用于控制具有多于一个SCR区的排放系统的方法和系统.pdf

1、10申请公布号CN101988420A43申请公布日20110323CN101988420ACN101988420A21申请号201010243279822申请日2010072812/512,63420090730USF01N9/00200601F01N3/2020060171申请人福特环球技术公司地址美国密歇根州72发明人DA杜布森E巴迪罗郭刚JR华纳74专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人赵蓉民54发明名称用于控制具有多于一个SCR区的排放系统的方法和系统57摘要本发明公开一种用于控制具有在第二SCR区上游的第一SCR区的车辆排放控制系统的方法和系统。一种示例性的方法包

2、括在第一模式中根据第一SCR区状态调节在第一SCR区的上游喷射的还原剂的量。该方法还包括，在第二模式中根据第二SCR区的状态调节在第一SCR区的上游喷射的还原剂的量。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书17页附图12页CN101988420A1/1页21一种用于控制具有在第二SCR区上游的第一SCR区的排放控制系统的方法，该方法包括在第一模式中根据所述第一SCR区的状态调节在所述第一SCR区的上游供给的还原剂的量；在第二模式中根据所述第二SCR区的状态调节在所述第一SCR区的上游供给的还原剂的量。2根据权利要求1所述的方法，其中该第一

3、SCR区的所述状态是在该第一SCR区储存的还原剂的量，而该第二SCR区的所述状态是在该第二SCR区储存的还原剂的量。3根据权利要求1所述的方法，还包括在所述第一模式中用该第一SCR区的较高的第一储存容量操作；并且在所述第二模式中用该第一SCR区的较低的第二储存容量操作。4根据权利要求1所述的方法，还包括当该第一SCR区的储存容量大于该第二SCR区的储存容量时以所述第一模式运行；并且当该第一SCR区的储存容量小于该第二SCR区的储存容量时以所述第二模式运行，其中该第一SCR区和第二SCR区设置在分开的排放控制装置中。5根据权利要求4所述的方法，其中在所述第一模式中，该调节包括当在该第一SCR区储

4、存的还原剂的量超过第一阈值量时减少喷射的还原剂的量，并且其中在所述第二模式中，该调节包括当在该第二SCR区储存的还原剂的量超过第二阈值量时减少喷射的还原剂的量。6根据权利要求2所述的方法，还包括基于在该第一SCR区储存的还原剂的一个或多于一个量超过第一阈值量并且在该第二SCR区储存的还原剂的量超过第二阈值量增加发动机排出物NOX。7根据权利要求1所述的方法，其中所述第二模式包括该第一SCR区的温度低于下阈值温度或高于上阈值温度。8根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一模式，所述调节供给的还原剂的量还基于该第二SCR区的状态。9根据权利要求1所述的方法，其中所述第二模式还包括基于储存在该第二S

5、CR区的还原剂的量大于第二阈值量，使该第一SCR区不作用增加流到该第二SCR区的NOX流。10根据权利要求9所述的方法，其中使该第一SCR区不作用包括增加该第一SCR区的温度和/或减少在该第一SCR区储存的还原剂的量。权利要求书CN101988420A1/17页3用于控制具有多于一个SCR区的排放系统的方法和系统技术领域0001本发明涉及用于具有多于一个选择性催化还原SCR区的车辆排放控制的方法和系统。背景技术0002选择性催化还原SCR系统可以用在车辆中，以便于用诸如尿素或氨的还原剂还原发动机排出物NOX。SCR系统包括在SCR催化剂上游喷射还原剂，其中该还原剂或还原剂产物能够与NOX起反应

6、，以形成诸如氮和水的副产物。但是，关于SCR系统在喷射还原剂的量和NOX转化效率之间存在折衷选择。即，如果喷射大量还原剂，那么大量的还原剂可以储存在SCR催化剂上，并且因此可能存在高NOX转化效率。但是，也存在还原剂“逃逸”到排气尾管的危险。另一方面，当喷射较少量的还原剂时，NOX转化效率下降并且NOX排放可以通过排气尾管排出。0003具有串联的第一和第二催化床的NOX还原系统公开在美国专利申请US2005/0284134A1RADHAMOHAN等人中。该系统包括设置在第一催化床上游的第一氨喷嘴和设置在第一催化床下游和第二催化床上游的第二氨喷嘴。该第一氨喷嘴构造成喷射少于理想配比的氨的量，以便

7、只还原在第一催化床接收的NOX的一部分。第二喷嘴被控制成喷射一定量的还原剂，以便除去从第一催化床流到第二催化床的剩余的NOX的一部分或全部。发明内容0004相反，本申请人已经研制出用于通过控制在第一SCR区的上游提供的还原剂操纵SCR系统的多个区域的性能的系统和方法。一种示例性的车辆排放控制系统包括在第二SCR区上游的第一SCR区。用于控制排放控制系统的示例性方法包括，在第一模式中，根据第一SCR区的状态调节在第一SCR区的上游供给的还原剂的量。该方法还包括，在第二模式中，根据第二SCR区的状态调节在第一SCR区的上游供给的还原剂的量。在一个例子中，该第一SCR区可以相对于该第二SCR区设置在

8、上游。0005通过以这种方式选择地调剂上游还原剂供给，能够根据运行状态调节第一和第二SCR区每个的运行和性能，以提供不同的运行模式。以这种方式，在较宽的运行状态范围能够保持高NOX转化效率，同时控制还原剂逃逸的危险，而不需要单独控制对每个SCR区的还原剂供给。例如，如果上游区具有减小的容量，可以希望在下游区提供较高的储存量，并且利用在下游区中的NOX转化到较大的程度。在此处，还原剂的供给可以根据下游SCR区的储存水平来调节。但是，如果上游区具有增大的容量，可以希望在上游区提供较高的储存量，并且利用在上游区中的NOX转化到较大的程度。在此处还原剂提供可以根据上游SCR区的储存水平来调节。以这种方

9、式，能够提高整体性能。0006根据另一方面，提供一种用于内燃发动机的排放控制系统。该排放控制系统包括还原剂喷嘴；设置在该还原剂喷嘴下游的第一SCR区；设置在该第一SCR区下游的第二SCR区；以及电子控制器，用于在第一模式中，根据在第一SCR区储存的还原剂的量调节喷射说明书CN101988420A2/17页4的还原剂，并且在第二模式中，根据在第二SCR区储存的还原剂的量调节喷射的还原剂。0007根据又一方面，提供一种用于控制排放控制系统的方法，该排放控制系统具有在第二SCR区上游的第一SCR区。该方法包括根据第二SCR区的状态增加该第一SCR区的温度。0008根据再一方面，提供一种用于控制车辆的

10、排放控制系统的方法，该排放控制系统具有串联的第一SCR区和第二SCR区。该方法包括在第一模式中，用在第一SCR区的第一储存的还原剂的量大于在第二SCR区的第二储存的还原剂的量操作；并且在第二模式中用第二储存的还原剂的量大于第一储存的还原剂的量操作。0009应当理解，提供上述概要以简单的方式介绍选择的概念，这些概念在详细说明中进一步描述。这并不意味着它就是所主张的主题的关键或基本特征、由详细说明之后的权利要求唯一限定的范围。而且，所主张的主题不限于解决上面提到的任何缺点的装置或本发明的任何部分。附图说明0010图1是此处所描述的发动机的气缸和排放控制系统的示意图。0011图2是具有两个SCR区的

11、示例性SCR系统的示意图。0012图3是具有两个区的SCR系统的另一个实施例的示例性示意图。0013图4是具有两个SCR区和氧化催化剂的SCR系统的另一个实施例的示例性示意图。0014图5是示出由两种不同的氧化催化剂引起的还原剂转化成NOX的效率的曲线图。0015图6是示出在两个不同的氧化催化剂下游的还原剂浓度的曲线图。0016图7是示出由具有不同中间层装料WASHCOATLOADING的两个SCR区随着时间的NOX转化效率的曲线图。0017图8是示出用于运行排放控制系统的高水平示例性方法的流程图。0018图9是随着SCR区的温度变化的SCR区的储存容量的示意曲线图。0019图10是示出用于选

12、择排放控制策略的示例性方法的流程图。0020图11是示出用于以第一排放控制策略操作的示例性方法的流程。0021图12是示出用于以第二排放控制策略操作的示例性方法的流程。0022图13是示出用于以第三排放控制策略操作的示例性方法的流程。0023图14是示出用于以第四排放控制策略操作的示例性方法的流程。0024图15是在SCR系统的中间床和在排气尾管的还原剂浓度的示意曲线图。0025图16是示出用于诊断排放控制系统的第一和/或第二SCR区的示例性方法的流程图。具体实施方式0026提供涉及平衡高NOX转化效率同时减少还原剂逃逸的各种SCR排放控制系统结构。SCR排放控制系统可以包括串联的多于一个的S

13、CR区例如第一和第二SCR区，同时在每个SCR区的上游提供给原剂。该还原剂供给可以用还原剂喷嘴、或还原剂生成装置，例如用浓排气操作的稀NOX收集器。说明书CN101988420A3/17页50027每个SCR区可以包括在SCR催化剂内的催化剂床、在SCR催化剂内的区，和/或SCR催化剂本身。通过包括串联的多于一个的SCR区，可以在高还原剂喷射持续时间期间减少还原剂从第一SCR区逃逸的危险，因为逃逸的还原剂可以被捕获并存储在第二SCR区，而不是通过排气尾管排出。0028为了控制用于转化NOX的SCR区容量，SCR区可以选择地构造成每单位面积或体积保持预定量的中间层。例如，第一SCR区例如，最上游

14、可以构造成具有比第二SCR区小的体积和大的中间层密度。此第一SCR区可以是起燃LIGHTOFF催化剂，使得它可以能够很快达到高水平的NOX转化例如，在发动机预热期间。在另一个例子中，第一SCR区的中间层装料可以被限制，并且因此还原剂储存的量可以被限制。在这种情况下，氧化催化剂可以设置在第一SCR区的下游，以捕获一部分逃逸的还原剂并将其转化为NOX，该逃逸的还原剂随后供给在该氧化催化剂下游的第二SCR区。0029因此，在此处还提供用于操作具有串联的多于一个的SCR区的排放控制系统的多种方法。在一个例子中，该方法包括监控SCR区的状态，并且然后根据所述状态操作。为了控制NOX转化效率和还原剂逃逸危

15、险，可以调节喷射的还原剂的量，并且也可以调节该SCR区的温度。0030作为一种示例性的方法，可以监控每个SCR区的储存容量，并且也可以监控储存在每个SCR区的还原剂的量。根据这些条件，排放控制系统可以选择适当的操作模式。例如，如果所有的SCR区具有合理的储存容量，该系统可以以非常高的NOX转换效率操作上游SCR区，同时保持储存在下游SCR区的合理的还原剂的量。在另一个实施例中，在所有的SCR区具有合理的储存容量的情况下，该系统可以平衡储存在该SCR区中的还原剂的量。在又一个实施例中，如果一个或多个SCR区具有不合理的，或可以忽略的储存容量，该系统可以调节储存在另外的SCR区中的还原剂的量。当然

16、，也可以用各种其他的操作模式，例如此处所述的。0031应当理解，本发明还包括用于诊断具有多个SCR的排放控制系统的方法。根据所执行的排放控制策略/模式，该方法可以在具体的系统结构之间变化，并且它们也可以在具体的系统结构内变化。例如，如果排放控制系统构造成在为最下游的SCR区的下游具有NOX传感器或还原剂传感器，则当至少一个SCR不可操作时，例如当储存容量不合理或可以忽略时，该排放控制系统可以进行诊断，以便隔离其他区的性能。当然，也可以设置多个传感器用于进行诊断。在这种条件下此类诊断的进一步的细节在下面描述。0032参考图1，图1示出用于操作排放控制系统的环境。即，正如此处所述，示出多气缸发动机

17、10的一个气缸和排放控制系统的示意图被示出并且详细描述。0033发动机10可以至少部分地由包括电子控制器12的控制系统和经由输入装置130的车辆操作者132的输入控制。在这个例子中，输入装置130包括加速踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30例如，气缸可以包括具有设置在其中的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可以连接于曲轴40，因此活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统连接于车辆的至少一个驱动轮。而且起动电机可以经由飞轮连接于曲轴40，以能够起动运行发动机10。0034燃烧室30可以接纳经由进气通道42从进气歧管44进入的

18、空气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气。进气歧管44和排气通道48能够经由相应的进气阀52和排气阀54说明书CN101988420A4/17页6与燃烧室30选择地连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气阀和/或两个或更多个排气阀。0035在这个例子中，进气阀52和排气阀54可以经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53每个可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用一个或多个凸轮轮廓转换CPS、可变的凸轮正时VCT、可变的加油阀正时VVT和/或可变的加油阀提升VVL系统，该加油阀提升阀系统可以由电子控制器12操作以改变加油阀的运行。进气阀52的和排气阀5

19、4位置可以分别由定位传感器55和57来确定。在可选的实施例中，进气阀52和/或排气阀54可以通过电加油阀致动来控制。例如，燃烧室30可以可选地包括经由电加油阀致动控制的进气阀，和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气阀。0036燃料喷嘴66以这样一种结构示出，该结构提供所熟知的将燃料直接喷射入燃烧室30中。燃料喷嘴66可以经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW成比例喷射燃料。燃料可以通过包括储油箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统未显示供给燃料喷嘴66。0037进气通道42可以包括具有节流板64节气门62。在这个具体例子中，节流板64的位置可以经由提供给电机或致动器的信

20、号由电子控制器12改变，该致动器包括节气门62，即一种通常叫做电子节气门控制器ETC的结构。以这种方式，节气门62可以被操作以改变提供给燃烧室30，尤其是发动机气缸的进入空气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP提供给电子控制器12。进气通道42包括为电子控制器12提供相应信号MAF和MAP的质量空气流传感器120和歧管空气压力传感器122。0038如上所述，图1只示出多气缸发动机的一个气缸，并且每个气缸可以同样包括其自己的一组进气/排气阀、燃料喷嘴等。0039电子控制器12在此处示出为微型计算机，该微型计算机包括微处理单元CPU102，输入/输出接口104，用于可执行程序和校准值的电子

21、存储介质，其在这个具体例子中示为只读存储器ROM106、随机存取存储器RAM108、保活存储器KAM110，以及数据总线。存储介质只读存储器106可以用计算机可读数以及预期的但是没有专门列出的其他变量编程，该计算机可读数据表示由微处理单元102可执行的指令，用于进行下面描述的方法。0040除了前面所讨论的这些信号之外，电子控制器12还可以接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，包括从质量空气流传感器120引入的质量空气流MAF的测量、来自连接于冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度ECT；来自连接于曲轴40霍尔效应传感器118或其他类型的表面点火感测信号PIP；来自节气门位置传

22、感器的节气门位置TP；以及来自传感器122的歧管绝对压力信号，MAP。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管中的真空或压力指示。发动机速度信号，RPM，可以由电子控制器12根据信号PIP产生。在一个例子中，曲轴每转一圈发动机位置传感器霍尔效应传感器118可以产生预定数目的等间隔脉冲，从该预定数目的等间隔脉冲可以确定发动机的速度RPM0041现在返回到燃烧室30下游的排放控制系统，所示的排气传感器126连接于在排气控制装置70上游的排气通道48。排气控制装置70可以是氧化催化剂、NOX收集器、柴油排说明书CN101988420A5/17页7气微粒滤清器DPF、各种其他排气控制

23、装置，或其组合。在一个例子中，排气控制装置70可以包括多个催化剂块。在另一个例子中，可以使用多个排气控制装置，每个具有多个催化剂块。所示的排气控制装置70沿着在排气传感器的126下游的排气通道48设置。排气传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO通用或宽范围排气氧含量、双态氧传感器或EGO、HEGO加热的EGO、NOX、HC或CO传感器。在一些实施例中，在发动机10运行期间，排放控制装置70可以通过在特定的空气/燃料比或温度内运行发动机的至少一个气缸来周期性地重新设置。0042排放控制系统还包括具有诸如第一SCR区78和第二SCR区80的两

24、个或更多个SCR区的选择性催化剂还原SCR系统76。还原剂喷嘴74根据从电子控制器12接收的信号可以在第一SCR区78的上游，喷射诸如尿素或氨的还原剂。由还原剂喷嘴74喷射的还原剂可以来源于还原剂储存单元未显示。0043传感器90可以设置第二SCR区80或在多于两个SCR区的情况下，最后的SCR区，的下游，并且可以构造成测量NOX、氨和/或其他排气成分，并且将测量传输给电子控制器12。而且，排气可以流到剩余的下游部件和/或经由排气尾管202流到大气。0044电子控制器12可以接收来自传感器90的信号，并且根据还原剂喷射策略向还原剂喷嘴74发送信号并从还原剂喷嘴74接收信号。这种还原剂喷射策略可

25、以根据从传感器90接收的信号更新，这将在下面描述。而且，氨可以利用激励方法在排气尾管中被检测。0045用于监控并控制排放控制系统的一种方法包括在电子控制器12中采用一个或多个排放控制系统或其部件的模式。作为一个例子，第一SCR区78的预测的或前馈的氨储存模式可以与映射表一起使用，以建立用于第一SCR区的输入和储存水平。以这种方式，能够有效地控制从第一SCR区和/或第二SCR区逃逸的还原剂。还原剂储存模式的应用还用于在车辆起动时在电子控制器12中的催化剂储存状态，因而用于改善冷起动或热起动状态。0046用于SCR区的另一种还原剂储存模式可以将每个SCR区模拟MODEL为具有多个区段，使得排放控制

26、系统的控制能够基于该SCR区的径向和/或轴向区域的局部状态，借助预测的容量，能够改善还原剂喷射控制的限制。通过这种多区段模拟或在一些条件下通过直接测量，SCR区可以看作若干相连接的区段，其中每个具有根据局部运行条件映射的规定的特性。而且，用于排气控制系统中的氧化催化剂的氧化模式可以改善SCR区的储存模式的预测性质。0047排放控制系统或其部件的模式可以根据从设置在第一和/或第二SCR区的上游和/或下游的一个或多个NOX传感器、还原剂传感器、UEGO传感器、和/或温度传感器接收的输入更新。来自传感器的反馈也可以提供对于模式的有效控制，和/或可以用来对排放控制策略进行实时的精确调节。而且，来自传感

27、器的反馈可以用来调节模式的输入，以补偿SCR区性能的任何退化，因此在排放控制系统的整个寿命期间保持该模式的有效性。0048如上所述，可以利用具有串联的两个或更多个SCR区的排放控制系统的多种结构，并且每种结构可以提供规定的特性。但是，正如此处所描述的，通过机械地设置SCR区，可以实现还原剂逃逸减少和NOX转化效率改善的一些被动控制。作为一个具体的例子，还原剂可以在SCR区的上游喷射，结果在第一SCR区得到高NOX转化效率，同时多于的还原剂可以被动地捕获并储存在第二或第三、第四等下游SCR区。0049作为第一个示例性结构，图1的排放控制系统示出SCR系统76包括作为第一催化说明书CN101988

28、420A6/17页8床的第一SCR区78和作为第二催化床的第二SCR区80。该第一SCR区在体积上VOLUME明显小于第二SCR区，用于催化剂快速起燃LIGHTOFF。在一个例子中，总的SCR体积例如，第一SCR区和第二SCR区的体积可以是内燃发动机排量的200，并且第一SCR区78的体积可以是该总的SCR体积的任何百分数，这个百分数能够提供用于冷起动排放水平的足够的储存。第二SCR区80的尺寸可以设计成提供足够的空间，用于储存从第一SCR区78逃逸的还原剂。由于第二SCR区80的尺寸增大，因此能够提供用于从第一SCR区78逃逸的氨的较大的溢流容器，并且能够进一步减小氨逃逸的危险。0050图2

29、示出用于SCR系统76的另一种结构。在此处，第一SCR区78设置在还原剂喷嘴未显示的下游，并且与设置在第一SCR区78的下游的第二SCR区80明显分开。也就是，第一SCR区78可以看作第一SCR催化剂，而第二SCR区80可以看作第二SCR催化剂。0051第二SCR区80可以设置成明显地远离第一SCR区78，使得与排气温度对第一SCR区78的影响相比，减小和/或延迟排气温度对第二SCR区80的影响。因此，在发动机运行期间，如果第一SCR区的温度增加并且第一SCR区还原剂储存容量因此减少，则至少第二SCR区80的温度能够保持低于第一SCR区78，使得能够保持在第二SCR区80的还原剂储存的预定量。

30、因此，从第一SCR区78通过而未转化的NOX的高NOX转化效率能够在第二SCR区80实现。在另一个例子中，第二SCR区可以连接于冷却器，以保持低于第一SCR区的温度。0052图3示出SCR系统76的另一种结构。在此处，第一SCR区78被示作SCR催化剂的第一区段，而第二SCR区80被示作SCR催化剂的第二区段。在这个例子中，第一区段和第二区段设置成彼此相邻，因此它们一起形成一体的SCR催化剂。这种结构对于减小空间和成本是有利的。0053还有，图4示出另一种结构。第一SCR区78设置在还原剂喷嘴未显示的下游。而SCR过滤器82设置在第一SCR区78的下游，第一SCR区78可以与SCR过滤器82结

31、合。第二SCR区80设置在第一SCR区78和SCR过滤器82的下游，并且氧化催化剂84设置在SCR过滤器82和第二SCR区80之间。关于这种结构，一个或多个传感器例如，NOX、NH3、UEGO等可以设置在氧化催化剂84的上游和/或下游，因此可以检测还原剂例如，氨逃逸，并且因此能够检测氧化催化剂84的转化水平。可以设置第一还原剂传感器86和第二还原剂传感器88，如图所示。0054提供氧化催化剂84，以便接收从第一SCR区78逃逸的还原剂，并且氧化至少一部分逃逸的还原剂。以这种方式，还原剂例如，氨能够转化成NOX，用于随后提供给第二SCR区80，以避免在第二SCR区过多的还原剂储存容量。但是，在一

32、些情况下，希望在氧化催化剂84仅仅氧化一部分逃逸的还原剂，并且有意使从第一SCR区78逃逸的大多数还原剂进入第二SCR区80。为此，氧化催化剂84可以从传统的氧化或氨逃逸控制功能改变成从第一SCR区78或SCR过滤器82的大多数氨逃逸到第二SCR区80的功能。0055因此，氧化催化剂84可以包括使还原剂到NOX转化是低效率例如，40的还原剂到NOX转化的材料。例如，氧化催化剂84可以很薄，并且由于用于排放与催化表面发生反应的有限的驻留时间，因此具有比较低的效率。可选地，或附加地，可以在氧化催化剂块上钻孔以形成气体旁路区，因而减少用于排放与催化剂中间层大量交换的机会。例如，氧说明书CN10198

33、8420A7/17页9化催化剂84可以包括钻孔材料或可以被设计为形成和/或包括多个孔。在另一个例子中，氧化催化剂84可以用形成具有低蜂窝密度CELLDENSITY，例如50200CPSI，因而为了氧化，限制还原剂例如氨到氧化催化剂84的大量传输。还有，为了较低的氧化性能，氧化催化剂84可以具有低于调整的TUNED预定阈值的一定量的铂族金属。在又一个例子中，可以利用选择的涂覆工艺，而不是来自块BRICK的切割部分，其中底部基质区将不用中间层进行处理或涂覆以形成不反应的空白区。这可以通过向基质的选择部分施加浆状装料CHARGES并且不完全涂覆来进行。可以提供氧化催化剂结构和材料的各种实施例。005

34、6如上所述，氧化催化剂可以构造成使得从第一SCR区78逃逸的大多数还原剂进入第二SCR区80。图5将由两种不同的氧化催化剂引起的氨NH3转换成NOX的效率作为温度的函数。对于这个示例性的曲线图，温度以每分钟10摄氏度的速度增加，具有300PPM氨原料气。实线表示，一旦全部氧化催化剂例如标准柴油氧化催化剂已经达到起燃例如，150200摄氏度之后，它几乎将氨完全转化成NOX。在这个例子中，氨转化的量表示为例如由图4的还原剂传感器86检测的氨量对由图4的还原剂传感器88检测的氨量的百分比。相反，虚线表示，一旦具有75的其表面可得到的用于氧化的氧化催化剂已经达到起燃之后，它转化它所接收的氨的大约50。

35、因此，如果希望将氧化催化剂84接收的大多数还原剂传到第二SCR区80，则具有75的其表面可得到的用于氧化的氧化催化剂可以包括在SCR系统76中。可得到的催化剂表面的量可以根据在氧化催化剂处希望的氨转化的量来选择，并且任何转化百分比都是可能的。0057而且，图6示出在如图6相同的条件下在柴油氧化催化剂84的下游的氨NH3逃逸的量。一旦它已经达到稳定的运行状态例如300摄氏度之后，全部氧化催化剂仅仅逃逸少量的氨。但是，一旦它已经达到稳定的运行状态之后，具有75的其催化剂表面可得到的用于氧化的氧化催化剂可以逃逸输送给该氧化催化剂的大约一半的氨。这与图5所示的氨转化的量相一致。0058应当理解，氧化催

36、化剂包括一种或多种氨氧化催化剂、稀NOX收集器、柴油氧化催化剂、和/或NOX吸收催化剂、正如在下面将要讨论的，反馈到电子控制器和/或还原剂喷嘴的氧化催化剂性能可以用来控制还原剂喷射。0059现在返回到在提供的SCR系统的每个SCR区的NOX转化的问题，在一个例子中，与第二第三SCR区相比，第一SCR区被操作转化较高部分的发动机排出物NOX。实现这种转化的一种方式是在第一SCR区具有高装载的中间层，使得在第一SCR区转化的NOX的量可以被增加。为了实现高装载的中间层并且仍然能够达到快速起燃例如，在第二SCR区80起燃之前，第一SCR区可以具有比第二SCR区小的体积如图1所示。0060因此，第一S

37、CR区可以具有第一表面面积体积比，该第一表面面积体积比大于第二SCR区的第二表面面积体积比。换句话说，第一SCR区的第一中间层密度可以大于第二SCR区的第二中间层密度。在一个例子中，第一SCR区的涂覆水平可以超过标准装料水平至少10，并且涂覆水平可以如用于快速还原剂例如氨、尿素饱和的喷射限制一样高。以这种方式，即便第一SCR区在体积很小，第一SCR区也能够在发动机冷起动期间用喷射的还原剂快速地饱和，并且第一SCR区的起燃由于低热惯性能够很快达到。0061如图7所示，通过增加第一SCR区的中间层的装料约30，可以减少达到饱和的SCR区的起燃运行的时间。也就是，高装料的中间层实线，13X使NOX去

38、除发生明显快说明书CN101988420A8/17页10于由标准中间层装料虚线10X引起的NOX去除。0062为了实现高中间层密度，可以采用若干种方法。例如，第一SCR区可以包括高蜂窝密度材料，用于增加施加中间层的可利用的表面面积。这可以用于更多的大表面界面以增加性能PERFORMANCE的交换。作为另一个例子，第一SCR区可以具有高孔隙材料，使得附加的中间层能够被支撑在第一SCR区的壁结构内。以这种方式，中间层可以在壁中并且在表面上，以提供最大的装料。作为用于增加中间层装料的又一个例子，第一SCR区可以包括薄壁材料。将SCR中间层施加于薄壁的优点是减少SCR部件的热惯性，使得中间层材料迅速被

39、加热并且保持该热。0063还有，关于没有基质的挤压的SCR可以是附加的选择，以形成高中间层密度SCR。应当理解，可以实现各种实施例，或所讨论的结构和材料都不用于增加中间层装料。可以调整这些特征的平衡，以保持排放控制系统部件的希望的全寿命性能。0064相反，有些时候，SCR区的中间层装料，或中间层秘密度可以有意的限制以避免过高的背压。在这种情况下，具有串联的两个或更多个SCR区的排放控制系统还可以具有用于氨储存的有限的容量，并且因此承担还原剂从第二SCR区逃逸到排气尾管的风险。在该示例中，其中在本系统中释放压力是所需要的，利用氧化催化剂见图4可以是有利的，因为，如上所述，第一SCR区可以被饱和以

40、实现快速起燃，并且至少一些从第一SCR区逃逸的还原剂能够在氧化催化剂处转化为NOX，因此减少还原剂从第二SCR区逃逸的危险。0065已经提出用于被动减少氨逃逸同时提高NOX转化效率的若干种排放控制系统结构。这些结构每种可以适应特定的排放控制策略。即，为了进一步解决还原剂逃逸，提出若干种用于主动防止氨逃逸同时提高NOX转化效率的方法，并且也可以用其他各种方法。0066具体说，图8示出用于根据诸如储存容量的SCR区状态，选择多种排放控制策略其中之一的综述方法500。该多种排放控制策略在图1014示出。具体说，如果第一SCR区和第二SCR区在稳定、预热状态例如，两个SCR区具有希望的储存容量下运行，

41、则可以选择并且执行第一排放控制策略。如果第一SCR区不具有希望的储存容量例如太低但是第二SCR区具有希望的储存容量，例如当第一SCR区过热时，则可以选择并且执行第二排放控制策略。而且，如果第一SCR区具有希望的储存容量，而第二SCR区不具有希望的储存容量例如太低，例如在发动机预热期间，则可以选择并且执行第三排放控制策略。还有，如果两个SCR区都不具有希望的储存容量，例如如果一个或多个SCR区正在退化或已经退化，则可以选择并且执行第四排放控制策略。0067现在回到图8，在502，运行状态被读取。运行状态可以包括一个或多个发动机运行状态、排放控制系统状态等。在504，设置用于第一SCR区和用于第二

42、SCR区的储存容量阈值例如，最小希望储存容量。0068储存容量阈值可以根据发动机运行状态确定，诸如发动机是否正在起动、空转、加速/减速、关闭等。不同的发动机运行状态可以产生不同的发动机排出物NOX水平，所以可以设置用于SCR区的储存容量阈值以适应当前的发动机排出物NOX水平。例如，在发动机预热期间，当与发动机空转相比存在高发动机排出物NOX时，可以设置较大的储存容量阈值。而且，储存容量阈值可以根据用于排放控制系统的希望的排放控制策略来确定，并且希望的排放控制策略本身，可以根据将要讨论的第一和/或第二SCR区的状态来选择。应当理解，储存容量阈值可以最终由SCR区的中间层装料和/或中间层密度来限定

43、。说明书CN101988420A9/17页110069回到图9，该曲线图示出SCR区的储存容量如何随着温度变化。因此，在方法500的504，可以通过设置SCR区的希望的温度范围，例如，在T1L例如，下温度阈值和T1H例如上温度阈值之间，设置用于SCR区的储存容量SC阈值。可以根据诸如图9的示例性曲线图的预储存的映射，或者根据一种或多种算法或模型，可以确定用于SCR区的储存容量阈值，并且设置在电子控制器。虽然图9通过用于图9的第一SCR区的温度示出储存容量的示例性曲线，但是应当理解，用于第二SCR区的储存容量和温度之间的示例性关系可以与图9所示的相似或不同。0070在506，该方法500可以包括

44、确定排放控制状态。作为一个例子，排放控制状态可以包括第一和第二SCR区每个的实际储存容量。因此，在508，方法500包括根据在506确定的排放控制状态选择和/或设置排放控制策略。0071回到图10，更详细地描述方法500的步骤506和508。具体说，图10示出用于确定第一和/或第二SCR区的储存容量状态并选择排放控制策略的示例性方法700。一般而言，储存容量状态可以通过SCR区的温度来确定，该温度可以与具体的储存容量值或值的范围相关联，正如关于图9所描述的。0072在702，方法700包括判断第一SCR区的储存容量是否大于第一储存容量阈值。具体说，这可以包括判断第一SCR区的温度是否高于下阈值

45、温度T1L和/或第一SCR区的温度是否低于上阈值温度T1H。0073如果在702回答是“是”，以便在第一SCR区存在希望的储存容量的量，则方法700进行到704，在704判断第二SCR区的储存容量是否大于第二储存容量阈值。如果在704回答是“是”，以便在第二SCR区存在希望的储存容量的量，则方法700进行到706，在706选择第一排放控制策略。当第一和第二SCR区两者被预热，并且在由例如尿素参加的情况下能够将发动机排出物NOX转化成氮、水和二氧化碳时，可以选择第一排放控制策略。这可以看作是运行的稳定状态。正如在下面关于图11所讨论的，第一排放控制策略可以包括控制第一SCR区和/或第二SCR区，

46、以保持在每个SCR区的储存的还原剂的预定的量例如，每个SCR区可以具有不同的预定量，其中一个高于另一个，或具有相同的预定量。0074如果在702回答是“不”，以便第一SCR区的储存容量小于希望的量，则方法700进行到708，在708，判断第二SCR区的储存容量是否大于第二储存容量阈值。如果在708回答是“是”，以便在第二SCR区存在希望的储存容量的量，则方法700进行到710，在710，选择第二排放控制策略。例如，当发动机已经运行一定时间，以使第一SCR区很热例如，高于上限温度，但是第二SCR区仍然足够凉，以便能够以合理的速率转化NOX时，可以发生TRANSPIRE用于在710选择第二排放控制

47、策略的条件。正如将要关于图12详细讨论的，第二排放控制策略可以包括控制第二SCR区，以保持在第二SCR区储存的还原剂的预定量，和/或使第一SCR区的储存容量高于第一储存容量阈值。0075如果在704回答是“不”，以便第一SCR区的储存容量大于第一储存容量阈值例如，希望的储存容量，但是第二SCR区不大于第二储存容量阈值例如，不是希望的储存容量，则方法700进行到712，在712，选择第三排放控制策略。在712用于选择第三排放控制策略的条件是可以在发动机预热期间发生，例如，当第一SCR区已经达到起燃温度但是第二SCR区尚未达到起燃温度时。关于图13所讨论的第三排放控制策略可以包括控制第一SCR区，

48、以保持在其中的储存的还原剂的预定量和/或将第二SCR区的储存容量增加到说明书CN101988420A10/17页12高于第二储存容量阈值。0076如果在708回答是“不”，使得第一和第二SCR区两者都具有小于相应储存容量阈值例如不是希望的储存容量的储存容量，则方法700进行到714，在714，选择第四排放控制策略。例如，如果两个SCR区均高于高温阈值，并且因此不能以合理的速度转化NOX，则在714可以选择第四排放控制策略。该第四排放控制策略可以包括工作EFFORTS，以将一个或多个SCR区的储存容量增加到储存容量阈值之上，这将参考图14更详细地描述。0077虽然方法700的组成部分以一种特定顺

49、序示出，但是应当理解，一些或全部动作可以包括在程序中，并且动作可以以任何顺序进行。0078将关于图1114讨论的排放控制策略为SCR系统提供增加的灵活性。在一些情况下，能够过喷射还原剂相对于用于几乎完全的NOX转化的理想配比关系，以便使第一SCR区用还原剂饱和，因而确保接近完全的或完全的NOX转化效率。在一些情况下，可以欠喷射还原剂，以减少氨逃逸的危险和/或基本完全用尽一个或多个SCR区的储存的还原剂。在另外的其他时候，还原剂可以以相对于需要基本上完全转化NOX的量的理想配比的水平喷射。0079参考图11，图11示出第一排放控制策略。例如，当发动机以稳定状态运行时可以执行方法800。具体说，正如关如图10所讨论的，当第一SCR区的储存容量高于第一储存容量阈值并且第二SCR区的储存容量高于第二储存容量阈值时，可以执行方法800。0080在802，方法800包括判断储存在第一SCR区的还原剂的量是否大于上阈值量A1，上阈值量A1如图9的虚线所示。这样的上阈值量A1可以设置成使得“安全范围”存在于A1上方。通过将A1设置成低于最大储存容量，可以避免不再有还原剂可以被储存并且还原剂逃逸的危险非常高的情况。在一些例子中，储存的还原剂的量可以计算或通过上面所述的还原剂储存模式来预测。以这种方式，来自第一SCR区的还原剂逃逸能够最少。如果在802回答是“不”，表示储存在第一SCR