CN117178108A - 利用加热器管理氨逃逸的***和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于控制和管理氨逃逸的***和方法。一种方法包括:由控制器接收关于排气后处理***的操作的数据;由控制器基于关于排气后处理***的操作的数据确定存在氨逃逸的条件;由控制器基于关于排气后处理***的操作的数据确定存在氨储存的条件;以及由控制器命令加热器激活并加热排气后处理***的部件以减少氨的储存量。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年4月12日提交的美国申请第63/173,726号的权益和优先权,该申请题为“SYSTEMS AND METHODS FOR MANAGING AMMONIA SLIP WITH A HEATER”,其全部内容通过引用结合于此并用于所有目的。
技术领域
本公开涉及用于管理配备有加热器的排气后处理***中的氨逃逸(ammoniaslip)的***和方法。
背景
近年来,内燃机的排放法规变得更加严格。环境问题促使世界大部分地区对内燃机实施更严格的排放要求。政府机构,如美国的环境保护署(EPA),仔细监控发动机的排放质量,并为发动机设定可接受的排放标准。例如,柴油压燃式发动机的排放测试可以监测柴油颗粒物质(PM)、氮氧化物(NOx)、一氧化二氮(N2O)、氨(NH3)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)等的释放,以便相对于一个或更多个阈值或排放法规来评估这些排放特性。
传统的排气后处理***包括几种不同部件中的任何一种,以降低废气中存在的有害废气排放的水平。例如,用于柴油动力发动机的某些排气后处理***包括各种部件,例如柴油氧化催化器(DOC)、选择性催化还原(SCR)催化器、柴油微粒过滤器(DPF)和/或氨逃逸催化器(ASC)(也称为氨氧化催化器(AMOX))。DOC、SCR催化器、DPF和/或ASC部件中的每一个被配置成对通过或穿过相应部件的废气执行特定的废气排放处理操作,以便向环境中排放相对较少的对环境有害的气体。
概述
一个实施例涉及一种用于管理和控制来自排气后处理***的氨逃逸的方法。该方法包括:由控制器接收关于排气后处理***的操作的数据;由控制器基于关于排气后处理***的操作的数据确定存在氨逃逸的条件;由控制器基于关于排气后处理***的操作的数据确定存在氨储存的条件;以及由控制器命令加热器激活并加热排气后处理***的部件以减少氨的储存量。通过减少储存的氨的量,该方法通过对储存的氨的受控释放减少了氨逃逸的可能性。因为氨释放传统上随着排气温度在操作过程中上升而达到峰值,所以通过在上升之前减少储存的氨的量,该方法避免了峰值并降低了氨逃逸的可能性和/或量。
另一实施例涉及一种***。该***包括排气后处理***以及耦合到排气后处理***的控制器,该排气后处理***包括加热器。控制器被配置为:接收关于排气后处理***的操作的数据;基于关于排气后处理***的操作的数据,确定存在氨逃逸的条件;基于关于排气后处理***的操作的数据,确定存在氨储存的条件;并且命令加热器激活并加热排气后处理***的部件以减少氨的储存量。
又一实施例涉及一种非暂时性计算机可读存储介质,该非暂时性计算机可读存储介质包括存储在其上的计算机可读指令,当由控制器的处理器执行时,所述计算机可读指令使控制器执行某些操作。所述操作包括:接收关于排气后处理***的操作的数据,所述数据包括以下中的至少一个:(i)发动机输出NOx的感测量和***输出NOx的感测量,或(ii)废气流中的氨的感测量;基于(i)***输出NOx的感测量超过发动机输出NOx的感测量,或(ii)废气流中的氨的感测量超过阈值,确定存在氨逃逸的条件;以及基于存在氨逃逸的条件命令加热器激活以加热排气后处理***的部件。
本概述仅为说明性的,并不打算以任何方式进行限制。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显而易见,在附图中相同的附图标记指代相同的元件。提供了许多具体细节,以给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。在这点上,本发明一个方面的一个或更多个特征可以与本发明不同方面的一个或更多个特征相结合。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。
附图简述
图1是根据示例性实施例的具有控制器的***的示意图。
图2是根据各种示例性实施例的位于SCR上游的、与SCR集成的以及与氨逃逸催化器集成的排气后处理***中的加热器的示例架构的示意图。该架构可以与图1的***一起使用。
图3是根据示例性实施例的图1的***的控制器的示意图。
图4是根据示例性实施例描绘随SCR温度变化的氨释放量的实验值的图表。
图5A是根据示例性实施例的用于缓慢升高图1的***的排气后处理***的部件的温度,特别是SCR的温度以减少氨储存的方法的流程图。
图5B是根据示例性实施例的用于缓慢升高图1的***的排气后处理***的部件的温度,特别是SCR的温度以减少氨储存的方法的流程图。
图6是根据示例性实施例的速度/扭矩、燃料供给、后处理***温度和NOx值的实验值相对于时间的一组图表,以指示相对于时间的氨逃逸实例。
图7A是根据示例性实施例的用于升高排气后处理***的氨逃逸催化器(ASC)的温度以减少或减轻氨逃逸的方法的流程图。
图7B是根据示例性实施例的用于缓慢升高排气后处理***的ASC的温度以减少或减轻氨逃逸的方法的流程图。
详细描述
下面是与用于管理和控制来自排气后处理***的氨逃逸的方法、装置和***的相关的各种概念和实施的更详细的描述。在转向详细示出某些示例性实施例的附图之前,应该理解,本公开不限于说明书中阐述的或附图中示出的细节或方法。还应当理解,本文使用的术语仅用于描述的目的,不应被视为限制性的。
总体参考附图,本文公开的各种实施例涉及用于管理和控制来自排气后处理***的氨逃逸的***、装置和方法。“氨逃逸”是指在氮氧化物(NOx)还原过程中不与NOx发生反应,而是释放到环境中的氨。在操作中,氨以尿素溶液(或DEF,柴油尾气处理液)的形式注入到废气流中,并在排气后处理***催化器(选择性催化还原(SCR)催化器)存在的情况下与NOx反应,形成对环境危害较小的成分(例如水和氮气)。然而,一些注入的氨量可能没有在反应中被完全利用。这些剩余的氨量可能在后处理***中积聚,并最终释放到大气中。这种未反应释放到环境中的氨量被称为氨逃逸,其可能对环境有害,导致不想要的气味,以及潜在的其他不想要的影响。此外,一个或更多个故障指示器(例如,故障代码、故障指示灯等)可能被触发,因为用于OBD(车载诊断)目的的尾管NOx传感器由于交叉灵敏度将NH3读取为NOx。因此,需要管理和控制排气后处理***中的氨逃逸和氨积聚。
如本文所述,控制器基于关于排气后处理***的操作的数据来确定存在氨逃逸的条件,确定氨的储存量超过阈值,并且加热后处理***的部件以减少氨的储存量。具体地,根据一个实施例,排气后处理***包含在交通工具中,并且包括加热器,该加热器增加流经后处理***或后处理***内的部件的废气的温度。有益地,当SCR催化器升温时,这种积聚被逆转,并且在SCR催化器上积聚的氨被释放回废气流中。氨的这种受控释放有助于废气NOx还原过程。如果SCR催化器温度达到峰值(spike),会突然释放出相对大量的氨。在包括氨逃逸催化器(ASC)的排气后处理***中,这种突然释放的大量氨可能会淹没ASC,从而导致氨逃逸。此外,如果ASC本身未处于适当的温度,ASC无法将过量的氨转化为例如氮气和水,这将导致氨逃逸增加。本公开的***、装置和方法可操作以有效地管理储存的氨的释放,从而减少来自后处理***的氨逃逸。
现在参照图1,示出了根据示例实施例的***100。***100包括发动机110、后处理***120、操作者输入/输出(I/O)设备130和控制器140,其中控制器140可通信地耦合到前述部件中的每一个。在图1的配置中,***100包括在交通工具中。交通工具可以是任何类型的公路交通工具(on-road vehicle)或非公路交通工具(off-road vehicle),包括但不限于轮式装载机、叉车、长途运输卡车、中型卡车(例如,皮卡等)、厢式轿车(sedans)、双门轿车(coupes)、坦克、飞机、船只和任何其他类型的交通工具。在另一个实施例中,***100可以包含在固定的设备中,例如发电机或发电机组。所有这些变化都意在落入本公开的范围内。
发动机110可以是产生废气的任何类型的发动机,例如汽油发动机、天然气发动机或柴油发动机、混合发动机(例如,内燃机和电动机的组合)和/或任何其他合适的发动机。在所描述的示例中,发动机110是柴油驱动的压燃式发动机。
后处理***120与发动机110处于废气接收连通中。后处理***包括柴油微粒过滤器(DPF)122、柴油氧化催化器(DOC)121、选择性催化还原(SCR)***123、氨逃逸催化器(ASC)124和加热器125。DOC 122被构造成接收来自发动机110的废气并氧化废气中的碳氢化合物和一氧化碳。DPF 121被布置或定位在DOC 122的下游,并且被构造成从在废气流中流动的废气中去除颗粒,例如碳烟。DPF 121包括入口和出口,在入口处接收废气,以及在从废气中基本上过滤掉颗粒物质和/或将颗粒物质转化为二氧化碳之后,废气在出口处排出。在一些实施方式中,可以省略DPF 121或其他部件。此外,尽管在图1中示出了用于后处理***120的特定布置,但是在其他实施例中,后处理***120内的部件的布置可以是不同的(例如,DPF 121位于SCR 123和AMOX 124的下游,省略或添加一个或更多个部件,等等)。
后处理***120还可以包括还原剂输送***,该还原剂输送***可以包括分解室(例如,分解反应器、反应器管道(reactor pipe)、分解管、反应器管(reactor tube)等),以将还原剂转化为氨。还原剂可以是例如尿素、柴油尾气处理液(DEF)、尿素水溶液(urea water solution,UWS)、尿素水溶液(aqueous urea solution)(例如AUS32等)和其他类似的流体。将柴油尾气处理液(DEF)添加到废气流中以帮助催化还原。还原剂通常可以通过DEF给料器被注入SCR 123(通常或者特别是SCR催化器126)的上游,使得SCR催化器126接收还原剂和废气的混合物。还原剂液滴然后经历蒸发、热解和水解过程,以在分解室、SCR催化器126和/或废气导管***内形成气态氨,气态氨离开后处理***120。后处理***120还可以包括氧化催化器(例如,DOC 122),氧化催化器流体耦合到废气导管***以氧化废气中的碳氢化合物和一氧化碳。为了适当地帮助这种还原,DOC 122可能需要处于特定操作温度。在一些实施例中,该特定操作温度大约在200℃-500℃之间。在其他实施例中,特定操作温度是DOC 122的转化效率超过预定阈值的温度(例如,HC转化为危害较小的化合物,这被称为HC转化效率)。
SCR 123被配置为通过加速废气中的NOx和氨之间的NOx还原过程,使其变成氮气和水,从而有助于减少NOx排放。如果SCR催化器不处于或高于特定温度,则NOx还原过程的加速受到限制,并且SCR 123可能不能以满足规定的效率水平操作。在一些实施例中,该特定温度约为200℃-600℃。SCR催化剂可以由非活性材料和活性催化剂的组合制成,使得非活性材料(例如陶瓷基底)将废气导向活性催化剂,活性催化剂是适于催化还原的任何种类的材料(例如金属交换的沸石(Fe或Cu/沸石)、贱金属氧化物(如钒、钼、钨等))。
当废气中的氨不与SCR催化剂反应时(要么是因为SCR 123低于操作温度,要么是因为投配的氨的量大大超过NOx的量),未反应的氨可以结合到SCR催化器上,储存在SCR123中。当SCR 123变暖时,该储存的氨从SCR 123释放,如果释放的氨量大于通过的NOx量(即,比NOx量所需的氨更多,这可能导致氨逃逸),则会引起问题。在一些实施例中,ASC124被包括并且被构造成通过在经处理的废气被释放到大气中之前从经处理的废气中去除至少一些过量的氨来解决氨逃逸。当废气通过ASC 124时,残留在废气中的一些未反应的氨(即,未与NOx反应的氨)被部分氧化成NOx,NOx随后与剩余的未反应的氨反应形成N2气体和水。然而,类似于SCR催化器126,如果ASC 124不处于或高于特定温度,则NH3氧化过程的加速受到限制,并且ASC 124可能不能以满足规定或期望参数的效率水平操作。在一些实施例中,该特定温度约为250℃-300℃。
由于与过量储存的氨相关联的问题,希望减少储存在SCR 123上和排气后处理***中的氨的总量。此外,在瞬态事件发生之前,减少氨储存尤为重要。瞬态事件是指发动机110上的当前功率需求显著不同于先前功率需求(例如,超过阈值增量(delta amount),例如功率输出大了25%)的时间段。例如,当在高速公路上超过另一交通工具时,交通工具的操作者可以尽可能远或几乎尽可能远地踩下油门踏板,然后返回到先前的稳态位置。这一瞬间是瞬态事件。作为另一个例子,当交通工具在交通工具先前基本上非斜坡穿越之后上坡行驶时。这种上坡行驶可能是瞬态事件。尽管上面关于交通工具速度进行了描述,但瞬态时刻/事件也可以关于发动机速度或扭矩或其他交通工具部件的操作(例如,排气后处理***温度的尖峰等)来定义。例如,在其他实施例中,后处理传感器(例如,NOx)传感器可用于确定后处理***的特性(例如,发动机输出NOx),并且如果该值超过预定阈值,则确定瞬态事件(例如,发动机输出NOx量相对于当前发动机输出NOx量超过预定阈值的增加可指示瞬态事件或时刻)。换句话说,可以基于后处理***的操作特性(例如,发动机输出NOx、***输出NOx等)来确定瞬态事件。
在瞬态事件期间,后处理***120经常经历快速的温度变化(例如,对于负载或功率输出的增加,温度的升高)。特别地,响应于发动机110上功率需求的增加而导致温度的升高。这种情况导致发动机输出废气温度升高。如前所述,当SCR 123快速升温时(例如,温度增加变化率高于阈值),储存在SCR催化器上的基本上全部或至少大量的氨通过该快速升温被释放,而未充分升温的ASC 124不能氧化在瞬态事件期间释放的较高量的氨。这可能导致不可接受的氨逃逸水平。因此,希望在瞬态事件之前减少储存在SCR 123上的氨的量。此外,储存在SCR 123上的氨越少,在氨开始释放之前,SCR 123必须越热。因此,减少储存在SCR123上的氨的量增加了ASC 124将处于操作温度的可能性,该操作温度也被称为点火温度(light-off temperature),并且指ASC 124以期望的速率氧化氨的温度或温度范围。
仍然参考图1,加热器125位于后处理***120之前的排气流路径中,并且被构造成可控地加热后处理***120上游的废气。在一些实施例中,加热器125直接位于SCR 123之前。在其他实施例中,加热器125直接集成到后处理***的部件(例如,SCR 123、ASC 124)中,以便形成电加热催化器(EHC)。图2示出了根据各种示例性实施例的后处理***120内的加热器125的示例架构。如图2所示,第一架构210示出了加热器125在发动机110的下游但是在SCR 123和ASC 124两者的上游。第二架构220示出了加热器125在发动机110的下游、在ASC 124的上游,但是直接集成到SCR 123中(形成EHC)。第三架构230示出了加热器125在发动机110和SCR 123两者的下游,但是直接集成到ASC 124中(形成EHC)。
加热器125可以是任何类型的热源,其被构造成升高通过的废气的温度,这又升高了后处理***120中的部件的温度,例如DOC 122或SCR 123的温度。因此,加热器125可以直接加热废气和/或加热部件(例如,SCR)以间接加热废气(或者,直接升高那些部件的温度,例如,SCR催化器的温度)。因此,加热器可以是电加热器(例如感应加热器或微波加热器)或者燃料燃烧(例如HC燃料)加热器。如这里所示,加热器125是从***100的电池汲取电力的电加热器。在其他实施例中,不同的电源可以为加热器供电(例如,气态或液体燃料、电池或与加热器集成的其他电源等)。加热器125可以由控制器140控制。例如,加热器125可以在主动再生事件期间被控制,以便(例如,通过对流)加热废气。或者,加热器可以定位在期望部件附近,以通过传导(并且可能是对流)加热部件(例如,DOC或DPF)。多个加热器可以与排气后处理***一起使用,并且每个加热器的结构可以相同或不同(例如,传导、对流等)。
仍然参考图1,还示出了操作者输入/输出(I/O)设备130。操作者I/O设备130可以可通信地耦合到控制器140,使得可以在控制器140和I/O设备130之间交换信息,其中该信息可以涉及图1的一个或更多个部件或控制器140的确定(如下所述)。操作者I/O设备130使交通工具100的操作者能够与图1的控制器140和交通工具100的一个或更多个部件通信。例如,操作者输入/输出设备130可以包括但不限于交互式显示器、触摸屏设备、一个或更多个按钮和开关、语音命令接收器等。
简要参考图3,也如图所示,传感器阵列129包括在后处理***120中。传感器耦合到控制器140,使得控制器140可以监视和获取指示***100操作的数据。在这方面,传感器阵列包括NOx传感器128和温度传感器127。NOx传感器128获取指示在其布置位置处或近似在其布置位置处的NOx量的数据,或者如果是虚拟的则确定该NOx量。温度传感器127获取指示在其布置位置处或近似在其布置位置处的废气的近似温度的数据,或者如果是虚拟的则确定该近似温度。应该理解,所描述的传感器的位置、数量和类型仅仅是说明性的。在其他实施例中,传感器可以定位在其他位置,可以有比所示更多或更少的传感器,和/或不同的/附加的传感器也可以包括在***100中(例如,压力传感器、氨传感器、流速传感器等)。本领域普通技术人员将理解并认识到***100中传感器的高可配置性。
控制器140被构造成至少部分地控制***100和相关子***(例如发动机110和操作者输入/输出(I/O)设备130)的操作。部件之间和部件之中的通信可以经由任意数量的有线或无线连接。例如,有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下,无线连接可以包括互联网、Wi-Fi、蜂窝、无线电等。在一个实施例中,控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任意数量的有线和无线连接。因为控制器140可通信地耦合到图1的***和部件,所以控制器140被构造成从图1所示的一个或更多个部件接收数据。参照图3进一步描述控制器140的结构和功能。
由于图1的部件被示出为包含在交通工具中的***100中,控制器140可以被构造为一个或更多个电子控制单元(ECU)。在图2中更详细地描述了控制器140的功能和结构。控制器140可以与变速器控制单元、排气后处理控制单元、动力总成控制模块、发动机控制模块等中的至少一个分开或包括在其中。在一个实施例中,控制器140的部件被组合成单个单元。在另一个实施例中,一个或更多个部件可以在地理上分散在整个***或交通工具中。所有这些变化都意在落入本公开的范围内。控制器140可以被构造为一个或更多个电子控制单元(ECU)。在图3中更详细地描述了控制器140的功能和结构。
现在参考图3,根据示例实施例示出了图1的***100的控制器140的示意图。如图3所示,控制器140包括具有处理器304和存储器306的处理电路302、SCR电路320、ASC电路322和通信接口310。控制器140被配置或构造成确定是否存在氨逃逸高可能性的条件,并命令加热器125接合并加热后处理***的部件,以便预先解决氨逃逸的可能性(potential forammonia slip)。
在一种配置中,SCR电路320和ASC电路322被实施为存储可由诸如处理器304的处理器执行的指令的机器或计算机可读介质。如本文所述以及在其他用途中,机器可读介质有助于执行某些操作,以实现数据的接收和传输。例如,机器可读介质可以提供指令(例如,命令等)来例如获取数据。在这方面,机器可读介质可以包括定义数据采集(或数据传输)频率的可编程逻辑。计算机可读介质指令可以包括代码,其可以用任何编程语言编写,包括但不限于Java等以及任何常规的过程编程语言,例如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序代码可以在一个处理器或多个远程处理器上执行。在后一种情况下,远程处理器可以通过任何类型的网络(例如,CAN总线等)相互连接。
在另一配置中,SCR电路320和ASC电路322被实施为硬件单元,例如电子控制单元。因此,SCR电路320和ASC电路322可以被实施为一个或更多个电路部件,包括但不限于处理电路、网络接口、***设备、输入设备、输出设备、传感器等。在一些实施例中,SCR电路320和ASC电路322可以采取以下形式:一个或更多个模拟电路、电子电路(例如,集成电路(IC)、分立电路、片上***(SOC)电路、微控制器等)、电信电路、混合电路和任何其他类型的“电路”。在这点上,SCR电路320和ASC电路322可以包括用于完成或促进实现本文描述的操作的任何类型的部件。例如,本文描述的电路可以包括一个或更多个晶体管、逻辑门(例如,NAND、AND、NOR、OR、XOR、NOT、XNOR等)、电阻器、多路复用器、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线等。SCR电路320和ASC电路322还可以包括可编程硬件器件,例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。SCR电路320和ASC电路322可以包括一个或更多个存储器设备,用于存储可由SCR电路320和ASC电路322的处理器执行的指令。一个或更多个存储器设备和处理器可以具有与下面关于存储器306和处理器304提供的相同的定义。在一些硬件单元配置中,SCR电路320和ASC电路322可以在地理上分散在***和/或交通工具中的各个单独位置。可选地,如图所示,SCR电路320和ASC电路322可以包含在单个单元/外壳中或内部,其被示为控制器140。
在所示的示例中,控制器140包括具有处理器304和存储器306的处理电路302。处理电路302可以被构造或配置成执行或实现本文描述的关于SCR电路320和ASC电路322的指令、命令和/或控制过程。所描绘的配置将SCR电路320和ASC电路322表示为存储指令的机器或计算机可读介质。然而,如上所述,该图示并不意味着是限制性的,因为本公开设想了其他实施例,其中SCR电路320和ASC电路322,或者SCR电路320和ASC电路322中的至少一个电路被配置为硬件单元。所有这样的组合和变化都意在落入本公开的范围内。
处理器304可以实现为单芯片处理器或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其任意组合,其被设计为执行本文所述的功能。处理器可以是微处理器。处理器也可以实现为计算设备的组合,例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或更多个微处理器或任何其他这样的配置。在一些实施例中,一个或更多个处理器可以由多个电路共享(例如,SCR电路320和ASC电路322可以包括或以其他方式共享同一处理器,在一些示例实施例中,该处理器可以执行经由存储器的不同区域存储或以其他方式访问的指令)。可替换地或附加地,一个或更多个处理器可以被构造成独立于一个或更多个协处理器来实现或以其他方式执行某些操作。在其他示例实施例中,两个或更多个处理器可以经由总线耦合,以实现独立、并行、流水线或多线程指令执行。所有这些变化都意在落入本公开的范围内。
存储器306(例如,存储器、存储器单元、存储设备)可以包括一个或更多个设备(例如,RAM、ROM、闪存、硬盘存储),用于存储数据和/或计算机代码,以完成或促进本公开中描述的各种过程、层和模块。存储器306可以可通信地连接到处理器304,以向处理器304提供计算机代码或指令,用于执行本文描述的至少一些过程。此外,存储器306可以是或可以包括有形的、非瞬时易失性存储器或非易失性存储器。因此,存储器306可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件或用于支持本文描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。
SCR电路320被构造或配置成确定存在氨逃逸的可能性,并且作为响应,缓慢地加热SCR 123,以便降低储存在SCR 123上的氨释放到废气流中的速率。“氨逃逸的可能性”或“氨逃逸条件”是指与氨逃逸的可能性相关联的后处理***120条件。在整个后处理***120处于低温并且一直到较高的温度(例如,大约250℃)时,从SCR 123释放的氨可能导致氨逃逸,这是因为ASC 124没有点火(没有达到以期望速率主动氧化过量氨的操作温度/特性)。然而,如果储存在SCR 123上的氨量相对较少(即,较低水平的氨储存),则直到较高的总体后处理***120温度,氨才会开始从SCR 123释放,此时ASC 124更可能已经达到点火(即,达到以期望速率氧化氨的温度)。因此,当氨确实开始从SCR 123释放时,ASC 124准备好主动氧化释放的氨,从而减少氨逃逸的可能性和/或量。
图4是根据示例性实施例示出随SCR 123温度变化的氨释放量的实验值的图表400。图表400的x轴反映了SCR 123的温度,并且以摄氏度(℃)为单位给出,其值从左到右递增。图表400的y轴反映了从储存中释放的氨的量,并以百万分率(ppm)为单位给出,其值从下到上递增。线410绘制了从完全饱和(即,完全氨储存)的SCR 123释放的氨量的值。线420绘制了在惰性条件下(例如,废气基本上不含氧)从部分饱和(即,非完全氨储存)的SCR 123释放的氨量的值。线430绘制了在氧化条件下(例如,废气包含10% O2)从部分饱和的SCR123释放的氨量的值。比较线420和430表明在低于350℃的SCR催化器上没有发生NH3氧化;换句话说,在低于350℃释放的NH3将达到AMOX。明显的,当SCR 123较不饱和时(如线420和430),直到SCR 123热得多时,氨才大量释放,而对于完全饱和的SCR 123,即使在低温下也会释放氨。
在传感器阵列包括NOx传感器128但不包括NH3传感器的一个实施例中,SCR电路320基于***输出NOx(SONOx)的感测量大于发动机输出NOx(EONOx)的感测量超过预定阈值量来确定存在氨逃逸的可能性。在一些实施例中,这些感测量来自位于整个***100中(例如,在发动机110的出口处、在后处理***120的出口处等)的一个或更多个真实传感器。在另一实施例中,SONOx传感器和EONOx传感器中的一个或更多个是基于***的操作条件进行确定或估计的虚拟传感器(例如,在各种发动机功率需求和操作特性下,虚拟SONOx传感器将***输出NOx估计为值X)。真实传感器实施例和虚拟传感器实施例中的每一个都旨在落入本公开的范围内。
如上所述,SCR电路320被配置或构造成当SONOx量或值大于EONOx量或值时确定存在氨逃逸的可能性。因为过量的氨可以由尾管传感器读取为NOx,并且因为NOx可能仅由发动机110产生,所以超过SONOx值或量的EONOx值或量可归因于废气流中未反应的氨。NOx传感器通常是“交叉敏感的”(即,将NH3读取为NOx),因为NOx传感器在高温(例如,>200℃)工作,并且由于高温,NH3在传感器内被氧化为NOx,这导致NOx传感器将NH3读取为NOx。通常,该交叉灵敏度约为0.9-1,这意味着100ppm的NH3被NOx传感器读取为90ppm-100ppm的NOx。因此,除非由于在发动机输出传感器和***输出传感器之间产生额外NOx的可能性低,***100中存在错误(其可以由一个或更多个故障代码被激活来证明),否则SCR电路320确定在发动机输出传感器和***输出传感器之间感测到的NOx的增加是由于***输出传感器将废气中的氨读取为NOx。通过这种方式,申请人已经确定SONOx传感器和EONOx传感器之间的过量NOx读数是由于氨的存在。SCR电路320确定该过量是氨逃逸量。可以将该确定的氨逃逸量与氨逃逸阈值和操作温度进行比较,以确定氨逃逸的可能性是否可能(即,确定的氨逃逸量超过阈值,则SCR电路确定氨逃逸是可能的)。换句话说,当SONOx的感测量超过EONOx的感测量超过预定阈值时,SCR电路320确定存在氨逃逸正在发生或将要发生的可能性(即,很有可能)。
当***不包括氨传感器(即,氨量、存储量或瞬时量的直接读数)时,可以由SCR电路320使用的该氨逃逸的可能性的确定是不可能的。
在传感器阵列129包括NH3传感器的另一实施例中,SCR电路320基于废气流中感测到的氨量超过逃逸阈值(例如,500ppm、80%饱和水平等)来确定存在氨逃逸的可能性。该实施例中的NH3传感器可以嵌入在SCR 123或ASC 124中,可以位于后处理***120的下游(即,尾管传感器),或者可以是NH3射频(RF)传感器。
在***100不包括NH3传感器的另一实施例中,NH3饱和水平(或氨储存水平)也可以经由虚拟传感器来确定,该虚拟传感器利用来自发动机输出NOx传感器的数据、来自尾管NOx传感器的数据、DEF给料率、估计排气流量和来自温度传感器127的数据中的一个或更多个,这些数据通过运行在控制器140上的嵌入式模型来处理。类似于传感器阵列129包括NH3传感器的实施例,如果控制器140确定预测的NH3饱和水平高于某个阈值,则SCR电路320确定存在潜在的NH3逃逸风险。
响应于SCR电路320确定存在氨逃逸的可能性,SCR电路320确定在各种情况、条件或位置中的一个或更多个中后处理***120中氨储存的状态。特别地,SCR电路320基于后处理***120中的一个或更多个部件的温度来确定氨储存的状态。
在第一实施例中,SCR电路320基于SCR 123的温度来进行关于氨储存的确定。如果SCR 123的温度低于预定阈值(例如,250℃、点火温度等),SCR电路320确定可能存在不可接受量的氨储存在SCR上,因为氨储存在较低温度处较高。在一些实施例中,SCR电路320确定SCR 123温度瞬时地(即,在某个时刻)低于阈值,而在其他实施例中,如果SCR 123温度在某个时间段(例如,30秒)内保持低于阈值,则SCR电路320确定SCR 123温度低于阈值。例如,如果***在DEF给料情况下运行X秒或X分钟,并且SCR 123在此期间低于阈值温度,则SCR电路320确定储存在SCR中的氨高于阈值水平。这种在较低温度处增加的氨储存是由于未反应的NH3随时间积累。一旦温度升高(即通过操作),储存的氨被释放到废气流中。因此,较低的SCR 123温度指示SCR 123上较高的氨储存量。
在第二实施例中,SCR电路320基于ASC 124的温度做出该确定。如果ASC 124的温度低于预定阈值(例如,250℃、点火温度等),SCR电路320确定ASC 124可能无法适当氧化废气流中的过量氨。在一些实施例中,SCR电路320确定ASC 124温度瞬间地(即,在某个时刻)低于阈值,而在其他实施例中,如果ASC 124温度在某个时间段(例如,30秒)内保持低于阈值,则SCR电路320确定ASC 124温度低于阈值。因此,当ASC 124温度低于预定阈值温度时,在废气流中保持未反应的氨可能以不可接受的水平逃逸到大气中。因此,如果SCR 123或ASC 124的温度低于预定阈值,则SCR电路320可以确定后处理***120中存在高氨储存的条件(例如,储存的氨的量超过阈值,高于该阈值时,如果释放,后处理***120无法转化基本上所有储存的氨)。在替代实施例中,如果SCR 123和ASC的温度都低于预定阈值,则SCR电路320确定存在高氨储存。通过跟踪至少SCR 123和ASC 124的温度来确定存在氨逃逸和大量氨储存的可能性是有益的,因为不需要NH3传感器,允许对那些缺少NH3传感器或在NH3传感器故障情况下操作的***进行足够的氨逃逸检测。
响应于SCR电路320确定后处理***120中的氨储存状态是不可接受的(即,储存的氨的量超过阈值期望量),SCR电路320接合、激活、增加加热器125的温度/功率等,以缓慢加热(例如,小于30℃/分钟)SCR 123。加热器可以位于SCR 123上游的废气流中(如第一架构210所示),或者集成到SCR 123中(如第二架构220所示)。通过缓慢地加热SCR 123,SCR电路320使SCR 123缓慢地释放储存的氨,这通过在ASC 124有时间达到期望的操作温度(点火温度范围或阈值)之前减少ASC 124必须氧化的氨的量来降低氨逃逸的可能性。在一些实施例中,SCR电路320可以同时减少DEF给料。然后,基于SCR 123高于预定阈值温度(例如,300℃)或者如果SCR 123的操作特性高于预定阈值(例如,SCR 123的转换效率高于99%),SCR电路320脱离、去激活、降低加热器125的温度/功率等。
现在参考图5A,根据示例性实施例,示出了由SCR电路320和控制器140用来缓慢升高SCR 123的温度以减少氨储存的第一方法500的流程图。在过程510,控制器140基于***输出NOx(SONOx)的感测量超过发动机输出NOx(EONOx)的感测量超过阈值量(510:是)来确定存在氨逃逸的可能性。在过程520,控制器140确定SCR 123或ASC 124的温度是否低于预定阈值。如果否,方法500返回到过程510(520:否)以继续检查SONOx值和EONOx值。如果是,方法500进行到过程530(520:是),控制器140命令加热器125接合(即,激活、开启、增加温度功率)并缓慢加热SCR 123。在一些实施例中,“缓慢加热”是指SCR 123的温度增加的平坦速率(例如,30℃/分钟),而在其他实施例中,加热器125“缓慢加热”SCR 123的速率基于SCR123相对于目标SCR 123温度(例如,“点火”温度)的当前温度。在这些实施例中,当前温度和目标温度之间的差越大,加热器125加热SCR 123的速率越大(即,加热器125被激活到全功率,而不是以降低的功率操作)。此外,该确定可以包括与阈值的比较,使得如果当前温度和目标温度之间的差超过阈值,加热器125完全接合(即,在全功率下“打开(on)”),并且如果差小于阈值,加热器125部分接合(即,在小于全功率下“打开”)。
在一些实施例中,方法500继续到过程535,在过程535,控制器140命令DEF给料器降低给料水平。从过程530或过程535,方法500前进到过程540,在过程540,控制器140确定SCR 123的温度是否超过阈值(即,SCR 123是否已经达到操作温度)。如果SCR 123的温度尚未达到阈值,则方法返回到过程530(540:否)以继续加热器125接合。如果SCR 123的温度超过阈值,方法500继续到过程545,在过程545,控制器140命令加热器125脱离。
现在参考图5B,根据示例性实施例,示出了由SCR电路320和控制器140用来缓慢升高SCR 123的温度以减少氨储存的第二方法550的流程图。在过程560,控制器140基于废气流中感测到的氨量(或预测的氨量)超过阈值来确定存在氨逃逸的可能性。如果是,方法550进行到过程570(560:是),在过程570,控制器140确定SCR 123或ASC 124的温度是否低于预定阈值。如果否,方法550返回到过程560(570:否)以继续检查废气流中的氨。如果是,方法550进行到过程580(470:是),控制器140命令加热器125接合并缓慢加热SCR 123,其中“缓慢加热”在上面进行了定义。在一些实施例中,方法550继续到过程585,在过程585,控制器140命令DEF给料器降低给料水平。从过程580或过程585,方法550前进到过程590,在过程590,控制器140确定SCR 123的温度是否超过阈值(即,SCR 123是否已经达到操作温度)。如果SCR 123的温度尚未达到阈值,则方法返回到过程580(590:否)以继续加热器125接合(例如,保持加热器125开启,保持加热器125上的温度/功率设置等)。如果SCR 123的温度超过阈值,方法550继续到过程595,在过程595,控制器140命令加热器125脱离。
应该理解,作为“缓慢加热”过程的一部分,加热器125可以在整个过程中以不同的功率输出被激活。因此,在一些情况下可以使用恒定的功率输出,而在其他情况下,可以使用随时间变化的功率输出量。
ASC电路322被构造或配置成确定存在氨逃逸的可能性,并且作为响应,加热ASC124以准备ASC 124来氧化氨。如上所述,ASC 124和废气流中的氨之间的反应在较高温度(例如250℃)更有效。在较低的温度,ASC 124可能无法以期望的效率氧化氨,这可能导致不可接受的氨逃逸水平。通过在预期了氨逃逸的预测条件时加热ASC 124,ASC电路322减少了氨逃逸的量和/或可能性。
在传感器阵列包括NOx传感器128但不包括NH3传感器的一个实施例中,ASC电路322基于***输出NOx(SONOx)的感测量大于发动机输出NOx(EONOx)的感测量来确定存在氨逃逸的可能性。因为过量的氨可以由尾管传感器读取为NOx,并且因为NOx仅由发动机110产生,所以EONOx感测量超过SONOx感测量的任何量都可归因于废气流中未反应的氨,这是由于在发动机输出传感器和***输出传感器之间产生额外NOx的可能性低。因此,当SONOx的感测量超过EONOx的感测量超过预定阈值时,SCR电路320确定存在氨逃逸正在发生或将要发生的可能性(即,很有可能)。在传感器阵列129包括NH3传感器的另一个实施例中,ASC电路322基于废气流中感测到的氨量超过逃逸阈值(例如,500ppm,80%饱和水平等)来确定存在氨逃逸的可能性。该实施例中的NH3传感器可以嵌入SCR 123或ASC 124中,可以位于后处理***120的下游(即,尾管传感器),或者可以是NH3射频(RF)传感器。可选地,氨逃逸可能性的确定可以由SCR电路执行并提供给ASC电路322。这种布置可以有利于减少重复计算,以便例如节省处理能力并提供更快的确定。
响应于ASC电路322确定存在氨逃逸的可能性,ASC电路322确定瞬态事件是否正在发生或可能要发生。在一个实施例中,ASC电路322基于发动机的燃料供给速率在一段时间内超过预定的高燃料供给速率阈值来确定正在发生或可能要发生瞬态事件。例如,如果燃料供给速率超过250毫克/冲程30秒,ASC电路322确定正在发生瞬态事件。替代地或附加地,ASC电路322可以基于***100的各种条件(例如,基于***100之前的等级来预测***的即将到来的负载条件,以确定后处理***120的建模温度),基于后处理***120的建模温度,来确定正在发生或可能要发生瞬态事件。例如,ASC电路322可以基于***100操作参数(例如,燃料供给速率、功率需求、EONOx)来预测或确定后处理***120的温度。如果预测的后处理***120温度超过预定阈值(或者,当前温度和预测的升高温度之间的差超过预定增量),ASC电路322确定正在发生瞬态事件。在瞬态事件期间,由于燃料供给水平升高,发动机输出排气温度可能升高,并且热废气加热后处理***120。当后处理***120升温时,SCR 123开始释放储存的氨,如果ASC 124不够热(即,低于阈值温度(例如250℃)),这可能导致氨逃逸。具体地,根据一个实施例,当SCR在阈值温度(250℃)或低于阈值温度(250℃)运行相对长的时间,其中催化器保持储存大量的NH3,然后SCR经历突然的温度斜坡至升高的温度(例如,300℃)时,ASC电路322确定正在发生瞬态循环或事件。这种情况会导致显著的NH3逃逸(大于400ppm)。
因此,如果ASC电路322确定正在发生瞬态事件,则ASC电路322命令加热器125直接开始加热ASC 124。这里,如第三架构230所示,加热器125结合到ASC 124中,因此直接加热ASC 124。通过集中于直接加热ASC 124(相对于经由热废气或上游加热器间接加热),ASC电路322可以更快地将ASC 124加热至点火(即,期望或优选的操作温度)。实验数据表明,当被加热器125直接作为目标时,ASC 124点火所需的时间大致等于SCR 123从高燃料供给瞬态事件开始达到操作温度(并开始大量释放氨)所需的时间长度。
图6是根据示例性实施例的关于速度/扭矩、燃料供给、后处理***温度和NOx传感器信号相对于时间的实验值的一组图表,以指示相对于时间的氨逃逸实例。根据示例性实施例,这些实验值包括随时间变化的燃料供给水平、随时间变化的后处理***120温度以及随时间变化的ASC 124温度。如图6所示,图表610、620、630和640中的每一个的x轴反映了***100操作的持续时间,并且以时间为单位给出,并且曲线610、620、630和640中的每一个相对于x轴对齐,使得每个图表可以从上到下读取。图表610的y轴反映了不同单位的每个参数的数字,并且包括线611、612、613和614。线611绘制了发动机110扭矩随时间的实验值(以牛顿米给出),线612绘制了交通工具速度随时间的实验值(以公里/小时*10给出),线613绘制了排气质量流量随时间的实验值(以千克/分钟给出),线614绘制了发动机速度随时间的实验值(以转数/分钟给出)。一般来说,线611、612、613和614反映了***100正常操作的值。图表620的y轴反映了发动机燃料供给速率,并以毫克每冲程为单位给出,包括线621。线621绘制了进入发动机110的总燃料供给水平随时间的实验值。图表630的y轴反映了温度,并以摄氏度为单位给出。图表630包括线631、632和633,它们各自绘制了后处理***120内温度的实验值。线631绘制SCR 123出口温度的实验值,线632绘制DPF 121出口温度的实验值,线633绘制SCR 123入口温度的实验值。图表640的y轴反映了在后处理***120出口(即,尾管)处废气流中的NOx的感测量读数,并以ppm(%)为单位给出。图表640包括线641,线641绘制了不包括NH3传感器的***100中SONOx读数的实验值。
如图6所示,燃料供给水平的相对尖峰直接导致后处理***120温度的相对尖峰,这导致感测到的SONOx的相对尖峰。因为过量的氨可以被尾管传感器读取为NOx,所以当尾管传感器感测到NOx的尖峰而没有相应的高NOx事件(例如,由于较稀薄的空气/燃料比导致的高排气温度)时,感测到的SONOx的尖峰指示可能的氨逃逸。参考曲线图620,圆圈651和652标识燃料供给水平中的两个相对尖峰。如箭头所示,这些相对尖峰之后是后处理***120部件温度的相对尖峰,由曲线图630上的圆圈661和662标识。此外,后处理***120部件温度中的这些相对尖峰导致感测到的SONOx中的相对尖峰,如曲线图640上的圆圈671和672所示。由于没有NH3传感器的***的性质,SONOx的增加可能表明排出废气流的未反应氨的增加(即氨逃逸)。因此,申请人已经确定燃料供给水平的增加直接导致氨逃逸的增加,这由本文图中所示的实验数据所支持。然后,基于该实验数据,ASC电路322在确定燃料供给水平的增加时预测或确定氨逃逸的可能性,并采取措施试图防止该氨逃逸。通过直接加热SCR123或ASC 124,ASC电路322缩短了ASC 124达到峰值操作温度所需的时间量,使得ASC 124大致在未反应的氨的量达到峰值时达到操作温度。
现在参考图7A,根据示例性实施例,示出了ASC电路322和控制器140用来升高ASC124的温度以减少氨逃逸的第一方法700的流程图。在过程710,控制器140基于***输出NOx(SONOx)的感测量(即,通过***输出或尾管NOx传感器感测)超过发动机输出NOx(EONOx)的感测量(即,通过发动机输出NOx传感器感测)来确定存在氨逃逸的可能性。这是与氨逃逸的可能性有关的氨逃逸。如果是,方法700进行到过程720(710:是),在过程720,控制器140确定进入发动机110的总燃料供给水平是否超过预定阈值。如果否,方法700返回到过程710(720:否)以继续检查SONOx和EONOx。如果是,方法700进行到过程730(720:是),并且控制器140命令加热器125接合并缓慢加热ASC 124。从过程730,方法700前进到步骤740,在步骤740,控制器140确定ASC 124的温度是否超过阈值(即,ASC 124是否已经达到操作温度)。如果ASC 124的温度尚未达到阈值温度,则方法返回到过程730(740:否)以继续加热器125接合。如果ASC 124的温度超过阈值,方法700继续到过程745,在过程745,控制器140命令加热器125脱离。
图7B是ASC电路322和控制器140用来提高ASC 124的温度以减少氨逃逸的第二方法750的流程图。在过程760,控制器140基于废气流中的氨的感测量超过阈值来确定存在氨逃逸的可能性。如果是,方法750进行到过程770(760:是),在过程770,控制器140确定进入发动机110的总燃料供给水平是否超过预定阈值。如果否,方法750返回到过程760(770:否)以继续检查废气流中的氨。如果是,方法750进行到过程780(770:是),并且控制器140命令加热器125接合并缓慢加热ASC 124。在一些实施例中,“缓慢加热”是指ASC 124的温度增加的平坦速率(例如,30℃/分钟),而在其他实施例中,加热器125“缓慢加热”ASC 124的速率基于ASC 124相对于目标ASC 124温度(例如,“点火”温度)的当前温度。在这些实施例中,当前温度和目标温度之间的差越大,加热器125加热ASC 124的速率就越大。此外,该确定可以包括与阈值的比较,使得如果当前温度和目标温度之间的差超过阈值,加热器125完全接合(即,在全功率下“开”),并且如果差小于阈值,加热器125部分接合(即,在小于全功率下“开”)。从过程780,方法750前进到过程790,在过程790,控制器140确定ASC 124的温度是否超过阈值(即,ASC 124是否已经达到操作温度)。如果ASC 124的温度尚未达到阈值,则方法返回到过程780(790:否)以继续加热器125接合。如果ASC 124的温度超过阈值,方法750继续到过程795,在过程795,控制器140命令加热器125脱离。
如本文所使用的,术语“近似”、“大约”、“基本上”和类似术语旨在具有与本公开的主题所涉及的本领域普通技术人员的共同和可接受的用法相一致的广泛含义。回顾本公开的本领域技术人员应该理解,这些术语旨在允许描述所描述和要求保护的某些特征,而不将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内。因此,这些术语应被解释为指示对所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为在所附权利要求书中所述的公开的范围内。
应当注意,本文中用于描述各种实施例的术语“示例性的”及其变体旨在指示这些实施例是可能实施例的可能示例、表示或图示(并且这些术语不旨在暗示这些实施例必然是特别的或最高级的示例)。
本文中使用的术语“耦合的”及其变体是指两个构件直接或间接地彼此连接(joining)。这种连接可以是静止的(例如,永久的或固定的)或可移动的(例如,可移除的或可释放的)。这种连接可以通过两个构件直接彼此耦合来实现,通过使用一个或更多个单独的介入构件(intervening member)将两个构件彼此耦合来实现,或者通过使用与两个构件中的一个整体形成为单个单一整体的介入构件将两个构件彼此耦合来实现。如果“耦合的”或其变体被附加术语修改(例如,直接耦合的),则上面提供的“耦合的”的通用定义被附加术语的简单语言含义修改(例如,“直接耦合的”意味着两个构件的连接,而没有任何单独的介入构件),导致比上面提供的“耦合的”的通用定义更窄的定义。这种耦合可以是机械的、电的或流体的。例如,电路A可通信地“耦合”到电路B可以表示电路A直接与电路B通信(即,没有中介)或间接与电路B通信(例如,通过一个或更多个中介)。
本文对元件位置的引用(例如,“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”)仅用于描述附图中各种元件的取向。应当注意,根据其他示例性实施例,各种元件的取向可以不同,并且这种变化旨在包含在本公开中。
虽然在图3中示出了具有特定功能的各种电路,但是应当理解,控制器140可以包括用于完成本文描述的功能的任意数量的电路。例如,SCR电路320和ASC电路322的活动和功能可以组合在多个电路中或作为单个电路。还可以包括具有附加功能的附加电路。此外,控制器140可以进一步控制超出本公开范围的其他活动。
如上所述,在一种配置中,“电路”可以在机器可读介质中实现,用于由各种类型的处理器(例如图3的处理器304)执行。例如,可执行代码可以包括计算机指令的一个或更多个物理或逻辑块,这些物理或逻辑块可以例如被组织为对象、过程或功能。然而,可执行文件不需要物理地位于一起,而是可以包括存储在不同位置的不同指令,当逻辑地连接在一起时,这些指令构成电路并实现电路的所述目的。实际上,计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或多个指令,并且甚至可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及跨几个存储器设备。类似地,操作数据可以在本文在电路中被识别和示出,并且可以以任何合适的形式被体现并在任何合适类型的数据结构中被组织。操作数据可以被收集为单个数据集,或者可以分布在不同的位置上,包括分布在不同的存储设备上,并且可以至少部分地仅仅作为电子信号存在于***或网络上。
虽然术语“处理器”在上面被简要地定义,但是术语“处理器”和“处理电路”意味着被广义地解释。在这一点上,如上所述,“处理器”可以被实现为一个或更多个处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或被构造成执行由存储器提供的指令的其他合适的电子数据处理部件。一个或更多个处理器可以采取单核处理器、多核处理器(例如,双核处理器、三核处理器、四核处理器等)、微处理器等的形式。在一些实施例中,一个或更多个处理器可以在装置外部,例如,一个或更多个处理器可以是远程处理器(例如,基于云的处理器)。可替换地或附加地,一个或更多个处理器可以是装置内部的和/或本地的。就这一点而言,给定电路或其部件可以被本地布置(例如,作为本地服务器、本地计算***等的一部分)或远程布置(例如,作为诸如基于云的服务器的远程服务器的一部分)。为此,本文所述的“电路”可包括分布在一个或更多个位置上的部件。
尽管附图和描述可以示出方法步骤的特定顺序,但是这些步骤的顺序可以不同于所描绘和描述的,除非上面有不同的规定。此外,两个或更多个步骤可以同时执行或部分同时执行,除非上面有不同的规定。例如,这种变化可以取决于所选择的软件和硬件***以及设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样,所描述的方法的软件实现可以用具有基于规则的逻辑和其他逻辑的标准编程技术来完成,以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。
Claims (20)
1.一种方法,包括:
由控制器接收关于排气后处理***的操作的数据;
由所述控制器基于关于所述排气后处理***的操作的所述数据确定存在氨逃逸的条件;
由所述控制器基于关于所述排气后处理***的操作的所述数据确定存在氨储存的条件;和
由所述控制器命令加热器激活并加热所述排气后处理***的部件,以减少氨的储存量。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述氨逃逸的条件是以下中的至少一个:***输出NOx的感测量超过发动机输出NOx的感测量或氨的感测量超过氨逃逸阈值。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括基于以下中的至少一个来确定氨储存量:发动机输出NOx的感测量、***输出NOx的感测量、柴油尾气处理液的给料速率、排气流速或所述后处理***的感测温度,
其中,所述氨逃逸的条件是所确定的氨储存量超过氨逃逸阈值。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,确定存在所述氨储存的条件是基于选择性催化还原器(SCR)的感测温度或氨逃逸催化器(ASC)的感测温度低于阈值,并且
其中,由所述加热器加热的部件是所述SCR。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述加热器集成到所述SCR中。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,确定存在所述氨储存的条件是基于发动机燃料供给速率超过瞬态阈值,并且
其中,由所述加热器加热的部件是氨逃逸催化器(ASC)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述加热器集成到所述ASC中。
8.一种***,包括:
排气后处理***,其包括加热器;和
控制器,所述控制器耦合到所述排气后处理***,所述控制器被配置为:
接收关于所述排气后处理***的操作的数据;
基于关于所述排气后处理***的操作的数据,确定存在氨逃逸的条件;
基于关于所述排气后处理***的操作的数据,确定存在氨储存的条件;和
命令所述加热器激活并加热所述排气后处理***的部件,以减少氨的储存量。
9.根据权利要求8所述的***,其中,所述氨逃逸的条件是以下中的至少一个:***输出NOx的感测量超过发动机输出NOx的感测量或氨的感测量超过氨逃逸阈值。
10.根据权利要求8所述的***,其中,所述控制器还被配置为:
基于以下中的至少一个来确定氨储存量:发动机输出NOx的感测量、***输出NOx的感测量或所述后处理***的感测温度,
其中,所述氨逃逸的条件是所确定的氨储存量超过氨逃逸阈值。
11.根据权利要求8所述的***,其中,确定存在所述氨储存的条件是基于选择性催化还原器(SCR)的感测温度或氨逃逸催化器(ASC)的感测温度低于阈值,并且
其中,由所述加热器加热的部件是所述SCR。
12.根据权利要求11所述的***,其中,所述控制器还被配置为:
确定所述SCR的当前温度低于所述SCR的目标温度的幅度大于阈值,并且命令所述加热器以第一功率电平激活;或
确定所述SCR的当前温度低于所述SCR的目标温度的幅度小于所述阈值,并且命令所述加热器以小于所述第一功率电平的第二功率电平激活。
13.根据权利要求8所述的***,其中,确定存在所述氨储存的条件是基于发动机燃料供给速率超过预定高燃料供给速率阈值达预定时间段,并且
其中,由所述加热器加热的部件是氨逃逸催化器(ASC)。
14.根据权利要求13所述的***,其中,所述加热器集成到所述ASC中。
15.一种非暂时性计算机可读存储介质,包括存储在其上的计算机可读指令,当由控制器的处理器执行时,所述计算机可读指令使所述控制器执行包括以下项的操作:
接收关于排气后处理***的操作的数据,所述数据包括以下中的至少一个:(i)发动机输出NOx的感测量和***输出NOx的感测量或(ii)废气流中的氨的感测量;
基于以下项确定存在氨逃逸的条件:(i)所述***输出NOx的感测量超过发动机输出NOx的感测量,或(ii)所述废气流中的氨的感测量超过阈值;和
基于存在所述氨逃逸的条件,命令加热器激活以加热所述排气后处理***的部件。
16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质,其中,所述操作还包括:
接收关于进入发动机中的燃料供给的量的数据,所述发动机耦合到所述排气后处理***;和
确定进入所述发动机的燃料供给的量超过预定阈值,作为命令所述加热器激活的先决条件。
17.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质,其中,所述操作还包括:
接收关于所述排气后处理***的部件的温度的数据;和
基于所述温度超过预定阈值温度,命令所述加热器去激活。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质,其中,所述部件是氨逃逸催化器(ASC)。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读介质,其中,所述加热器集成到所述ASC中。
20.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质,其中,所述操作还包括:
确定所述部件的当前温度低于所述部件的目标温度的幅度大于阈值,并且命令所述加热器以第一功率电平激活;或
确定所述部件的当前温度低于所述部件的目标温度的幅度小于阈值,并且命令所述加热器以小于所述第一功率电平的第二功率电平激活。
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