响应于氨逃逸条件来控制scr后处理系统的技术的制作方法
【专利摘要】排气后处理系统包括设置在内燃机的排气系统中的选择性催化还原(SCR)催化剂。还原剂喷射器在所述SCR催化剂上游的位置处与排气物流耦接。控制器经配置以确定NH3逃逸条件和响应于NH3逃逸条件来控制排气后处理系统的操作，从而提高脱硝效率和减少NH3逃逸。
【专利说明】响应于氨逃逸条件来控制SCR后处理系统的技术
[0001 ] 背景
本公开的技术领域总体上涉及对内燃机的选择性催化还原(SCR)后处理系统的控制。
[0002]SCR系统对于内燃机应用，包括对于机动车应用，提出了若干项控制挑战。SCR系统包括还原催化剂和还原剂，诸如尿素或氨。喷射器在还原催化剂上游的位置处向排气物流提供还原剂，且还原剂进入排气物流的气相，如氨。在还原剂的引入与还原剂产物的可得性之间有时存在延迟，例如喷入的还原剂颗粒可能需要蒸发至排气物流中，从尿素水解成氨，和/或充分混入排气物流中以便总体上可用于还原催化剂。另外，还原剂催化剂可以包括一定的氨存储容量。存储容量可能使控制过程复杂化，例如，通过建立额外的控制目标(例如存储目标)、通过出乎意料地释放氨(例如当系统条件导致存储容量下降时)和/或通过将一些喷入的氨吸附在催化剂前部中，借此降低氨在催化剂填充操作期间在催化剂后部的利用率。
[0003]机动车应用的瞬变性质加剧了当前可用的SCR系统所提出的挑战。发动机载荷和速度曲线在操作期间以由操作者确定且SCR控制系统一般不会提前知晓的方式变化。另外，可利用的反馈控制系统受制于若干个缺点。举例来说，氨的浓度难以实时测定。工业上合理的NOx传感器可能受制于与氨的交叉敏感性，其使得对来自SCR催化剂的排气出口中所存在的NOx量的测定复杂化。向控制系统中增加NH3传感器可以改善控制能力，但增加了系统的成本。
[0004]氨一般是最终排气排放的不期望的成分，并且从催化剂排放或“逃逸”的氨代表了无效利用的还原剂，这增加了操作成本。还有，在SCR催化剂下游利用氨氧化(AMOX)催化剂的系统中，氨逃逸在某些条件下可能被转化成NOx。因此，在SCR催化剂出口处需要在极低或零氨浓度下操作。然而，与氨具有交叉敏感性的NOx传感器和采用AMOX催化剂的系统中的NH3逃逸向NOx的转化阻碍了提供可靠地估计氨逃逸发生和/或量的能力。这就降低了反馈SCR控制在向排气系统提供最佳量的氨方面的有效性，并且可能产生SCR和/或还原剂喷射器故障状态的伪指示。因而，在响应于氨逃逸条件的SCR控制方面需要进一步的贡献。
[0005]概要
一个实施方案是一种响应于NH3逃逸条件的检测通过操控SCR催化剂的目标脱硝(deNOx)效率来控制SCR后处理系统的独特方法。操作SCR后处理系统以通过SCR催化剂来实现目标脱硝效率。当在当前脱硝效率下检测NH3逃逸条件时，修改的脱硝效率目标被设定为相对于脱硝效率目标有所降低，并且是当前脱硝效率的函数。修改的脱硝效率目标导致向排气系统供应减少量的还原剂。修改的脱硝效率目标随时间推移而增加，直至满足一个或多个NH3逃逸修正条件。
[0006]提供本发明概要以引入对以下说明性实施方案中进一步描述的概念的选择。本发明概要不意图确定要求保护的主题的关键或基本特征，也不意图用于辅助限制要求保护的主题的范围。其他实施方案、形式、目标、特征、优点、方面和效益将从以下描述和附图中变得明显。
[0007]附图简述图1是包括SCR催化剂以减少由内燃机产生的排气流中的NOx排放的系统的示意图。
[0008]图2是用于响应于NH3逃逸条件来控制SCR后处理系统的程序的图解说明。
[0009]图3是用于响应于NH3逃逸条件来控制SCR后处理系统的程序的流程图。
[0010]图4是控制器装置的一个实施方案的示意图，该控制器装置可操作以响应于图1的系统的NH3逃逸条件来控制SCR后处理系统。
[0011]说明性实施方案的描述
出于促进对本发明的原理的理解的目的，现在将参考在附图中说明的实施方案并且将使用专用语言对其进行描述。然而应理解，不意图本发明的范围因此受限制，本文中涵盖所说明的实施方案中的任何变更和进一步修改，以及如其中所说明的本发明原理的任何进一步应用，正如本发明相关领域的技术人员在正常情况下将能想到的那样。
[0012 ]参考图1，内燃机系统1包括由内燃机14的操作产生的排气流12，该排气流12包含一定量的NOx。发动机14包括多个汽缸(未示出)，其接收来自燃料源(未示出)的燃料。预期任何汽缸数目和任何汽缸排布，诸如成列或V形排布。燃料在汽缸中燃烧产生了排气流12，其中一部分可以经由排气再循环(EGR)系统再循环至进气系统(未示出)。还预期无EGR系统的实施方案。
[0013]系统10包括第一NOx传感器16以提供指示SCR催化剂24上游的发动机排出NOx量的测量值的输出。发动机排出NOx量可以替代地通过响应于发动机和排气操作参数的模型或位于系统10中的不同位置处的一个或多个传感器来实际测定。如本文中所用，NOx传感器16是指实际物理NOx传感器或虚拟NOx传感器，或两者。
[0014]系统10包括上游后处理组件18，它可以是氧化催化剂、微粒过滤器或两者。在某些实施方案中，系统10不包括任何氧化催化剂和/或微粒过滤器。系统10还包括与还原剂源22流体耦接的还原剂喷射器20。还原剂喷射器20向排气流12中喷入还原剂，诸如尿素、NH3或其他NH3产生成分。系统10包括处在还原剂喷射器20的下游、用以接收与排气流一起的所喷入的还原剂的SCR催化剂24和处在SCR催化剂24下游的第二 NOx传感器30。在一个实施方案中，Ν0χ传感器30是对氨具有交叉敏感性的物理NOx传感器。在另一个实施方案中，Ν0χ传感器30是虚拟NOx传感器、对氨无交叉敏感性的NOx传感器、氨传感器、虚拟氨传感器或其任何组合。
[0015]系统10可以包括为了将在至少一些操作条件期间来自SCR催化剂24的逃逸NH3中的至少一部分氧化而提供的任选的NH3氧化(AMOX)催化剂26 JMOX催化剂26可以作为离散催化元件存在于来自SCR催化剂24的相同或不同的壳体中，并且可以作为SCR催化剂24的一部分(具体为后部)上的活化涂层(washcoat)包括在内。SCR催化剂24可以包括一个或多个位于相同或不同的壳体中的催化剂元件。额外的SCR催化剂元件可能存在且与本文中的SCR催化剂24—起示意性地包括在内。另外，某些实施方案预期鉴于本文中所公开的系统和技术，AMOX催化剂26可以从系统1中完全去除，从而减缓或消除NH3逃逸。NOx传感器30可以位于SCR催化剂24的出口处，当提供AMOX催化剂时位于SCR催化剂24的出口与AMOX催化剂26的入口之间，或当提供AMOX催化剂时位于AMOX催化剂26的出口处。
[0016]系统10进一步包括控制器28。控制器28可以形成处理子系统的一部分，并且可以包括软件和/或硬件中的功能元件。控制器28可以是单个装置或多于一个分布式装置。控制器28可以具有经结构化以便在功能上执行本文中所描述的任何方法或程序的任何操作的模块。在所说明的实施方案中，控制器28直接或间接地与还原剂喷射器连接以便向排气流动路径中提供还原剂喷射量。控制器28还与NOx传感器16、30连接，以便接收传感器输出信号或在虚拟传感器的情况下接收指示NOx量和/或排气流中存在NOx和/或NH3的一个或多个信号的输出。
[0017]其中控制器28可以经配置以执行控制算法的示例性方法包括提供SCR催化剂，SCR催化剂经设置在由内燃机14产生的排气流中，且还原剂喷射器20在SCR催化剂24上游的位置处与排气流可操作地耦接。该方法包括提供作为虚拟传感器或在SCR催化剂24上游的位置处与排气流耦接的第一 NOx传感器16和在SCR催化剂24下游与排气流耦接的第二 NOx传感器30。
[0018]该方法可以进一步包括建立脱硝效率目标、确定SCR催化剂24的当前脱硝效率、确定其中在当前脱硝效率下发生氨逃逸经过SCR催化剂24的NH3逃逸条件、响应于NH3逃逸条件将暂时脱硝效率目标确定为当前脱硝效率的函数、响应于暂时脱硝效率目标来确定喷入排气流中的NH3量，和响应于NH3量而喷入还原剂直至满足脱硝效率调节条件。
[0019]参考图2，示出了NH3逃逸修正算法100的一个实施方案的图解表示。该图解表示包括沿其水平轴的命令NH3量和沿其垂直轴的脱硝效率反馈量。示出了脱硝效率曲线110，其代表了在不同的命令NH3量下的脱硝效率。在一个实施方案中，命令NH3量是包括由控制器28命令的NH3量的氨与NOx之比(ANR)。在前馈控制中，确定实现目标脱硝效率102的命令NH3量。使用例如来自NOx传感器16、30的NOx量的反馈控制则确定当前脱硝效率与目标脱硝效率的偏差，并且调节前馈NH3量以便在随时间推移出现的不同的发动机排出NOx量的水平下实现目标脱硝效率102。
[0020]然而，在某些操作条件下，通过根据由于例如NH3逃逸条件和/或由所提供的AMOX催化剂产生的NOx所致的NOx效率反馈的反馈控制不能实现脱硝效率目标102。当不能实现目标脱硝量102时，必须增加或减少命令NH3量以实现目标脱硝效率102。因为脱硝效率反馈确定受到NOx传感器30的交叉敏感性和任何AMOX催化剂产生NOx的影响，所以脱硝效率反馈控制不能可靠地用于确定NH3逃逸条件下的命令NH3量。
[0021]控制器28经配置以确定SCR催化剂24的目标脱硝效率102，而且还经配置以确定SCR催化剂24的当前脱硝效率104。目标脱硝效率102通过控制器28响应于指示发动机14和后处理系统的一个或多个操作条件的一个或多个输出信号来确定。目标脱硝效率102可以是静态的量，或响应于操作条件而变化。预期用于确定当前脱硝效率104的任何合适的技术。举例来说，
当前tIscr = (CN0x,ij\-CN0x,itH)/CN0x,ij\等式 I
其中CNQx,是如第一NOx传感器16的实际或虚拟输出所测量的SCR催化剂24入口上游的NOx量，且CNQx,$細是如第二 NOx传感器30的输出所测量的SCR催化剂24下游的NOx量。另外，当前nscR是如第一 NOx传感器16和第二 NOx传感器30的输出所确定的SCR催化剂24在去除NOx方面的脱硝效率。举例来说，在等式I中，如果SCR催化剂去除70%的发动机排出NOx，则当前
rIscR 是 0.7。
[0022]由NOx传感器30在NH3逃逸条件下指示的NOx量过度代表了出口处来自SCR催化剂24的实际NOx量，这是由于例如NOx传感器30对NH3的交叉敏感性和/或当提供AMOX催化剂时NH3被AMOX催化剂26转化成NOx。因此，控制器28无法从脱硝效率曲线110确定提供当前脱硝效率104的命令NH3量是应该增加还是减少以实现目标脱硝效率102。
[0023]算法100包括响应于相对于目标脱硝效率102偏离超过一个阈值量和/或偏离一个时间的阈值量的当前脱硝效率104来确定暂时目标脱硝效率106。阈值偏差可以响应于发动机操作条件而确立为预定静态量或可变量。因为当前脱硝效率104小于目标脱硝效率102，所以暂时目标脱硝效率106可以被确立为当前脱硝效率104的函数。选择小于目标脱硝效率102的命令NH3量的相应暂时命令NH3量，使得从喷射器20提供至排气流的NH3量减少。另外，暂停响应于当前脱硝效率和目标脱硝效率对命令NH3量进行的反馈控制。
[0024]然后如调节曲线108所指示，暂时目标脱硝效率106随时间推移向目标脱硝效率量102增加。暂时目标脱硝效率106的增加可以以任何合适的方式递增地发生，直至满足一个或多个脱硝效率调节条件。脱硝效率调节条件可以包括例如检测到NH3逃逸不再发生、暂时目标脱硝效率106增至静态或动态阈值量以上、暂时目标脱硝效率106达到目标脱硝效率102、时间限制到期、或这些条件中的两个或更多个的组合。
[0025]本文中所描述的某些操作包括用于阐释一个或多个参数的操作。如本文中所用，阐释包括通过本领域中已知的任何方法接收值，其包括至少接收来自数据链路或网络通信的值、接收指示值的电子信号(例如电压、频率、电流或PWM信号)、接收指示值的软件参数、从计算机可读介质上的存储位置读取值、通过本领域中已知的任何手段接收作为运行时间参数的值和/或通过接收由其可以计算所阐释的参数的值和/或通过引用被阐释为参数值的缺省值。
[0026]参考图3，示例性程序200包括提供设置在内燃机14的排气系统中的SCR催化剂24和在SCR催化剂24上游的位置处与排气系统可操作地耦接的还原剂喷射器20。程序200进一步包括提供处在SCR催化剂14上游的第一 NOx传感器16和在SCR催化剂24下游的位置处与排气系统耦接的第二 NOx传感器30。程序200包括用于操作内燃机14来产生排气流的操作202。
[0027]在操作内燃机14期间，程序200包括用于确定SCR催化剂24在从排气流12中去除NOx方面的目标脱硝效率的操作204。程序200进一步包括用于通过向还原剂喷射器20提供还原剂喷射命令由此向排气流12中喷入还原剂的操作206，还原剂喷射器20响应于目标脱硝效率向SCR催化剂24上游的排气流提供命令NH3量。
[0028]操作208确定SCR催化剂24的当前脱硝效率。当前脱硝效率可以用于例如提供对命令NH3量的反馈控制，以实现目标脱硝效率。程序200进一步包括用于确定是否存在NH3逃逸条件的条件210 AH3逃逸条件可以通过任何合适的技术和/或装置来确定，包括使用SCR催化剂24下游的NH3传感器和/或和控制器28中编程的NH3逃逸检测算法。在本公开的一个实施方案中，在NH3逃逸检测中不需要或不涉及SCR催化剂下游的NH3传感器，且NH3逃逸条件由NOx传感器16、30中的一个或多个的输出来确定。非限制性实例NH3逃逸条件检测技术公开于2013年12月18日提交的临时申请序列号61/917，490中，该文献出于所有目的以引用的方式并入本文中。
[0029]如果条件210为否定的，则程序200在操作212下继续进行以调节ANR，从而提供能实现目标脱硝效率的命令NH3量。操作212可以包括响应于当前脱硝效率与目标脱硝效率的偏差而提供反馈控制，和响应于偏差以及发动机14和后处理系统的一个或多个其他操作条件来确定ANR。然后程序200在操作204下继续进行，同时操作内燃机。
[0030]如果条件210为肯定的，则程序200在操作214下继续进行以将目标脱硝效率重设为暂时目标脱硝效率，后者是当前脱硝效率的函数。在一个实施方案中，暂时目标脱硝效率被设至当前脱硝效率。然后响应于暂时目标脱硝效率来调节命令NH3量，同时暂停对NH3量的反馈控制。程序200在操作216下继续进行，以随时间推移增加暂时目标脱硝效率，直至满足一个或多个脱硝效率调节条件。脱硝效率调节条件可以包括例如检测到NH3逃逸不再发生、暂时目标脱硝效率106增至静态或动态阈值量以上、暂时目标脱硝效率达到目标脱硝效率、时间限制到期、或这些条件中的两个或更多个的组合。
[0031]实例系统包括具有控制器28的处理子系统，该控制器经结构化以便在功能上执行某些操作，从而控制SCR后处理系统。在某些实施方案中，控制器28包括一个或多个经结构化以便在功能上执行控制器28的操作的模块。本文中包括诸多模块的描述强调了控制器的诸多方面的结构独立性，并且说明了控制器的操作和责任的一个分组。执行类似总体操作的其他分组被理解为在本申请的范围内。诸多模块可以在硬件中和/或经由计算机可读介质来实施，并且诸多模块可以被分配在不同的硬件组件上。
[0032]控制器28可以是系统300的一部分，该系统包括SCR部分以及分别在SCR部分的上游和下游位置处可操作地或实际上与内燃机排气流耦接的第一 NOx传感器16和第二 NOx传感器30 ο SCR部分包括该系统中的SCR催化剂量的任何级分，包括全部SCR催化剂量。NOx传感器提供指示NOx测量值的输出，这可以是NOx传感器的输出值、排气物流中的NOx的测量值和/SNOx的表观测量值，例如与由于对NOx传感器处的排气物流中的氨的交叉敏感性和其存在所致的任何表观NOx组合。
[0033]控制器28包括脱硝效率目标模块302，该模块经配置以响应于例如系统条件306来确定目标脱硝效率304。目标脱硝效率302可以是静态值或响应于系统条件306而变化的动态值。系统条件306可以包括例如发动机转速、排气系统的一个或多个组件的温度、SCR催化剂24的氨存储容量、排气流速或在确定目标脱硝效率时可能考虑的任何其他条件。
[0034]控制器28还包括脱硝效率反馈模块308，其响应于例如第一NOx传感器测量值312和第二 NOx传感器测量值314来确定当前脱硝效率310。控制器28进一步包括脱硝效率跟踪模块316，其接收目标脱硝效率304和当前脱硝效率310以确定命令NH3量，诸如ANR量318，从而经由ANR量318的闭环或开环控制来实现目标脱硝效率304。脱硝效率跟踪模块316可以进一步确定还原剂喷射器命令320，其向排气流提供命令NH3量以用于脱硝效率控制，从而实现目标脱硝效率304。
[0035]控制器28进一步包括NH3逃逸检测模块322，其接收系统条件306且确定SCR催化剂24的出口处、AMOX催化剂26的入口处、排气管处的NH3逃逸条件324和/或由AMOX催化剂26产生的NOx。响应于NH3逃逸条件326，NH3逃逸检测模块322或NH3修正模块328两者之一暂停通过脱硝效率跟踪模块316来实现脱硝效率目标的反馈控制。
[0036]响应于NH3逃逸条件，NH3修正模块328确定暂时目标脱硝效率330(作为当前脱硝效率310的函数)和用于NH3逃逸修正的还原剂喷射命令332的输出。还原剂喷射命令332提供对应于暂时脱硝效率目标330的命令NH3量。NH3修正模块328进一步确定暂时目标脱硝效率调节334，其使得暂时目标脱硝效率330以逐步、递增、连续、线性或函数方式向目标脱硝效率304增加。在NH3修正模块328的操作期间，监测脱硝效率调节条件336。当满足一个或多个脱硝效率调节条件336时，脱硝效率跟踪模块316恢复对如以上所讨论的确定还原剂喷射量的控制。还如以上所讨论，脱硝效率调节条件336可以包括暂时目标脱硝效率方面增加的静态或动态阈值量、暂时目标脱硝效率达到目标脱硝效率、时间限制到期或指示对暂时脱硝效率的调节应该结束的其他条件中的任何一个或多个。
[0037]系统进一步包括通过控制器28来响应还原剂喷射命令320、332输出的还原剂喷射器20。对还原剂喷射命令的还原剂喷射器响应可以是本领域中所理解的任何类型的响应。还原剂喷射器对还原剂喷射器命令320、332的实例性和非限制性响应包括将还原剂喷射量的目标设为喷射量、向喷入还原剂喷射量发展(例如通过前馈和/或反馈控制器)和/或向接收其他竞争性或限制性喷射值(例如氨逃逸限制、SCR催化剂存储限制、当前转化效率限制等)的控制器中提供还原剂喷射量。
[0038]根据一个方面，一种方法包括操作内燃机以产生排气流到排气系统中，该排气系统包括经设置在排气流中的选择性催化还原(SCR)催化剂。该排气系统包括在SCR催化剂上游的位置处与该排气系统耦接的还原剂喷射器、处在SCR催化剂上游的第一 NOx传感器和在SCR催化剂下游的位置处与排气系统耦接的第二 NOx传感器。该方法进一步包括确定SCR催化剂的目标脱硝效率;响应于目标脱硝效率向排气流中喷入一定量的还原剂;将SCR催化剂在从排气流中去除NOx方面的当前脱硝效率确定为来自第一 NOx传感器的第一输出和来自第二NOx传感器的第二输出的函数，其中当前脱硝效率小于目标脱硝效率;检测NH3逃逸条件；响应于检测NH3逃逸条件，将SCR催化剂的暂时目标脱硝效率确定为当前脱硝效率的函数;和响应于暂时目标脱硝效率而喷入一定量的还原剂，直至满足至少一个脱硝效率调节条件。
[0039]在一个实施方案中，还原剂的量由SCR催化剂上游能实现暂时目标脱硝效率的氨与NOx之比确定。在另一个实施方案中，SCR催化剂的当前脱硝效率由当前nsCR = (Cm,MA-CNOx,$細)/Cnqx,獻确定;其中当前Hscr是SCR催化剂的当前脱硝效率，Cnqx,獻是由第一NOx传感器指示的NOx测量值，且CNQx,输出是由第二 NOx传感器指示的NOx测量值。在另一个实施方案中，检测NH3逃逸条件包括确定SCR催化剂下游的排气流中的NH3存在。在另一个实施方案中，排气系统包括处在SCR催化剂下游的氨氧化催化剂，且检测NH3逃逸条件包括测定由AMOX催化剂产生的NOx。
[0040]在另一个实施方案中，该方法包括将暂时目标脱硝效率向目标脱硝效率调节，直至满足至少一个脱硝效率调节条件。在这一实施方案的细化方案中，至少一个脱硝效率调节包括以下中的至少一个:NH3逃逸条件不再存在；自检测NH3逃逸条件以来经过一个时间段;暂时目标脱硝效率的阈值增加;和暂时目标脱硝效率与目标脱硝效率相同。
[0041 ]在另一个实施方案中，确定SCR催化剂的暂时目标脱硝效率包括设定暂时目标脱硝效率等于当前脱硝效率。在又一个实施方案中，第一NOx传感器是虚拟NOx传感器。
[0042]在另一个方面，公开了一种系统，其包括可操作以产生排气流到排气系统中的内燃机。该排气系统包括经设置在排气流中的SCR催化剂、在SCR催化剂上游的位置处与排气流可操作地耦接的还原剂喷射器、处在SCR催化剂上游的第一 NOx传感器和在SCR催化剂下游的位置处与排气系统耦接的第二 NOx传感器。系统还包括与第一 NOx传感器、第二 NOx传感器和内燃机连接的控制器。该控制器经配置以响应于该系统的一个或多个操作条件以及来自第一 NOx传感器的第一输出和第二 NOx传感器的第二输出的当前脱硝效率以及至少部分响应于当前脱硝效率与目标脱硝效率的偏差而提供反馈控制的NH3量的还原剂喷射器命令来确定目标脱硝效率。响应于对NH3逃逸条件的检测，控制器进一步经配置以将暂时目标脱硝效率确定为当前脱硝效率和响应于暂时目标脱硝效率而提供减少的NH3量的修改的还原剂喷射命令的函数。
[0043]在一个实施方案中，控制器经配置以将反馈控制的NH3量和减少的NH3量确定为SCR催化剂上游的氨与NOx之比的函数。在另一个实施方案中，控制器经配置以响应于SCR催化剂下游的排气流中的NH3存在来检测NH3逃逸条件。在又一个实施方案中，SCR催化剂的暂时目标脱硝效率被设定为当前脱硝效率。
[0044]在另一个实施方案中，该系统包括处在SCR催化剂上游的氧化催化剂和微粒过滤器以及处在SCR催化剂下游的氨氧化催化剂中的至少一种。在另一个实施方案中，控制器经配置以响应于对NH3逃逸条件的检测而暂停经由还原剂喷射器命令来提供反馈控制的NH3量，直至满足脱硝效率调节条件。在这一实施方案的细化方案中，脱硝效率调节条件包括以下中的至少一个:NH3逃逸条件不再存在；自检测NH3逃逸条件以来经过一个时间段;暂时目标脱硝效率的阈值增加;和暂时目标脱硝效率与目标脱硝效率相同。
[0045]根据另一个方面，一种装置包括与排气系统中的SCR催化剂上游的第一NOx传感器和SCR催化剂下游的第二NOx传感器连接的控制器。排气系统接收由内燃机的操作产生的排气流。控制器包括脱硝效率目标模块，该模块经配置以确定目标脱硝效率，从而喷入用于实现目标脱硝效率的NH3量。控制器还包括经配置以响应于来自第一 NOx传感器和第二 NOx传感器的NOx量来确定当前脱硝效率的脱硝效率反馈模块和经配置以检测NH3逃逸条件的NH3逃逸检测模块。响应于NH3逃逸条件，控制器暂停喷入用于实现目标脱硝效率的NH3量。控制器进一步包括经配置以响应于NH3逃逸条件来确定暂时目标脱硝效率从而喷入减少的NH3量的NH3修正模块，其中暂时目标脱硝效率是当前脱硝效率的函数。
[0046]在一个实施方案中，NH3修正模块经配置以响应于暂时目标脱硝效率来确定还原剂喷射器命令，还原剂喷射器命令提供比响应于目标脱硝效率而提供的NH3量少的减少的NH3量。在另一个实施方案中，控制器包括脱硝效率跟踪模块，该模块经配置以响应于当前脱硝效率与目标脱硝效率的偏差来确定还原剂喷射器命令。在又一个实施方案中，控制器经配置以暂停喷入用于实现目标脱硝效率的NH3量，直至满足脱硝效率调节条件。脱硝效率调节条件包括以下中的至少一个:NH3逃逸条件不再存在；自检测NH3逃逸条件以来经过一个时间段;暂时目标脱硝效率的阈值增加;和暂时目标脱硝效率与目标脱硝效率相同。
[0047]尽管附图和前文的描述中已经详细地说明和描述了本发明，但其应被视为在本质上是说明性的而非限制性的，应理解，已经示出和描述了仅仅某些示例性实施方案。本领域技术人员应了解，在实例实施方案中，许多修改在实质上不脱离本发明的情况下都是可能的。相应地，所有此类修改都意图包括在如以下权利要求书所限定的本公开内容的范围内。
[0048]在阅读权利要求时，意图当使用诸如“一个”、“一种”、“至少一个”或“至少一部分”之类的词语时，不意图限制权利要求仅为一项，除非在权利要求中明确声明与此相反。当使用措辞“至少一部分”和/或“一部分”时，该项可以包括一部分和/或整个项，除非明确声明与此相反。
【主权项】
1.一种方法，其包括: 操作内燃机以产生排气流到排气系统中，所述排气系统包括经设置在所述排气流中的选择性催化还原(SCR)催化剂，所述排气系统包括: 还原剂喷射器，其在所述SCR催化剂上游的位置处与所述排气系统耦接； 第一 NOx传感器，其处在所述SCR催化剂的上游； 第二 NOx传感器，其处在所述SCR催化剂的下游； 确定所述SCR催化剂的目标脱硝效率； 响应于所述目标脱硝效率向所述排气流中喷入一定量的还原剂； 将所述SCR催化剂在从所述排气流中去除NOx方面的当前脱硝效率确定为来自所述第一 NOx传感器的第一输出和来自所述第二 NOx传感器的第二输出的函数，其中所述当前脱硝效率小于所述目标脱硝效率； 检测NH3逃逸条件； 响应于检测所述NH3逃逸条件，确定所述SCR催化剂的暂时目标脱硝效率;和响应于所述暂时目标脱硝效率而喷入一定量的所述还原剂，直至满足至少一个脱硝效率调节条件。2.权利要求1所述的方法，其中所述还原剂的量由所述SCR催化剂上游的能实现所述暂时目标脱硝效率的氨与NOx之比确定。3.权利要求1所述的方法，其中所述SCR催化剂的当前脱硝效率通过如下确定:当前tIscr = (Ονοχ,$|\- Cncix,$細)/Cncix, 其中当前nSCR是所述SCR催化剂的当前脱硝效率，是由所述第一 NOx传感器所指示的NOx测量值，且Cnc^細是由所述第二 NOx传感器所指示的NOx测量值。4.权利要求1所述的方法，其中检测所述NH3逃逸条件包括确定所述SCR催化剂下游的排气流中的NH3存在。5.权利要求1所述的方法，其中所述排气系统包括处在所述SCR催化剂下游的氨氧化催化剂，且检测所述NH3逃逸条件包括测定由AMOX催化剂产生的NOx。6.权利要求1所述的方法，其中所述暂时目标脱硝效率被确定为所述当前脱硝效率的函数，且进一步包括将所述暂时目标脱硝效率向所述目标脱硝效率调节，直至满足至少一个脱硝效率调节条件。7.权利要求6所述的方法，其中所述至少一个脱硝效率调节包括以下中的至少一个: 所述NH3逃逸条件不再存在； 自检测所述NH3逃逸条件以来经过一个时间段； 所述暂时目标脱硝效率的阈值增加;和 所述暂时目标脱硝效率与所述目标脱硝效率相同。8.权利要求1所述的方法，其中确定所述SCR催化剂的暂时目标脱硝效率包括设定所述暂时目标脱硝效率等于所述当前脱硝效率。9.权利要求1所述的方法，其中所述第一NOx传感器是虚拟NOx传感器。10.—种系统，其包括: 内燃机，其可操作以产生排气流到排气系统中，所述排气系统包括: 经设置在所述排气流中的选择性催化还原(SCR)催化剂； 还原剂喷射器，其在所述SCR催化剂上游的位置处与所述排气流可操作地耦接； 第一 NOx传感器，其处在所述SCR催化剂的上游； 第二 NOx传感器，其处在所述SCR催化剂的下游； 控制器，其与所述第一 NOx传感器、所述第二 NOx传感器和所述内燃机连接，所述控制器经配置以确定: 响应于所述系统的一个或多个操作条件的目标脱硝效率以及来自所述第一 NOx传感器的第一输出和所述第二 NOx传感器的第二输出的当前脱硝效率； 还原剂喷射器命令，其至少部分响应于所述当前脱硝效率与所述目标脱硝效率的偏差而提供反馈控制的NH3量； 响应于对NH3逃逸条件的检测，所述控制器经进一步配置以确定: 暂时目标脱硝效率;和 修改的还原剂喷射命令，其用来响应于所述暂时目标脱硝效率而提供减少的NH3量。11.权利要求10所述的系统，其中所述控制器经配置以将所述反馈控制的NH3量和所述减少的NH3量确定为所述SCR催化剂上游的氨与NOx之比的函数。12.权利要求10所述的系统，其中所述控制器经配置以响应于所述SCR催化剂下游的排气流中的NH3存在来检测所述NH3逃逸条件。13.权利要求10所述的系统，其中所述SCR催化剂的暂时目标脱硝效率被设定为所述当前脱硝效率。14.权利要求10所述的系统，其进一步包括处在所述SCR催化剂上游的氧化催化剂和微粒过滤器以及处在所述SCR催化剂下游的氨氧化催化剂中的至少一种。15.权利要求10所述的系统，其中所述控制器经配置以响应于对NH3逃逸条件的检测而暂停经由所述还原剂喷射器命令来提供所述反馈控制的NH3量，直至满足脱硝效率调节条件。16.权利要求15所述的系统，其中所述脱硝效率调节条件包括以下中的至少一个: 所述NH3逃逸条件不再存在； 自检测所述NH3逃逸条件以来经过一个时间段； 所述暂时目标脱硝效率的阈值增加;和 所述暂时目标脱硝效率与所述目标脱硝效率相同。17.权利要求10所述的系统，其中所述第一NOx传感器是物理成分气体传感器和虚拟气体成分传感器中的一种，且所述第二 NOx传感器是物理成分气体传感器或虚拟气体成分传感器中的一种。18.—种装置，其包括: 控制器，其与排气系统中处在选择性催化还原(SCR)催化剂上游的第一 NOx传感器和处在所述SCR催化剂下游的第二 NOx传感器连接，其中所述排气系统接收由内燃机的操作产生的排气流，所述控制器包括: 脱硝效率目标模块，其经配置以确定目标脱硝效率，从而喷入用于实现目标脱硝效率的NH3量； 脱硝效率反馈模块，其经配置以响应于来自所述第一 NOx传感器和所述第二 NOx传感器的NOx量来确定当前脱硝效率； NH3逃逸检测模块，其经配置以检测NH3逃逸条件； 响应于所述NH3逃逸条件，所述控制器暂停喷入用于实现目标脱硝效率的NH3量;且 进一步包括NH3修正模块，其经配置以响应于所述NH3逃逸条件而确定暂时目标脱硝效率，从而喷入减少的NH3量。19.权利要求18所述的装置，其中所述NH3修正模块经配置以将所述暂时目标脱硝效率确定为所述当前脱硝效率和响应于所述暂时目标脱硝效率的还原剂喷射器命令的函数，所述还原剂喷射器命令提供比响应于所述目标脱硝效率而提供的NH3量少的减少的NH3量。20.权利要求18所述的装置，其进一步包括脱硝效率跟踪模块，所述脱硝效率跟踪模块经配置以响应于所述当前脱硝效率与所述目标脱硝效率的偏差来确定还原剂喷射器命令。21.权利要求18所述的装置，其中所述控制器经配置以暂停喷入用于实现目标脱硝效率的NH3量，直至满足脱硝效率调节条件，所述脱硝效率调节条件包括以下中的至少一个:所述NH3逃逸条件不再存在；自检测所述NH3逃逸条件以来经过一个时间段;所述暂时目标脱硝效率的阈值增加;和所述暂时目标脱硝效率与所述目标脱硝效率相同。22.权利要求18所述的装置，其中所述第一NOx传感器是物理成分气体传感器和虚拟气体成分传感器中的一种，且所述第二 NOx传感器是物理成分气体传感器或虚拟气体成分传感器中的一种。
【文档编号】F01N3/00GK105899771SQ201480073557
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年1月20日
【发明人】M.哈斯
【申请人】卡明斯公司