后处理系统NOx和氨的控制策略的制作方法

本公开涉及用于动态管理和控制发动机废气后处理系统的系统和方法。特别地，本公开涉及经由用于系统的控制器的板载集成模型来管理和控制氨(即还原剂)和系统输出nox。

背景技术：

0、背景

1、排气后处理系统通常被设计成减少颗粒物质、氮氧化物(nox)、碳氢化合物和其他对环境有害的污染物(例如，温室气体、硫氧化物等)的排放。通过后处理系统内的催化器(例如，scr催化器)和添加到废气流中的还原剂(例如氨)的组合来实现排放的减少。在某些催化器存在的情况下，废气中注入的还原剂发生反应，以将有害排放物转化为对环境危害较小的排放物(例如，nox转化为氮气和水)。然而，未使用的还原剂可能被释放到大气中或以其他方式积聚在后处理系统(或其他部件)中，从而不利地影响后处理系统的功效。

技术实现思路

0、概述

1、一个实施例涉及一种系统，该系统包括后处理系统和联接到后处理系统的控制器。控制器被配置成生成后处理系统的催化器的空间分辨模型。控制器还被配置成基于来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器和一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值来调整空间分辨模型。通过将催化器离散化成各部分并随后控制系统的部件(例如，发动机、后处理系统加热器等)，系统能够有益地控制排放，同时管理系统中的还原剂(例如氨)。

2、在一些实现中，控制器还被配置成：将来自空间分辨模型的一个或更多个建模值与后处理系统的一个或更多个期望值进行比较；并且响应于比较，命令后处理系统的发动机、加热器或定量配给器(doser)中的至少一个来实现一个或更多个期望值。在一些实现中，控制器还被配置成：确定来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器的一个或更多个感测值与来自一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值之间的梯度；以及基于所确定的梯度将新的建模值分配给一个或更多个部分。

3、在一些实现中，控制器还被配置成：将来自空间分辨模型的一个或更多个建模值与催化器的一个或更多个期望值进行比较；以及基于一个或更多个建模值与一个或更多个期望值之间的差超过误差阈值来识别后处理系统中的故障。在一些实现中，催化器是选择性催化还原(scr)催化器。在一些实现中，催化器是选择性催化还原(scr)催化器和氨氧化催化器(amox)的组合。在一些实现中，催化器是第一选择性催化还原(scr)催化器，并且后处理系统包括位于第一scr催化器上游的第二scr催化器。第二scr催化器相对小于第一scr催化器。在一些实现中，该系统包括流体联接到第一scr催化器的第一还原剂定量配给器和流体联接到第二scr催化器的第二还原剂定量配给器。在一些实现中，控制器还被配置成：基于针对第一scr催化器和第二scr催化器的空间分辨模型的一个或更多个建模值，控制第一还原剂定量配给器的定量配给命令。在一些实现中，一个或更多个建模值指示第一scr催化器和第二scr催化器的一个或更多个部分的储存氨量，并且第一还原剂定量配给器的定量配给命令基于一个或更多个建模值与氨储存阈值的比较，一个或更多个建模值指示第一scr催化器和第二scr催化器的一个或更多个部分的储存氨量。

4、在一些实现中，控制器还被配置成：基于针对第一scr催化器和第二scr催化器的空间分辨模型的一个或更多个建模值，控制第二还原剂定量配给器的定量配给命令。一个或更多个建模值可以指示第一scr催化器和第二scr催化器的一个或更多个部分的储存氨量。用于第二还原剂定量配给器的定量配给命令基于指示第一scr催化器和第二scr催化器的一个或更多个部分的储存氨量的一个或更多个建模值与氨储存阈值的比较。

5、另一实施例涉及一种方法。该方法包括：通过联接到后处理系统的控制器生成后处理系统的催化器的空间分辨模型。空间分辨模型将催化器分成一个或更多个部分。该方法还包括：由控制器基于来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器和一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值来调整空间分辨模型。

6、在一些实现中，该方法还包括：由控制器将来自空间分辨模型的一个或更多个建模值与后处理系统的一个或更多个期望值进行比较；并且响应于比较，由控制器命令后处理系统的发动机、加热器或定量配给器中的至少一个来实现一个或更多个期望值。在一些实现中，调整空间分辨模型包括：由控制器确定来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器的一个或更多个感测值与来自一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值之间的梯度；以及由控制器基于所确定的梯度向一个或更多个部分分配新的建模值。

7、在一些实现中，该方法还包括：由控制器将来自空间分辨模型的一个或更多个建模值与催化器的一个或更多个期望值进行比较；以及由控制器基于一个或更多个建模值与一个或更多个期望值之间的差超过误差阈值来识别后处理系统中的故障。在一些实现中，催化器是选择性催化还原(scr)催化器。

8、又一实施例涉及一种系统。该系统包括处理电路，该处理电路包括联接到存储器的至少一个处理器。存储器在其中存储指令，该指令当由至少一个处理器执行时使处理电路：生成后处理系统的催化器的空间分辨模型，空间分辨模型将催化器分成一个或更多个部分；以及基于来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器和一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值来调整空间分辨模型。指令在由至少一个处理器执行时还使处理电路：将来自空间分辨模型的一个或更多个建模值与后处理系统的一个或更多个期望值进行比较；并且响应于比较，命令后处理系统的发动机、加热器或定量配给器中的至少一个来实现一个或更多个期望值。指令在由至少一个处理器执行时还使处理电路：确定来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器的一个或更多个感测值与来自一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值之间的梯度；以及基于所确定的梯度向一个或更多个部分分配新的建模值。

9、一个实施例涉及联接到后处理系统的控制器，控制器被配置成生成后处理系统的催化器的空间分辨模型，空间分辨模型将催化器分成一个或更多个部分。控制器被配置成基于来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器和一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值来调整空间分辨模型。

10、本概述仅为说明性的，并不打算以任何方式加以限制。结合附图，在本文阐述的详细描述中，本文描述的设备或过程的其他方面、发明特征和优点将变得明显，其中相同的附图标记指代相同的元件。在这方面，提供大量具体细节以赋予对本公开主题的实施例的透彻理解。在一个或更多个实施例和/或实现中，可以以任何合适的方式组合本公开主题的所描述的特征。本发明的一个方面的一个或更多个特征可以与本发明的不同方面的一个或更多个特征相组合。此外，在某些实施例和/或实现中可以识别可能不存在于所有实施例或实现中的附加特征。

技术特征：

1.一种系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为：

3.根据权利要求2所述的系统，其中，调整所述空间分辨模型，所述控制器还被配置成：

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为：

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述催化器是选择性催化还原(scr)催化器。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述催化器是选择性催化还原(scr)催化器和氨氧化催化器(amox)的组合。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述催化器是第一选择性催化还原(scr)催化器，其中所述后处理系统包括位于所述第一scr催化器上游的第二scr催化器，并且其中所述第二scr催化器相对小于所述第一scr催化器。

8.根据权利要求7所述的系统，还包括流体联接到所述第一scr催化器的第一还原剂定量配给器和流体联接到所述第二scr催化器的第二还原剂定量配给器。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制器还被配置为：

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或更多个建模值指示所述第一scr催化器和所述第二scr催化器的一个或更多个部分的储存氨量，并且其中所述第一还原剂定量配给器的定量配给命令基于所述一个或更多个建模值与氨储存阈值的比较，所述一个或更多个建模值指示所述第一scr催化器和所述第二scr催化器的所述一个或更多个部分的储存氨量。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制器还被配置为：

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或更多个建模值指示所述第一scr催化器和所述第二scr催化器的一个或更多个部分的储存氨量，并且其中所述第二还原剂定量配给器的定量配给命令基于所述一个或更多个建模值与氨储存阈值的比较，所述一个或更多个建模值指示所述第一scr催化器和所述第二scr催化器的所述一个或更多个部分的储存氨量。

13.一种方法，包括：

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，调整所述空间分辨模型包括：

16.根据权利要求13所述的方法，还包括：

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述催化器是选择性催化还原(scr)催化器。

18.一种系统，包括：

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述指令在由所述至少一个处理器执行时还使所述处理电路：

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述指令在由所述至少一个处理器执行时还使所述处理电路：

技术总结
一种系统包括后处理系统和联接到后处理系统的控制器。控制器被配置成生成后处理系统的催化器的空间分辨模型。控制器还被配置成基于来自一个或更多个部分上游的至少一个传感器和一个或更多个部分下游的至少一个传感器的一个或更多个感测值来调整空间分辨模型。

技术研发人员：迈克尔·哈斯,A·W·基德,奥克斯福德·彭,沙希杜尔·M·拉赫曼,A·维默里,克里斯托夫·特里科德,伊斯瓦尔·亚拉比基
受保护的技术使用者：康明斯公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15