[发明专利]选择性催化还原系统下跌量的估算方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及选择性催化还原系统下跌量的估算方法。

【背景技术】

车辆排气中可能存在氮氧化物(例如NOx)。当氮气(N₂)和氧气(O₂)遇到高温和高压时在汽缸中形成NOx。通过车辆排气系统中的选择性催化还原(SCR，selective reduction catalyst)将NOx处理为N₂和H₂O。当SCR内的温度足够时，SCR可和还原剂(例如氨(NH₃))配合以还原NOx。但是，如果SCR中存在的NH₃不足量时，比期望值高的NOx量会穿过SCR。另外，如果SCR中导入或存储了过量的NH₃，NH₃会穿过SCR而泄漏。所以，可能期望能给SCR提供一定量的NH₃，其还原发动机原料气中期望部分的NOx，但是足够小以防止NH₃穿过SCR泄漏。

给SCR提供NH₃的一种方式是建立发动机原料气排放的模型和SCR运转的模型。在基于模型的系统中，基于估算的SCR运转状态将NH₃释放至SCR(通过尿素喷射控制)。但是，出于很多原因，可能难于精确估算SCR中的化学反应、温度以及类似的工况。另一方面，代替模型，可将NOx传感器安装在SCR的下游用于确定是否有NOx穿过SCR。但是，NOx传感器具有感应NH₃的交叉感应能力(cross sensitivity)，这样无论NOx是否存在，当存在NH₃时NOx传感器都输出信号。所以，NOx传感器的输出使得难于区分SCR中存在NOx泄漏或者NH₃泄漏。

【发明内容】

本发明的发明人意识到上述缺陷并开发了一种指示气体浓度的方法，包括：从第一NOx传感器的输出和第二NOx传感器的输出提供气体的NH₃浓度，第一和第二NOx传感器具有对NOx和NH₃的交叉感应能力，第一NOx传感器位于第二NOx传感器的上游(沿着气体流动的方向)。

通过考虑推断两个NOx传感器信号之间的时变相位关系的恰当地设计的分布，有可能区分NOx和NH₃。这个分布的示范版本设计为同时保留短时傅里叶变换和相干函数的特性，由此同时保留短时间间隔窗口(short intervalwindows)内的频率关系和时间相位信息。

根据本发明的一个实施例，相互关系是高通滤波的NOx信号的卷积和高通滤波的第一NOx传感器输出的卷积。

根据本发明的一个实施例，仅当NOx信号减弱时，对卷积求值。

根据本发明的一个实施例，进一步包括强制干扰NOx信号和第一NOx传感器。

根据本发明的一个实施例，通过调整发动机EGR量、发动机燃料喷射正时、发动机空气量和发动机气门正时中的至少一个而强制干扰NOx信号和第一NOx传感器。

根据本发明的一个实施例，NH₃泄漏和NOx泄漏基于衡量标准值，当SCR效率小于零时调整衡量标准的增益或更新衡量标准。

根据本发明的一个实施例，当NOx传感器输出的穿越的数目在预定时间内越过预先确定数时、NOx传感器输出的变化比阈值量大、或者探测NOx信号和NOx传感器输出之间的相干性的相互关系，不考虑衡量标准，其中穿越定义为第一NOx传感器输出的持续或窗口平均值、第一NOx传感器较高饱和水平附近的预定边界或者NOx信号的持续或窗口运行平均值。

根据本发明的一个实施例，进一步包括响应于NOx浓度而调整供应至SCR的NH₃量。

根据本发明，提供一种发动机系统，包括：发动机；第一NOx传感器；第二NOx传感器；以及控制器，控制器包括用于提供发动机的气体输出的NH₃浓度和NOx浓度的气体浓度输出，NH₃浓度和NOx浓度根据第一NOx传感器的输出和第二NOx传感器的输出提供，第一NOx传感器位于第二NOx传感器的上游(沿气体流方向)。

根据本发明的一个实施例，进一步包括SCR，SCR位于发动机排气系统中第一NOx传感器和第二NOx传感器之间。