CN101949319A - 用于选择性催化还原应用的氨储存设定点控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于选择性催化还原应用的氨储存设定点控制。具体地，提供给了一种***，其包括喷射器控制模块和SCR优化模块。该喷射器控制模块控制储存在选择性催化还原(SCR)催化剂中的氨(NH₃)的量以维持第一储存水平。该SCR优化模块确定该第一储存水平在第一温度下是否最大化SCR催化剂的转化效率并且在SCR催化剂温度从该第一温度转变为第二温度时是否最小化NH₃泄漏的概率。当第二储存水平相对于该第一储存水平最大化SCR催化剂的效率并且相对于该第一储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，该喷射器控制模块控制储存在SCR催化剂中的NH₃的量以维持第二储存水平。

Description

用于选择性催化还原应用的氨储存设定点控制

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年7月10日提交的美国临时申请No.61/224,653的权益。上述申请的公开内容作为参考全部并入本文。

技术领域

本发明涉及排放控制***，并且尤其涉及控制选择性催化还原***中的氨储存水平。

背景技术

本文所提供的背景技术描述的目的在于从总体上介绍本发明的背景。当前提及的发明人的工作--以在此背景技术部分中所描述的为限--以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。

发动机排出的排气包含一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)。排气处理***降低排气中CO、HC和NOx的水平。排气处理***可以包括氧化催化剂(OC)(例如柴油OC)、颗粒过滤器(PF)(例如柴油PF)和选择性催化还原(SCR)***。OC氧化CO和HC以形成二氧化碳和水。PF去除排气中的颗粒物质。SCR***还原NOx。

SCR***把还原剂(例如尿素)喷入SCR催化剂上游的排气中。还原剂形成与SCR催化剂中的NOx起反应的氨。氨与SCR催化剂中的NOx的反应会还原NOx并且导致双原子氮和水的排放。当把过多还原剂喷入排气时，这过多还原剂会形成过多的氨，这些氨经过SCR催化剂而不起反应。

发明内容

一种***，包括喷射器控制模块和SCR优化模块。该喷射器控制模块控制储存在选择性催化还原(SCR)催化剂中的氨(NH₃)的量以维持第一储存水平。该SCR优化模块确定该第一储存水平在第一温度下是否最大化SCR催化剂的转化效率并且在SCR催化剂温度从该第一温度转变为第二温度时是否最小化NH₃泄漏的概率。当该第二储存水平相对于该第一储存水平最大化SCR催化剂的效率并且相对于该第一储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，该喷射器控制模块控制储存在SCR催化剂中的NH₃的量以维持第二储存水平。

一种方法，包括控制储存在选择性催化还原(SCR)催化剂中的氨(NH₃)的量以维持第一储存水平。该方法还包括确定该第一储存水平在第一温度下是否最大化SCR催化剂的转化效率并且在SCR催化剂温度从该第一温度转变为第二温度时是否最小化NH₃泄漏的概率。该方法还包括当该第二储存水平相对于该第一储存水平最大化SCR催化剂的效率并且相对于该第一储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，控制储存在SCR催化剂中的NH₃的量以维持第二储存水平。

本发明还涉及以下技术方案：

方案1.一种***，包括：

喷射器控制模块，其控制储存在选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持第一储存水平；和

选择性催化还原优化模块，其确定所述第一储存水平在第一温度下是否最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且当所述选择性催化还原催化剂的温度从所述第一温度转变为第二温度时是否最小化NH₃泄漏的概率，

其中，当第二储存水平相对于所述第一储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第一储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，所述喷射器控制模块控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第二储存水平。

方案2.如方案1所述的***，其中，当所述第一储存水平相对于所述第二储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第二储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，所述喷射器控制模块控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第一储存水平。

方案3.如方案1所述的***，其中，所述第一储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量大于所述第二储存水平对应的。

方案4.如方案1所述的***，其中，所述第二储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量大于所述第一储存水平对应的。

方案5.如方案4所述的***，其中，当第三储存水平相对于所述第一和第二储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第一和第二储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，所述喷射器控制模块控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第三储存水平。

方案6.如方案5所述的***，其中，所述第三储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量小于所述第一和第二储存水平对应的。

方案7.如方案1所述的***，其中，所述选择性催化还原优化模块基于选择性催化还原模型确定所述选择性催化还原催化剂的转化效率和NH₃泄漏的概率。

方案8.如方案7所述的***，其中，当所述喷射器控制模块正控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第一储存水平时，所述选择性催化还原优化模块基于所述选择性催化还原模型确定在所述第二储存水平下所述选择性催化还原催化剂的转化效率和在所述第二储存水平下NH₃泄漏的概率。

方案9.一种方法，包括：

控制储存在选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持第一储存水平；

确定所述第一储存水平在第一温度下是否最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且在所述选择性催化还原催化剂的温度从所述第一温度转变为第二温度时是否最小化NH₃泄漏的概率；以及

当第二储存水平相对于所述第一储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第一储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第二储存水平。

方案10.如方案9所述的方法，还包括，当所述第一储存水平相对于所述第二储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第二储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第一储存水平。

方案11.如方案9所述的方法，其中，所述第一储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量大于所述第二储存水平对应的。

方案12.如方案9所述的方法，其中，所述第二储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量大于所述第一储存水平对应的。

方案13.如方案12所述的方法，还包括，当第三储存水平相对于所述第一和第二储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第一和第二储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第三储存水平。

方案14.如方案13所述的方法，其中，所述第三储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量小于所述第一和第二储存水平对应的。

方案15.如方案9所述的方法，还包括，基于选择性催化还原模型确定所述选择性催化还原催化剂的转化效率和NH₃泄漏的概率。

方案16.如方案15所述的方法，还包括，在控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第一储存水平时，基于所述选择性催化还原模型确定在所述第二储存水平下所述选择性催化还原催化剂的转化效率和在所述第二储存水平下NH₃泄漏的概率。

附图说明

通过详细描述和附图将更完整地理解本发明，其中：

图1是根据本发明的发动机***的功能框图；

图2是示出根据本发明的选择性催化还原(SCR)***转化比率的曲线图；

图3是根据本发明的发动机控制模块的功能框图；

图4是示出根据本发明的不同SCR催化剂温度下的SCR催化剂转化比率变化的曲线图；

图5是示出根据本发明的当SCR催化剂温度从250℃变化到300℃时SCR催化剂的最优储存水平的变化的曲线图；

图6是示出根据本发明的根据当前设定点SP和一组测试点TP₁-TP₅确定最优设定点TP₄的曲线图；

图7是示出根据本发明的根据当前设定点SP和一组测试点TP₁-TP₅确定最优设定点SP的曲线图；和

图8是示出根据本发明的用于确定最优储存水平的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

下列描述本质上仅仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，附图中将使用相同的附图标记表示相似的元件。本文所用的措词″A、B和C中的至少一个″应当解释成意味着使用非排他逻辑″或″的逻辑(A或B或C)。应当理解，方法内的步骤可以以不同顺序执行，只要不改变本发明的原理。

本文所用的术语″模块″是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它的提供所述功能的适当部件。

选择性催化还原(SCR)***还原排气中的氮氧化物(NOx)。该SCR***包括把还原剂喷入排气中以形成氨(NH₃)的还原剂喷射器。NH₃可以从SCR***释放出，例如，在还原剂喷射器喷射过多还原剂的时候或者在SCR***的温度升高的时候。NH₃从SCR***的释放可以在下文中称作″NH₃泄漏″

根据本发明的储存水平确定***确定SCR催化剂的最优NH₃储存水平。最优NH₃储存水平可以是最大化SCR催化剂的NOx转化效率同时最小化由瞬变工作条件(例如SCR温度的变化)所引起的NH₃泄漏概率的储存水平。该储存水平确定***使用SCR模型来确定SCR催化剂的最优NH₃储存水平。例如，该储存水平确定***可以基于使用SCR模型对温度扰动和储存水平扰动对初始储存水平的影响进行建模来确定初始储存水平是否是最优的。

现在参照图1，发动机***20(例如柴油发动机***)包括燃烧空气/燃料混合物以产生驱动转矩的发动机22。经由入口26把空气吸入进气歧管24。可以包括节气门(未示出)以调节进入进气歧管24的空气流量。进气歧管24内的空气被分配到气缸28中。虽然图1示出六个气缸28，但是发动机22可以包括更多或更少的气缸28。虽然示出的是压燃式发动机，但是还可以考虑火花点火发动机。

发动机***20包括与发动机***20的部件通讯的发动机控制模块(ECM)32。这些部件可以包括本文所述的发动机22、传感器和致动器。ECM 32可以实施本发明的储存水平确定***。

空气从入口26流过质量空气流量(MAF)传感器34。MAF传感器34生成可表征流入进气歧管24内的空气质量的MAF信号。歧管压力(MAP)传感器36安置在位于入口26与发动机22之间的进气歧管24中。MAP传感器36生成表征进气歧管24内气压的MAP信号。位于进气歧管24中的进气温度(IAT)传感器38生成表征进气温度的IAT信号。

发动机曲轴(未示出)以发动机转速或与发动机转速成比例的速率旋转。曲轴传感器40生成曲轴位置(CSP)信号。该CSP信号可以表征曲轴的转速和位置。

ECM 32致动燃料喷射器42把燃料喷入气缸28。进气门44选择性地打开和关闭以使空气能够进入气缸28。进气凸轮轴(未示出)调节进气门44的位置。活塞(未示出)压缩气缸28内的空气/燃料混合物并使之燃烧。可替代地，在火花点火发动机中空气/燃料混合物可以使用火花塞点燃。在动力冲程期间，活塞驱动曲轴以产生驱动转矩。当排气门48处于打开位置时，气缸28内的燃烧所产生的排气通过排气歧管46排出。排气凸轮轴(未示出)调节排气门48的位置。排气歧管压力(EMP)传感器50生成表征排气歧管压力的EMP信号。

排气处理***52可以处理排气。排气处理***52可以包括氧化催化剂(OC)54(例如柴油OC)、SCR催化剂56(下文中称为″SCR 56″)和颗粒过滤器(PF)58(例如柴油PF)。OC 54氧化排气中的一氧化碳和碳氢化合物。SCR 56使用还原剂来还原排气中的NOx。PF 58去除排气中的颗粒物质。

发动机***20包括定量给料***60。定量给料***60储存还原剂。例如，还原剂可以包括尿素/水溶液。ECM 32致动定量给料***60和还原剂喷射器62(下文中称为″喷射器62″)以控制喷入SCR 56上游排气中的还原剂的量。

在被喷入排气中时，喷入排气中的还原剂可以形成NH₃。因此，ECM 32控制供给到SCR 56的NH₃的量。SCR 56吸附(即储存)NH₃。由SCR 56所储存的NH₃的量可以在下文称作″NH₃储存水平″。ECM 32可以控制供给到SCR 56的NH₃的量以调节NH₃储存水平。储存在SCR 56中的NH₃与流过SCR 56的排气中的NOx起反应。

排气处理***52可以包括第一NOx传感器64和第二NOx传感器65。每个NOx传感器64、65都生成表征排气中的NOx的量的NOx信号。第一NOx传感器64可以安置在喷射器62的上游并且可以表征进入SCR 56的NOx的量。第一NOx传感器64所生成的信号可以称作NOx_in信号。第二NOx传感器65可以安置在SCR 56的下游并且可以表征离开SCR 56的NOx的量。第二NOx传感器65所生成的信号可以称作NOx_out信号。

从进入SCR 56的排气中去除的NOx的百分比可以称作SCR 56的转化效率。ECM 32可以根据NOx_in和NOx_out信号确定SCR 56的转化效率。例如，ECM32可以根据下列等式确定SCR 56的转化效率：

${\mathrm{Efficiency}}_{\mathrm{SCR}}=\frac{{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{in}}-{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{out}}}{{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{in}}}$ (等式1)

式中，Efficiency_SCR代表SCR 56的转化效率，NOx_in和NOx_out分别代表由NOx_in和NOx_out信号表征的NOx的量。

SCR 56的转化效率可以与储存在SCR 56中的NH₃的量有关。因此，ECM32可以控制喷入排气中的还原剂的量以控制SCR 56的转化效率。把SCR 56的NH₃储存水平维持在最大NH₃储存水平附近确保实现最大转化效率。然而，维持NH₃储存水平处于或接近最大NH₃储存水平还增大了NH₃泄漏的概率。第二NOx传感器65对NH₃交叉敏感。因此，NOx_out信号可以表征流出SCR 56的排气中的NOx的量和NH₃的量这两者。

SCR 56温度的升高可能导致NH₃泄漏。例如，当SCR 56的温度在NH₃储存水平接近最大NH₃储存水平的时刻升高时，NH₃可能从SCR 56中解吸附。NH₃泄漏还可能由于排气处理***52中的故障部件(例如有故障的喷射器)或误差(例如储存水平估算误差)而出现。

发动机***20可以包括排气温度传感器66-1、66-2和66-3(总称为排气温度传感器66)。每个排气温度传感器66都生成表征排气温度的排气温度信号。ECM 32可以根据这些排气温度信号确定SCR 56的温度。尽管图1中示出了三个温度传感器66，但是发动机***20可以包括多于或少于三个的排气温度传感器66。

现在参照图2，示出了SCR 56的转化比率η与SCR 56的NH₃储存水平之间的示例性关系。NH₃储存水平可以被分成三个储存区间：低储存区间、最优储存区间和过量储存区间。转化比率可以基于NOx_in和NOx_out信号。例如，转化比率可以用下列等式表示：

$\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{in}}-{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{out}}-{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SLIP}}}{{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{in}}}$ (等式2)

式中，NOx_SLIP代表由于NH₃泄漏引起的NOx_out信号的分量。因此，第二NOx传感器65检测到NH₃会降低转化比率。

取决于NH₃储存水平，转化比率可以代表转化效率和/或NH₃泄漏量。当NH₃储存水平处于低储存区间和最优储存区间时，转化比率可以代表SCR 56的转化效率。例如，当NH₃储存水平为低(例如接近零)时，SCR 56的转化效率会是低的(例如接近零)。SCR 56的转化效率，因此SCR 56的转化比率，会随着NH₃储存水平朝着过量储存区间升高而增大到为1的最大值。

NH₃泄漏不会出现在低和最优储存区间，因为所喷射的NH₃被SCR 56吸附和/或与NOx起反应。因此，NOx_out信号主要反映排气中的NOx和很少的或不存在的NH₃。随着NH₃储存水平从低储存区间升高到最优储存区间，NOx_out信号相对于NOx_in信号降低(即转化效率升高)。

当NH₃储存水平升高进入过量储存区间中时，转化比率可以代表NH₃泄漏量。例如，由于检测到NH₃和NOx这两者，NOx_out信号的大小会升高，而NOx_in信号的大小只表征NOx。因此，当NH₃储存水平处于过量储存区间时，NOx_out信号大小的升高会引起转化比率的降低。

现在参照图3，ECM 32包括储存控制模块80、喷射器控制模块82、偏移确定模块84和SCR优化模块86。ECM 32接收来自发动机***20的输入信号。这些输入信号包括但不局限于MAF、MAP、IAT、CSP、EMP、排气温度和NOx信号。ECM 32处理这些输入信号并且生成输出到发动机***20的定时发动机控制指令。这些发动机控制指令可以致动燃料喷射器42、定量给料***60和喷射器62。

储存控制模块80根据SCR模型确定SCR 56的NH₃储存设定点(下文中称为″设定点″)。该设定点可以表征给定工作条件(例如SCR 56的温度)下的目标储存水平。因此，该设定点可以表征SCR 56的储存水平S和SCR 56的温度T。该设定点可以标为(S，T)。喷射器控制模块82控制喷入排气中的还原剂的量以将SCR 56的储存水平调整为该设定点。例如，当确定了新的设定点时，喷射器控制模块82可以增加或降低储存水平以达到该设定点。另外，当已经达到该设定点时，喷射器控制模块82可以增加或降低储存水平以维持该设定点。

偏移确定模块84确定偏移温度ΔT和偏移储存量ΔS。储存控制模块80根据设定点、偏移温度和偏移储存量确定一组测试点。这组测试点可以包括设定点扰动了ΔT和/或ΔS。例如，这组测试点可以包括(S，T+ΔT)、(S-ΔS，T)、(S-ΔS，T+ΔT)、(S+ΔS，T)和(S+ΔS，T+ΔT)。

储存控制模块80可以使用这些测试点和SCR模型来对干扰SCR 56的温度和储存水平所产生的影响进行建模，以确定该设定点是否处于最优储存水平。换句话说，储存控制模块80可以使用这些测试点来确定该设定点是否最大化SCR 56的转化效率同时最小化由瞬变工作条件所引起的NH₃泄漏的概率。

SCR优化模块86将该设定点与这些测试点比较并且确定该设定点相对于这些测试点(例如S-ΔS或S+ΔS)的储存水平是否处于最优储存水平。因此，当这些测试点中的一个处于更优的储存水平时，储存控制模块80可以更新设定点。换句话说，储存控制模块80可以将设定点更新为能提高SCR56的效率和/或降低NH₃泄漏概率的测试点。

现在参照图4，转化比率可以取决于SCR 56的温度。在图4中SCR 56的温度在150℃到400℃的范围内变化。图4的曲线可以代表一组固定工作条件下的SCR模型的示例性输出。例如，这组固定工作条件可以包括但不局限于流入SCR 56的NOx的量、进入SCR 56的排气的流率和进入SCR 56的NH₃的量。因此，SCR模型，更具体而言的转化比率，可以基于比SCR 56的储存水平和温度更多的参数。

当SCR 56的温度升高时，NH₃泄漏会发生在更低储存水平下。因此，当SCR 56的温度升高时，最优储存水平会偏移到更低储存水平。因此，当SCR56的温度升高时，储存控制模块80可以降低储存水平以降低NH₃泄漏的概率并且维持SCR 56的转化效率。

现在参照图5，该曲线图图示了当SCR 56的温度变化时最优储存水平可能偏移。具体地，该曲线图图示了250℃时的最优储存水平可能不是300℃时的最优储存水平，因为温度从250℃升高到300℃可能引起NH₃泄漏。

储存控制模块80可以基于初始工作条件确定初始设定点。只是举例来说，这些初始工作条件可以包括稳态工作条件，例如SCR 56的温度可以恒定。因此，储存控制模块80可以基于恒定的SCR温度确定初始设定点。当SCR 56在没有温度扰动的稳态工作条件下工作时，SCR 56可以在转化比率曲线的峰值处工作，由此最大化NOx转化效率而没有NH₃泄漏。SCR 56在转化比率曲线峰值处的工作在图5中示为250℃处。然而，在瞬变工作条件(例如温度改变)期间，如果喷射器控制模块82基于初始设定点控制还原剂的喷射，SCR 56就可能泄漏NH₃。当SCR 56的温度从250℃转变到300℃时，由瞬变工作条件所引起的NH₃泄漏在图5中示出。因此，储存控制模块80可以更新设定点以防止由瞬时温度变化所引起的NH₃泄漏。

储存控制模块80可以基于SCR模型确定SCR 56的设定点。SCR模型可以基于影响SCR 56的转化效率和/或NH₃泄漏性能的多个工作条件。SCR模型可以基于流入SCR 56的NOx的量、进入SCR 56的排气的温度、进入SCR 56的排气的流率、SCR 56上游的排气压力、NO₂比率、进入SCR 56的NH₃的量、排气的氧浓度、和SCR 56的在先NH₃储存水平。

SCR模型可以基于流入SCR 56的NOx的量。因此，储存控制模块8O可以基于流入SCR 56的NOx的量确定设定点。例如，储存控制模块8O可以基于NOx_in信号确定流入SCR 56的NOx的量。

SCR模型可以基于进入SCR 56的排气的温度。因此，储存控制模块80可以基于进入SCR 56的排气的温度确定设定点。例如，储存控制模块80可以基于来自SCR 56上游的排气温度传感器66中的一个的信号确定进入SCR56的排气的温度。另外，储存控制模块80可以使用SCR模型来对进入SCR 56的排气的温度建模。例如，SCR模型可以对排气处理***52中的热损失建模。

SCR模型可以基于进入SCR 56的排气的流率。因此，储存控制模块8O可以基于进入SCR 56的排气的流率确定设定点。例如，储存控制模块80可以基于MAF信号和喷入气缸28的燃料量确定排气的流率。

SCR模型可以基于SCR 56的上游排气压力。因此，储存控制模块80可以基于SCR 56的上游排气压力确定设定点。例如，储存控制模块80可以基于EMP信号确定排气压力。

SCR模型可以基于NO₂比率。因此，储存控制模块80可以基于NO₂比率确定设定点。NO₂比率可以是排气中NO₂的量与排气中NOx的总量的比值。

SCR模型可以基于进入SCR 56的NH₃的量。因此，储存控制模块80可以基于进入SCR 56的NH₃的量确定设定点。例如，储存控制模块80可以基于从喷射器62喷射的还原剂的量确定进入SCR 56的NH₃的量。

SCR模型可以基于排气的氧浓度。因此，储存控制模块80可以基于排气的氧浓度确定设定点。例如，储存控制模块8O可以基于排气处理***52中的氧传感器(未示出)确定排气的氧浓度。

另外，SCR模型可以基于在先NH₃储存水平。因此，储存控制模块8O可以基于在先NH₃储存水平确定设定点。因此，SCR模型可以基于在先NH₃储存水平的反馈确定最优储存水平。

储存控制模块80可以使用SCR模型来确定在设定点处相对于测试点的的转化效率和NH₃泄漏的概率。在一些实施例中，储存控制模块80可以使用同一SCR模型来既控制SCR 56的储存水平又预测ΔT和ΔS对SCR 56的影响。

喷射器控制模块82基于设定点控制SCR 56的储存水平。例如，在储存水平小于设定点时，喷射器控制模块82可以致动喷射器62增加还原剂的喷射以将SCR 56的储存水平提高到设定点。可替代地，当设定点小于SCR 56的储存水平时，喷射器控制模块82可以减少喷射以允许降低的储存水平。因此，喷射器控制模块82控制喷射器62来达到设定点。

偏移确定模块84确定ΔT和ΔS。ΔT可以代表排气温度升高到当前工作温度以上。偏移确定模块84可以基于排气温度的潜在升高和/或排气流率的增大来确定ΔT。例如，ΔT可以是50℃。因此，由于排气温度的变化和/或排气流率的增大，SCR 56的温度可以从250℃变化到300℃。储存控制模块80可以确定排气温度的升高对SCR 56的转化效率和NH₃泄漏概率的影响。

ΔS可以代表储存水平从当前储存水平的变化。例如，ΔS可以代表储存水平相对于设定点的储存水平的变化。储存控制模块80可以确定储存水平的变化对SCR 56的转化效率和NH₃泄漏概率的影响。

现在参照图6，储存控制模块80可以确定测试点TP₁-TP₅，每一个测试点与扰动了ΔT和/或ΔS的设定点SP相对应。设定点SP可以处于温度T和储存水平S下。图6中的T和ΔT分别为250℃和50℃。

储存控制模块80可以在喷射器控制模块82控制喷射器62以达到设定点之后确定这些测试点。例如，当储存控制模块80在确定TP₁-TP₅时，喷射器控制模块82可以基于设定点控制SCR 56的储存水平。因此，储存控制模块80可以使用SCR模型确定设定点，然后使用SCR模型确定测试点，同时，喷射器控制模块基于设定点控制SCR 56的储存水平。

储存控制模块80可以基于SP和ΔT确定第一测试点TP₁。例如，TP₁可以处于储存水平S和等于T+ΔT的更高温度下。储存控制模块80可以基于SP和ΔS确定第二测试点TP₂。例如，TP₂可以处于温度T和储存水平S-ΔS下。

储存控制模块80可以基于SP、ΔT和ΔS确定第三测试点TP₃。例如，TP₃可以处于储存水平S-ΔS和温度T+ΔT下。储存控制模块80可以基于SP和ΔS确定第四测试点TP₄。例如，TP₄可以处于储存水平S+ΔS和温度T下。储存控制模块80可以基于SP、ΔT和ΔS确定第五测试点TP₅。例如，TP₅可以处于储存水平S+ΔS和温度T+ΔT下。

SCR优化模块86可以确定每个储存水平S、S+ΔS和S-ΔS下的转化比率的平均值。例如，SCR优化模块86可以确定等于SP和TP₁处的转化比率的平均值的平均值A₁。SCR优化模块86可以确定等于TP₂和TP₃处的转化比率的平均值的平均值A₂。SCR优化模块86可以确定等于TP₄和TP₅处的转化比率的平均值的平均值A₃。

SCR优化模块86可以确定A₂到A₁的梯度G₁。SCR优化模块86可以确定A₁到A₃的梯度G₂。SCR优化模块86可以基于梯度G₁和G₂确定设定点SP是否是最优设定点。

SCR优化模块86可以基于梯度G₁和G₂的方向确定设定点是否处于最优储存水平。A₁到A₃的正梯度G₂可以表明，将储存水平从S变化到S+ΔS可以提高SCR 56的转化效率。另外，A₁到A₃的正梯度可以表明，将储存水平从S变化到S+ΔS不会增大由温度升高ΔT引起的NH₃泄漏的概率。因此，当梯度G₂为正时，SCR 56不可能处于最优储存水平。因此，当梯度G₂为正时，储存控制模块80可以将设定点更新为S+ΔS。换句话说，图6中的正梯度G₁和G₂可以表明，将储存水平从S变化到S+ΔS可以提高SCR 56的转化效率并且不会增大由温度升高ΔT引起的NH₃泄漏的概率。

现在参照图7，A₁到A₃的负梯度可以表明，将储存水平从S变化到S+ΔS可以降低SCR 56的转化效率。另外，A₁到A₃的负梯度可以表明，将储存水平从S变化到S+ΔS可以增大由温度升高ΔT引起的NH₃泄漏的概率。因此，当A₁到A₃的梯度为负时，SCR 56可能处于最优储存水平。

梯度G₁接近零或稍微偏正值。A₂到A₁的接近零的梯度和A₁到A₃的负梯度可以表明，设定点SP可能接近最优储存水平。换句话说，提高储存水平会增大NH₃泄漏的概率，并且降低储存水平不会提高SCR 56的转化效率。因此，当梯度G₁稍微偏正值并且梯度G₂为负时，储存控制模块80可以不使储存水平从S更新为S+ΔS或S-ΔS。

现在参照图8，用于确定最优储存水平的方法100开始于步骤101。在步骤102，储存控制模块80确定设定点在温度T和储存水平S处。在步骤104，喷射器控制模块82控制喷射器62以达到储存水平S。在步骤106，偏移确定模块84确定偏移温度ΔT。在步骤108，偏移确定模块84确定偏移储存量ΔS。

在步骤110，储存控制模块80确定第一测试点TP₁在(S，T+ΔT)处。在步骤112，储存控制模块80确定第二测试点TP₂在(S-ΔS，T)处和第三测试点TP₃在(S-ΔS，T+ΔT)处。在步骤114，储存控制模块80确定第四测试点TP₄在(S+ΔS，T)处和第五测试点TP₅在(S+ΔS，T+ΔT)处。

在步骤116，SCR优化模块86基于设定点和TP₁确定平均值A₁、基于TP₂和TP₃确定平均值A₂并且基于TP₄和TP₅确定平均值A₃。在步骤118，SCR优化模块86确定A₂到A₁的梯度G₁。在步骤120，SCR优化模块86确定A₁到A₃的梯度G₂。

在步骤122，SCR优化模块86基于梯度G₁和G₂确定设定点是否处于最优储存水平。如果步骤122的结果为“否”，方法100就继续到步骤124。如果步骤122的结果为“是”，方法100就继续到步骤126。在步骤124，喷射器控制模块82维持设定点处的储存水平。在步骤126，储存控制模块80将新的设定点设定为TP₂或TP₄。在步骤128，喷射器控制模块82控制喷射器62以达到新的设定点。方法100结束于步骤130

能够以多种形式实施本发明的宽泛教导。因此，尽管本发明包括特定例子，但是本发明的真实范围不会由此受到限制，因为本领域技术人员在研究附图、说明书和所附权利要求书的基础上，将清楚其它修改。

Claims (10)

1.一种***，包括：

喷射器控制模块，其控制储存在选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持第一储存水平；和

选择性催化还原优化模块，其确定所述第一储存水平在第一温度下是否最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且当所述选择性催化还原催化剂的温度从所述第一温度转变为第二温度时是否最小化NH₃泄漏的概率，

其中，当第二储存水平相对于所述第一储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第一储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，所述喷射器控制模块控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第二储存水平。

2.如权利要求1所述的***，其中，当所述第一储存水平相对于所述第二储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第二储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，所述喷射器控制模块控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第一储存水平。

3.如权利要求1所述的***，其中，所述第一储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量大于所述第二储存水平对应的。

4.如权利要求1所述的***，其中，所述第二储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量大于所述第一储存水平对应的。

5.如权利要求4所述的***，其中，当第三储存水平相对于所述第一和第二储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第一和第二储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，所述喷射器控制模块控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第三储存水平。

6.如权利要求5所述的***，其中，所述第三储存水平对应的储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量小于所述第一和第二储存水平对应的。

7.如权利要求1所述的***，其中，所述选择性催化还原优化模块基于选择性催化还原模型确定所述选择性催化还原催化剂的转化效率和NH₃泄漏的概率。

8.如权利要求7所述的***，其中，当所述喷射器控制模块正控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第一储存水平时，所述选择性催化还原优化模块基于所述选择性催化还原模型确定在所述第二储存水平下所述选择性催化还原催化剂的转化效率和在所述第二储存水平下NH₃泄漏的概率。

9.一种方法，包括：

控制储存在选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持第一储存水平；

确定所述第一储存水平在第一温度下是否最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且在所述选择性催化还原催化剂的温度从所述第一温度转变为第二温度时是否最小化NH₃泄漏的概率；以及

当第二储存水平相对于所述第一储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第一储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第二储存水平。

10.如权利要求9所述的方法，还包括，当所述第一储存水平相对于所述第二储存水平最大化所述选择性催化还原催化剂的转化效率并且相对于所述第二储存水平最小化NH₃泄漏的概率时，控制储存在所述选择性催化还原催化剂中的NH₃的量以维持所述第一储存水平。

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