基材?；目梢员环庋b在具有與排氣管道14流體連通的入口和出口的不銹鋼殼體或罐中?；目梢园ㄔO(shè)置在該基材上的氧化催化劑化合物。氧化催化劑化合物可以作為涂層被涂敷，并且可以包含鉑族金屬例如鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)、或其他適當?shù)难趸呋瘎┗蛘咂浣M合。OC 18可以處理未燃燒氣態(tài)和非揮發(fā)性HC和CO，其被氧化來形成二氧化碳和水，以及將NO轉(zhuǎn)化成NO2以提高SCR設(shè)備20轉(zhuǎn)化NO x的能力。
[0032]PF 19可以設(shè)置在OC 18的下游并且從排氣16中過濾碳和其他顆粒物質(zhì)。根據(jù)至少一個示例性實施例，PF 19可以使用陶瓷壁流式整體排氣過濾器基材構(gòu)成，其被包裝在膨脹襯墊或者當受熱時擴張的非膨脹襯墊(未示出)中，從而固定并隔離封裝在剛性耐熱殼體或罐中的過濾器基材。罐的殼體具有與排氣管道14流體連通的入口和出口。應該認識到，陶瓷壁流式整體排氣過濾器基材本質(zhì)上僅為示例性的，并且PF 19可以包括其他過濾器設(shè)備，舉例而言，例如卷繞或封裝纖維過濾器、開口泡沫或燒結(jié)金屬纖維。
[0033]進入PF 19的排氣16被迫移動通過多孔的相鄰延伸壁，其從排氣16捕獲碳和其他顆粒物質(zhì)。因而，排氣16在從車輛排氣管排出之前被過濾。當排氣16流經(jīng)排氣處理系統(tǒng)10時，跨過入口和出口施加壓力?？梢栽O(shè)置一個或多個壓力傳感器22(例如臺達壓力傳感器)來確定跨過PF 19的壓差(即Λ p)。并且，沉積在PF 19中的顆粒的量隨著時間的推移而增加，從而增加了由發(fā)動機12識別的排氣背壓。可以執(zhí)行再生操作，其燃燒掉聚集在過濾器基材中的碳和顆粒物質(zhì)并且再生PF 19，如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的那樣。
[0034]SCR設(shè)備20可以設(shè)置在PF 19的下游。SCR設(shè)備20包括設(shè)置在上面的包含催化劑的涂層。包含催化劑的涂層可以與還原劑溶液化學反應，以將包含在排氣中的NOx轉(zhuǎn)化為隊和H2O,如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的那樣。包含催化劑的涂層可以包含沸石以及一種或多種基底金屬組分例如鐵("Fe")、鈷("Co")、銅("Cu")或釩("V")，其在存在順3的情況下能夠高效地工作，以將排氣16中的NOx組分轉(zhuǎn)化成可接受的副產(chǎn)品(例如雙原子氮(N2)和水(Η20))。下文將SCR設(shè)備20轉(zhuǎn)化NOx的效率稱為“NO χ轉(zhuǎn)化效率”。
[0035]如圖1所示的排氣處理系統(tǒng)10還包括還原劑輸送系統(tǒng)24、控制模塊26以及還原劑質(zhì)量系統(tǒng)28。還原劑輸送系統(tǒng)24將還原劑溶液25引入到排氣16。還原劑輸送系統(tǒng)24包括還原劑供應源30和還原劑注入器32。還原劑供應源30存儲還原劑溶液25并且與還原劑注入器32流體連通。因而，還原劑注入器32可以將可選定量的還原劑溶液25注入到排氣管道14中，以便在SCR設(shè)備20的上游的位置將還原劑溶液25引入到排氣16。還原劑溶液25可以包括活性還原劑，活性還原劑包括但不限于尿素(CO(NH2)2)和氨(ΝΗ3)。還原劑溶液25可以是固體、氣體或液體的形式，或者是尿素水溶液。例如，還原劑溶液25可以包括氨(NH3)和水(H2O )的水溶液。
[0036]溶液比例可以確定還原劑溶液25的質(zhì)量，并且可以影響SCR設(shè)備20有效地減少NOx的效率(S卩，勵滿化效率)。溶液比例可以基于還原劑溶液中的NH3的量。例如，具有“標稱質(zhì)量”的還原劑溶液25當在有效工作條件下工作時可以提供第一 NOx轉(zhuǎn)化效率?！皹朔Q質(zhì)量”可以確定為具有32.5%的尿素和67.5%的H2O的第一溶液比例的還原劑溶液。具有“下降質(zhì)量”的還原劑溶液25當在有效工作條件下工作時可以提供小于第一 NOx轉(zhuǎn)化效率的第二 NOx轉(zhuǎn)化效率?！跋陆蒂|(zhì)量”可以確定為具有例如16.25%的尿素和83.75%的H2O的第二溶液比例的還原劑溶液25。具有“欠缺質(zhì)量”的還原劑溶液25當在有效工作條件下工作時可以提供小于第一 NOxR化效率和第二 NO ,轉(zhuǎn)化效率的第三NO x轉(zhuǎn)化效率?！扒啡辟|(zhì)量”可以確定為具有例如5%的尿素和95%的H2O的第三溶液比例的還原劑溶液25。上面提及的有效工作條件可以基于存儲在SCR設(shè)備20上的NH3的量、發(fā)動機運轉(zhuǎn)時間和/或SCR設(shè)備20的溫度。
[0037]控制模塊26可以基于由一個或多個傳感器提供的數(shù)據(jù)和/或存儲在存儲器中的建模數(shù)據(jù)控制發(fā)動機12、再生過程、還原劑輸送系統(tǒng)24以及還原劑質(zhì)量系統(tǒng)28。例如，控制模塊26根據(jù)還原劑存儲模型控制還原劑注入器32的操作。在各個實施例中，控制模塊26可以基于一個或多個溫度傳感器確定排氣處理系統(tǒng)10的各個參數(shù)(P1-PnX除了Λ P以夕卜，控制模塊26可以確定排氣16的溫度(TeAS)、PF 19的溫度(Tpf)、PF 19上加載的煙灰量、SCR設(shè)備20的溫度(Tsai)以及SCR設(shè)備20上加載的NH3的量。一個或多個傳感器可以向控制模塊26輸出指示相應參數(shù)的信號。例如，第一溫度傳感器38可以設(shè)置為與排氣16流體連通以生成指示TeAS的信號，并且第二溫度傳感器39可以聯(lián)接到SCR設(shè)備20以確定T SCK。
[0038]控制模塊26還確定NOx轉(zhuǎn)化效率?？梢詼y量NO x轉(zhuǎn)化效率來確定實際NOx轉(zhuǎn)化效率和/或可以利用存儲在控制模塊26的存儲器中的模型來預測。測量NOx轉(zhuǎn)化效率例如可以基于由第一 NOx傳感器即上游NO x傳感器40確定的NOx水平與由第二 NO x傳感器即下游NOx傳感器42確定的NO x水平之間的差值。
[0039]建模NOx轉(zhuǎn)化效率可以基于一個或多個輸入?yún)?shù)預測或確定期望NOx轉(zhuǎn)化效率。輸入?yún)?shù)可以包括一個或多個上面描述的參數(shù)P1-Pp控制模塊26可以然后使用NOx轉(zhuǎn)化模型來根據(jù)一個或多個參數(shù)輸入值預測期望NOx轉(zhuǎn)化效率。
[0040]還原劑質(zhì)量系統(tǒng)28包括還原劑質(zhì)量傳感器34和合理性診斷控制模塊36。還原劑質(zhì)量傳感器34與存儲在還原劑供應源30中的還原劑溶液25電氣通信。因而，還原劑質(zhì)量傳感器34確定還原劑溶液25的溶液比例，并且向合理性診斷控制模塊36輸出指示溶液比例的信號?；谌芤罕壤€原劑質(zhì)量傳感器34可以如上面詳細描述的那樣確定還原劑溶液25的質(zhì)量。例如，還原劑質(zhì)量傳感器34可以確定還原劑溶液25具有第一溶液比例(例如，32.5%的尿素和67.5%的H20)。基于第一溶液比例，還原劑質(zhì)量傳感器34可以確定還原劑溶液25具有“標稱質(zhì)量”。然而，如果還原劑質(zhì)量傳感器34確定還原劑溶液25具有第二溶液比例(例如，16.25%的尿素和83.75%的H2O),那么還原劑質(zhì)量傳感器34可以確定還原劑溶液25具有“下降質(zhì)量”。還原劑質(zhì)量傳感器34還可以確定存儲在還原劑供應源30中的還原劑溶液25的量的變化。然而可以認識到，可以使用單獨的傳感器來檢測存儲在還原劑供應源30中的還原劑溶液25的量。
[0041]合理性診斷控制模塊36可以將還原劑質(zhì)量傳感器34的操作和輸出合理化。根據(jù)至少一個示例性實施例，合理性診斷控制模塊36可以與控制模塊26電氣通信，以基于測量NOx轉(zhuǎn)化和建模NOx轉(zhuǎn)化來確定NOx轉(zhuǎn)化差(Λ Ν0Χ)? ΔNQX可以計算為測量的(即實際的)NOx轉(zhuǎn)化效率和建模的(即預測的)NOx轉(zhuǎn)化效率之間的差。
[0042]合理性診斷控制模塊36還可以在存儲器中存儲查找表(LUT)，其將多個質(zhì)量參數(shù)與期望Λ胃值和期望Λ ■閾值相互參照。期望Λ Nra值是指示在注入了具有特定溶液比例的還原劑溶液之后的期望Anot的值。多個質(zhì)量參數(shù)例如可以包括還原劑溶液比例值。合理性診斷控制模塊36可以基于感測的還原劑溶液比例與Λ 之間的比較，將還原劑質(zhì)量傳感器34合理化。更具體來說，合理性診斷控制模塊36可以接收由還原劑質(zhì)量傳感器34感測的還原劑溶液比例，并且可以確定相應的期望Anot值。還原劑質(zhì)量傳感器34可以基于從控制模塊26接收的測量的和建模的Anot值計算實際Λ Nra值，并且然后可以將實際Λ Ν0Χ值與由LUT指示的期望Ara值進行比較。例如，如果實際Λ ^值小于由LUT指示的相應的Δ 閾值，那么合理性診斷控制模塊36可以確定還原劑質(zhì)量傳感器34是不令人滿意的或有缺陷的。在這點上，還原劑數(shù)量控制模塊36可以確定還原劑質(zhì)量傳感器34不正確地檢測還原劑溶液25的溶液比例(即，還原劑溶液的質(zhì)量)。
[0043]根據(jù)另一個實施例，例如，如果實際Λ胃值等于或大于由LUT指示的相應Λ Ν()Χ_值，那么合理性診斷控制模塊36可以確定還原劑質(zhì)量傳感器34是令人滿意的或足夠的。合理性診斷控制模塊36然后可以向控制模塊26輸出指示還原劑質(zhì)量傳感器34的合理性的一個或多個還原劑質(zhì)量信號?；谶€原劑質(zhì)量信號，當還原劑溶液25的溶液比例(S卩，還原劑溶液的質(zhì)量)動態(tài)地變化時，控制模塊26可以采取一個或多個校正動作來主動地改進NOx轉(zhuǎn)化。根據(jù)至少一個示例性實施例，校正動作可以包括調(diào)節(jié)注入到排氣16中的還原劑溶液25的量以動態(tài)地補償溶液比例的變化。在這點上，如果還原劑溶液25的質(zhì)量下降，那么可以注入增加量的還原劑溶液25來補償還原劑。然而，如果還原劑溶液25的質(zhì)量上升，那么可以注入減少量的還原劑溶液25。
[0044]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出了根據(jù)至少一個示例性實施例的電子合理性診斷控制模塊36。合理性診斷控制模塊36包括存儲器單元100、電子NOjf化單元102以及電子合理化單元104。存儲器單元100可以存儲一個或多個參數(shù)值、閾值和/或一個或多個查找表(LUT)。例如，存儲器單元100可以存儲將多個還原劑溶液比例值與相應的期望Anot閾值相互參照的 LUT200。
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