。 例如，NH3USED使用以下方程確定
服 =[脂扁-濃層].層麗.、 (q )
當(dāng)前存量模塊308基于預(yù)定時(shí)間周期期間NH3IN和NH3USED之間的 差確定SCR催化劑120的當(dāng)前存量。存量比模塊310基于當(dāng)前存量和最 大存儲(chǔ)容量確定存量比。
在許多實(shí)施例中，存量比為當(dāng)前存量除以最大存儲(chǔ)容量。在許多其 它實(shí)施例中，存量比為當(dāng)前存量除以最大存儲(chǔ)容量的分?jǐn)?shù)。該分?jǐn)?shù)為常 數(shù)，例如0.9(即90%)?？商鎿Q地，分?jǐn)?shù)取決于SCR溫度。例如，隨 著SCR溫度增加，所述分?jǐn)?shù)減少。所述分?jǐn)?shù)提供緩沖，使得當(dāng)最大存儲(chǔ) 容量低時(shí)(即，在高的SCR溫度時(shí))，當(dāng)前存量計(jì)算中的顯著錯(cuò)誤才能 導(dǎo)致逃逸。
存量調(diào)節(jié)模塊312基于存量比確定第二劑量調(diào)節(jié)值。第二劑量調(diào)節(jié) 值指的是產(chǎn)生希望的當(dāng)前存量對(duì)最大存儲(chǔ)容量比(或分?jǐn)?shù))所必需的 DAbase的増加或降低。在許多實(shí)施例中，第二劑量調(diào)節(jié)值基于存量比到 劑量調(diào)節(jié)值的映射確定。該映射可以在例如易失性或非易失性存儲(chǔ)器中 實(shí)施。
劑量調(diào)節(jié)模塊314從NH3傳感器244接收NH3out且基于NH3out 確定第一劑量調(diào)節(jié)值。第一劑量調(diào)節(jié)值表示減少或停止逃逸所必需的 DAbase的咸少量。例如，當(dāng)NH3ouT增加時(shí)，第一劑量調(diào)節(jié)值降低。另外，當(dāng)NH3ouT大于或等于閥值時(shí)，第一劑量調(diào)節(jié)值為0.0 (表示不需要 定量)。例如，該閥值為50ppmNH3。在許多實(shí)施例中，第一劑量調(diào)節(jié) 值基于查詢表確定，所述查詢表具有NH3ouT到劑量調(diào)節(jié)值的映射。所 述查詢表可在易失性或非易失性存儲(chǔ)器中實(shí)施。
比較模塊316也接收NH3ouT,且當(dāng)NH3ouT大于逃逸閥值時(shí)，產(chǎn)生 表示發(fā)生逃逸的逃逸信號(hào)。例如，逃逸閥值為2.0ppm NH3。比較模塊 316將逃逸信號(hào)傳遞給當(dāng)前存量模塊308和選擇器模塊318。在許多實(shí) 施例中， 一旦接收逃逸信號(hào)，當(dāng)前存量模塊308將當(dāng)前存量設(shè)定為等于 最大存儲(chǔ)容量。
選擇器模塊318基于逃逸信號(hào)選擇第 一劑量調(diào)節(jié)值或第二劑量調(diào)節(jié) 值。例如，當(dāng)接收逃逸信號(hào)時(shí)，選擇器模塊318選擇第一劑量調(diào)節(jié)值。 在許多實(shí)施例中，選擇器模塊318可包括所描繪的多路復(fù)用器、或繼電 器、開關(guān)、或任何其它合適設(shè)備。
劑量確定模塊320接收來(lái)自基量模塊302的DABASE和選擇器模塊 318選擇的劑量調(diào)節(jié)值。劑量確定模塊320通過(guò)基于選擇的劑量調(diào)節(jié)值 調(diào)節(jié)D八base產(chǎn)生DAm。由此，當(dāng)未發(fā)生逃逸時(shí)，DAbase基于第二刑量
調(diào)節(jié)值(即，存量比)調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)生逃逸時(shí)，DABASE基于第一劑量調(diào)節(jié)
值(即NH3qut)調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在參見圖3B，示出了定量模塊230的示范性實(shí)施例的另一功能 方塊圖。劑量調(diào)節(jié)模塊314從NH3傳感器244接收NH3out且基于NH3OUT 確定笫一劑量調(diào)節(jié)值。例如，當(dāng)NH3ouT達(dá)到預(yù)定值(例如0.0)時(shí)，第 一劑量調(diào)節(jié)值達(dá)到1.0。
第 一乘法器模塊350接收第 一劑量調(diào)節(jié)值和DABASE,且將第 一劑量 調(diào)節(jié)值和DAbase相乘。存量調(diào)節(jié)模塊312基于存量比確定第二劑量調(diào) 節(jié)值。例如，當(dāng)存量比達(dá)到預(yù)定值時(shí)，例如0.9 (對(duì)應(yīng)于當(dāng)前存量等于 最大存儲(chǔ)容量的預(yù)定百分比)，第二劑量調(diào)節(jié)值達(dá)到1.0。
第二乘法器模塊352接收第二劑量調(diào)節(jié)值、和DAba犯與第一刑量 調(diào)節(jié)值的乘積。第二乘法器模塊352以DABASE與第一劑量調(diào)節(jié)值的乘 積乘以笫二劑量調(diào)節(jié)值，從而產(chǎn)生DAiN。因此，在許多實(shí)施例中，DAIN
為第一劑量調(diào)節(jié)值、第二劑量調(diào)節(jié)值、和DABASE的乘積。
如上文所述，當(dāng)NH3ouT達(dá)到預(yù)定值時(shí)(即，未發(fā)生逃逸時(shí))，第 一劑量調(diào)節(jié)值達(dá)到1.0。另外，當(dāng)存量比達(dá)到預(yù)定值時(shí)(即，未發(fā)生逃逸時(shí))，第二劑量調(diào)節(jié)值達(dá)到1.0。因此，當(dāng)發(fā)生逃逸時(shí)，DAbase基于 第一劑量調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)而不基于第二劑量調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)。當(dāng)未發(fā)生逃逸時(shí)， DABASE基于第二劑量調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)而不基于第 一劑量調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在參見圖4,示出了由定量^t塊230執(zhí)行的示范性步驟的功能方 塊圖?？刂埔岳缙饎?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)102開始。控制基于例如TB和Tc確定SCR 溫度?？刂迫缓笄斑M(jìn)到步驟406,其中控制確定最大存儲(chǔ)容量。控制基 于SCR溫度確定最大存儲(chǔ)容量。
控制前進(jìn)到步驟410,其中控制確定SCR催化劑120的當(dāng)前存量。 例如，控制基于NH3^和NH3USED之間的差確定當(dāng)前存量。NH3IN和 NH3used分別使用方程(2)和(3)計(jì)算，如上所述。在步驟414中， 控制確定存量比。例如，存量比為當(dāng)前存量除以最大存儲(chǔ)容量。
控制前進(jìn)到步驟418，其中控制器確定第二劑量調(diào)節(jié)值?？刂苹?例如存量比到劑量調(diào)節(jié)值的映射確定第二劑量調(diào)節(jié)值。在步驟422中， 控制測(cè)定由NH3傳感器244提供的NH3ouT?？刂魄斑M(jìn)到步驟426,其中
控制確定第一劑量調(diào)節(jié)值?？刂苹贜H30UT確定第一劑量調(diào)節(jié)值。例 如，控制基于NH30UT到劑量調(diào)節(jié)值的映射確定第一劑量調(diào)節(jié)值。
在步驟430中，控制確定NH3ouT是否大于逃逸閥值。如果如此， 控制前進(jìn)到步驟434;否則，控制轉(zhuǎn)到步驟438。在步驟434中，控制 將當(dāng)前存量設(shè)定為等于最大存儲(chǔ)容量?？刂迫缓笄斑M(jìn)到步驟442,其中 控制選擇第一劑量調(diào)節(jié)值，且控制前進(jìn)到步驟446。
在步驟438中，控制選擇第二劑量調(diào)節(jié)值，且控制前進(jìn)到步驟446。 在步驟446中，控制基于選擇的劑量調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)DABASE,且控制回到步 驟402。例如，當(dāng)NH3ouT大于逃逸閥值時(shí)，控制基于第一劑量調(diào)節(jié)值(即 NH30UT)調(diào)節(jié)DA脇e。
現(xiàn)在參見圖5，示出了定量^t塊的操作的示范性曲線圖。線502表 示SCR催化劑120的示范性最大存儲(chǔ)容量。定量模塊230試圖將SCR 催化劑120的當(dāng)前存量維持在最大存儲(chǔ)容量處或附近，如箭頭504所示。 例如，定量模塊230將當(dāng)前存量維持在最大存儲(chǔ)容量的預(yù)定百分比處， 例如90% 。定量模塊230確定存量比(當(dāng)前存量對(duì)最大存儲(chǔ)容量的比)， 且當(dāng)未發(fā)生逃逸時(shí)，基于存量比調(diào)節(jié)DABASE。
老化和其它變量在當(dāng)前存量的確定中可引起輕微的誤差。這種誤差 可能引起逃逸。定量模塊230基于NH3ouT確定逃逸是否發(fā)生。例如，當(dāng)NH3ouT大于閥值時(shí)，定量模塊230確定發(fā)生逃逸。當(dāng)逃逸發(fā)生時(shí)， 定量模塊230基于NH3ouT調(diào)節(jié)DAbase,如箭頭506所示。由于逃逸發(fā) 生在當(dāng)前存量等于最大存儲(chǔ)容量時(shí)，當(dāng)逃逸發(fā)生時(shí)，定量模塊230可將 當(dāng)前存量設(shè)定為等于最大存儲(chǔ)容量。
SCR催化劑120的最大存儲(chǔ)容量取決于SCR催化劑120的溫度。 例如，當(dāng)SCR催化劑120的溫度增加時(shí)，最大存儲(chǔ)容量減少。如上所述， 當(dāng)未發(fā)生逃逸時(shí)，定量模塊230基于存量比調(diào)節(jié)DABASE，如箭頭508 所示。然而，SCR催化劑120的溫度增加可能引起逃逸。逃逸可能由可 歸因于SCR溫度增加的最大存儲(chǔ)容量減少引起。因此，當(dāng)發(fā)生逃逸時(shí)， 定量^f莫塊230基于NH3ouT調(diào)節(jié)DABAssE,如箭頭510所示。由此，定量 模塊230最大化轉(zhuǎn)換效率同時(shí)最小化逃逸。
此時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員從前述說(shuō)明能夠理解到，本公開的廣泛的教 導(dǎo)可以各種形式實(shí)施。因而，雖然本公開包括具體示例，由于在研讀附 圖、說(shuō)明書和以下權(quán)利要求書之后，其它變型對(duì)應(yīng)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō) 將變得顯而易見，因此本7>開的真正范圍不應(yīng)如此限定。
權(quán)利要求
1. 一種用于車輛的定量模塊，包括基量模塊，其產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于定量試劑的質(zhì)量流率的基量信號(hào)；劑量調(diào)節(jié)模塊，其接收氨(NH3)信號(hào)，且基于所述NH3信號(hào)確定第一劑量調(diào)節(jié)值，其中所述NH3信號(hào)表示催化劑下游測(cè)量的NH3；和劑量確定模塊，其基于所述基量信號(hào)和所述第一劑量調(diào)節(jié)值產(chǎn)生定量信號(hào)。
2. —種排氣處理系統(tǒng)，包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量模塊； 產(chǎn)生所述NH3信號(hào)的NH3傳感器；和定量試劑噴射器，其基于所述定量信號(hào)將所述定量試劑供應(yīng)給所述 催化劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量模塊，其特征在于，所述劑量調(diào)節(jié) 模塊包括由NH3信號(hào)索引的劑量調(diào)節(jié)值的查詢表，其中，所述劑量調(diào)節(jié);f莫塊還基于所述查詢表確定所述第一劑量調(diào)節(jié)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量模塊，其特征在于，還包括比較模 塊，其將所述NH3信號(hào)與閥值比較且基于所述比較產(chǎn)生逃逸信號(hào)，所述 逃逸信號(hào)具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的一個(gè)，其中，當(dāng)所述NH3信號(hào)大于所述閥值時(shí)，所述比4支;漠塊產(chǎn)生具有所 述第一狀態(tài)的所述逃逸信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的定量模塊，其特征在于，還包括 最大存量模塊，其確定所述催化劑的最大NH3存儲(chǔ)容量；和 當(dāng)前存量模塊，其確定由所述催化劑存儲(chǔ)的NH3質(zhì)量，且在產(chǎn)生具有所述第一狀態(tài)的所述逃逸信號(hào)之后將所述存儲(chǔ)質(zhì)量設(shè)定為等于所述 最大存儲(chǔ)容量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的定量模塊，其特征在于，還包括 存量比模塊，其基于所述存儲(chǔ)質(zhì)量和所述最大存儲(chǔ)容量確定存量比；存量調(diào)節(jié)模塊，其基于所述存量比確定第二劑量調(diào)節(jié)值；和 選擇器模塊，其基于所述逃逸信號(hào)選擇所述第一劑量調(diào)節(jié)值和所述第二劑量調(diào)節(jié)值中的一個(gè)，其中，所述劑量確定模塊基于所述基量信號(hào)和所述選擇的劑量調(diào)節(jié) 值產(chǎn)生所述定量信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的定量模塊，其特征在于，當(dāng)產(chǎn)生具有所 述第 一狀態(tài)的所述逃逸信號(hào)時(shí)，所述選擇器才莫塊選擇所述第 一劑量調(diào)節(jié) 值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的定量模塊，其特征在于，所述存量調(diào)節(jié) 模塊基于所述存量比分?jǐn)?shù)確定所述第二劑量調(diào)節(jié)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的定量模塊，其特征在于，所述分?jǐn)?shù)基于 表示所述催化劑溫度的信號(hào)確定。
10. —種方法，包4舌 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于定量試劑質(zhì)量流率的基量信號(hào)；基于氨(NH3)信號(hào)確定第一劑量調(diào)節(jié)值，其中所述NH3信號(hào)表示 催化劑下游測(cè)量的NH3;和基于所述基量信號(hào)和所述第 一劑量調(diào)節(jié)值產(chǎn)生定量信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括基于所述 定量信號(hào)將所迷定量試劑供應(yīng)給所述催化劑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括進(jìn)一步基 于由NH3信號(hào)索引的劑量調(diào)節(jié)值查詢表確定所述第 一 劑量調(diào)節(jié)值。
13. 根椐權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，還包括 將所述NH3信號(hào)與閥值比較；和基于所述比較產(chǎn)生逃逸信號(hào)，所述逃逸信號(hào)具有第一狀態(tài)和第二狀 態(tài)中的一個(gè)，其中，當(dāng)所述NH3信號(hào)大于所述閥值時(shí)，產(chǎn)生具有所述第一狀態(tài)的 所述逃逸信號(hào)。
14. 根椐權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 確定所述催化劑的最大NH3存儲(chǔ)容量； 確定由所述催化劑存儲(chǔ)的NH3質(zhì)量；和在產(chǎn)生具有所述第一狀態(tài)的所述逃逸信號(hào)之后將所述存儲(chǔ)質(zhì)量設(shè) 定為等于所述最大存儲(chǔ)容量。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 基于所述存儲(chǔ)質(zhì)量和所述最大存儲(chǔ)容量確定存量比； 基于所述存量比確定第二劑量調(diào)節(jié)值；基于所述逃逸信號(hào)選擇所述第一劑量調(diào)節(jié)值和所述第二劑量調(diào)節(jié)^i中的一個(gè)；和基于所述基量信號(hào)和所述選擇的劑量調(diào)節(jié)值產(chǎn)生所述定量信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)產(chǎn)生 具有所述第一狀態(tài)的所述逃逸信號(hào)時(shí)，選擇所述第一劑量調(diào)節(jié)值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括基于所述 存量比分?jǐn)?shù)確定所述第二劑量調(diào)節(jié)值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括基于表示 所述催化劑溫度的信號(hào)確定所述分?jǐn)?shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及還原劑噴射控制策略。一種用于車輛的定量模塊，包括基量模塊、劑量調(diào)節(jié)模塊、和劑量確定模塊?；磕K產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于定量試劑的質(zhì)量流率的基量信號(hào)。劑量調(diào)節(jié)模塊接收氨(NH₃)信號(hào)，且基于NH₃信號(hào)確定第一劑量調(diào)節(jié)值。NH₃信號(hào)表示催化劑下游測(cè)量的NH₃。劑量確定模塊基于基量信號(hào)和第一劑量調(diào)節(jié)值產(chǎn)生定量信號(hào)。
文檔編號(hào)F01N9/00GK101285414SQ20081009240
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者C·E·索爾布里格 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司