[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

本节中的陈述仅提供本发明涉及的背景信息。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NO_x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。

发明内容

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发明的一种示例性内燃机、废气后处理系统及控制系统；