[发明专利]用于多罐式选择性催化还原系统的模型预测控制

权利要求书

1.一种用于调节选择性催化还原(SCR)系统的模型预测控制(MPC)系统，所述SCR系统包括第一和第二SCR催化剂、存储还原剂的储罐、将所述储罐流体连接至所述SCR催化剂的导管，以及用于将所述还原剂喷射至所述导管中的配给喷射器，所述MPC系统包括：

流体导管NOx传感器，其配置为检测由所述导管接收的当前氮氧化物(NOx)输入；

第一和第二SCR催化剂NOx传感器，其各自配置为检测所述第一和第二SCR催化剂中的相应一种SCR催化剂的相应当前NOx输出；

第一和第二SCR催化剂NH3传感器，其各自配置为检测所述SCR催化剂中的相应一种SCR催化剂的相应当前氨(NH3)逸出体积；以及

可编程电子控制单元，其可通信地连接至所述流体导管NOx传感器、所述SCR催化剂NOx传感器、所述SCR催化剂NH3传感器和所述配给喷射器，所述电子控制单元配置为：

接收所述第一和第二SCR催化剂中的每一种SCR催化剂的相应的期望罐转化效率的指令；

根据所述第一和第二期望罐转化效率确定每种所述SCR催化剂的相应的期望罐NOx输出；

确定所述第一和第二SCR催化剂中的每一种SCR催化剂的相应最大NH3存储容量；

根据所述当前NOx输入、第一和第二当前NOx输出、第一和第二期望罐NOx输出、第一和第二当前NH3逸出体积以及第一和第二最大NH3存储容量计算每种所述SCR催化剂的相应当前罐转化效率；

根据所述SCR催化剂的所述第一和第二当前罐转化效率计算修改后的还原剂喷射参数；以及

基于所述修改后的还原剂喷射参数命令所述配给喷射器将所述还原剂喷射至所述导管中。

2.根据权利要求1所述的MPC系统，其中所述电子控制单元进一步配置为确定所述第一和第二SCR催化剂的相应氨覆盖比率，且其中计算所述SCR催化剂的所述第一和第二当前罐转化效率进一步基于所述第一和第二氨覆盖比率。

3.根据权利要求2所述的MPC系统，其中所述电子控制单元进一步配置为确定排气流空间速度，且其中计算所述SCR催化剂的所述第一和第二当前罐转化效率进一步基于所述排气流空间速度。

4.根据权利要求3所述的MPC系统，其中将分别表示为η1和η2的所述第一和第二当前罐转化效率计算为

其中rrd1和rrd2分别是所述第一和第二SCR催化剂中的催化剂NOx还原速率，Θ1和Θ2分别是所述第一和第二SCR催化剂的所述最大NH3存储容量，θ1和θ2分别是所述第一和第二SCR催化剂中的氨覆盖比率，且Q是所述排气流空间速度。

5.根据权利要求2所述的MPC系统，其中确定所述第一和第二氨覆盖比率包括应用递归卡尔曼滤波器来估计每个所述氨覆盖比率。

6.根据权利要求5所述的MPC系统，其中应用所述递归卡尔曼滤波器包括对所述第二SCR催化剂的当前NOx输出进行建模。