專利名稱：控制選擇性催化還原催化劑內(nèi)氨含量的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及利用氮氧化物傳感器控制選擇性催化還原催化劑內(nèi)氨含量的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
本文中提供的背景技術(shù)說明主要是為了給出本公開的背景。當前署名的發(fā)明人在該背景技術(shù)部分描述的程度上所做的工作以及說明書中不能以其他方式有資格成為提交申請時現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容既不明確也不隱含地被承認作為對于本公開而言的現(xiàn)有技術(shù)。三效和選擇性催化還原(SCR)催化劑減少來自于發(fā)動機的廢氣排放。當發(fā)動機的空燃比為富燃或化學計量比時，三效催化劑減少烴類、一氧化碳和氮氧化物并且生成氨，而SCR催化劑則儲存氨。當空燃比為稀燃時，三效催化劑減少烴類和一氧化碳，并且儲存在SCR催化劑內(nèi)的氨被用于減少氮氧化物。因此，儲存在SCR催化劑內(nèi)的氨量會在空燃比為稀燃時減少。通常，空燃比被調(diào)節(jié)為稀燃以提高燃料的經(jīng)濟性。被動式SCR系統(tǒng)可以將空燃比從稀燃切換至富燃以增加SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。主動式SCR系統(tǒng)將配量劑例如尿素噴入廢氣內(nèi)以增加SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。配量劑分解以生成儲存在SCR催化劑內(nèi)的氨。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開原理的一種系統(tǒng)包括空燃比確定模塊和排放量確定模塊。空燃比確定模塊根據(jù)來自空燃比傳感器的輸入量確定空燃比，空燃比傳感器位于三效催化劑下游，三效催化劑位于選擇性催化還原(SCR)催化劑上游。排放量確定模塊根據(jù)空燃比選擇預(yù)定值和輸入量中的一個。輸入量接收自位于三效催化劑下游的氮氧化物傳感器。排放量確定模塊根據(jù)預(yù)定值和接收自氮氧化物傳感器的輸入量中的一個確定氨含量。方案I、一種系統(tǒng),包括
空燃比確定模塊，其根據(jù)來自空燃比傳感器的輸入量確定空燃比，空燃比傳感器位于三效催化劑下游，三效催化劑位于選擇性催化還原(SCR)催化劑上游；以及
排放量確定模塊，其根據(jù)空燃比選擇預(yù)定值和接收自位于三效催化劑下游的氮氧化物傳感器的輸入量中的一個，并且其根據(jù)預(yù)定值和接收自氮氧化物傳感器的輸入量中的一個確定氨含量。方案2、如方案I所述的系統(tǒng)，其中排放量確定模塊在空燃比為富燃時根據(jù)接收自氮氧化物傳感器的輸入量確定氨含量。方案3、如方案2所述的系統(tǒng),其中排放量確定模塊在空燃比為稀燃時確定氨含量約為零。方案4、如方案3所述的系統(tǒng)，其中氮氧化物傳感器位于三效催化劑的出口處。方案5、如方案4所述的系統(tǒng)，進一步包括儲存量估算模塊，其根據(jù)氨含量、廢氣溫度和廢氣流速估算SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。方案6、如方案5所述的系統(tǒng)，進一步包括空燃比控制模塊，其在氨儲存量小于第一預(yù)定含量時將空燃比調(diào)節(jié)為化學計量比和富燃之一，并且在氨儲存量大于或等于第二預(yù)定含量時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。方案7、如方案3所述的系統(tǒng)，其中氮氧化物傳感器包括位于SCR催化劑入口處的第一傳感器和位于SCR催化劑入口下游的第二傳感器，并且排放量確定模塊分別根據(jù)接收
自第一傳感器和第二傳感器的輸入量確定第一含量和第二含量。
方案8、如方案7所述的系統(tǒng)，進一步包括儲存量確定模塊，其根據(jù)第一含量和第二含量確定SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。方案9、如方案7所述的系統(tǒng)，進一步包括空燃比控制模塊，其在第二含量與第一含量之比小于第一預(yù)定值時將空燃比調(diào)節(jié)為化學計量比和富燃之一，并且在第二含量與第一含量之比大于或等于第二預(yù)定值時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。方案10、如方案7所述的系統(tǒng)，進一步包括儲存效率確定模塊，其根據(jù)第一含量和第二含量確定SCR催化劑儲存氨的能力。方案11、一種方法，包括
根據(jù)來自空燃比傳感器的輸入量確定空燃比，空燃比傳感器位于三效催化劑下游，三效催化劑位于選擇性催化還原(SCR)催化劑上游；以及
根據(jù)空燃比選擇預(yù)定值和接收自位于三效催化劑下游的氮氧化物傳感器的輸入量中的一個；并且
根據(jù)預(yù)定值和接收自氮氧化物傳感器的輸入量中的一個確定氨含量。方案12、如方案11所述的方法，在空燃比為富燃時根據(jù)接收自氮氧化物傳感器的輸入量確定氨含量。方案13、如方案12所述的方法，在空燃比為稀燃時確定氨含量約為零。方案14、如方案13所述的方法，其中氮氧化物傳感器位于三效催化劑的出口處。方案15、如方案14所述的方法，進一步包括根據(jù)氨含量、廢氣溫度和廢氣流速估算SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。方案16、如方案15所述的方法，進一步包括
在氨儲存量小于第一預(yù)定含量時將空燃比調(diào)節(jié)為化學計量比和富燃之一；并且 在氨儲存量大于或等于第二預(yù)定含量時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。方案17、如方案13所述的方法，其中氮氧化物傳感器包括位于SCR催化劑入口處的第一傳感器和位于SCR催化劑入口下游的第二傳感器，并且所述方法進一步包括分別根據(jù)接收自第一傳感器和第二傳感器的輸入量確定第一含量和第二含量。方案18、如方案17所述的方法，進一步包括根據(jù)第一含量和第二含量確定SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。方案19、如方案17所述的方法，進一步包括
在第二含量與第一含量之比小于第一預(yù)定值時將空燃比調(diào)節(jié)為化學計量比和富燃之一；并且
在第二含量與第一含量之比大于或等于第二預(yù)定值時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。方案20、如方案17所述的方法，進一步包括根據(jù)第一含量和第二含量確定SCR催化劑儲存氨的能力
本公開的更多可應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鶕?jù)以下提供的詳細說明而變得顯而易見。應(yīng)該理解具體說明和特定示例僅僅是為了進行說明而并不是為了限制本公開的保護范圍。


根據(jù)具體說明和附圖可以更加完整地理解本公開，其中 圖I是根據(jù)本公開原理的示例性發(fā)動機系統(tǒng)的功能性方塊 圖2是根據(jù)本公開原理的示例性控制系統(tǒng)的功能性方塊圖；以及 圖3是根據(jù)本公開的原理的示例性方法示出的流程圖。
具體實施例方式以下的說明內(nèi)容在本質(zhì)上僅僅是示意性的而絕不是為了限制本公開、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見，相同的附圖標記可以在附圖中被用于標識類似的元件。如本文中所用，短語A，B和C中的至少一個應(yīng)該被解讀為使用非排他性邏輯“或”表示的邏輯(A或B或C)。應(yīng)該理解方法中的步驟可以按不同的順序執(zhí)行而并不改變本公開的原理。如本文中所用，術(shù)語模塊可以指專用集成電路(ASIC)、電子電路、組合邏輯電路、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、執(zhí)行代碼的(共享、專用或群組)處理器、提供所述功能的其他合適部件或者部分或全部上述內(nèi)容的組合例如片載系統(tǒng)內(nèi)的一部分或包含它們在內(nèi)。術(shù)語模塊可以包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的(共享、專用或群組)存儲器。如上所用的術(shù)語代碼可以包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以指程序、例行程序、函數(shù)、類和/或?qū)ο蟆Ｈ缟纤玫男g(shù)語共享是指可以利用單個(共享)處理器執(zhí)行來自多個模塊的部分或全部代碼。另外，來自多個模塊的部分或全部代碼可以由單個(共享)存儲器存儲。如上所用的術(shù)語群組是指可以利用處理器群組或執(zhí)行引擎群組執(zhí)行來自單個模塊的部分或全部代碼。例如，多核和/或多線程的處理器可被認為是執(zhí)行引擎。在各種實施方式中，執(zhí)行引擎可以跨越一個處理器、跨越多個處理器以及跨越不同位置的處理器分組，例如并行處理裝置中的多個服務(wù)器。另外，可以利用存儲器群組存儲來自單個模塊的部分或全部代碼。本文中介紹的裝置和方法可以通過由一個或多個處理器執(zhí)行的一種或多種計算機程序?qū)嵤?。計算機程序包括存儲在非瞬時性實體計算機可讀取介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行的指令。計算機程序還可以包括存儲的數(shù)據(jù)。非瞬時性實體計算機可讀取介質(zhì)的非限制性示例是非易失性存儲器、磁存儲器和光學存儲器。發(fā)動機控制系統(tǒng)可以估算位于三效催化劑下游的選擇性催化還原(SCR)催化劑內(nèi)的氨儲存量并根據(jù)氨儲存量調(diào)節(jié)發(fā)動機的空燃比。氨儲存量可以根據(jù)廢氣流量和廢氣中的氨量進行估算。氨量可以根據(jù)廢氣溫度以及進入和/或離開三效催化劑的廢氣中的烴類含量、氫含量、氮氧化物含量和一氧化碳含量進行估算。用這種方式估算氨含量需要進行校正工作以將氨含量與用于針對具體機動車應(yīng)用估算氨含量的因素相關(guān)聯(lián)。另外，用這種方式估算氨含量需要控制發(fā)動機的發(fā)動機控制單元(ECU)中的計算能力。校正工作和額外的ECU計算能力會增加車輛成本。氨含量可以利用位于廢氣流內(nèi)的氨傳感器進行測量。但是，氨傳感器也會增加車輛成本。三效催化劑在空燃比為富燃時還原氮氧化物并生成氨。因此，離開三效催化劑的廢氣中的氮氧化物含量在空燃比為富燃時可能接近于零，并且離開三效催化劑的廢氣中的氨含量在空燃比為稀燃時可能接近于零。氮氧化物傳感器可以被用于檢測氮氧化物含量和氨含量。根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法基于接收自位于三效催化劑下游的空燃比傳感器和氮氧化物傳感器的輸入量確定來自發(fā)動機的廢氣中的氨含量。當空燃比傳感器指示發(fā)動機的空燃比為化學計量比或富燃時，氨含量根據(jù)接收自氮氧化物傳感器的輸入量確定。當空燃比傳感器指示發(fā)動機的空燃比為稀燃時，氨含量被確定為預(yù)定值(例如零)。根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法可以基于氨含量、一種或多種廢氣溫度和廢氣流速估算位于三效催化劑下游的SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。氮氧化物傳感器可以位于三效催化劑的·出口處。廢氣溫度可以在SCR催化劑的入口和出口處測量。發(fā)動機的空燃比可以根據(jù)估算的氨儲存量在富燃和稀燃之間切換。根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法可以利用位于SCR催化劑入口處以及位于SCR催化劑入口和出口之間中途處的氮氧化物傳感器確定SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。空燃比可以在中點氨含量與入口氨含量之比小于第一數(shù)值時切換為富燃或化學計量比?？杖急瓤梢栽谥悬c氨含量與入口氨含量之比大于或等于第二數(shù)值時切換為稀燃。第一和第二數(shù)值可以相等或不同，并且可以預(yù)先確定以將氨儲存量保持在飽和和耗盡之間的期望范圍內(nèi)。利用位于三效催化劑下游的空燃比傳感器和氮氧化物傳感器確定廢氣中的氨含量與其他的方法相比只需較少的校正工作和較少的計算能力。用這種方式確定氨含量還使得能夠檢測很高的氨含量(例如2000ppm)。另外，氮氧化物傳感器經(jīng)常被用于其他的診斷和控制系統(tǒng)，并且因此不會增加車輛成本。利用位于SCR催化劑入口和中點處的傳感器確定氨含量使得不用確定氨儲存量就能控制氨儲存量，需要的校正工作和計算能力更少?，F(xiàn)參照圖1，給出了示范性發(fā)動機系統(tǒng)100的功能性方塊圖。發(fā)動機系統(tǒng)100包括根據(jù)來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入燃燒空氣/燃料混合物以生成用于機動車的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的發(fā)動機102?？諝馔ㄟ^進氣系統(tǒng)106被吸入發(fā)動機102內(nèi)。僅僅是舉例，進氣系統(tǒng)106可以包括進氣歧管108和節(jié)氣門110。僅僅是舉例，節(jié)氣門110可以包括具有可旋轉(zhuǎn)閥片的蝶閥。發(fā)動機控制模塊(ECM) 112控制節(jié)氣門致動模塊116，其調(diào)整節(jié)氣門110的開度以控制吸入進氣歧管108內(nèi)的空氣量。來自進氣歧管108的空氣被吸入發(fā)動機102的氣缸內(nèi)。盡管發(fā)動機102可以包括多個氣缸，但是為了進行說明，僅示出了一個代表性的氣缸114。僅僅是舉例，發(fā)動機102可以包括2，3，4，5，6，8，10和/或12個氣缸。ECM 112可以停用部分氣缸，這樣可以提高某些發(fā)動機運行工況下的燃料經(jīng)濟性。發(fā)動機102可以使用四沖程循環(huán)工作。以下介紹的四沖程被命名為進氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)的每一轉(zhuǎn)期間會在氣缸114內(nèi)進行四個沖程中的兩個。因此，必需曲軸兩轉(zhuǎn)才能讓氣缸114經(jīng)歷所有的四個沖程。在進氣沖程期間，來自進氣歧管108的空氣通過進氣門117被吸入氣缸114內(nèi)。ECM 112控制燃料致動模塊118調(diào)節(jié)燃料噴射以實現(xiàn)所需的空燃比。燃料可以在中央位置或者在多個位置例如在每一個氣缸的節(jié)氣門117附近被噴入進氣歧管108內(nèi)。在不同的實施方式中(未不出)，燃料可以被直接噴入氣缸內(nèi)或者被噴入與氣缸相連的混合室內(nèi)。燃料致動模塊118可以停止向停用氣缸噴射燃料。噴射的燃料在氣缸114內(nèi)與空氣混合并且形成空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸114內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動機102可以是壓燃式發(fā)動機，在此情況下氣缸114內(nèi)的壓縮點燃空氣/燃料混合物?？蛇x地，發(fā)動機102可以是火花點火式發(fā)動機，在此情況下火花致動模塊120根據(jù)來自ECM 112的信號給氣缸114內(nèi)的火花塞122通電以點燃空氣/燃料混合物?；鸹c火正時可以相對于活塞在其被稱為上止點(TDC)的最高位置時的時刻來指定?；鸹ㄖ聞幽K120可以由明確在TDC之前或之后多久的正時信號控制以生成火花。因為活塞位置與曲軸的轉(zhuǎn)動直接相關(guān)，所以火花致動模塊120的操作可以與曲軸轉(zhuǎn)角同步。在不同的實施方式中，火花致動模塊120可以停止向停用氣缸提供火花。 生成火花可以被稱為點火事件?；鸹ㄖ聞幽K120可以具備針對每一次點火事件改變火花點火正時的能力?；鸹ㄖ聞幽K120甚至可以做到在上一次點火事件和下一次點火事件之間改變火花點火正時信號時變更下一次點火事件的火花點火正時。在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動活塞向下，由此驅(qū)動曲軸。燃燒沖程可以被定義為活塞到達TDC以及活塞返回到下止點(BDC)的時刻之間的時間。在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上移動并且通過排氣門124排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物通過排氣系統(tǒng)126從機動車排出。發(fā)動機系統(tǒng)100可以包括為進氣歧管108提供加壓空氣的增壓設(shè)備。例如，圖I示出了渦輪增壓器，包括由流過排氣系統(tǒng)126的高溫廢氣提供動力的高溫渦輪128-1。渦輪增壓器還包括由渦輪128-1驅(qū)動的低溫空氣壓縮機128-2以壓縮引入節(jié)氣門110內(nèi)的空氣。在不同的實施方式中，由曲軸驅(qū)動的增壓器(未示出)可以壓縮來自節(jié)氣門110的空氣并將壓縮空氣輸送至進氣歧管108。廢氣門130可以允許廢氣繞過渦輪128-1，由此降低渦輪增壓器的增壓(進氣壓縮量)。ECM 112可以通過增壓致動模塊132控制渦輪增壓器。增壓致動模塊132可以通過控制廢氣門130的位置來調(diào)節(jié)渦輪增壓器的增壓。在不同的實施方式中，可以通過增壓致動模塊132控制多個渦輪增壓器。渦輪增壓器可以具有可變的幾何形狀，這可以由增壓致動模塊132進行控制。中冷器(未示出)可以消耗壓縮空氣進氣中包含的在空氣被壓縮時產(chǎn)生的部分熱量。壓縮空氣進氣也可以由排氣系統(tǒng)126中的部件吸收熱量。盡管為了進行說明而單獨示出，但是渦輪128-1和壓縮機128-2也可以彼此相連，緊鄰高溫廢氣地置于進氣中。發(fā)動機系統(tǒng)100可以包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥134，其選擇性地重新引導廢氣返回進氣歧管108。EGR閥134可以位于渦輪增壓器中渦輪128-1的上游。EGR閥134可以由EGR致動模塊136控制。排氣系統(tǒng)126包括三效催化劑(TWC) 138和選擇性催化還原(SCR)催化劑140。當發(fā)動機102的空燃比為富燃或化學計量比時，TWC 138減少烴類、一氧化碳和氮氧化物并且生成氨，而SCR催化劑140則儲存氨。當空燃比為稀燃時，TffC 138減少烴類和一氧化碳，并且儲存在SCR催化劑140內(nèi)的氨被用于減少氮氧化物。曲軸的位置可以利用曲軸位置傳感器(CPS) 142進行測量。ECM 112可以根據(jù)曲軸位置確定曲軸的轉(zhuǎn)速(也就是發(fā)動機轉(zhuǎn)速)。發(fā)動機冷卻液的溫度可以利用發(fā)動機冷卻液溫度(ECT)傳感器144進行測量。ECT傳感器144可以位于發(fā)動機102內(nèi)或者位于循環(huán)冷卻液的其他位置例如散熱器(未示出)處。進氣歧管108內(nèi)的壓力可以利用歧管絕對壓力(MAP)傳感器146進行測量。在不同的實施方式中，可以測量發(fā)動機真空度，其是環(huán)境空氣壓力和進氣歧管108內(nèi)的壓力之間的差值?？諝饬魅脒M氣歧管108內(nèi)的質(zhì)量流速可以利用空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器148進行測量。在不同的實施方式中，MAF傳感器148可以位于還包括節(jié)氣門110的殼體內(nèi)。節(jié) 氣門致動模塊116可以利用一個或多個節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 150監(jiān)測節(jié)氣門110的位置。被吸入發(fā)動機102內(nèi)的空氣的環(huán)境溫度可以利用進氣溫度(IAT)傳感器151進行測量。廢氣中的氮氧化物和氨的含量可以利用氮氧化物(NOx)傳感器152，154，156進行測量。NOx傳感器152位于TWC 138下游例如TWC 138的出口處。NOx傳感器154可以位于SCR催化劑140的入口處并且NOx傳感器156可以位于SCR催化劑140入口和出口之間的中途處?？蛇x地，NOx傳感器154可以位于SCR催化劑140的中點處和/或NOx傳感器156可以位于SCR催化劑140入口下游的其他位置例如SCR催化劑140的出口處。來自發(fā)動機102的廢氣空燃比可以利用空燃比(AFR)傳感器158進行測量。AFR傳感器158位于TWC 138下游例如TWC 138的出口處。盡管稱為空燃比傳感器，但是AFR傳感器158也可以是氧傳感器或含氧傳感器。廢氣溫度可以利用溫度傳感器160，162進行測量。溫度傳感器160，162可以如圖所示分別位于SCR催化劑140的入口和出口處。ECM 112可以利用來自各個傳感器的信號做出用于發(fā)動機系統(tǒng)100的控制決策以及識別發(fā)動機系統(tǒng)100中的故障。ECM 112可以在ECM 112識別出發(fā)動機系統(tǒng)100中的故障時激活故障指示燈(MIL) 164。在激活時，MIL 164通知駕駛員發(fā)動機系統(tǒng)100中有故障。盡管MIL 164被稱為燈，但是MIL 164也可以使用光以外的指示介質(zhì)，包括聲音和振動。ECM 112根據(jù)接收自AFR傳感器158的輸入量確定離開TWC 138的廢氣空燃t匕。當空燃比為稀燃時，ECM 112確定離開TWC 138的廢氣中的氨含量等于預(yù)定值(例如約為零)。當空燃比為富燃或化學計量比時，ECM 112根據(jù)接收自一個或多個NOx傳感器152，154，156的輸入量確定離開TWC 138的廢氣中的氨含量。參照圖2，ECM 112包括空燃比(AFR)確定模塊202和氨含量確定模塊204。AFR確定模塊202根據(jù)接收自AFR傳感器158的輸入量確定空燃比。AFR確定模塊202輸出空燃比。排放量確定模塊204根據(jù)空燃比和接收自一個或多個NOx傳感器152，154，156的輸入量確定一種或多種排放量。排放量包括一種或多種氮氧化物含量以及一種或多種氨含量。當空燃比為稀燃時，排放量確定模塊204利用NOx傳感器152，154，156確定氮氧化物含量并且確定氨含量等于預(yù)定值(例如約為零)。當空燃比為富燃或化學計量比時，排放量確定模塊204確定氮氧化物含量等于預(yù)定值(例如約為零)并且利用NOx傳感器152，154，156確定氨含量。氮氧化物含量可以包括分別根據(jù)來自NOx傳感器152，154，156的輸入量確定的TffC出口 NOx含量、SCR入口 NOx含量以及SCR中點NOx含量。氨含量可以包括分別根據(jù)來自NOx傳感器152，154，156的輸入量確定的TWC出口氨含量、SCR入口氨含量以及SCR中
點氨含量。氨含量確定模塊204輸出氮氧化物含量和氨含量。儲存量估算模塊206根據(jù)一種或多種氮氧化物含量、一種或多種氨含量、一種或多種廢氣溫度和/或廢氣流速估算SCR催化劑140內(nèi)的氨儲存量。儲存量估算模塊206可以根據(jù)分別接收自溫度傳感器160，162的輸入量確定SCR的入口和出口溫度。儲存量估算模塊206可以根據(jù)接收自MAF傳感器148的輸入量確定廢氣流速。儲存量估算模塊206可以根據(jù)TWC出口的NOx和氨含量、SCR的入口和出口溫度以及廢氣流速估算氨儲存量。儲存量估算模塊206可以分別根據(jù)TWC出口的NOx和氨含量以及廢氣流速確定NOx和氨的流速。儲存量估算模塊206可以根據(jù)SCR的入口和出口溫度估算SCR催化劑140的氨儲存效率。儲存量估算模塊206可以根據(jù)NOx流速和稀燃時段的乘積估算稀燃時段期間氨儲存量的下降。儲存量估算模塊206可以根據(jù)氨流速、氨儲存效率和富燃時段的乘積估算富燃時段期間氨儲存量的上升。儲存量估算模塊206輸出估算的氨儲存量。
儲存量確定模塊208根據(jù)SCR入口和中點的NOx含量、SCR入口和中點的氨含量以及廢氣流速確定氨儲存量。廢氣流速可以接收自儲存量估算模塊206。儲存量確定模塊208可以分別根據(jù)SCR入口和中點的NOx含量以及廢氣流速確定入口和中點的NOx流速。儲存量確定模塊208可以分別根據(jù)SCR入口和中點的氨含量以及廢氣流速確定入口和中點的氨流速。儲存量確定模塊208可以根據(jù)稀燃時段與入口和中點的NOx流速之間差值的乘積確定稀燃時段期間氨儲存量的下降。儲存量確定模塊208可以根據(jù)富燃時段與入口和中點的氨流速之間差值的乘積確定富燃時段期間氨儲存量的上升。儲存量確定模塊208輸出確定的氨儲存量?？杖急?AFR)控制模塊210根據(jù)氨含量、估算的氨儲存量和/或確定的氨儲存量控制發(fā)動機102的空燃比。AFR控制模塊210可以在SCR中點氨含量與SCR入口氨含量之比小于第一數(shù)值時將空燃比調(diào)節(jié)為富燃或化學計量比。AFR控制模塊210可以在SCR中點氨含量與SCR入口氨含量之比大于或等于第二數(shù)值時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。第一和第二數(shù)值可以相等或不同，并且可以預(yù)先確定以將氨儲存量保持在飽和和耗盡之間的期望范圍內(nèi)。AFR控制模塊210可以在估算或確定的氨儲存量小于第一含量時將空燃比調(diào)節(jié)為富燃或化學計量比。AFR控制模塊210可以在估算或確定的氨儲存量大于或等于第二含量時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。第一和第二含量可以相等或不同，并且可以預(yù)先確定以將氨儲存量保持在飽和和耗盡之間的期望范圍內(nèi)。儲存能力確定模塊212根據(jù)SCR催化劑140的氨儲存效率確定SCR催化劑140的氨儲存能力。SCR催化劑140的氨儲存能力可能會受到例如污染、溫度和熱降解等因素的影響。因此，例如如果由于溫度的變化造成改變，那么氨儲存效率的改變可能無法指示出氨儲存能力的永久改變。儲存能力確定模塊212可以從儲存量估算模塊206接收入口和中點的氨含量并且根據(jù)中點氨含量與入口氨含量之比確定氨儲存效率。儲存能力確定模塊212可以根據(jù)氨儲存效率以及氨儲存效率和溫度之間的預(yù)定關(guān)系確定氨儲存能力。儲存能力確定模塊212可以根據(jù)第一溫度下的當前儲存效率和第一溫度下的先前儲存效率確定氨儲存能力。儲存能力確定模塊212可以從儲存量估算模塊206接收估算的氨儲存效率。儲存能力確定模塊212可以根據(jù)確定和估算的氨儲存效率確定氨儲存能力。儲存能力確定模塊212可以在氨儲存能力例如由于溫度以外的因素而下降時激活MIL 164。儲存能力確定模塊212可以在確定的氨儲存效率低于估算的氨儲存效率時激活 MIL 164?，F(xiàn)參照圖3，一種用于利用NOx傳感器控制SCR催化劑內(nèi)氨含量的方法開始于302。在304，所述方法確定來自發(fā)動機的廢氣的空燃比。所述方法可以根據(jù)位于TWC下游的AFR傳感器確定空燃比。在306，所述方法確定空燃比是否為稀燃。如果306為真，那么所述方法就在308繼續(xù)。如果306為假，那么所述方法就在310繼續(xù)。在308，所述方法確定來自發(fā)動機的廢氣中氨含量等于預(yù)定值(例如約為零)。在312，所述方法根據(jù)接收自位于TWC下游的一個或多個NOx傳感器的輸入量確定一種或多種氮氧化物含量。 在310，所述方法根據(jù)接收自NOx傳感器的輸入量確定一種或多種氨含量。在314，所述方法確定氮氧化物含量等于預(yù)定值(例如約為零)。NOx傳感器可以位于TWC出口處、SCR催化劑入口處以及SCR催化劑入口和SCR催化劑出口之間的SCR催化劑中點處。在316，所述方法估算SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。所述方法可以根據(jù)空燃比為稀燃時氨儲存量的下降以及空燃比為富燃或化學計量比時氨儲存量的上升來估算氨儲存量。下降可以根據(jù)TWC出口 NOx含量和廢氣流速進行估算。上升可以根據(jù)TWC出口氨含量、廢氣溫度和廢氣流速進行估算。在318，所述方法確定氨儲存量。所述方法可以根據(jù)空燃比為稀燃時氨儲存量的下降以及空燃比為富燃或化學計量比時氨儲存量的上升來確定氨儲存量。下降可以根據(jù)廢氣流速以及SCR入口 NOx含量和SCR中點NOx含量之間的差值確定。上升可以根據(jù)廢氣流速以及SCR入口氨含量和SCR中點氨含量之間的差值確定。在320，所述方法確定空燃比是否為稀燃。如果320為真，那么所述方法就在322繼續(xù)。如果320為假，那么所述方法就在324繼續(xù)。在322，所述方法確定氨儲存量是否小于第一含量?？蛇x地，所述方法可以確定SCR中點氨含量與SCR入口氨含量之比是否小于第一數(shù)值。如果322為真，那么所述方法就在326繼續(xù)。如果322為假，那么所述方法就在328繼續(xù)。在326，所述方法將空燃比調(diào)節(jié)為富燃或化學計量比。在324，所述方法確定氨儲存量是否大于或等于第二含量?？蛇x地，所述方法可以確定SCR中點氨含量與SCR入口氨含量之比是否大于或等于第二數(shù)值。如果324為真，那么所述方法就在330繼續(xù)。如果324為假，那么所述方法就在328繼續(xù)。在330，所述方法將空燃比切換為稀燃。第一和第二含量可以相等或不同，并且第一和第二數(shù)值可以相等或不同。第一和第二含量以及第一和第二數(shù)值可以預(yù)先確定以將氨儲存量保持在飽和和耗盡之間的期望范圍內(nèi)。在328，所述方法估算SCR催化劑的氨儲存效率。所述方法可以根據(jù)廢氣溫度估算氨儲存效率。廢氣溫度可以包括SCR入口溫度和SCR出口溫度。在332，所述方法確定氨儲存效率。所述方法可以根據(jù)SCR入口氨流速和SCR中點氨流速之間的差值確定氨儲存效率。SCR入口氨流速和SCR中點氨流速可以分別根據(jù)SCR入口氨含量和SCR中點氨含量以及廢氣流速確定。在334，所述方法判定確定的氨儲存效率是否小于估算的氨儲存效率。所述方法可以判定確定的氨儲存效率和估算的氨儲存效率之間的差值是否大于預(yù)定值。如果334為真，那么所述方法就在336繼續(xù)。如果334為假，那么所述方法就在304繼續(xù)。在336，所述方法激活故障指示燈。所述方法可以激活故障指示燈以通知駕駛員SCR催化劑的氨儲存能力下降。SCR催化劑的氨儲存能力可能會由于污染和/或熱降解而下降。本公開的廣泛教導能夠以各種形式實施。因此，盡管本公開包括特定的示例，但是 本公開的真實保護范圍不應(yīng)該如此受限，原因在于其他的修改在本領(lǐng)域技術(shù)人員研讀了附圖、說明書和所附權(quán)利要求之后將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 空燃比確定模塊，其根據(jù)來自空燃比傳感器的輸入量確定空燃比，空燃比傳感器位于三效催化劑下游，三效催化劑位于選擇性催化還原(SCR)催化劑上游；以及 排放量確定模塊，其根據(jù)空燃比選擇預(yù)定值和接收自位于三效催化劑下游的氮氧化物傳感器的輸入量中的一個，并且其根據(jù)預(yù)定值和接收自氮氧化物傳感器的輸入量中的一個確定氨含量。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中排放量確定模塊在空燃比為富燃時根據(jù)接收自氮氧化物傳感器的輸入量確定氨含量。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中排放量確定模塊在空燃比為稀燃時確定氨含量約為零。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中氮氧化物傳感器位于三效催化劑的出口處。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，進一步包括儲存量估算模塊，其根據(jù)氨含量、廢氣溫度和廢氣流速估算SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進一步包括空燃比控制模塊，其在氨儲存量小于第一預(yù)定含量時將空燃比調(diào)節(jié)為化學計量比和富燃之一，并且在氨儲存量大于或等于第二預(yù)定含量時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。
7.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中氮氧化物傳感器包括位于SCR催化劑入口處的第一傳感器和位于SCR催化劑入口下游的第二傳感器，并且排放量確定模塊分別根據(jù)接收自第一傳感器和第二傳感器的輸入量確定第一含量和第二含量。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進一步包括儲存量確定模塊，其根據(jù)第一含量和第二含量確定SCR催化劑內(nèi)的氨儲存量。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進一步包括空燃比控制模塊，其在第二含量與第一含量之比小于第一預(yù)定值時將空燃比調(diào)節(jié)為化學計量比和富燃之一，并且在第二含量與第一含量之比大于或等于第二預(yù)定值時將空燃比調(diào)節(jié)為稀燃。
10.一種方法，包括 根據(jù)來自空燃比傳感器的輸入量確定空燃比，空燃比傳感器位于三效催化劑下游，三效催化劑位于選擇性催化還原(SCR)催化劑上游；以及 根據(jù)空燃比選擇預(yù)定值和接收自位于三效催化劑下游的氮氧化物傳感器的輸入量中的一個；并且 根據(jù)預(yù)定值和接收自氮氧化物傳感器的輸入量中的一個確定氨含量。
全文摘要
控制選擇性催化還原催化劑內(nèi)氨含量的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本公開原理的一種系統(tǒng)包括空燃比確定模塊和排放水平確定模塊。空燃比確定模塊根據(jù)來自空燃比傳感器的輸入量確定空燃比，空燃比傳感器位于三效催化劑下游，三效催化劑位于選擇性催化還原(SCR)催化劑上游。排放水平確定模塊根據(jù)空燃比選擇預(yù)定值和輸入量中的一個。輸入量接收自位于三效催化劑下游的氮氧化物傳感器。排放水平確定模塊根據(jù)預(yù)定值和接收自氮氧化物傳感器的輸入量中的一個確定氨水平。
文檔編號F01N11/00GK102900503SQ201210263228
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者M.孫, K.L.佩里, D.L.迪布爾, C.H.金, M.B.弗內(nèi)斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司