[發(fā)明專利]對后處理組件中的選擇性催化還原裝置的基于模型的監(jiān)測

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810751011.1
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN109268116B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Y-Y·王;朱詠杰;A·坦奈蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 林偉峰

后處理組件包括選擇性催化還原(SCR)裝置，其具有催化劑并且被配置為接收排氣。控制器可操作地連接到SCR裝置。該控制器具有處理器和有形非暫時性存儲器，該存儲器上記錄有用于執(zhí)行對SCR裝置的基于模型的監(jiān)測的方法的指令。該方法依賴于可以各種形式實施的基于物理學(xué)的模型。該控制器被配置為至少部分地基于催化劑降解模型來獲取至少一個估計參數(shù)和至少一個閾值參數(shù)。該催化劑降解模型是至少部分地基于預(yù)定閾值存儲容量(Θ_T)?；诠烙媴?shù)與閾值參數(shù)的比較來確定催化劑狀態(tài)。至少部分地基于催化劑狀態(tài)來控制該組件的操作。

背景技術(shù)

本發(fā)明總體上涉及對后處理組件的操作的控制，并且更具體地涉及對后處理組件中的選擇性催化還原(SCR)裝置的基于模型的監(jiān)測。氮的氧化物(在本文稱為NOx)是燃燒過程的副產(chǎn)物。氮氧化物是通過在燃燒室的高溫下分解氮和氧分子而產(chǎn)生。許多裝置采用后處理裝置，諸如選擇性催化還原(SCR)裝置，以在催化劑的存在下將氮氧化物轉(zhuǎn)化為其它成分。后處理裝置的效率在使用一段時間后可能會下降。

發(fā)明內(nèi)容

后處理組件包括選擇性催化還原(SCR)裝置，其具有催化劑并且被配置為接收排氣。控制器可操作地連接到SCR裝置。該控制器具有處理器和有形非暫時性存儲器，該存儲器上記錄有用于執(zhí)行對SCR裝置的基于模型的監(jiān)測的方法的指令。該方法依賴于可以各種形式實施的基于物理學(xué)的模型。該處理器執(zhí)行該指令使該控制器：獲取至少一個估計參數(shù)，包括獲取排出SCR裝置的排氣中的估計氮氧化物(NOx)濃度。

該控制器被配置為至少部分地基于催化劑降解模型來獲取至少一個閾值參數(shù)，其包括獲取排出SCR裝置的排氣中的閾值NOx濃度(y_T)。該催化劑降解模型是至少部分地基于預(yù)定閾值存儲容量(Θ_T)。經(jīng)由該控制器基于估計參數(shù)與閾值參數(shù)的比較來確定催化劑狀態(tài)。至少部分基于催化劑狀態(tài)來控制該組件的操作。

該催化劑降級模型是至少部分地基于進(jìn)入SCR裝置的排氣中的入口NOx濃度(u₁)、由還原劑噴射器噴射的入口劑量(u₂)、多個預(yù)定參數(shù)(r_R、r_O、r_D、r_A、M_WNH3和M_WNOx)、在SCR裝置處接收的排氣的流量(F)以及SCR裝置的體積(V)和溫度(T)。該催化劑降級模型是至少部分地基于排出SCR裝置的排氣的出口NOx濃度(y₁)、氨覆蓋率(θ)以及出口氨濃度(y₂)隨時間(t)的相應(yīng)變化率，它們分別被指定為ddy₁/dt、dθ/dt以及dy₂/dt，并且計算如下：

在一個實施例中，該催化劑降解模型被表示為：

獲取估計參數(shù)包括：至少部分地基于擴(kuò)展卡爾曼濾波器和容量時效模型來獲取催化劑的估計存儲容量(Θ)。該容量時效模型是至少部分地基于采樣時間(k)、排出SCR裝置的排氣的出口NOx濃度(y₁)、出口氨濃度(y₂)、進(jìn)入SCR裝置的排氣的入口NOx濃度(u₁)、由還原劑噴射器噴射的入口劑量(u₂)、多個預(yù)定參數(shù)(r_R、r_O、r_D、r_A)以及進(jìn)入SCR裝置的排氣的流量(F)、SCR裝置的體積(V)和溫度(T)的預(yù)定查找因子(K(T,F/V))。