本發明總體涉及內燃機的廢氣后處理,更具體地涉及對選擇性催化還原裝置中氨存儲的控制。
背景技術:
本節中的陳述僅提供本發明涉及的背景信息。因此,這些陳述并不旨在構成對現有技術的承認。
內燃機制造商們在不斷開發新的發動機控制策略,以滿足客戶的需求以及滿足各種規定。一種此類發動機控制策略包括在化學計量意義上的貧空燃比下操作發動機,以改善燃油經濟性并減少溫室氣體排放。此類發動機包括壓縮點火(柴油)和稀燃火花點火發動機。當發動機在空燃化學計量貧乏的區域中運行時,通常會導致燃燒溫度升高,從而導致氮氧化物(NOx)的排放量增加。
一種所提出的用于管理和減少氮氧化物排放量的廢氣后處理系統和控制策略涉及噴射給料劑(如柴油機廢氣流體(DEF))到進入選擇性催化還原(SCR)設備的廢氣供應流中。DEF包括尿素和去離子水的溶液,其在廢氣供應流中加熱時分解成氨(NH3)。一種典型的SCR裝置具有將尿素分解產生的氨存儲在其催化劑表面上的容量。穿過SCR的廢氣中的NOx被催化劑表面上所存儲的氨還原成氮氣(N2)、水(H2O)以及少量的二氧化碳(CO2),均被傳遞出SCR裝置。
SCR裝置能夠在給料噴射系統未供應尿素時使用所存儲的氨繼續還原NOx。SCR裝置的最大氨存儲容量與其運行溫度負相關,這可以根據經驗確定。
該SCR方法會運作得相當好,前提是SCR催化劑被保持在合適的溫度(約570至750華氏度)以及正確量的尿素作為氨噴射并儲存在SCR裝置中,用于還原廢氣供應流中的NOx。如果與廢氣供應流中的NOx相比SCR裝置中儲存的氨過少的話,轉換效率會下降,而且廢氣后處理系統排出的不期望的NOx排放物將增加。反之,如果超過了SCR裝置的最大氨存儲容量,會發生稱為氨逃逸的不期望現象,即SCR裝置會排放未處理的NH3。
此外,如果在氨存儲接近其最大值時SCR裝置的運行溫度迅速升高,則由于SCR裝置溫度與其最大氨存儲容量之間的負相關關系,也會發生氨逃逸。例如,當廢氣溫度由于車輛操作者重重踩下加速器踏板而迅速升高時,會發生這種現象。
控制SCR裝置中氨存儲的常規方法依賴于各種傳感器,這些傳感器都試圖測量各種發動機運行參數和廢氣參數的實時值。此類常規控制系統是保守的,因為它們必須根據導致低于最優控制的事實發生之后的運行參數變化作出反應。
因此,本領域需要一種在SCR裝置中更有效的氨存儲控制,用于改善NOx排放物轉化率以及減少氨逃逸。
技術實現要素:
一種用于控制車輛廢氣后處理系統中選擇性催化還原裝置的方法,包括監測車輛連接性信息,以及基于監測到的車輛連接性信息來控制選擇性催化還原裝置中的氨存儲。使用車輛連接性信息來預測沿著估計的車輛行駛路徑的車輛運行情況。使用所預測的車輛運行情況預測車輛廢氣參數的簡檔。使用所預測的廢氣參數的簡檔來確定選擇性催化還原裝置的氨存儲設定點。使用氨存儲設定點來調節噴射到廢氣后處理系統中的產氨給料劑的量,從而控制選擇性催化還原裝置中的氨存儲。
附圖說明
現在將通過舉例的方式并參考附圖描述的一個或多個實施例,在附圖中:
圖1示意性地描繪了根據本發明的一種示例性內燃機、廢氣后處理系統及控制系統;
圖2示意性地描繪了根據本發明的一種示例性SCR氨存儲控制模塊的功能框圖;
圖3示意性地描繪了根據本發明的一種示例性預測性SCR氨存儲設定點確定模塊的功能框圖;
圖4描繪了根據本發明用于最優化SCR氨存儲設定點的示例性過程;以及
圖5描繪了根據本發明基于所監控的車輛連接性信息控制SCR裝置中的氨存儲的示例性過程。
具體實施方式
現在參照附圖,其中附圖僅僅用于示出某些示例性實施例的目的,而不是用于限制這些示例性實施的目的,圖1示意性地描繪了根據所要求保護的主題的一個實施例的示例性內燃機、廢氣后處理系統和控制系統。
示例性發動機和控制系統包括常規四沖程內燃機10和電子發動機控制模塊(ECM)5。示例性發動機10包括公知的壓縮點火式發動機,其具有主要是稀于化學當量比的操作工況。可選地,發動機10可包括采用操作稀化學當量比的多個發動機控制策略中的任何一種的發動機,例如,均質充氣壓縮點火式發動機和稀燃火花點火式發動機。
發動機10包括附接到曲軸的多個往復式活塞,曲軸可操作地附接到車輛傳動系統(未示出)以將牽引扭矩傳遞給車輛傳動系統。發動機10產生箭頭8所示的廢氣供給流,該廢氣供給流包括經調節的組成元素,通常包括碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)以及顆粒物質(PM)等。
廢氣后處理系統7包括用于通過例如氧化及還原過程將廢氣供給流8的組成元素轉化成無害氣體的集成系統。廢氣歧管9夾帶發動機廢氣并將其引導到廢氣后處理系統7。示例性廢氣后處理系統7包括催化反應器裝置,所述催化反應器裝置包括氧化催化器(DOC)裝置14、選擇性催化還原(SRC)裝置20以及催化柴油機顆粒過濾器(CDPF)裝置24。催化反應器裝置中的每一個均包括采用具有用于處理廢氣供給流的組成元素的不同能力的公知技術的公知裝置。
DOC裝置14通過氧化減小了廢氣供給流8中的顆粒物質、碳氫化合物和一氧化碳。SCR裝置20與廢氣供給流8中的NOx反應以減少NOx排放物。CDPF裝置24在廢氣供給流8中的顆粒物質被釋放進入大氣之前對其進行收集。參照圖1描述的催化裝置優選地使用公知管子和連接器串聯地流體連接。這些特定的催化裝置的布置和利用旨在進行說明而非限制廢氣后處理系統7的特定設計或布局。
廢氣后處理系統7還可包括信號地連接到ECM5的各種傳感器。為了說明目的,典型的傳感器12、18和22分別被示出位于DOC裝置14的上游、DOC裝置14與SCR裝置20之間,以及SCR裝置20與CDPF裝置24之間。傳感器12、18和22中的每一個均可包括一個或多個公知溫度傳感器、廢氣質量流速傳感器、NOx傳感器、氨(NH3)傳感器、空燃比傳感器、氧氣(O2)傳感器和/或向EMC5提供用于控制廢氣后處理系統7的參數信息的任何其他類型的廢氣組成傳感器。
傳感器12、18和22還可采取公知虛擬傳感器的形式,所述虛擬傳感器包括貯存于ECM 5中的算法和/或校準查找表,所述算法和/或校準查找表可操作用于基于當前發動機運行條件計算與以上描述的感測的廢氣參數的值相關聯的電信號。
廢氣后處理系統7還包括具有容納給料劑的可重復填充存儲罐(未示出)的給料系統11。給料系統11流體連接到計量閥15,該計量閥15進而流體連接到給料噴射器16。給料噴射器16可操作用于將給料劑從ECR裝置20的上游噴入到廢氣后處理系統7中。ECM5信號地連接到計量閥15,并且提供由箭頭17所示的給料速率信號(NH3給料),用于控制噴入到廢氣后處理系統7中的給料的量和時機。
所噴射的給料劑優選地為柴油機廢氣流體(DEF),其為與去離子水混合的尿素水溶液。在廢氣供給流8中,DEF中的尿素分解形成氨(NH3),氨(NH3)被存儲在SCR裝置20中。其他公知的給料劑,例如無水氨和含水氨,還可用于代替DEF來提供氨用于存儲在SCR裝置10中。
如之前所討論的,通過SCR裝置20的廢氣供給流8中的NOx被在其催化器表面上的所存儲的氨(NH3)還原成氮氣(N2)、水(H2O)以及少量的二氧化碳(CO2),然后它們離開SCR裝置20。
當給料劑未被噴射入廢氣后處理系統8時,SCR裝置20能夠利用存儲的NH3繼續這種NOx還原。SCR裝置20的最大NH3存儲容量與進入該SCR裝置20的熱廢氣產生的工作溫度成反比。
本領域的技術人員會認識到,廢氣后處理系統7也可包括其他給料系統,例如用于噴射烴還原劑(即,HC給料),所述其他給料系統與所要求保護的主題無關,并因此還未在圖1中示出。
ECM 5優選地為具有多控制模塊的車輛分布式控制模塊架構的模塊化部件,這些控制模塊適于提供多個車輛系統的協調控制,所述車輛系統包括車輛傳動裝置和其他動力傳動部件。ECM 5可操作地監測傳感設備的輸入、綜合有關信息并執行算法以控制各種致動器以實現控制目標,包括參數如燃料經濟性、排放物、性能、驅動性能和硬件保護。
ECM 5示出可操作地通過接口19,以及從傳感器獲取數據并控制各種與發動機10相關、未在圖1中示出的致動器的功能,連接到發動機10。在運行中,基于車輛操作者輸入,ECM 5接收發動機扭矩指令,并產生所需的扭矩輸出。由ECM 5使用前述傳感器感測出的示例性發動機操作參數包括發動機溫度,如通過諸如監測發動機冷卻劑溫度、油溫或金屬溫度的方法進行指示;曲軸轉速(RPM)和位置;歧管絕對壓力;環境空氣流量和溫度;以及環境空氣壓力;測量的和推斷的燃燒參數,包括空氣/燃料比、峰值燃燒壓力的位置等。
如上所述,ECM 5也可操作地連接到各種傳感器12、18和22,連同計量閥15以控制廢氣后處理系統的運行。除了ECM 5,車輛分布式控制模塊架構包括用戶接口(UI)13,其可操作地連接到多個其他設備(未示出),車輛操作者通常通過所述設備控制或指導車輛和動力系統的運行。車輛操作者通過示例性設備提供輸入至UI13,所述示例性設備通常包括加速器踏板、制動踏板、傳導齒輪選擇器及車輛速度巡航控制,所有這些都為本領域人們所熟知。
每個前述控制器和設備與所有其他控制器、設備、傳感器和致動器通過通常描述為項目6的高速局域網絡(LAN)總線通信。局域網絡總線6允許在各個處理器、控制模塊和設備之間的控制參數和指令的結構化通信。所采用的特定通信協議是專用的。局域網絡總線6和合適的協議在前述控制器和其他控制器之間提供穩定的消息傳送和多控制器接口,所述其他控制器提供防抱死制動、牽引控制和車輛穩定性等功能。
ECM 5優選為通用數字計算機,其通常包含微處理器或中央處理單元、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、高速時鐘、模數(A/D)及數模(D/A)電路以及輸入/輸出電路和設備(I/O)和適當的信號調節和緩沖電路。ECM 5通常具有成組的控制算法,包括常駐程序指令,連同校準表以及其他儲存在只讀存儲器中的信息。算法通常在預設的循環周期內執行,每個控制算法在每個循環周期執行至少一次。在發動機運行期間,通常每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒就執行循環周期??蛇x地,控制算法僅可在響應預定事件的發生時被執行。
圖1也示出了連接到局域網絡總線6的連接性設備26。連接性設備26代表一個或多個例如GPS接收器、激光雷達、雷達,和/或相機設備的設備,例如用于因特網、車輛對車輛和/或車輛對基礎架構通信的無線通信設備,以及其他能夠監測與車輛運行所處環境相關的連接性信息28的公知設備。連接性設備26可操作地監測其在車輛外部可用的相關連接性信息,此外并通過局域網絡總線6傳送相關數據至ECM 5。具體如下所述,所要求保護的主題利用這種連接性信息預測車輛運行條件。
現參照圖2,示出了SCR氨存儲控制模塊200的示例性功能框圖,所述SCR氨存儲優選地位于ECM 5中。所述SCR氨存儲控制模塊200運行以輸出由箭頭17指代的給料速率信號NH3給料,將所述給料速率信號NH3給料應用到計量閥15以確定通過給料噴射器16噴射到廢氣后處理系統7中的給料量。所述SCR氨存儲控制模塊200基于控制輸入信號210、212、214、216和218生成NH3給料信號17??刂戚斎胄盘?10代表SCR20的氨存儲設定點(NH3設定點),所述設定點限定SCR 20的理想或目標NH3存儲水平,選擇所述貯存水平是期待在避免NH3逃逸的同時最大化NOx轉化效率。控制輸入信號212、214、216和218代表表征在SCR裝置20入口處廢氣供應流8中的廢氣的參數。這些控制輸入信號212、214、216和218分別代表在SCR裝置20入口處的廢氣溫度(T入口)、NOx水平(NOX入口)、廢氣質量流率和廢氣氧含量(O2入口)。所有這些控制信號212、214、216和218作為輸入信號被引導到位于SCR氨存儲控制模塊200中的SCR模型220。給料速率信號NH3給料17也作用為SCR模型220的反饋輸入信號。
基于控制輸入信號212、214、216和218,以及給料速率信號17,SCR模型220生成SCR模型輸出信號。這些SCR模型220輸出信號命名為222、224、226和228,并且分別代表對于θ(貯存在SCR裝置20中的NH3的量)、NH3消耗(SCR裝置20中的NH3消耗率)、NOX出口(SCR裝置20的出口處NOx的量)和NH3出口(SCR裝置20出口處氨逃逸的量)的SCR模型概算。NOX出口信號226和NH3出口信號228并沒有由SCR氨存儲控制模塊200直接使用,而是用來根據所要求保護的主題確定SCR裝置20的最優氨存儲設定點,這將在下面進行闡述。
在運行中,SCR氨存儲控制模塊200生成給料速率信號(NH3給料)17,首先是通過在求和結點230從輸入氨存儲設定點信號210(NH3設定點)減去估算的SCR貯存NH3信號222(θ)。所得差值信號隨后應用到增益塊232以獲得具有K1*(NH3設定點-θ)的值的信號234,其中K1代表塊232的乘法增益系數。所得信號234之后應用到求和結點236,并加到SCRNH3消耗率信號224(NH3消耗),其輸出應用到具有增益因子K2的增益塊238。增益塊238的信號輸出代表給料速率信號17(NH3給料),其由如下等式形式表示:
NH3給料=K2*(NH3消耗+K1*(NH3設定點-θ)) [1]
增益因子K1和K2按經驗選擇以合適地匹配計量閥15和給料噴射器16的操作特征,并合適地稱量NH3消耗和差值(NH3設定點-θ)項以確定NH3給料。本領域技術人員將認識到上述方法本質上為比例反饋控制,并且其他PID(比例-積分-微分)控制方法也可實施。
簡潔起見,只有SCR模型220的功能特征已在上文進行了討論,因為用于控制應用的SCR裝置的模型建立在本領域中是公知的(參見例如美國專利和已公布的申請號7,736,595;8,096,110;8,333,062和2011/0005209,所有這些都轉讓給本發明的同一受讓人,并在此處引入作為參考)。
在SCR裝置中控制NH3存儲的傳統方法依靠實際或虛擬的傳感器為表征廢氣后處理系統7的參數提供實時值。一種此類傳統方法基于SCR裝置20入口處廢氣溫度(T入口)和廢氣質量流率被檢測到的實時值從校準后二維查找表確定SCR氨存儲設定點的值。這種傳統控制方法很保守,因為這種方法必須對事后被檢測到的實時參數T入口和的變化做出反應,這就導致了SCR裝置20中氨存儲的非最佳控制。
該要求保護的主題通過監測車輛連接信息,利用該連接信息預測車輛運行狀況,之后利用預測的車輛運行狀況優化SCR氨存儲以改進NOx轉化并減少NH3逃逸,在SCR裝置20中控制氨存儲的傳統方法上有所改進。
用于跟蹤車輛位置并使車輛位置與地理、道路、交通或其他信息相協調的電子裝置是公知的。利用地圖預覽信息來監控這些數據(本文中稱為連接信息)在本領域是公知。已知的可以用來監控和獲得這些連接信息的電子裝置(本文中稱為連接裝置)包括與電子地圖、數字地圖相配合的全球定位系統(GPS)接收器,利用跟蹤車輛移動手段的軟件,基于無線訪問數據處理的因特網,車對車通信,車輛-基礎設施通信,以及其他車輛遙感系統(如雷達、照相機和雷達設備)。其他還可以無線獲得的連接信息包括道路分類,例如高速公路、本地道路、停車場、礫石路;各種公路路段的速度限制;各種公路路段的交通狀況,包括實時擁堵預估,遇到交通問題的協同車輛發現的信號,其他車輛中移動電話模式分析,基于可能的高峰時間交通或體育賽事交通的預測;道路坡度;道路彎度;交通信號燈、信號、施工區標志、減速帶或其他影響車輛行駛的交通方向指示燈的位置和狀態;可能影響沿某一公路路段行駛的特征的存在或缺失,例如出口匝道或卡車稱重站;以及車輛或具體駕駛員駕駛模式、習慣、登記調度表、電子計劃器日程、或其他預測措施的分析。另外,可以根據駕駛員輸入的目的地、駕駛員習慣和模式的計算機分析或其他本領域已知手段對可能的行駛路徑進行預測。
通過使用以上描述的電子裝置來監控與車輛周圍環境相關的連接信息,車輛的預測行駛路徑和沿預測行駛路徑的速度可以預測到,并且結合其他影響因素,例如道路坡度、交通燈狀態、交通擁堵等,對車輛的發動機速度以及整個預測行駛路徑中可能所需或所經歷的發動機負載進行預測。本發明利用這種沿預測行駛路徑的預測車輛發動機速度和發動機負載來優化SCR氨存儲設定點測定。
現參照圖3,其示出了根據所要求保護主題的用于SCR20的可預測氨存儲設定點測定模塊300。這個模塊300優選地存在于ECM 5,并且包括3D映射裝置310、車輛信息存儲內存320、可預測廢氣參數模塊330以及SCR氨存儲設定點測定模塊340。
該3D映射裝置310處理該連接裝置26所提供的LAN總線6接收到的連接信息28,如參照圖1先前所描述的。該3D映射裝置310還從該車輛信息存儲內存320接收所存儲的針對特定的操作車輛的車輛信息350。這種車輛信息采用以下形式:與預測行駛路徑行駛的車輛運行相關的車輛重量、變速器換檔點、傳動系傳動比以及其他信息。使用這種信息,3D映射裝置310可操作以預測車輛行駛的預測路徑上的車輛運行情況。因此,3D映射裝置310顯示輸出預測車輛運行情況360。這些預測車輛運行情況360采用以下形式:用于預測車輛行駛路徑上車輛速度、發動機速度和發動機負載的預測時間簡檔。
諸如上所述的裝置310等3D映射裝置在本領域中是已知的,并且過去已經被用于預測在預測行駛路徑上的車輛運行情況(例如參見美國專利與公布申請Nos.8,333,062、2010/0030437和2011/0005209,所有這些都轉讓給本發明的同一受讓人,并在通過參考結合于此)。如先前所描述的,這些傳統的3D映射裝置使用數字地圖用于通過全球定位系統(GPS)、坐標車輛位置、本領域被稱為地圖預覽信息的其他信息(如天氣、交通和道路條件)、其他車輛和基礎設施的周邊情況,以及與車輛行駛相關的已知其他信息來跟蹤預測行駛路徑上的車輛行駛。通過使用具體的車輛信息并配合連接信息和映射技術,操作3D映射裝置310來預測該車輛運行情況360,其包括車輛行駛預測路徑上的車輛速度、發動機速度和發動機負載簡檔。
該可預測廢氣參數模塊330接收預測車輛運行情況360以及針對特定的預測行駛路徑上行駛的車輛的存儲車輛發動機和廢氣后處理配置信息370。這種信息包括發動機校準表、發動機和廢氣后處理系統配置和規格、發動機容積和燃燒效率、當前燃料混合物和用于預測行駛路徑上行駛的車輛用的已知發動機和廢氣系統建模的其他信息。
使用已知技術,預測廢氣參數模塊360響應于相關預測車速、發動機速度和發動機負載簡檔(即,預測車輛操作狀況360)以及來自車輛信息存儲器320的廢氣后處理配置信息產生輸出信號380、382、384和386,其代表所估計車輛行駛路徑內的廢氣參數的預測時間簡檔。
對于期望車輛行駛路徑,由預測廢氣參數模塊360產生的輸出信號380、382、384和386分別代表作為SCR入口溫度SCR入口NOx含量SCR入口廢氣質量流速以及SCR入口氧氣含量的時間函數的預測簡檔。如上文指示,這些預測SCR入口參數的值可使用已知的發動機和廢氣系統建模技術在給定所估計車輛行駛路徑內的發動機速度和負載以及具體車輛發動機和廢氣后處理配置信息的輸入預測時間簡檔的情況下進行計算(例如,參照所發布的第8,855,894號美國專利和共同待審的第14/705,440號美國申請,其全部被轉讓于本申請的相同受讓人并且以引用方式結合在此)。
針對期望車輛行駛路徑的380、382、384和386(由預測廢氣參數模塊330產生)的預測廢氣參數的簡檔是作為輸入提供至SCR氨儲量設置點優化模塊340。如下文將描述,SCR氨存儲設置點優化模塊340作用于預測廢氣參數380、382、384和386的輸入時間簡檔以將SCR氨存放設置點的最優NH3設定點值確定為時間的函數,所述NH3設定點值接著作為用作圖2的SCR氨存儲控制器220的輸入的信號210而輸出。
現在將描述SCR氨存儲設置點優化模塊340的操作。對于所述主題,優選地使用滾動時域動態編程方法(在模型預測控制領域中是眾所周知的)來確定最優NH3設定點值。此預測控制技術是通過確定設計變量x的離散最優值的集合而實施,所述設計變量x將從t=k至k+n的滾動時域時間周期內的優化成本函數J最小化,其中J是由以下關系式給定:
其中t代表時間,n代表預測時域的長度,α代表針對與SCR裝置20處的廢氣中的NOx的量(NOX出口)相比犧牲氨逃逸的量(NH3出口)而選擇的加權因子。設計變量的離散最優值是由
x={NH3設定點(k),NH3設定點(k+1),...NH3設定點(k+n)}給定。J的以上最小化是依據以下功能約束:
以及
[3]
[4]
其中C表示SCR氨控制器200在產生其輸出NH3給料17時對其輸入NH3設定點210,T入口212,NOX入口214,216和02入口218的操作的函數,且M表示SCR模型220在產生其輸出θ222、NH3消耗224、NOX出口226和NH3出口228時對其輸入NH3給料17,T入口212,NOX入口214、216和02入口218的操作的函數,如圖3中所說明。
現在參考圖4,示出了在氨設置點優化模塊340中實行以根據上述滾動時域動態編程技術基于由預測廢氣參數模塊330提供的所預測廢氣參數的簡檔確定最優SCR氨存儲設置點的示例性過程。表1被提供作為圖4中描繪的過程的圖例,其中數字標記的框和對應功能如下所述。
表1
可以看出,圖4示出的過程為選定時間t=k時SCR氨存儲設定點NH3設定點(k)提供了最優值。為了確定SCR氨存儲設定點的下一個連續最優值(即NH3設定點(k+1)),圖4的過程隨著時間(現在設定為t=k′=k+1)變化(即時間以1往k+1遞增)在框400上重復,在圖4過程中k由k′=k+1替代,使得成本函數J之后在新的后退時域時間周期t=(k+1)到(k+n+1)最小化。
如上所述,成本函數J優選地使用在控制領域中已知的技術——動態編程最小化。應當認識到,關于優化,也可利用其他優化技術作為請求保護的主題,而不限于動態編程方法?,F在將對應用到圖4所示過程中的框430用于確定NH3設定點(t)的最優值的動態編程的具體應用進行說明。
利用在框410獲得的廢氣參數預測值,確定t=k+n時第一次通過框430時的NH3設定點(k+n)的最優值。最優值是通過從最小化成本函數J的{(MAXNH3存儲)/n,2*(MAXNH3存儲)/n,...,和n*(MAXNH3存儲)/n}給出的一組離散值選擇NH3設定點(k+n)的值來確定的,其中所述MAXNH3存儲代表在預測廢氣溫度時間t=k+n,在不發生氨逃逸的情況下可以貯存在SCR20中的氨的最大量,并且對于特定SCR裝置20在入口廢氣溫度處于不同值時是經驗性地確定的,并且所述最優值典型地貯存在ECM20中的查找表中。在確定NH3設定點(k+n)的最優值時,廢氣參數和在t=k+n時的預測值用作Eq.(3)和Eq.(4)的輸入值(Eq.(3)和Eq.(4)代表SCR氨控制模塊200和SCR模型220),以確定上述組包括MAXNH3存儲的離散值中哪個值將產生將最小化Eq.(2)的成本函數的NOX出口和NH3出口的輸出值。
根據上述可知,由動態編程技術執行的優化是向后計算,從時間t=k+n開始,并在每通過框430時遞減1,直到最后計算到t=k。另外,由Eq.(4)在t=k+n時計算出為θ的貯存在SCR裝置20中的氨的量之后指定為NH3設定點(k+n-1)下一次通過框430時,在t=k+n-1時執行計算時的值。同樣,每通過框430時計算出的θ的值之后指定為下一次通過框430時執行的計算中NH3設定點的值(其中時間以1遞減),直到時間為t=k時執行最后計算。
總而言之,圖5示出了示例性過程,再次重申圖1-3中公開的實施例要求保護的主題的氨存儲控制方法。提供如下表2作為解釋圖5中描述的總控制過程的關鍵,其中數值標記框和相應功能按以下方式列出。
表2
本發明已經描述了某些優選實施例和對這些優選實施例的修改。技術人員通過閱讀和理解本說明書可想到其他修改和變型。因此,希望本發明不局限于作為企圖實現本發明的最佳模式而公開的(一個或多個)特定實施例,而是本發明將包括落入所附權利要求范圍內的所有實施例。