利用连接性信息对选择性催化还原装置中氨存储的预测性控制制造方法及图纸

一种用于控制车辆的废气后处理系统中的选择性催化还原装置的方法包括监控车辆连接性信息，以及基于监控的车辆连接性信息控制选择性催化还原装置中的氨存储。使用车辆连接性信息预测沿着所估计的车辆行驶路径的车辆运行条件。使用所预测的车辆运行条件来预测车辆废气参数的简档。使用所预测的废气参数的简档来确定选择性催化还原装置的氨存储设定点。使用氨存储设定点来调节喷入到废气后处理系统中的氨产生给料剂的量，从而控制选择性催化还原装置中的氨存储。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及内燃机的废气后处理，更具体地涉及对选择性催化还原装置中氨存储的控制。
技术介绍
本节中的陈述仅提供本专利技术涉及的背景信息。因此，这些陈述并不旨在构成对现有技术的承认。内燃机制造商们在不断开发新的发动机控制策略，以满足客户的需求以及满足各种规定。一种此类发动机控制策略包括在化学计量意义上的贫空燃比下操作发动机，以改善燃油经济性并减少温室气体排放。此类发动机包括压缩点火(柴油)和稀燃火花点火发动机。当发动机在空燃化学计量贫乏的区域中运行时，通常会导致燃烧温度升高，从而导致氮氧化物(NOx)的排放量增加。一种所提出的用于管理和减少氮氧化物排放量的废气后处理系统和控制策略涉及喷射给料剂(如柴油机废气流体(DEF))到进入选择性催化还原(SCR)设备的废气供应流中。DEF包括尿素和去离子水的溶液，其在废气供应流中加热时分解成氨(NH3)。一种典型的SCR装置具有将尿素分解产生的氨存储在其催化剂表面上的容量。穿过SCR的废气中的NOx被催化剂表面上所存储的氨还原成氮气(N2)、水(H2O)以及少量的二氧化碳(CO2)，均被传递出SCR装置。SCR装置能够在给料喷射系统未供应尿素时使用所存储的氨继续还原NOx。SCR装置的最大氨存储容量与其运行温度负相关，这可以根据经验确定。该SCR方法会运作得相当好，前提是SCR催化剂被保持在合适的温度(约570至750华氏度)以及正确量的尿素作为氨喷射并储存在SCR装置中，用于还原废气供应流中的NOx。如果与废气供应流中的NOx相比SCR装置中储存的氨过少的话，转换效率会下降，而且废气后处理系统排出的不期望的NOx排放物将增加。反之，如果超过了SCR装置的最大氨存储容量，会发生称为氨逃逸的不期望现象，即SCR装置会排放未处理的NH3。此外，如果在氨存储接近其最大值时SCR装置的运行温度迅速升高，则由于SCR装置温度与其最大氨存储容量之间的负相关关系，也会发生氨逃逸。例如，当废气温度由于车辆操作者重重踩下加速器踏板而迅速升高时，会发生这种现象。控制SCR装置中氨存储的常规方法依赖于各种传感器，这些传感器都试图测量各种发动机运行参数和废气参数的实时值。此类常规控制系统是保守的，因为它们必须根据导致低于最优控制的事实发生之后的运行参数变化作出反应。因此，本领域需要一种在SCR装置中更有效的氨存储控制，用于改善NOx排放物转化率以及减少氨逃逸。
技术实现思路
一种用于控制车辆废气后处理系统中选择性催化还原装置的方法，包括监测车辆连接性信息，以及基于监测到的车辆连接性信息来控制选择性催化还原装置中的氨存储。使用车辆连接性信息来预测沿着估计的车辆行驶路径的车辆运行情况。使用所预测的车辆运行情况预测车辆废气参数的简档。使用所预测的废气参数的简档来确定选择性催化还原装置的氨存储设定点。使用氨存储设定点来调节喷射到废气后处理系统中的产氨给料剂的量，从而控制选择性催化还原装置中的氨存储。附图说明现在将通过举例的方式并参考附图描述的一个或多个实施例，在附图中：图1示意性地描绘了根据本专利技术的一种示例性内燃机、废气后处理系统及控制系统；图2示意性地描绘了根据本专利技术的一种示例性SCR氨存储控制模块的功能框图；图3示意性地描绘了根据本专利技术的一种示例性预测性SCR氨存储设定点确定模块的功能框图；图4描绘了根据本专利技术用于最优化SCR氨存储设定点的示例性过程；以及图5描绘了根据本专利技术基于所监控的车辆连接性信息控制SCR装置中的氨存储的示例性过程。具体实施方式现在参照附图，其中附图仅仅用于示出某些示例性实施例的目的，而不是用于限制这些示例性实施的目的，图1示意性地描绘了根据所要求保护的主题的一个实施例的示例性内燃机、废气后处理系统和控制系统。示例性发动机和控制系统包括常规四冲程内燃机10和电子发动机控制模块(ECM)5。示例性发动机10包括公知的压缩点火式发动机，其具有主要是稀于化学当量比的操作工况。可选地，发动机10可包括采用操作稀化学当量比的多个发动机控制策略中的任何一种的发动机，例如，均质充气压缩点火式发动机和稀燃火花点火式发动机。发动机10包括附接到曲轴的多个往复式活塞，曲轴可操作地附接到车辆传动系统(未示出)以将牵引扭矩传递给车辆传动系统。发动机10产生箭头8所示的废气供给流，该废气供给流包括经调节的组成元素，通常包括碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)以及颗粒物质(PM)等。废气后处理系统7包括用于通过例如氧化及还原过程将废气供给流8的组成元素转化成无害气体的集成系统。废气歧管9夹带发动机废气并将其引导到废气后处理系统7。示例性废气后处理系统7包括催化反应器装置，所述催化反应器装置包括氧化催化器(DOC)装置14、选择性催化还原(SRC)装置20以及催化柴油机颗粒过滤器(CDPF)装置24。催化反应器装置中的每一个均包括采用具有用于处理废气供给流的组成元素的不同能力的公知技术的公知装置。DOC装置14通过氧化减小了废气供给流8中的颗粒物质、碳氢化合物和一氧化碳。SCR装置20与废气供给流8中的NOx反应以减少NOx排放物。CDPF装置24在废气供给流8中的颗粒物质被释放进入大气之前对其进行收集。参照图1描述的催化装置优选地使用公知管子和连接器串联地流体连接。这些特定的催化装置的布置和利用旨在进行说明而非限制废气后处理系统7的特定设计或布局。废气后处理系统7还可包括信号地连接到ECM5的各种传感器。为了说明目的，典型的传感器12、18和22分别被示出位于DOC装置14的上游、DOC装置14与SCR装置20之间，以及SCR装置20与CDPF装置24之间。传感器12、18和22中的每一个均可包括一个或多个公知温度传感器、废气质量流速传感器、NOx传感器、氨(NH3)传感器、空燃比传感器、氧气(O2)传感器和/或向EMC5提供用于控制废气后处理系统7的参数信息的任何其他类型的废气组成传感器。传感器12、18和22还可采取公知虚拟传感器的形式，所述虚拟传感器包括贮存于ECM5中的算法和/或校准查找表，所述算法和/或校准查找表可操作用于基于当前发动机运行条件计算与以上描述的感测的废气参数的值相关联的电信号。废气后处理系统7还包括具有容纳给料剂的可重复填充存储罐(未示出)的给料系统11。给料系统11流体连接到计量阀15，该计量阀15进而流体连接到给料喷射器16。给料喷射器16可操作用于将给料剂从ECR装置20的上游喷入到废气后处理系统7中。ECM5信号地连接到计量阀15，并且提供由箭头17所示的给料速率信号(NH3给料)，用于控制喷入到废气后处理系统7中的给料的量和时机。所喷射的给料剂优选地为柴油机废气流体(DEF)，其为与去离子水混合的尿素水溶液。在废气供给流8中，DEF中的尿素分解形成氨(NH3)，氨(NH3)被存储在SCR装置20中。其他公知的给料剂，例如无水氨和含水氨，还可用于代替DEF来提供氨用于存储在SCR装置10中。如之前所讨论的，通过SCR装置20的废气供给流8中的NOx被在其催化器表面上的所存储的氨(NH3)还原成氮气(N2)、水(H2O)以及少量的二氧化碳(CO2)，然后它们离开SCR装置20。当给料剂未被喷射入废气后处理系统8时，SCR装置20能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制车辆的废气后处理系统中的选择性催化还原(SCR)装置中的氨存储的方法，所述方法包括：监控车辆连接性信息；基于所述监控的车辆连接性信息来预测车辆运行条件；基于所述预测的车辆运行条件来预测车辆废气参数的简档；以及基于所述预测的所述车辆废气参数的简档来调节喷入到所述废气后处理系统中的氨产生给料剂的量。

【技术特征摘要】
2015.07.28 US 14/8107711.一种用于控制车辆的废气后处理系统中的选择性催化还原(SCR)装置中的氨存储的方法，所述方法包括：监控车辆连接性信息；基于所述监控的车辆连接性信息来预测车辆运行条件；基于所述预测的车辆运行条件来预测车辆废气参数的简档；以及基于所述预测的所述车辆废气参数的简档来调节喷入到所述废气后处理系统中的氨产生给料剂的量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测车辆运行条件包括基于所述车辆连接性信息来估计车辆行驶路径，并且所述预测的车辆运行条件包括沿着所述估计的车辆行驶路径的所预测的发动机速度和负载。3.根据权利要求2所述的方法，其中，利用车辆配置信息来确定所述估计的车辆行驶路径并且确定沿着所述估计的车辆行驶路径的所述预测的发动机速度和负载。4.根据权利要求1所述的方法，其中，利用车辆发动机和废气后处理配置信息来确定所述预测的所述车辆废气参数的简档。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测的车辆废气参数的简档包括进入所述选择性催化还原装置的废气的温度和NOx水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·李，M·孙，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US