专利名称：用于scr系统中的定量给料器补偿的控制系统的制作方法
用于SCR系统中的定量给料器补偿的控制系统相关申请
本申请涉及且请求享有2010年3月11日提交的第61/312，904号美国临时专利申请和2011年3月10日提交的第13/045，231号美国专利申请两者的权益，两个申请通过引用而出于所有目的并入本文中。
背景技术：
本技术领域大体上涉及内燃发动机技术。更具体而言但非排他地,本申请涉及排气后处理工艺和用于装备有选择催化还原(SCR)催化器的内燃发动机的装置。当前的SCR催化器和定量给料器构造具有各种缺陷。当前定量给料系统中的可变性可不利地影响SCR催化器的性能。定量给料比所期望的量或可在SCR催化器内侧的反应中消耗的量更多的还原剂浪费还原剂，且可引起氨逃逸。定量给料比所期望的量更少的还原剂导致较低的N0x还 原和NOx排放物的増加。不容易诊断目前可获得的喷射器以确定是否喷射了非标称量的还原剂。因此，在这个领域期望进ー步的技术发展。
发明内容
本申请的ー个实施例为用以诊断用于装备有SCR催化器的排气系统的定量给料器的性能的独特的エ序。其它的实施例包括用以诊断定量给料器性能和用以调整定量给料器喷射的独特的方法、系统和设备。其它实施例，形式、目的、特征、优点、方面和好处将从以下描述和附图中变得显而易见。
图I为用于诊断定量给料器性能的系统的简图。图2为用于诊断定量给料器性能的控制单元的简图。图3为用以调整可操作的还原剂喷射的エ序的示意流程图。图4为NOx转化效率对比氨与NOx的比率的示范性数据的代表性图表。图5为示出某些发动机工作条件对比时间的示例性数据的代表性图表。
具体实施例方式出于促进对本发明的原则的理解的目的，现在对在附图中示出的实施例进行參照且将使用专用语言来描述实施例。然而，将理解的是并非g在由此限制本发明的范围，在本文中可构想出本发明所涉及的本领域中的技术人员将正常地想到的那样在示出的实施例中的任何改进和进ー步的改动，以及如本文中示出的本发明的原理的任何进ー步的应用。图I为用于诊断定量给料器性能的系统的ー个实施例的简图。内燃发动机102产生排气流110。该内燃发动机102可为柴油发动机、汽油发动机或本领域中已知的任何其它内燃发动机。排气流110穿过排气管108进入选择催化还原(SCR)催化器104。定量给料器114在SCR催化器104的上游位置处将还原剂喷射到排气流110中。还原剂可为含水尿素；然而，将构想出的是，可采用其它液体还原剂或气体还原剂，包括氨、碳氢化合物或本领域中已知的其它还原剂。控制单元120命令通过定量给料器114喷射的尿素的量。通过定量给料器114喷射的尿素产生氨，氨与NOx在SCR催化器104的内侧反应，且氨可减少排放到大气中的NOx的量。在某些实施例中，确定发动机操作期间的氨与NOx的比率(ANR)，且调整定量给料器114的命令以达到目标ANR。系统包括与控制单元120通信的温度传感器112和NOx传感器106。传感器112，106可直接地与控制单元120通信，或传感器112，106可通过数据链接、网络与控制单元120通信，和/或通过提供參数到发动机控制模块(ECM)来与控制单元120通信，发动机控制模块(ECM)可为控制単元120的一部分或可为单独的控制器。温度传感器112确定SCR催化器104的温度。如图所示，温度传感器112示出为在SCR催化器104内，但温度传感器112也可定位在SCR催化器的上游和/或下游。SCR催化器104的温度可通过在本领域中了解的任何方法来确定，至少包括采用上游温度传感器和下游温度传感器(未示出)的加权平均值，或基于系统中可获得的其它温度測量结果来模拟和/或估 算SCR催化器104的温度。在某些实施例中，该系统不包括SCR催化器104的温度确定或温度估算。该系统包括定位在SCR催化器104的下游的NOx传感器106。NOx传感器106测量SCR催化器104的下游某位置处的N0X。NOx传感器106直接地与控制单元120通信，和/或经由数据链接、网络或其它通信设施提供NOx值到控制単元120。在某些实施例中，控制单元120包括执行某些操作以确定定量给料器的操作性能的控制器120。示例性控制器120形成处理子系统的一部分，处理子系统包括具有存储硬件、处理硬件和通信硬件的一个或多个计算装置。控制器120可为单个装置或分布式装置，且控制器的功能可通过硬件或软件执行。在某些实施例中，控制器120包括构造成用以功能上执行控制器的操作的ー个或多个模块。示例性控制器120包括SCR测试条件验证模块202、喷射控制模块204、喷射器诊断模块206和/或喷射器校正模块208。包括模块的本文的描述强调了控制器120的多个方面的结构独立性，且示出控制器120的ー组操作和职责。执行类似的全面操作的其它组合应理解为在本申请的范围内。模块可在计算机可读介质上在硬件和/或软件中执行，且模块可穿过各种硬件构件或软件构件分布。參照图2的段落中包括控制器操作的某些实施例的更具体的描述。图2为用于诊断定量给料器的性能的控制器120的简图。控制器120包括执行用于诊断定量给料器的性能的某些操作的模块。为了简化描述，将控制器120示出为单个装置。然而，控制器120可包括许多装置、分布式装置、为硬件的ー些装置和/或包括软件构件的ー些装置。此外，示出的任何数据值可存储在控制器120上和/或传送至控制器120。控制器120可包括物理地远离系统的其它构件的装置，但该装置至少间断地经由网络、数据链接、因特网或其它通信方式与系统通信。控制器120包括SCR测试条件验证模块202，该模块202确定是否满足了 SCR测试条件210。可通过以下示例性的操作中的任何一个或多个来执行是否满足SCR测试条件210的确定。示例性操作包括SCR测试条件验证模块202确定空间速度212是否小于空间速度阈值218。在一个实例中，如果空间速度212太高，则显著的氨逃逸(由于用于所有氨用来吸附到SCR催化器上的时间不足)干扰NOx传感器上探測到的NOx且测试结果将为不可接受的。另ー个示例性操作包括SCR测试条件验证模块202确定排气流速214是否低于排气流速阈值220。另ー个示例性操作包括SCR测试条件验证模块202确定SCR催化器温度216是否高于SCR最低温度阈值222和/或低于SCR最高温度阈值224。在低温下，尿素水解可能进行很慢而使测试结果可靠(for the test result to be reliable)。此外,在低温下,在SCR催化器上的氨存储很显著，且测试期间在SCR催化器上的氨的存储将使得基于观察到的NOx转化来确定很困难。因此，可将SCR最低温度阈值222设定到足够高的值以使氨的存储可忽略(例如，大于350°C )，或设定到较低的值，在该值处SCR测试条件210还包括在较低的温度值下的充足的时间，使得在测试开始之前SCR催化器充满氨。在高温下，显著的氨的氧化可引起测试结果为不可靠的。开始氨的显著氧化的温度取决于所期望的测试准确性、催化剂配方、第一测试的ANR 230值和第二测试的ANR 230值(其中较低的ANR值经历来自氨的氧化的较大误差)，以及在排气中可获得的氧的量。在大多数情形中，500°C，550°C或甚至600°C的SCR最高温度阈值224将提供可接受的测试結果。
还有另一个示例性操作包括SCR测试条件验证模块202确定当前SCR测试的NOx影响值226是否小于SCR测试的NOx影响阈值254。如果在目前的操作条件下开始测试，贝U当前SCR测试的NOx影响值226为在SCR诊断测试的过程中将释放的NOx的估计量。例如，采用当前发动机的NOx输出、第一测试的ANR 228、第二测试的ANR 230和在各个测试的ANR值228、ANR值230花费的时间以确定当前SCR测试的NOx影响值226，然后将当前SCR测试的NOx影响值226与SCR测试的NOx影响阈值254相比较。SCR测试的NOx影响阈值254为预定值，该预定值可根据测试的可接受的排放物影响值或根据本领域技术人员已知的其它标准来确定。SCR测试条件验证模块202还可响应于自执行最后的测试起的时间量、操作人员对执行测试的请求、是否已经在当前车辆行程上执行了测试、发动机速度和负载是处于瞬变状况或是处于稳定状况，或本领域中了解的其它考虑因素，确定是否满足SCR测试条件210。參看图5，在501，502，503和504处的数据点为示例性的位置，在这些位置处SCR温度和发动机的NOx输出为可接受的，且在这些位置处发动机速度和负载足够稳定使得测试很可能会成功。发动机的NOx输出应高到足以使NOx传感器将显现出合理的输出响应(即，具有可接受的信噪比)，且发动机的NOx输出应低到足以使执行测试的排放物的影响将不会太严重。一个示例性的定量给料器补偿策略采用周期性测试，在周期性测试期间，改变定量给料器喷射以产生去NOx的效率对各种ANR值的不同响应。当ANR接近0时，信噪比变高且无助于准确的NOx-数。当ANR接近I时，氨逃逸可发生且可产生不准确的NOx传感器读数，以及进一步的去NOx反应变成使NOx或催化器地点受限，且因此响应于ANR的去NOx的效率并非定量给料器响应的可靠确定。參看图4，示范性的数据400示出了 ANR曲线402，其中曲线402为随ANR 404变化的去NOx效率406。数据400示出了当ANR 404接近I时(图4中在区408中的某处)，去NOx的效率响应为非线性的。将期望的是，采用分开足够远的测试ANR点来产生可靠的合成斜率246和截距248，同时避免很低的ANR值和很高的ANR值。
在某些实施例中，测试的ANR值包括0. 2的第一测试的ANR 228和0. 7的第二测试的ANR 230。在其它的实施例中，测试的ANR值包括0.2的第一测试的ANR 228和0. 9的第ニ测试的ANR 230。根据示范性数据400，第一去NOx效率240对应于第一测试的ANR 228，且第二去NOx效率242对应于第二测试的ANR 230，允许斜率246和截距248的计算。在某些实施例中，低于0. 2的测试ANR值是可能的，且/或高于0. 9的测试ANR值也是可能的。如图所示，在SCR催化器入口温度为380°C、入口 NOx为134ppm且空间速度为38K/hr下获取图4中的数据。在图4中采用SCR催化器入口温度，但此外或作为备选，可采用SCR催化器出ロ温度、SCR催化器床温度、模拟温度或可获得的温度的ー些加权值。在测试周期期间，其中ANR减小，NOx排放物增加且期望在最少量的时间内进行测试。当最大限度地减小氨存储的效果时，可在几秒内测试给定的ANR点。该测试包括第一测试ANR 228和第二测试ANR 230，但可还包括附加ANR测试点，附加ANR测试点包括来自以前执行的测试的以前的ANR测试点的缓冲区。控制器120还包括在测试期间执行定量给料器操作的喷射控制模块204。喷射模 块204响应于第一测试ANR 228喷射第一还原剂量232，且响应于第二测试ANR 230喷射第ニ还原剂量234。在适量的还原剂的情况下，喷射控制模块204还响应于任何附加的测试ANR值。喷射控制模块204响应于来自发动机的NOx的目前量、测试ANR值230，232且还响应于可引起测试的暂时延迟或暂停操作的任何条件来确定还原剂的量232，234。控制器120还包括喷射器诊断模块206，该模块206响应于用以达到第一测试ANR228的喷射来确定第一去NOx效率240，且响应于用以达到第二测试ANR 230的喷射来确定第二去NOx效率242。喷射器诊断模块206还确定用于任何附加的测试ANR值的任何附加的去NOx效率值。根据SCR入口的NOx量和SCR出口的NOx量确定去NOx效率值240，242。SCR入口量可从传感器(未示出)和/或从NOx模型或发动机外的NOx量的估算来确定。在某些实施例中，SCR测试条件210可包括其中已知发动机外的NOx模型相对准确的条件。在某些实施例中，喷射器诊断模块206还响应于第一去NOx效率240和第二去NOx效率242来确定测试斜率246和/或测试截距248。采用测试斜率246来响应于目标ANR236确定喷射器(定量给料器)的实现的ANR 250。例如，100 (例如，50%的效率随0. 5的ANR变化而变化)的测试斜率246表明喷射器提供命令量的还原剂。80 (例如，40%的效率随0. 5的ANR变化而变化)的测试斜率246表明喷射器仅提供命令量的还原剂的80%。在某些实施例中，喷射器响应确定为非线性的，且可采用多项式拟合、查找表格拟合(例如，实现的ANR 250对比目标ANR 236或在可匹配的或可内插的若干点处的命令的ANR)，或本领域中了解到其它类型的拟合。可从SCR催化器的下游的测量的NOx值和SCR催化器的上游的测量的或模拟的NOx值中确定去NOx的效率。在某些实施例中，喷射器诊断模块响应于测试截距248确定SCR测试的有效性和/或还原剂校正值。在测试截距248显著地偏离零的情况下，喷射器诊断模块确定测试为无效的，且不采用该测试、仅部分地采用测试，和/或又一次执行。在某些实施例中，其中ANR曲线402为非线性的，或部分的ANR曲线402为非线性的，不可采用该测试截距248来确定测试的有效性。作为备选地或附加地，仅可采用对应于ANR曲线402的直线部分的测试截距248来确定测试的有效性。在某些实施例中，喷射器诊断模块206还确定关于去NOx的效率值的统计数据，包括而不限于直线性(例如，从r2值)和从先前测试的可重复性。喷射器诊断模块206还可使用测试截距248确定测试斜率246的可靠性，其中接近于零的测试截距248表明测试斜率246更为可靠，而远离零的测试截距248表明测试斜率246较不可靠。在某些实施例中，喷射器诊断模块206响应于第一去NOx效率240和第二去NOx效率242确定NH3的性能指数244。NH3的性能指数244包括随喷射器目标ANR 236变化的喷射器实现的ANR 250的描述。NH3的性能指数244可为比率、函数、查询表格、与预定喷射器调整表格交叉引用的指标參数，或在本领域了解到的任何其它參数。控制器120还包括喷射器校正模块208，该模块208响应于达到目标ANR 236调整可操作的还原剂喷射238。在某些实施例中，喷射器校正模块208响应于测试斜率246和测试截距248中的至少ー者调整可操作的还原剂喷射238。在某些实施例中，喷射器校正模块208响应于NH3的性能指数244调整可操作的还原剂喷射238。在某些实施例中，喷射器校正模块208确定还原剂校正值252 (或多个值)且用还原剂校正值252调整可操作的还原剂喷射238。例如，测试斜率246可表明喷射器传送仅80%的命令的还原剂，且还原剂 校正值252可为应用到标称还原剂喷射命令上的或应用到目标ANR 236上的乘数。在实例中，如果还原剂校正值252为〃1. 25〃的乘数，目标ANR 236为0. 96，且标称还原剂喷射命令(该喷射器命令将达到用于适合地起作用的喷射器的0. 96 ANR)为60単位的还原剂，则喷射器校正模块208调整目标ANR 236到I. 2的值，调整标称还原剂喷射命令到75个单位，或提供相当的调整的组合使得实现的ANR 250达到目标ANR 236 (在调整前)。操作的还原剂喷射238为在系统的标称操作期间的还原剂喷射量，或在不包括SCR测试的系统的操作期间的还原剂喷射量。示意流程图和以下的相关描述提供了执行用于诊断还原剂定量给料器的性能和补偿非标称定量给料器的エ序的示范性实施例。示出的操作应理解成仅为示例性的，且可将操作组合或分开，且可添加或除去操作，以及可将操作全部或部分重新排序，除非本文明确地相反地指出。所示的某些操作可由在计算机可读介质上执行计算机程序产品的计算机执行，其中计算机程序产品包括引起计算机来执行ー个或多个操作的指令，或引起计算机来发出命令到其它的装置以执行ー个或多个操作的指令。图3为示出用于调整还原剂喷射以满足目标ANR的エ序300的示意流程图。エ序300包括用以确定是否满足了 SCR测试条件的操作302。如果操作302确定SCR测验条件未满足，则エ序300包括用以使用当前操作的还原剂喷射的操作324。当前操作的还原剂喷射为未校正的或如通过在前述的SCR测试中确定的还原剂校正值调整的那样的还原剂喷
射方案。在操作302确定满足SCR测试条件的情况下，エ序300包括用以说明第一测试ANR的操作304、用以响应于第一测试ANR喷射第一还原剂量的操作308，以及用以响应于喷射确定第一去NOx效率的操作312。エ序300还包括用以说明第二测试ANR的操作306、用以喷射第二还原剂量的操作310，以及用以响应于喷射确定第二去NOx效率的操作314。エ序300还包括用以确定是否采用斜率/截距调整或NH3的性能指数调整的操作330。在操作330确定斜率/截距调整的情况下，エ序300还包括用以说明来自第一去NOx效率值和第二去NOx效率值的测试斜率和/或测试截距的操作318，以及用以响应于测试斜率和/或测试截距调整可操作的还原剂喷射的操作322。在操作330确定NH3的性能指数的情况下，エ序300还包括用以说明NH3的性能指数的操作320和用以响应于NH3的性能指数调整可操作的还原剂喷射的操作322。NH3的性能指数可将实现的喷射还原剂的实际量与命令的还原剂量相比较。氨性能指数可为可操作的喷射还原剂的单位与命令的还原剂的単位的比率。氨性能指数可为可操作的喷射还原剂对比命令的还原剂的函数。氨性能指数还可为可操作的喷射还原剂与命令还原剂相比(例如，总是低，总是高)的定性描述。操作322可响应于作为偏移量的氨性能指数来调整定量给料器操作的还原剂喷射(例如，命令的100个单位的还原剂，实现90个单位，因此将增加10个单位或其一部分)。操作322可按比率(例如，还原剂喷射低10%，故因此还原剂喷射应增加全部的10%或其一部分)调整定量给料器操作的还原剂喷射。操作322也可按函数调整定量给料器操作的还原剂喷射，该函数可按需要存储函数和计算且内插值或外插值。也可使用递增值或递减值(例如，ANR较低，因此增加2个单位的还原剂喷射...如果测试的随后的操作表明其仍较低，则增加2个以上的単位等)调整定量给料器操作的还原剂喷射。所述的采用NH3性能指数的行为和所述的操作322为示范性的且非·限制性的。下文描述了用于诊断还原剂定量给料器的性能和补偿非标称定量给料器的另ー个示例性エ序。该エ序包括用以确定是否存在选择催化还原(SCR)的测试条件的操作。是否存在测试条件的确定包括任何条件的组合的确定，其中当没有停滞期或仅具有很小的可补偿的停滞期的情况下，随着SCR催化器元件的下游NOx浓度中的变化，可观察到还原剂定量给料的变化。示例性的SCR测试条件包括确定SCR催化器具有填充的存储容量或具有低的最大存储容量。确定是否存在测试条件的另ー个非限制性实例包括确定SCR测试的操作造成的NOx量増加低于预定的排放物阈值。SCR测试条件的示例性确定包括确定SCR催化器的当前空间速度是否小于空间速度阈值。SCR测试条件的另ー个示例性确定包括确定当前排气流速是否小于排气流速阈值。SCR测试条件的另ー个示例性确定包括确定SCR催化器温度是否低于SCR催化器的最高温度阈值。SCR条件的另ー个示例性确定包括确定SCR催化器温度是否高于SCR催化器的最低温度阈值。SCR测试条件的再一个示例性的确定包括确定当前SCR测试的NOx影响值是否小于SCR测试的NOx影响阈值。响应于存在的SCR测试条件，示例性的エ序包括在以一定数目的减少的氨与NOx的比率(ANR)的操作点处的SCR后处理系统的操作。该减少的ANR操作点可为低于SCR系统的正常操作点的任何ANR操作点，和/或低于化学计量的ANR的任何ANR操作点，其中SCR系统的NOx输出在下游的NOx系统上为可观察到。在示例性的非限制性实施例中，减少的ANR的数目包括小于0. 3的第一测试ANR值和大于0. 6的第二测试ANR值。该示例性的エ序还包括用以确定对应于一定数目的ANR操作点中的各个操作点的去NOx效率值的操作。可响应于进入SCR催化器的NOx的量(测量的或模拟的)来确定去NOx效率值，以及可响应于离开SCR催化器的NOx的量(通过NOx传感器测量的)来确定去NOx效率值。该示例性エ序还包括响应于对应一定数目的ANR操作点中的各个操作点的去NOx效率值来确定还原剂校正值。在某些实施例中，确定还原剂校正值包括响应于第一测试ANR值和第二测试ANR值来确定测试斜率。在某些实施例中，エ序包括确定ー个或多个斜率和/或若干数据点，以使还原剂定量给料器的实现的流输出在流值的范围内与还原剂定量给料器的命令的流输出相关。在某些实施例中，用以确定还原剂校正值的操作包括用以说明NH3的性能指数的操作。在其它实施例中，用以说明NH3的性能指数的操作包括确定随氨的命令量变化的用于喷射器的氨传送量。另ー个不例性实施例包括，响应于随氨命令量变化的用于喷射器的氨传送量，改变ANR目标值和喷射器命令函数中的一者。该喷射器命令函数包括对应于喷射器流速的喷射器命令的计划表。在某些实施例中，用以确定还原剂校正值的操作还包括响应于第一测试ANR的值和第二测试ANR的值确定测试截距。在另ー个实施例中，エ序包括用以响应于测试截距为接近于零的去NOx效率值来确定测试有效的操作。示例性エ序还包括用以响应于还原剂校正值提供还原剂喷射命令的操作。 參看图5，示例性数据的代表性图标示出了某些发动机操作条件对比时间。从图5中的示例性数据可看出，在某些操作条件下，其中发动机接近稳态操作，发动机NOx输出达到拟稳定值。标记的区501，502, 503, 504示出了若干位置，其中发动机外的NOx足够高，以进行可靠地测量且接近稳定操作。本领域的技术人员可容易地确定用于特定系统的如图5中所示的信息，且可采用如图5中所示的数据以设置适合的SCR测试条件210，其中SCR测试具有较高的成功的可能性。如从上文呈现的附图和文本中清楚的那样构想出根据本发明的多种实施例。在本申请的ー个实施例中，确定SCR催化器中是否存在ー组SCR测试条件以适合地诊断SCR催化器的性能。这些条件可包括创造ー组条件，在这些条件下，排气的NOx信号足够高而可通过市售的NOx传感器准确地读取，确定氨逃逸基本上为零以及确定SCR的性能为可预测的且最低限度地受环境因素的波动的影响，环境因素包括催化器温度、发动机速度、净制动转矩和排气流速。遵循满足SCR测试条件的确定，通过降低ANR到在ANR为I以下的两个点创造至少两个氨/NOx比率(ANR)的测试点。在各个测试点处，确定对应的去NOx效率。通过ANR测试点和各自的去NOx效率的比较，可确定定量给料器的性能；因此，可相应地调整定量给料器的布图(map)和通过定量给料器喷射的还原剂的量。在本发明的又一个实施例中，可确定键入值，该键入值包括催化器温度的当前值和质量流速以及与SCR催化器短期历史相关的因素，其包括平均温度和最大催化器效率。催化器温度应在一定水平以下以确保条件不利于通过氧寄生氧化氨。应当确定的是，催化条件无益于在催化器上的氨存储，以及应当确定的是空间速度足以防止逃逸的氨和测量的NOx之间的相互作用。然后应改变定量给料以满足诊断的ANR，该ANR可为从0. 3到0. 7，从0. 2到0. 7，从0. 2到0. 9的范围或另ー个选择的范围的值。然后可在大约5秒至10秒内从入口 NOx传感器和出口 NOx传感器采样数据。然后，应当在5秒至10秒的采样窗口内计算平均入口 NOx和平均出ロ N0X。然后可确定的是，在5秒至10秒的采样窗ロ期间没有发生急剧的瞬变。将重复该前述过程直到已经取得在所有的所期望的ANR处的测量結果。然后ANR可增加而回到其初始值。为各个所期望的ANR点确定去NOx效率。然后计算去NOx效率对比相应的ANR的斜率。去NOx效率对比相应的ANR的线性和截距证明了测试的可靠性。斜率提供关于定量给料器性能的诊断信息。
可随时间的推移收集包括在各种ANR处的去NOx效率的前述数据，且可以以定量给料器特性的形式说明包括在各种ANR处的去NOx效率的前述数据。如果定量给料器特性的斜率小于100，则实现的ANR低于预期的ANR，且最終的定量给料命令可通过调整因素来増加。如果定量给料器特性的斜率大于100，则实现的ANR高于预期的ANR，且最終的定量给料命令可通过调整因素来減少。将以选择的间隔重复前述过程用以重新评定用于命令调整的需要。示例性一组的实施例为ー种方法，该方法包括提供流体地联接到处理来自于内燃发电机的排气流的选择催化还原(SCR)催化器的内燃发动机、确定是否满足SCR测试条件、说明第一测试的氨与NOx的比率(ANR)、响应于第一测试ANR喷射第一还原剂量，以及响应于喷射确定第一去NOx效率。该方法还包括说明第二测试ANR，响应于第二测试ANR喷射第ニ还原剂量，以及响应于喷射确定第二去NOx效率，以及调整可操作的还原剂喷射以达到目标ANR。该示例性方法还包括响应于第一去NOx效率和第二去NOx效率确定斜率和截距中的至少ー者，以及响应于斜率和截距中的至少ー者调整可操作的还原剂喷射。示例性方法还包括响应于第一去NOx效率和第二去NOx效率说明氨的性能指数，以及响应于氨的性能指数调整可操作的还原剂喷射。另ー个示例性方法包括通过确定当前空间速度是否小于空间 速度阈值，通过确定当前排气流速是否小于排气流速阈值，通过确定SCR催化器温度是否低于SCR催化器最高温度阈值，通过确定SCR催化器温度是否高于SCR最低温度阈值，和/或通过确定当前SCR测试的NOx影响值是否小于SCR测试的NOx影响阈值来确定是否满足了 SCR测试条件。尽管附图和前述描述中已经示出且详细描述了本发明，但本发明应别认为是在性质上是示范性的而非限制性的，将理解的是，仅已经示出和描述了某些示例性实施例，且期望保护落入在本发明的精神内的所有变化和改动。在权利要求的阅读中，当使用词语如"ー个〃、〃 ー种〃、〃至少ー个〃或〃至少一部分〃时，意思是并不g在将权利要求限制成仅ー项，除非在权利要求中明确地相反地指出。当使用用语〃至少一部分〃和/或〃 一部分〃吋，该项可包括一部分和/或整项，除非明确地相反地指出。
权利要求
1.ー种方法，包括 确定是否存在选择催化还原(SCR)的测试条件； 响应于所述存在的SCR测试条件，在多个减少的氨与NOx的比率(ANR)的操作点处操作SCR后处理系统； 确定对应于所述多个的ANR操作点中的各个操作点的去NOx效率值； 响应于对应所述多个ANR操作点中的各个操作点的所述去NOx效率值来确定还原剂校正值；以及 响应于所述还原剂校正值提供还原剂喷射命令。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定是否存在SCR条件包括确定当前空间速度是否小于空间速度阈值。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定是否存在SCR条件包括确定当前排气流速是否小于排气流速阈值。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定是否存在SCR条件包括确定SCR催化器温度是否低于SCR催化器的最高温度阈值。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定是否存在SCR条件包括确定SCR催化器温度是否高于SCR催化器的最低温度阈值。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定是否存在SCR条件包括确定当前SCR测试的NOx影响值是否小于SCR测试的NOx影响阈值。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定所述还原剂校正值包括说明NH3性能指数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述说明所述NH3的性能指数包括确定随氨命令量变化的用于喷射器的氨传送量。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，响应于随所述氨命令量变化的用于喷射器的所述氨传送量，改变ANR目标值和喷射器命令函数中的一者；其中所述喷射器命令函数包括对应于喷射器流速的喷射器命令的计划表。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在多个减少的氨与NOx的比率(ANR)的操作点处操作所述SCR后处理系统，包括在低于0. 3的第一测试ANR值处和在大于0. 6的第二测试ANR值处操作所述SCR后处理系统。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定所述还原剂校正值包括响应于所述第一测试ANR值和所述第二测试ANR值确定测试斜率。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述确定所述还原剂校正值还包括响应于所述第一测试ANR值和所述第二测试ANR值确定测试截距。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括响应于所述测试截距为接近于零的去NOx效率值确定所述测试为有效的。
14.一种设备，包括 构造成用以确定是否存在SCR测试条件的SCR测试条件验证模块； 构造成用以响应于存在所述SCR测试条件来命令第一测试ANR和第二测试ANR的喷射控制1吴块； 构造成用以响应于所述第一测试ANR确定第一去NOx效率值，和响应于所述第二测试ANR确定第二去NOx效率值的喷射器诊断模块；以及 构造成用以响应于所述第 一去NOx效率值和所述第二去NOx效率值确定还原剂校正值，以及用以响应于所述还原剂校正值来调整可操作的还原剂喷射的喷射器校正模块。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述SCR测试条件验证模块还构造成用以确定是否存在SCR测试条件，所述确定响应于选自以下构成的所述參数中的至少ー个參数空间速度阈值、排气流速阈值、SCR最低温度阈值、SCR最高温度阈值和SCR测试NOx影响阈值。
16.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述喷射器诊断模块还构造成用以响应于所述第一去NOx效率值和所述第二去NOx效率值来确定NH3性能指数，以及其中所述喷射器校正模块还构造用以响应于所述NH3性能指数确定所述还原剂校正值。
17.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述喷射器诊断模块还构造用以响应于所述第一去NOx效率值和所述第二去NOx效率值确定测试斜率和测试截距，以及其中所述喷射器校正模块还构造用以响应于所述测试斜率和所述测试截距确定所述还原剂校正值。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述喷射器诊断模块还构造成用以响应于所述测试截距确定所述还原剂校正值是否是有效的。
19.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述喷射器诊断模块还构造用以通过确定随氨命令量变化的用于喷射器的氨传送量来确定NH3性能指数。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述喷射器校正模块还构造成用以响应于随氨命令量变化的用于喷射器的氨传送量来改变ANR目标值和喷射器函数命令中的一者；其中所述喷射器命令函数包括对应于喷射器流速的喷射器命令的计划表。
21.—种系统,包括 产生排气流的内燃发动机； 构造成用以在存在还原剂下減少所述排气流中的NOx量的选择催化还原(SCR)催化器； 在所述SCR催化器的上游的位置处可操作地联接至所述排气流的还原剂喷射器； 在所述SCR催化器的下游的位置处可操作地联接至所述排气流的NOx传感器； 用于确定发动机外的NOx量的器件；以及 控制器，其包括 构造成用以确定是否存在SCR测试条件的SCR测试条件验证模块； 构造成用以响应于存在的所述SCR测试条件来命令第一测试ANR和第二测试ANR的喷射控制模块； 构造成用以响应于所述第一测试ANR确定第一去NOx效率值，以及响应于所述第二测试ANR确定第二去NOx效率值的喷射器诊断模块；以及 构造成用以响应于所述第一去NOx效率值和所述第二去NOx效率值确定还原剂校正值，以及用以响应于所述还原剂校正值来调整可操作的还原剂喷射的喷射器校正模块。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在干，所述SCR测试条件验证模块还构造用以确定是否存在SCR测试条件，所述确定响应于选自以下构成的參数中的至少ー个參数空间速度阈值、排气流速阈值、SCR最低温度阈值、SCR最高温度阈值和SCR测试NOx影响阈值。
23.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述喷射器诊断模块还构造用以响应于所述第一去NOx效率值和所述第二去NOx效率值来确定测试斜率和测试截距，以及其中所述喷射器校正模块还构造成用以响应于所述测试斜率和所述测试截距来确定所述还原剂校正值。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述喷射器诊断模块还构造成用以响应于所述测试截距确定所述还原剂校正值是否是有效的。
25.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述还原剂喷射器包括尿素喷射器，以及其中所述喷射器诊断模块还构造成用以通过确定随氨命令量变化的用于喷射器的氨传送量来确定NH3的性能指数。
26.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述喷射器校正模块还构造成用以响应于随氨命令量变化的用于喷射器的氨传送量来改变ANR目标值和喷射器函数命令中的一者；其中所述喷射器命令函数包括对应于喷射器流速的喷射器命令的计划表，以及其中所述还原剂喷射器响应于所述喷射器命令。
27.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，用于确定发动机外的NOx量的所述器件包括发动机外的NOx模块和在所述还原剂喷射器的上游的位置处可操作地联接至所述排气流的NOx传感器中的一者。
全文摘要
一种方法包括确定是否存在选择催化还原(SCR)的测试条件，以及响应于存在的SCR测试条件，在一定数目的减少的氨与NOx的比率(ANR)的操作点处操作SCR后处理系统。该方法还包括确定对应于各个ANR操作点的去NOx效率值。该方法还包括响应于对应各个ANR操作点的去NOx效率值确定还原剂校正值，以及响应于还原剂校正值提供还原剂喷射命令。
文档编号F01N11/00GK102869865SQ201180023367
公开日2013年1月9日 申请日期2011年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者M.格维奇, A.耶泽雷茨, N.W.库里耶, M.哈斯, A.W.奥斯博恩 申请人:卡明斯公司