CN102946977A - Scr催化剂氨表面覆盖度估测和控制 - Google Patents

Scr催化剂氨表面覆盖度估测和控制 Download PDF

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Abstract

本发明描述了使用SCR催化剂(164)上的氨存储减少NOx排放物的装置、***和方法的各种实施方式。例如，根据一个实施方式，用于控制内燃机***(100)的SCR***(160)的装置包括氨存储模块(210)和还原剂给料模块(220)。氨存储模块基于进入SCR催化剂的过量氨流速(330)和进入SCR催化剂的过量NOx流速(335)中的一个，确定SCR***的SCR催化剂上的氨存储表面覆盖度(350)和氨补偿值(240)。还原剂给料模块基于氨补偿值产生还原剂给料指令(250)。

Description

SCR催化剂氨表面覆盖度估测和控制
领域
本公开内容涉及内燃机的废气后处理***，并且更具体地涉及估测和控制在选择性催化还原(SCR)催化剂上的氨表面覆盖度的装置、***和方法。
背景
近年来，内燃机的废气排放规定已经变得更加严格。内燃机的NOx和颗粒的规定排放足够低，以致在许多情况下排放水平无法满足改进的燃烧技术。因此，在发动机上使用后处理***以减少有害废气排放正在增加。为了减少NOx排放，利用NOx减少***，包括选择性催化还原(SCR)***，以将NOx(NO和一部分的NO2)转化为N2和其它化合物。SCR***利用还原剂，例如柴油机废气处理液(diesel exhaust fluid)(DEF)，典型地为氨，以及SCR催化剂，转化NOx。现行的SCR***可以产生高NOx转化率，允许燃烧技术关注动力和效率。然而，现行的SCR***也存在一些缺点。
大多数SCR***生成氨，用于还原由内燃机产生的废气中存在的NOx。当仅在SCR催化剂处于适当条件时可以得到适量的氨时，氨用于还原NOx。由于不期望操作纯氨，所以许多***利用备选的化合物，比如尿素，其在进入SCR催化剂之前汽化和分解成氨。许多利用尿素给料以产生氨的SCR***依赖于随着发动机NOx排放物出现将尿素实时输送至SCR催化剂。尿素给料器相比于发动机瞬态，比如质量流量、温度和排放物，具有相对缓慢的物理动力学。因此，尿素给料器动力学可以显著影响SCR控制***，特别是在瞬时操作条件期间。例如，基于操作条件，尿素动力学可产生过量的氨，使得氨从SCR催化剂中逃逸(slip)，或者引起氨的缺乏，造成过量的NOx进入大气。
一些现行的SCR***通过利用许多SCR催化剂制剂固有的氨存储能力考虑了尿素给料的动力学和内燃机通常迅速的瞬间性质。某些现行的***确定SCR催化剂是否处于氨存储(吸附)或氨喷射(脱附)温度。当SCR催化剂存储氨时，***注射尿素，直至充满催化剂。当SCR催化剂喷射氨时，***停止注射并允许存储的氨释放并且还原NOx。现行的以该方式追踪SCR催化剂温度的***存在一些缺点。例如，在SCR催化剂上存储的氨的量随温度变化。然而，现行的***采取低于特定温度的存储量，并且高于该特定温度时没有存储。因此，控制可以显著地在特定温度附近切换，仅在低于特定温度显著地高估氨存储能力，而仅在高于特定温度显著地低估氨存储能力。
概述
针对本领域的现状并且尤其针对本领域中通过现行的废气后处理***尚未完全解决的问题和需求，开发了本申请的主题。因此，本申请的主题已经开发以提供使用存储在SCR催化剂上的氨减少NOx排放物的装置、***和方法，其克服了现有技术的废气后处理***的至少一些缺点。
根据一个实施方式，用于控制内燃机***的SCR***的装置包括氨存储模块和还原剂给料模块。氨存储模块基于进入SCR催化剂的过量氨流速和进入SCR催化剂的过量NOx流速中的一个确定SCR***的SCR催化剂上的氨存储表面覆盖度以及氨补偿值。还原剂给料模块基于氨补偿值产生还原剂给料指令。在一些执行方式中，氨存储模块利用专用于确定当前氨表面覆盖度和氨补偿值的前馈模型。
在该装置的某些执行方式中，氨存储模块包括模式确定模块，其基于预校正的零氨逃逸阈值确定SCR***的操作模式为氨吸附模式、氨脱附模式和中性模式中的一个。模式确定模块确定：当进入SCR催化剂的废气的氨/NOx比大于预校正的零氨逃逸阈值时，SCR***在氨吸附模式中操作；当氨/NOx比小于预校正的零氨逃逸阈值时，在氨脱附模式中操作；以及当氨/NOx比等于预校正的零氨逃逸阈值时，在中性模式中操作。
氨存储模块还可以包括过量氨流速模块，其当模式确定模块确定SCR***在吸附模式中操作时确定过量氨流速。另外，当模式确定模块确定SCR***在吸附模式中操作时，氨补偿值至少部分基于(例如，间接地)过量氨流速。氨存储模块可以进一步包括氨吸附模式模块，其基于过量氨流速和SCR催化剂的当前温度估算SCR催化剂的氨存储表面覆盖度。在某些执行方式中，氨吸附模式模块包括相对于过量氨流速和SCR催化剂温度的存储的***动态吸附时间常数值。氨吸附模式模块可以通过将过量氨流速和SCR催化剂的当前温度与存储的***动态时间常数值进行比较来估算氨存储表面覆盖度的变化速率。氨存储表面覆盖度基于氨存储表面覆盖度的估算的变化速率的数学积分。在某些执行方式中，对于SCR催化剂温度超过高温阈值的存储的氨存储表面覆盖度值大约是百分之零，使得估算的氨存储表面覆盖度在高废气温度事件后自动重置。
在所述装置的某些执行方式中，氨存储模块包括过量NOx流速模块，其当模式确定模块确定SCR***在脱附模式中操作时确定过量NOx流速。此外，当模式确定模块确定SCR***在脱附模式中操作时，氨补偿值至少部分基于过量NOx流速。氨存储模块可以进一步包括氨脱附模式模块，其基于过量NOx流速和SCR催化剂的当前温度估算SCR催化剂的氨存储表面覆盖度。在一些执行方式中，氨脱附模式模块包括相对于过量NOx流速和SCR催化剂温度的存储的***动态脱附时间常数值。氨脱附模式模块通过将过量NOx流速和SCR催化剂的当前温度与存储的***动态时间常数值进行比较来估算氨存储表面覆盖度的变化速率。氨存储表面覆盖度基于氨存储表面覆盖度的估算的变化速率的数学积分。
根据所述装置的一些执行方式，氨存储模块进一步包括氨存储控制模块，其基于通过氨吸附模式模块340或氨脱附模式模块345，以及预定的氨存储表面覆盖度阈值或目标估算的氨存储表面覆盖度来确定氨补偿值。如果估算的氨存储表面覆盖度大于预定的氨存储表面覆盖度阈值，则氨补偿值为负。相反，如果估算的氨存储表面覆盖度小于预定的氨存储表面覆盖度阈值，则氨补偿值为正。
在某些执行方式中，氨补偿值是氨补偿流速。氨补偿流速可以基于确定的氨存储表面覆盖度和预定的氨存储表面覆盖度阈值之间的差。
根据另一个实施方式，SCR***包括将还原剂进料入废气流的还原剂给料***。SCR***还包括接收废气流并置于还原剂给料***下游的SCR催化剂。SCR催化剂将废气流中存在的氨存储在其上。该***还包括控制器，其基于处于氨存储吸附模式的废气流中过量氨流速和处于氨存储脱附模式的废气流中过量NOx流速控制进料入废气流中的还原剂的给料速率。
在所述***的某些执行方式中，控制器基于氨存储吸附模式中的过量氨流速和氨存储脱附模式中的过量NOx流速估算SCR催化剂的氨存储表面覆盖度。如果估算的氨存储表面覆盖度小于预定的期望氨存储表面覆盖度阈值，控制器也提高给料速率，而如果估算的氨存储表面覆盖度超过预定的期望氨存储表面覆盖度阈值，控制器也降低给料速率。期望的氨存储表面覆盖度阈值可以取决于SCR催化剂的寿命。
根据所述***的一些执行方式，过量氨流速基于废气流中的氨流速和废气流中的NOx流速与零逃逸氨/NOx比的乘积之间的差。相反，过量NOx流速基于废气流中的NOx流速和废气流中的氨流速与零逃逸氨/NOx比的乘积之间的差。
在另一个实施方式中，用于控制内燃机***的SCR***的方法包括确定SCR***的公称还原剂给料速率以及确定SCR***的操作模式为吸附模式和脱附模式中的一个。如果确定的SCR***操作模式是吸附模式，则该方法包括基于流经SCR***的废气流中过量氨流速估算SCR***的氨存储表面覆盖度。如果确定的SCR***操作模式是脱附模式，则该方法包括基于废气流中过量NOx流速估算SCR***的氨存储表面覆盖度。另外，如果估算的氨存储表面覆盖度大于期望的氨存储表面覆盖度阈值，则该方法包括降低确定的公称还原剂给料速率。相反地，如果估算的氨存储表面覆盖度小于期望的氨存储表面覆盖度阈值，则该方法包括增加确定的公称还原剂给料速率。
在某些执行方式中，如果对于给定的SCR催化剂温度，废气流中的氨/NOx比大于预校正的零逃逸氨/NOx比，则确定的SCR***操作模式是吸附模式；而如果对于给定的SCR催化剂温度，废气流中的氨/NOx比小于预校正的零逃逸氨/NOx比，则是脱附模式。该方法还可以包括通过估算SCR***的氨存储表面覆盖度自动地将估算的氨存储表面积重新设置为零以考虑高废气温度事件。
贯穿本说明书对特征、优点或类似语言的提及并不意味着通过本公开的主题可以实现的全部特征和优点应该在或者在任何单个实施方式中。相反，涉及特征和优点的语言被理解为表示与实施方式有关描述的具体特征、优点或特点被包括在本公开内容的至少一个实施方式中。因此，贯穿本说明书讨论特征和优点及类似语言可以但不必涉及相同的实施方式。
另外，所描述的本公开内容主题的特征、优点和特点可以以任何适合的方式在一个或多个实施方式中结合。相关领域技术人员将认识到，可以在没有特定实施方式的一个或多个具体特征或优点的情况下实践主题。在其它情况下，在某些实施方式中可以认识到可能不存在于所有实施方式中的额外特征和优点。这些特征和优点将从以下说明和所附权利要求变得更加十分明显，或者可以通过实践如下文所阐述的主题而了解。
附图简述
为了可以更容易理解本主题的优点，将通过参考附图中图示说明的具体实施方式给出上面简述的主题的更具体描述。应当理解，这些附图只描述了本主题的典型实施方式，并且因此不应视为限制其范围，将通过使用附图额外具体和详细地描述和解释本主题，其中：
图1是根据一个代表性实施方式的具有废气后处理***的内燃机的示意框图。
图2是根据一个代表性实施方式的废气后处理***的控制器的示意框图。
图3是根据一个代表性实施方式的废气后处理***的氨存储模块的示意框图。
图4是根据一个代表性实施方式的模式确定模块的氨存储模式确定表。
图5是根据一个代表性实施方式的氨吸附模式模块的吸附模式氨存储表。
图6是根据一个代表性实施方式的氨脱附模式模块的脱附模式氨存储表。
图7是根据一个代表性实施方式的氨存储控制模块的氨存储控制表的示意框图。
图8是根据一个代表性实施方式的用于估算和控制SCR催化剂上氨表面覆盖度的方法的示意流程图。
详述
贯穿本说明书提及“一个实施方式”、“实施方式”或类似语言意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构或特点包括在本公开内容的至少一个实施方式中。贯穿本说明书出现的短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”和类似语言可以但不必全部涉及相同的实施方式。类似地，使用术语“执行方式”意味着该执行方式具有结合本公开内容的一个或多个实施方式描述的特定特征、结构或特点，然而在缺少以其他方式指示的明确相关词时，执行方式可以与一个或多个实施方式相关联。
此外，所描述的本文所述主题的特征、结构或特点可以以任何适合的方式在一个或多个实施方式中结合。在以下描述中，提供许多具体细节，比如控制、结构、装置、算法、程序、软件模块、用户选择、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等的实例，以提供本主题实施方式的彻底理解。然而，相关领域技术人员将认识到，可以在没有一个或更多个具体细节或者具有其他方法、部件、材料等的情况下实践本主题。在其他情况下，没有示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作，以避免导致本公开主题的各个方面不清楚。
图1显示内燃机***100的一个实施方式。发动机***100的主要部件包括内燃机110、连接到发动机的废气后处理***120以及可与发动机和废气后处理***电通信的控制器130。内燃机110可以是压缩点火内燃机比如柴油燃料发动机，或者火花点火内燃机比如贫操作(operated lean)的汽油燃料发动机。
在内燃机110内，来自大气的空气与燃料结合以驱动发动机。燃料和空气的燃烧产生废气。内燃机110产生的废气的至少一部分被有效地排放至废气后处理***120。在某些执行方式中，发动机***100包括废气再循环(EGR)管线(未显示)，其配置用于允许发动机产生的一部分废气再循环回到发动机内以改变发动机110的燃烧性质。
一般而言，废气后处理***120配置用于去除从发动机110接收的废气中存在的各种化合物和颗粒排放物。废气后处理***120包括氧化催化剂140、颗粒物(PM)过滤器150和SCR***160。在由废气后处理部件之间的方向箭头指示的废气流动方向上，废气可以从发动机110流动经过氧化催化剂140，流过颗粒过滤器150，经过SCR催化剂***160，并从SCR催化剂***进入大气。换言之，在图示说明的实施方式中，PM过滤器150位于氧化催化剂140的下游，并且SCR催化剂***160位于PM过滤器140的下游。在其它实施方式中，废气后处理***120的部件可以以各种排列的任意一种放置，并且该***可以包括其它部件，比如AMOX催化剂(未显示)，或更少的部件，比如没有PM过滤器。一般而言，在废气后处理***120中被处理并且被释放到大气中的废气因此比未处理的废气含显著更少的污染物，例如柴油机颗粒物、NOx、碳氢化合物，如一氧化碳和二氧化碳。
氧化催化剂140可以是本领域中已知的各种流通式(flow-through)氧化催化剂中任意一种，比如柴油机氧化催化剂(DOC)。一般而言，氧化催化剂140配置用于氧化废气中的至少一些颗粒物，例如烟尘的可溶解有机部分，并且将废气中未燃烧的碳氢化合物和CO减少至较不环境有害的成分。例如，在一些执行方式中，氧化催化剂140可以充分地减少废气中的碳氢化合物和CO浓度，以满足必要的排放标准。
PM过滤器150可以是本领域中已知的各种颗粒过滤器中的任何一种，其配置用于减少废气中的颗粒物浓度，例如烟尘和烟灰，以满足必要的排放标准。PM过滤器150可以电耦连到控制器，比如控制器130，其控制PM过滤器的各种操作特征，比如例如过滤器再生事件的时间和持续时间。
SCR***160包括还原剂输送***162和该还原剂输送***下游的SCR催化剂164。还原剂输送***160可操作用于在气体进入SCR催化剂164(例如，在PM过滤器150和SCR催化剂164之间的位置)之前将还原剂注射或给料入废气中。虽然未显示，但在一些实施方式中，还原剂输送***162包括还原剂源、泵和输送机构(例如，还原剂注射器或给料器)。还原剂源可以是能够保持还原剂例如氨(NH3)、尿素、柴油机燃料或柴油的容器或储罐。还原剂源与泵处于还原剂供给连通，该泵配置用于从还原剂源将还原剂泵送到输送机构。可以选择性地控制该输送机构以将还原剂在进入SCR催化剂164之前直接喷射入废气流中。
注射的还原剂(或者还原剂的分解副产物，比如当尿素被还原形成氨时)在SCR催化器164存在下与NOx反应，以将废气中的NOx还原为较不有害的排放物例如N2和H2O。SCR催化剂164可以是本领域中已知的各种催化剂的任何一种。例如，在一些执行方式中，SCR催化剂164是钒基催化剂，而在其它实施方式中，SCR催化剂是沸石基催化剂，比如Cu-沸石或者Fe-沸石催化剂。在一个代表性的实施方式中，还原剂是含水尿素，并且SCR催化剂164是沸石基催化剂。
废气后处理***120可以包括各种传感器，比如温度传感器、质量流量传感器、NOx传感器等等，它们以各种排列的任一种放置遍布废气后处理***。例如，在图示说明的实施方式中，废气后处理***120包括SCR催化剂164上游的废气温度传感器170(例如，在PM过滤器150和SCR催化剂之间)、SCR催化剂下游的废气温度传感器172、SCR催化剂上游的废气NOx浓度传感器174(例如，在发动机110的出口处)、以及位于SCR催化剂上游的废气质量流量传感器176(例如，在发动机110的出口处)。各种传感器可以处于与控制器130电通信，以监测操作条件并且控制发动机***100，包括发动机110和废气后处理***120。
控制器130控制发动机***100以及相关的子***比如发动机110和废气后处理***120的操作。图2中的控制器130被描述为单个物理单元，但是若需要在一些实施方式中其可以包括两个或更多个物理独立的单元或元件。一般而言，控制器130接收多个输入，处理这些输入，并且发送多个输出。多个输入可以包括来自传感器的感测测量值和各种用户输入。这些输入通过使用各种算法、存储的数据以及其它输入由控制器130进行处理，以便更新存储的数据和/或生成输出值。生成的输出值和/或指令被发送到控制器的其它部件和/或发动机***100的一个或多个元件，从而控制该***以得到期望的结果，更具体而言，降低期望的废气排放。
控制器130包括各种用于控制发动机***100的操作的模块。例如，参照图2，并且根据一个实施方式，控制器130包括数个用于控制SCR***160的操作的模块。一般而言，在某些实施方式中，控制器130控制SCR***160的操作以在瞬时且稳态操作条件期间提供NOx有效且敏感的减少、提供在给定的工作循环期间给料的还原剂量的减少、并且提供从排气管逃逸的氨减少。控制器130包括公称还原剂给料模块200、氨存储模块210和还原剂给料模块220。一般而言，可独立地和/或协同地操作所述模块以在SCR催化剂164上实现最佳的NOx转化效率和速度，同时将氨逃逸和还原剂消耗最小化。控制器130在与发动机***100的一些子***——比如发动机控制装置和SCR***控制装置——进行数据接收和/或传输通信中是可通信的。
公称还原剂给料模块200可操作用于确定与实现期望的NOx减少效率的还原剂给料速率对应的公称还原剂给料速率230，而不需考虑氨存储且没有氨逃逸。期望的NOx减少效率与应当从SCR催化剂164上的废气流减少以达到预定的废气排放限度的NOx量相关。在某些实施方式中，公称还原剂给料模块200基于SCR催化剂164的温度和进入SCR催化剂的废气的空速确定公称还原剂给料速率230。
在一些实施方式中，公称还原剂给料模块200使用各种用于确定公称还原剂给料速率230的方法和模型中的任意一个。例如，在一个实施方式中，公称还原剂给料模块200首先确定与期望的NOx减少效率相关的NOx减少要求。NOx减少要求基于废气中存在的NOx的量，并且可以表示为废气流中要减少的NOx的分数。在某些执行方式中，可以使用NOx传感器，比如NOx传感器174，测量废气流中存在的NOx的量。可选地，或额外地，在一些执行方式中，可以基于发动机的操作条件并将这些条件与存储的包含各种操作条件的预定废气NOx水平的操作图(operating map)进行比较，估算废气流中存在的NOx的量。
一般而言，公称还原剂给料模块200计算达到确定的NOx减少要求所需的还原剂给料速率并且将计算出的速率指定为公称还原剂给料速率230。可以使用各种常规的前馈或反馈方法中任意一种，比如通过引用并入本文的于2008年4月30日提交的美国专利申请号12/112,678中所述的，确定公称还原剂给料速率230。
控制器130的氨存储模块210可操作用于确定氨补偿值240，该补偿值表示为了达到SCR催化剂164上合适的或期望的氨存储表面覆盖度阈值而加至公称还原剂给料速率230或从中减去的氨的量。如下面更详细的描述，图示说明的实施方式利用用于确定氨补偿值240的前馈模型。例如，控制器130不需要来自在SCR出口处的用于控制SCR***160的NOx传感器的结果。如本文所用的，氨存储表面覆盖度被定义为SCR催化剂164床被存储的氨覆盖的表面积的量。在某些实施方式中，氨存储表面覆盖度表示为SCR催化剂164的最大氨存储容量的百分比。
如本文所用的，存储在SCR催化剂表面上的氨可用于补偿与还原剂给料***162和发动机110的快速瞬间性质有关的延时。例如，如果发动机110的操作条件改变，使得废气中NOx的量迅速下降，造成废气中过量的氨，则过量排出的氨可以存储在SCR催化剂164的表面上而不是从***中逃逸。相反，如果发动机110的操作条件改变，使得废气中NOx的量迅速增加，造成废气中过量的NOx，则存储在SCR催化剂表面上的氨可用于还原过量的NOx。因此，在SCR催化剂164上的期望氨存储表面覆盖度阈值一般超过SCR催化剂的最大氨存储容量的0%并且少于其100%。在某些执行方式中，期望的氨存储表面覆盖度阈值大约在SCR催化剂164的最大氨存储容量的20%和60%之间。对于某些应用，该范围内的目标氨存储表面覆盖度阈值提供最大NOx转化效率和最小NH3逃逸的最佳组合。
期望的氨存储表面覆盖度阈值基于各种因素中的任意一项确定，比如废气的温度、SCR催化剂的寿命、SCR催化剂床的温度、废气质量流速和发动机的类型(例如，发动机的工作循环)。在一个示范性执行方式中，目标氨表面覆盖度在控制器130中被编程为SCR催化剂床温度和废气质量流速的函数。
基于公称还原剂给料速率230和氨补偿值240，还原剂给料模块220产生还原剂给料指令250，其代表结合的公称还原剂给料速率和氨补偿值。还原剂给料指令250与还原剂给料***162电通信，还原剂给料***162以对应于还原剂给料指令的速率将还原剂注入废气流中。在某些条件下，氨补偿值240是负值，使得还原剂给料指令250对应于小于公称还原剂给料速率230的还原剂给料速率。相反，在其它条件下，氨补偿值240是正值，使得还原剂给料指令250对应于大于公称还原剂给料速率230的还原剂给料速率。可选地，在一些条件下，氨补偿值240大约为0，使得还原剂给料指令250对应于与公称还原剂给料速率230相同的还原剂给料速率。
参考图3，氨存储模块210包括模式确定模块300，其可操作用于确定SCR***160是在氨存储吸附模式、氨存储脱附模式还是中性模式中运行。一般而言，模式确定模块300确定：当模式确定模块确定氨存储表面覆盖度随时间增加时，SCR***160在氨存储吸附模式中操作；当模式确定模块确定氨存储表面覆盖度随时间降低时，SCR***160在氨存储脱附模式中操作；以及当模式确定模块确定氨存储表面覆盖度不随时间变化时，SCR***160在中性模式中操作。氨存储模块210接收SCR催化剂温度305、氨/NOx比310和废气质量流速313作为输入。SCR催化剂温度305是测量或估算的SCR催化剂164床的温度。在一个执行方式中，用SCR催化剂床温度传感器测量SCR催化剂温度305。在另一个执行方式中，用各种本领域已知的催化剂床温度估测方法的任一种估算SCR催化剂温度305，比如利用温度传感器170和172之间测量的废气温差。
氨/NOx比310表示SCR催化剂164入口处的废气流中的氨/NOx比。一般而言，基于SCR催化剂164上游的废气流中存在的NOx量和氨量的测量值或估算值之间的比较，确定氨/NOx比310。在某些执行方式中，用发动机校正表估算废气流中NOx的量。在其它执行方式中，用一个或多个NOx传感器，比如NOx传感器174，测量废气中NOx的量。在某些执行方式中，废气流中氨的量基于通过还原剂给料***162注入废气流中的氨的量和/或通过一个或多个氨浓度传感器(未显示)在废气流中测量的氨的量。
将SCR催化剂温度305和氨/NOx比310与存储在模式确定模块300上的预定氨存储模式确定表315进行比较，以确定SCR***160在吸附和脱附模式——若有的话——中的哪种下操作。参考图4，氨存储模式确定表315包括预校正的零逃逸阈值400，其表示废气中没有氨被吸附(即，存储)或脱附(即，释放)时的氨/NOx比。换言之，零逃逸阈值400表示使得NOx减少要求仅通过废气流中的氨达到而没有氨存储和氨逃逸的氨/NOx比。如本文所定义的，当氨/NOx比等于零逃逸阈值时SCR***160在中性模式中操作。
在给定的SCR催化剂温度下，氨/NOx比超过(即，大于)零逃逸阈值400的废气表示废气中存在过量的氨，其一部分将存储在SCR催化剂164上。因此，对于超过零逃逸阈值400的氨/NOx比，SCR***160在氨吸附模式中操作。相反，在给定的SCR催化剂温度下，氨/NOx比低于(即，小于)零逃逸阈值400的废气表示废气中存在氨短缺，其使得存储的氨被用于NOx还原。因此，对于低于零逃逸阈值400的氨/NOx比，SCR***160在氨脱附模式中操作。
氨存储模块210还包括过量氨流速模块320和过量NOx流速模块325。过量氨流速模块320可操作用于确定过量氨流速330，其表示SCR催化剂164上游位置处的废气流中过量氨的流速。类似地，过量NOx流速模块325可操作用于确定过量NOx的流速335，其表示SCR催化剂164上游位置处的废气流中过量氨的流速。一般而言，过量氨流速模块320通过用估算或测量的废气流中氨的量与估算或测量的废气流中NOx的量和零逃逸氨/NOx比的乘积之间的差与测量或估算的废气流速相乘，确定过量氨流速330(即，NH3(过量的流速)＝废气(流 速)[NH3-(NOx*ANR零逃逸)])。同样地，过量NOx流速模块325通过用估算或测量的废气流中NOx的量与估算或测量的废气流中氨的量和零逃逸氨/NOx比的乘积之间的差与测量或估算的废气流速相乘，确定过量NOx流速335(即，NOx(过 量的流速)=废气(流速)[NOx-(NH3*ANR零逃逸)])。
过量氨流速模块320和过量NOx流速模块325基于如通过模式确定模块300确定的SCR***160是分别在吸附还是脱附模式中操作而是选择性地可操作的。例如，如果模式确定模块300确定SCR***160在氨吸附模式中操作，则过量氨流速模块320被启动用于确定过量氨流速330，同时过量NOx流速模块325停止。可选地，如果模式确定模块300确定SCR***160在氨脱附模式中操作，则过量NOx流速模块325被启动用于确定过量NOx流速335，同时过量氨流速模块320停止。
再次参考图3，氨存储模块210包括吸附模式模块340和脱附模式模块345。当被启动时，氨吸附模式模块340和氨脱附模式模块345都可以操作用于确定SCR催化剂164的氨存储表面覆盖度350。当SCR***160在吸附模式中操作时氨吸附模式模块340被启动，如上所述，而当SCR***在脱附模式中操作时氨脱附模式模块345被启动，如上所述。氨吸附模式模块340和氨脱附模式模块345包括各自的存储在其上的预定的吸附模式氨存储表355和脱附模式氨存储表360。
一般而言，通过将过量氨流速330和过量NOx流速335以及当前SCR催化剂床温度分别与预定的吸附模式氨存储表355和脱附模式氨存储表360进行比较，以确定各自的与SCR催化剂的氨存储表面条件相关的吸附和脱附时间常数值，从而确定氨存储表面覆盖度350。在某些执行方式中，表355中的每个吸附时间常数值表示SCR催化剂164在与每个吸附时间常数值相关的过量氨流速以及SCR催化剂床温度下达到最大氨存储表面覆盖度所需的时间(从零氨存储表面覆盖度开始)。类似地，表360中的每个脱附时间常数值表示SCR催化剂164在与每个脱附时间常数值相关的过量NOx流速以及SCR催化剂床温度下达到零氨存储表面覆盖度所需的时间(从最大氨存储表面覆盖度开始)。
在图5中所示的一个实施方式中，吸附模式氨存储表355包括针对过量氨流速值和SCR催化剂温度值绘制的预定的氨存储表面数据400(例如，时间常数)。在一个具体的实施方式中，仅作为实例，吸附模式氨存储表355包括下列对于相关的过量氨流速(g/hr)和150℃的SCR催化剂床温度的预定吸附时间常数：15,000(0.5g/hr)、9564.8(5g/hr)、2391.2(20g/hr)、797.1(60g/hr)、191.3(250g/hr)和47.8(1,000g/hr)。作为另一个实例，表355可以包括下列对于相关的过量氨流速(g/hr)和400℃的SCR催化剂床温度的预定吸附时间常数：15,000(0.5g/hr)、29.3(5g/hr)、7.3(20g/hr)、2.4(60g/hr)、0.6(250g/hr)和0.1(1,000g/hr)。
当被启动时，氨吸附模式模块340从过量氨流速模块320接收过量氨流速330，以及SCR催化剂164的当前温度。使用表355，氨吸附模式模块340确定与接收的过量氨流速330和当前SCR催化剂床温度对应的预定的氨存储表面时间常数。
每个时间常数是预定的值，其通过将所述***作为一级动态***对待，获取SCR催化剂对SCR催化剂上游的微扰(例如，过量的NOx或过量的NH3)的基本响应时间。而且，每个时间常数直接对应于氨存储表面覆盖度的预定增长速率。因此，氨吸附模式模块340确定与确定的时间常数相对应的氨存储表面覆盖度的增长速率。根据下式，确定的时间常数用于计算SCR催化剂164上的氨存储表面覆盖度：ASSCt=ASSCt-1+[ASSCROC*Δt]，其中ASSCt是在时间t的氨存储表面覆盖度，ASSCt-1是在时间t之前一段时间t-l的预先确定的氨存储表面覆盖度，ASSCROC是氨存储表面的变化速率，并且Δt是时间t和时间t-l之间的差。用上式计算出的氨存储表面覆盖度值随后通过氨吸附模式模块340被设定为当前氨存储表面覆盖度350。
如图6中所示，通过氨脱附模式模块345以类似于吸附模式氨存储表355的方式使用脱附模式氨存储表360，确定当前氨存储表面覆盖度，除了其通过将过量NOx流速335与所述数据进行比较来倒计数SCR上的氨表面覆盖度，而不是正计数。更具体而言，氨脱附模式模块345使用与氨脱附模式模块345所用的相同的公式，除了由从表360获取的时间常数确定的ASSCROC是减少速率，同时由从表355获取的时间常数确定的ASSCROC是增长速率。在一个具体的实施方式中，仅作为实例，脱附模式氨存储表360包括下列对于相关的过量NOx流速(g/hr)和170℃的SCR催化剂床温度的预定脱附时间常数：10,216(25g/hr)、3405.3(75g/hr)、1702.7(150g/hr)、851.3(300g/hr)、425.7(600g/hr)和212.8(1,200g/hr)。作为另一个实例，表360可以包括下列对于相关的过量NOx流速(g/hr)和400℃的SCR催化剂床温度的预定脱附时间常数：316.9(25g/hr)、105.6(75g/hr)、52.8(150g/hr)、26.4(300g/hr)、13.2(600g/hr)和6.6(1,200g/hr)。
氨吸附模式模块340和氨脱附模式模块345的配置和操作提供SCR催化剂164上氨存储表面覆盖度的精确估算而不需要来自置于SCR催化剂下游的传感器的反馈。而且，由于用于确定氨存储表面覆盖度的SCR***160的动态时间常数不依赖于下游条件，所以SCR催化剂164下游的AMOX催化剂存在与否不影响模块340、345的精度和效力。
SCR催化剂动力学随温度快速增加。预定的催化剂动力学时间常数由于是显著小的值(例如，秒级或更小)而考虑该物理关系。由于催化剂动力学时间常数相对小的值，氨吸附模式模块340和氨脱附模式模块345在高废气温度事件之后自动将估算的存储在SCR催化剂164上的氨量重新设置为零。一般而言，由发动机110或废气后处理***120的操作(例如，PM过滤器再生)造成的高废气温度事件造成大多数——如果不是全部——存储在SCR催化剂164上的氨被从SCR催化剂脱附或去除。对于SCR***160的适当操作，通过有效地将氨存储表面覆盖度重新设置为零或0%，必须考虑由于高废气温度事件造成的氨从SCR催化剂164完全释放。
在常规的SCR***中，独立于氨存储表面覆盖度计算，设定SCR催化剂的氨存储表面覆盖度。换言之，对于常规的SCR***，不管估算的存储在SCR催化剂上的氨的量，如果检测到高温事件，则根据独立于氨存储表面覆盖度估测逻辑的逻辑，将出于控制***操作的目的存储在SCR催化剂上的氨的量设定为零。
与常规的***相反，由于高温事件引起的氨存储表面覆盖度的重新设置被构建到用于估算氨存储表面覆盖度的逻辑中。更具体而言，如上所述，由于将过量氨和NOx流速与SCR催化剂温度进行比较以估算氨存储表面覆盖度的独特方法，预定的氨存储表面覆盖度数据400、500考虑了极限废气温度事件。换言之，从表355、360获取的极限高废气温度下的氨存储表面覆盖度值在零处或接近零。以这种方式，对于极限温度事件，自动的SCR催化剂重置功能被结合到氨存储表面覆盖度的估测中。
氨存储模块210另外包括氨存储控制模块365。如所示，氨存储模块210基于从氨吸附模式模块340和氨脱附模式模块345中分别一个接收的氨存储表面覆盖度350(以及用于确定氨存储表面覆盖度的SCR催化剂温度)，确定氨补偿值240。通过将当前氨存储表面覆盖度350和SCR催化剂164的操作时间与多个存储在氨存储控制模块365上的预定氨存储控制表370中的至少一个进行比较，确定氨补偿值240。如图7中表示的，每个表370包括在特定且不同的SCR催化剂温度下的预校正的期望的氨存储表面覆盖度阈值700。在某些执行方式中，对于更高的SCR催化剂温度，期望的氨存储表面覆盖度阈值700更低，而对于更低SCR催化剂温度，期望的氨存储表面覆盖度阈值700更高。这允许SCR***160通过在SCR催化剂上存储大量氨，更有效地在低温工作循环中减少NOx排放。
氨存储控制模块365选择多个表370的氨存储控制表370，其与用于从表355和/或表360确定时间常数的SCR催化剂温度相对应，用于估算当前氨存储表面覆盖度350。将氨存储表面覆盖度350和SCR催化剂164经过的操作时间与选择的表370的目标氨存储表面覆盖度阈值700进行比较。在一些情况下，可能没有具有SCR催化剂温度的表370。例如，SCR催化剂温度可以超过与一个表370相关的SCR催化剂温度，但小于表可用的第二最靠近的SCR催化剂温度。因此，对于落入表可用的两个SCR催化剂温度之间的SCR催化剂温度，氨存储控制模块365可配置用于使用由两个表提供的数据和常用的内插技术来确定氨存储表面覆盖度。
超过(即，大于)期望的氨存储表面覆盖度阈值700的氨存储表面覆盖度值表示大于期望部分的SCR催化剂表面被存储的氨覆盖。因此，如果氨存储表面覆盖度350超过期望的氨存储表面覆盖度阈值700，则应当减小还原剂的给料速率以促进在SCR催化剂164上存储的过量氨脱附以及氨存储表面覆盖度的降低。一般而言，氨存储控制模块365减小还原剂给料速率，直至氨存储表面覆盖度达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700。
相反，低于(即，小于)期望的氨存储表面覆盖度阈值700的氨存储表面覆盖度值表示小于期望部分的SCR催化剂表面被存储的氨覆盖。因此，如果氨存储表面覆盖度350低于期望的氨存储表面覆盖度阈值700，则应当增加还原剂的给料速率以促进在SCR催化剂164上存储的过量氨吸附以及氨存储表面覆盖度的增加。一般而言，氨存储控制模块365增加还原剂给料速率，直至氨存储表面覆盖度达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700。
氨存储控制模块365基于应当增加还是减少还原剂给料而产生氨补偿值240。如上所述，氨补偿值240表示为了达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700，从公称还原剂给料速率230增加或减少的氨的量。因此，在某些执行方式中，如果应当添加氨，氨补偿值240表示为正还原剂给料速率；如果应当减少氨，氨补偿值240表示为负还原剂给料速率；而如果不需要添加或减少氨(例如，如果氨存储表面覆盖度350等于期望的氨存储表面覆盖度阈值700)，氨补偿值240表示为零量。
可以通过氨存储控制模块365调节氨存储表面覆盖度达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700的速率(例如，速度和效率)。例如，在某些应用中，比如在涉及高度瞬时操作条件的应用中，可以期望尽可能快速地达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700。可选地，在涉及持续稳态操作条件的应用中，不需要快速达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700。因此，氨存储控制模块365还可以操作用于确定以适当的速率达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700的氨补偿值240的合适大小。在某些执行方式中，氨补偿值的大小基于废气流速、SCR催化剂温度、预测的发动机110未来操作条件以及从上述的吸附模式氨存储表355和脱附模式氨存储表360中获得的时间常数中的至少一项。
基于确定的氨补偿值大小，选择给料速率(例如，给料速率补偿)，其防止可能引起氨逃逸或区域沉积形成的氨过度增加，并且防止可能引起低于期望的NOx转化效率的氨过度减少。尽管在一些实施方式中调节氨存储表面覆盖度达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700的速率的能力，但在其它实施方式中，氨存储控制模块365优选地选择氨补偿值240的大小，以尽可能快速地达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700而不超出目标。
在某些执行方式中，对应于氨补偿值240的给料速率补偿正比于当前存储表面覆盖度与期望的氨存储表面覆盖度(例如，期望的氨存储表面覆盖度阈值700)之间的差。因此，当已经达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700时，对应于氨补偿值240的给料速率补偿自动减小到零。在一个执行方式中，根据公式：ACFR=ΔASSC*ASSCMAX*MWA/[τ*V]，计算作为流速的量度的氨补偿值240，其中ACFR是氨补偿流速、ΔASSC是当前氨存储表面覆盖度350与期望的氨存储表面覆盖度阈值700之间的差、ASSCMAX是SCR催化剂的最大氨存储表面覆盖度、MWA表示分子量调整数、τ是从表355、360确定的时间常数，并且V是SCR催化剂体积。一旦达到期望的氨存储表面覆盖度阈值700，则将氨补偿流速设置为零，并且以公称还原剂给料速率230供给还原剂。以这种方式，基于当前氨存储表面覆盖度350获得SCR***160的最大NOx转化效率并且减少注入废气中的还原剂数量，其使得成本节约。
如上所述，控制器130的还原剂给料模块220接收来自氨存储控制模块365的氨补偿值240并将其与公称还原剂给料速率230结合以产生还原剂给料指令250。
根据图8所示的一个实施方式，用于估算和控制SCR催化剂上的氨表面覆盖度的方法800包括在805确定SCR***的公称还原剂给料速率。通过操作公称还原剂给料模块200和/或使用各种本领域已知方法中的任意一种可以确定公称还原剂给料速率。方法800还包括在810确定SCR***的操作模式为吸附、脱附和中性模式中一种。在某些执行方式中，氨存储模块210的模式确定模块300确定SCR***的操作模式。
如果在815决定SCR***不是在吸附模式中操作，则方法800往下进行以在820决定SCR***是否在中性模式中操作。如果在820的决定为肯定，则在825将要输送至还原剂给料***的还原剂给料指令设置为公称还原剂给料速率。然而，如果如果在820的决定为否(即，SCR***在脱附模式中操作)，则所述方法在830确定过量NOx流速。在某些执行方式中，可以通过过量NOx流速模块325确定过量NOx流速。在830确定的过量NOx流速在835用于确定氨存储表面覆盖度。在某些执行方式中，在835操作氨脱附模式模块345以确定氨存储表面覆盖度。
返回参考方法800，如果在815的决定为肯定，则在840确定过量氨流速。在某些执行方式中，可以通过过量氨流速模块320确定过量氨流速。在840确定的过量氨流速在845用于确定氨存储表面覆盖度。在某些执行方式中，在845操作氨脱附模式模块340以确定氨存储表面覆盖度。在850确定在835或者可选地在845确定的氨存储表面覆盖度是否大于期望的氨存储表面覆盖度阈值。如果在850的决定回答肯定，则在855减小公称还原剂给料速率并且在860将还原剂给料指令设置为减小的公称还原剂给料速率。然而，如果在850的决定回答否定，则在865增加公称还原剂给料速率并且在870将还原剂给料指令设置为增加的公称还原剂给料速率。
本说明书中所述的许多功能单元已经标记为模块，以便更具体强调其执行独立性。例如，模块可以作为硬件电路执行，该硬件电路包括定制的VLSI电路或门阵列，不用定制的半导体比如逻辑芯片、晶体管，或其它分立部件。模块还可以在可编程硬件装置比如场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑装置等中执行。
模块还可以在由各种类型的处理器执行的软件中实施。可执行代码的标识模块可以，例如，包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其可以组织例如为目标、程序或功能。然而，标识模块的可执行文件不需要物理地在一起，但可以包括存储在不同位置中的不同指令，其当逻辑地链接在一起时构成模块并且实现该模块的所声称目的。
实际上，可执行代码的模块可以是单个指令，或多个指令，而且甚至可以分布在一些不同的代码段上、不同的程序之间以及跨越一些存储装置。类似地，操作数据可以在此在模块内识别以及图示，而且可以以任何合适的形式体现并在任何合适类型的数据结构内组织。操作数据可以收集为单个数据组，或者可以分布在不同的位置，包括在不同的存储装置上，并且可以至少部分地仅作为***或网络上的电子信号存在。
上述的示意流程图和方法示意图一般作为逻辑流程图阐述。因此，描述的顺序和标注的步骤指示代表性的实施方式。可以设想其它步骤和方法，其在示意图中图示说明的方法的功能、逻辑或一个或多个步骤的效果或其部分上是等价的。此外，所用的格式和符号被提供用于解释示意图的逻辑步骤并且理解为并非限制由图表图示说明的方法的范围。虽然可以在示意图中使用各种箭头类型和线条类型，但理解其并非限制相应方法的范围。实际上，一些箭头或其它连接符号可用于只指示方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所描述方法的列举步骤之间未指定持续时间的等待或监控期间。此外，具体方法发生的顺序可以或可以不严格遵从所示的相应步骤的顺序。
在不偏离其精神或本质特征的情况下，本主题可以以其他具体的形式体现。所描述的实施方式在所有方面都只应视为是说明性的而不是限制性的。因此，发明的范围由权利要求指示，而不是由上文中的描述指示。在权利要求的等价物的意义和范围内的全部变化将被包括在其范围内。

Claims (21)

1.用于控制内燃机***的选择性催化还原(SCR)***的装置，包括：
氨存储模块，其基于进入SCR催化剂的过量氨流速和进入所述SCR催化剂的过量NOx流速中的一个，确定所述SCR***的SCR催化剂上的氨存储表面覆盖度以及氨补偿值；和
还原剂给料模块，其基于所述氨补偿值，产生还原剂给料指令。
2.权利要求1所述的装置，其中所述氨存储模块包括模式确定模块，其基于预校正的零氨逃逸阈值，确定所述SCR***的操作模式为氨吸附模式、氨脱附模式和中性模式中的一个。
3.权利要求2所述的装置，其中所述模式确定模块确定：当进入所述SCR催化剂的废气的氨/NOx比大于所述预校正的零氨逃逸阈值时，所述SCR***在所述氨吸附模式中操作；当所述氨/NOx比小于所述预校正的零氨逃逸阈值时，在所述氨脱附模式中操作；以及当所述氨/NOx比等于所述预校正的零氨逃逸阈值时，在所述中性模式中操作。
4.权利要求2所述的装置，其中：
所述氨存储模块包括过量氨流速模块，其当所述模式确定模块确定所述SCR***在所述吸附模式中操作时确定所述过量氨流速：并且
当所述模式确定模块确定所述SCR***在所述吸附模式中操作时，所述氨补偿值至少部分基于所述过量氨流速。
5.权利要求4所述的装置，其中所述氨存储模块进一步包括氨吸附模式模块，该氨吸附模式模块基于所述过量氨流速和所述SCR催化剂的当前温度估算所述SCR催化剂的氨存储表面覆盖度。
6.权利要求5所述的装置，其中所述氨吸附模式模块包括相对于过量氨流速和SCR催化剂温度的存储的***动态吸附时间常数值，所述氨吸附模式模块通过将所述过量氨流速和所述SCR催化剂的当前温度与所述存储的***动态时间常数值进行比较，估算所述氨存储表面覆盖度的变化速率，其中所述氨存储表面覆盖度基于所述氨存储表面覆盖度的估算的变化速率的数学积分。
7.权利要求5所述的装置，其中对于超过高温阈值的SCR催化剂温度，所述存储的氨存储表面覆盖度值大约是百分之零，使得所述估算的氨存储表面覆盖度在高废气温度事件后自动重置。
8.权利要求5所述的装置，其中：
所述氨存储模块进一步包括氨存储控制模块，其基于所述估算的氨存储表面覆盖度和预定的氨存储表面覆盖度阈值，确定所述氨补偿值；
如果所述估算的氨存储表面覆盖度大于所述预定的氨存储表面覆盖度阈值，则所述氨补偿值为负；并且
如果所述估算的氨存储表面覆盖度小于所述预定的氨存储表面覆盖度阈值，则所述氨补偿值为正。
9.权利要求2所述的装置，其中：
所述氨存储模块包括过量NOx流速模块，其当所述模式确定模块确定所述SCR***在所述脱附模式中操作时确定所述过量NOx流速；并且
当所述模式确定模块确定所述SCR***在所述脱附模式中操作时，所述氨补偿值至少部分基于所述过量NOx流速。
10.权利要求9所述的装置，其中所述氨存储模块进一步包括氨脱附模式模块，其基于所述过量NOx流速和所述SCR催化剂的当前温度估算所述SCR催化剂的氨存储表面覆盖度。
11.权利要求10所述的装置，其中所述氨脱附模式模块包括相对于过量NOx流速和SCR催化剂温度的存储的***动态脱附时间常数值，所述氨脱附模式模块通过将所述过量NOx流速和所述SCR催化剂的当前温度与所述存储的***动态时间常数值进行比较，估算所述氨存储表面覆盖度的变化速率，其中所述氨存储表面覆盖度基于所述氨存储表面覆盖度的估算的变化速率的数学积分。
12.权利要求10所述的装置，其中：
所述氨存储模块进一步包括氨存储控制模块，其基于所述估算的氨存储表面覆盖度和预定的氨存储表面覆盖度阈值确定所述氨补偿值；
如果所述估算的氨存储表面覆盖度大于所述预定的氨存储表面覆盖度阈值，则所述氨补偿值为负；并且
如果所述估算的氨存储表面覆盖度小于所述预定的氨存储表面覆盖度阈值，则所述氨补偿值为正。
13.权利要求1所述的装置，其中所述氨存储模块利用专用于确定所述氨表面覆盖度和所述氨补偿值的前馈模型。
14.权利要求1所述的装置，其中所述氨补偿值包括氨补偿流速，所述氨补偿流速基于所确定的氨存储表面覆盖度和预定的氨存储表面覆盖度阈值之间的差。
15.选择性催化还原(SCR)***，包括：
还原剂给料***，其将还原剂进料入废气流：
SCR催化剂，其接收所述废气流并置于所述还原剂给料***的下游，其中所述SCR催化剂将所述废气流中存在的氨存储在其上；以及
控制器，其基于处于氨存储吸附模式的所述废气流中的过量氨流速和处于氨存储脱附模式的所述废气流中的过量NOx流速，通过所述还原剂给料***控制给料入所述废气流中的还原剂的给料速率。
16.权利要求15所述的SCR***，其中：
所述控制器基于所述氨存储吸附模式中的所述过量氨流速和所述氨存储脱附模式中的所述过量NOx流速，估算所述SCR催化剂的氨存储表面覆盖度；并且
如果所估算的氨存储表面覆盖度小于预定的期望氨存储表面覆盖度阈值，所述控制器则提高所述给料速率，以及如果所估算的氨存储表面覆盖度超过所述预定的期望氨存储表面覆盖度阈值，则降低所述给料速率。
17.权利要求16所述的SCR***，其中所述期望的氨存储表面覆盖度阈值取决于所述SCR催化剂的寿命。
18.权利要求15所述的SCR***，其中：
所述过量氨流速基于所述废气流中的氨流速与所述废气流中的NOx流速和零逃逸氨/NOx比的乘积之间的差；并且
所述过量NOx流速基于所述废气流中的NOx流速与所述废气流中的氨流速和所述零逃逸氨/NOx比的乘积之间的差。
19.用于控制内燃机***的选择性催化还原(SCR)***的方法，包括：
确定所述SCR***的公称还原剂给料速率；
确定所述SCR***的操作模式为吸附模式和脱附模式中的一个；
如果所确定的所述SCR***的操作模式是所述吸附模式，则基于流经所述SCR***的废气流中的过量氨流速，估算所述SCR***的氨存储表面覆盖度；
如果所确定的所述SCR***的操作模式是所述脱附模式，则基于所述废气流中的过量NOx流速，估算所述SCR***的所述氨存储表面覆盖度；
如果所估算的氨存储表面覆盖度大于期望的氨存储表面覆盖度阈值，则降低所确定的公称还原剂给料速率；并且
如果所估算的氨存储表面覆盖度小于期望的氨存储表面覆盖度阈值，则增加所确定的公称还原剂给料速率。
20.权利要求19所述的方法，其中如果对于给定的SCR催化剂温度，所述废气流中的氨/NOx比大于预校正的零逃逸氨/NOx比，则所述确定的所述SCR***的操作模式是所述吸附模式，以及如果对于给定的SCR催化剂温度，所述废气流中的所述氨/NOx比小于所述预校正的零逃逸氨/NOx比，则是所述脱附模式。
21.权利要求19所述的方法，进一步包括通过估算所述SCR***的所述氨存储表面覆盖度，自动地将所估算的氨存储表面积重新设置为零以考虑高废气温度事件。
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