碳煙負載確定系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于燃燒式發動機的后處理系統的碳煙負載確定系統。
【背景技術】
[0002]此部分提供了與本發明相關的背景信息,其不一定是現有技術。
[0003]已經開發了多種排氣后處理裝置,以試圖減少內燃發動機運行期間排放到大氣中的NOx和顆粒物質的量。當實施柴油機燃燒過程時,尤其需要排氣后處理系統。用于柴油發動機排氣的典型后處理系統可以包括一個或多個柴油機顆粒過濾器(DPF)、選擇性催化還原(SCR)系統、碳氫化合物(HC)噴射器、以及柴油機氧化催化器(D0C)。
[0004]在發動機運行過程中,DPF捕獲由發動機排放的碳煙并且減少顆粒物質(PM)的排放。隨時間推移,DPF變得有負載并且開始堵塞。為了正確的運行,要求對DPF中捕獲的碳煙進行周期性再生或氧化。為了使DPF再生,可能需要相對高的排氣溫度結合排氣氣流中足量的氧氣來氧化過濾器中捕獲的碳煙。
[0005]通常使用DOC來產生熱量以使帶碳煙負載的DPF再生。當在特定起燃溫度或高于該特定起燃溫度將碳氫化合物(HC)噴灑在DOC上時,將使HC氧化。這種反應是高度放熱的,并且在起燃過程中加熱這些排氣。使用這些經加熱的排氣來使DPF再生。
[0006]然而,在許多發動機運行狀況下,排氣不足夠熱,難以達到大約300°C的DOC起燃溫度。如此,DPF再生可能不會被動發生。此外,NOx吸收器和選擇性催化還原系統通常要求最低的排氣溫度以正確地運行。因此,可以提供燃燒器以將這些不同的后處理裝置上游的排氣氣流加熱到適合的溫度,以便于這些后處理裝置的再生和有效運行。
[0007]當該系統確定在DPF上已經累積了預定量的碳煙時,可以觸發DPF再生(例如,碳氫化合物定量給送和/或燃燒器點燃)。雖然在過去后處理系統已包括碳煙負載確定系統,但可能希望的是提供一種能夠在大范圍的發動機工作狀況下準確確定DPF的碳煙負載的改進碳煙負載確定系統。
【發明內容】
[0008]此部分提供本發明的總體概述而不是其全部范圍或其所有特征的綜合性披露。
[0009]在一種形式中,本發明提供了一種對從燃燒式發動機排出的排氣進行處理的后處理系統。該后處理系統可以包括顆粒過濾器、還原劑噴射系統、氨傳感器以及控制模塊。該顆粒過濾器可以被配置成對從燃燒式發動機排出的排氣進行過濾。該還原劑噴射系統可以被配置成將還原劑噴射到該顆粒過濾器上游的排氣氣流中。該氨傳感器可以被配置成感測該顆粒過濾器下游的排氣氣流中的氨的濃度。該控制模塊可以與該氨傳感器相連通并且可以基于從該氨傳感器接收到的數據來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0010]在一些實施例中,該后處理系統可以包括NOx傳感器,該NOx傳感器與該控制模塊相連通并且被配置成感測該排氣氣流中的NOx的濃度。
[0011]在一些實施例中,該控制模塊可以基于從該NOx傳感器接收到的數據來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0012]在一些實施例中,該NOx傳感器可以被定位成確定該顆粒過濾器的入口處或該顆粒過濾器上游的NOx的濃度。
[0013]在一些實施例中,該控制模塊可以基于氨與NOx的比率來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0014]在一些實施例中,后處理系統可以包括再生裝置,該再生裝置被布置在該顆粒過濾器的上游并且與該控制模塊相連通。該控制模塊可以響應該控制模塊確定該顆粒過濾器的碳煙負載高于預定閾值來激活該再生裝置。該再生裝置可以包括碳氫化合物噴射器和/或燃燒器。
[0015]在一些實施例中,該控制模塊可以與該還原劑噴射系統相連通并且可以控制噴射到該排氣氣流中的還原劑的量以在該顆粒過濾器的下游實現所希望的氨濃度。
[0016]在一些實施例中,該控制模塊可以基于所希望的氨濃度和在該顆粒過濾器上游感測到的NOx的濃度來確定氨與NOx的比率。該控制模塊可以基于該比率確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0017]在一些實施例中,該控制模塊可以基于相對于期望氨逃逸值的實際氨逃逸值來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0018]在一些實施例中,該顆粒過濾器可以包括選擇性催化還原涂層。
[0019]在另一形式中,本發明提供了一種用于燃燒式發動機的后處理系統的顆粒過濾器的碳煙負載確定系統。該碳煙負載確定系統可以包括氨傳感器和控制模塊。該氨傳感器可以被配置成感測該顆粒過濾器下游的排氣中的氨的濃度。該控制模塊可以與該氨傳感器相連通并且可以基于從該氨傳感器接收到的數據來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0020]在一些實施例中,該碳煙負載確定系統可以包括NOx傳感器,該NOx傳感器與該控制模塊相連通并且被配置成感測該排氣中的NOx的濃度。
[0021]在一些實施例中,該控制模塊可以基于從該NOx傳感器接收到的數據來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0022]在一些實施例中,該NOx傳感器可以被定位成確定該顆粒過濾器的入口處或該顆粒過濾器上游的NOx的濃度。
[0023]在一些實施例中,該控制模塊可以基于氨與NOx的比率來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0024]在一些實施例中該碳煙負載確定系統可以包括再生裝置,該再生裝置被布置在該顆粒過濾器的上游并且與該控制模塊相連通。該控制模塊可以響應該控制模塊確定該顆粒過濾器的碳煙負載高于預定閾值來激活該再生裝置。該再生裝置可以包括碳氫化合物噴射器和/或燃燒器。
[0025]在一些實施例中,該控制模塊可以與還原劑噴射系統相連通并且可以控制噴射到該排氣中的還原劑的量以在該顆粒過濾器的下游實現所希望的氨濃度。
[0026]在一些實施例中,該控制模塊可以基于所希望的氨濃度和在該顆粒過濾器上游感測到的NOx的濃度來確定氨與NOx的比率。該控制模塊可以基于該比率確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0027]在一些實施例中,該控制模塊可以基于相對于期望氨逃逸值的實際氨逃逸值來確定該顆粒過濾器的碳煙負載。
[0028]在一些實施例中,該顆粒過濾器可以包括選擇性催化還原涂層。
[0029]在另一形式中,本發明提供了一種用于確定針對燃燒式發動機的后處理系統的柴油機顆粒過濾器的碳煙負載的方法。該方法可以包括:從指示該柴油機顆粒過濾器下游的排氣氣流中的氨的量的氨傳感器接收數據;確定該柴油機顆粒過濾器下游的排氣氣流中的NOx的量;基于從NOx傳感器和該氨傳感器接收到的數據來確定氨與NOx的比率;并且基于該比率確定該柴油機顆粒過濾器的碳煙負載。
[0030]在一些實施例中,該方法還可以包括基于該碳煙負載對布置在該柴油機顆粒過濾器上游的排氣氣流中的再生裝置進行控制。
[0031]從本文所提供的描述將清楚其他適用范圍。本概述中的說明和具體實例僅旨在用于說明的目的而并非旨在限制本發明的范圍。
【附圖說明】
[0032]在此描述的附圖僅是出于對所選擇實施例的而不是對所有可能實施例的說明性目的,并且不旨在限制本發明的范圍。
[0033]圖1是具有根據本發明原理的碳煙負載確定系統的排氣后處理系統和發動機的示意性表不;并且
[0034]圖2是展示了確定該后處理系統的顆粒過濾器的碳煙負載的方法的流程圖。
[0035]在附圖中的這幾個視圖中,相應的附圖標記始終指代相應部分。
【具體實施方式】
[0036]現在將參考附圖更全面地描述示例性實施例。
[0037]提供了多個示例性實施例從而使得本發明是詳盡的,并將其范圍充分地告知本領域的技術人員。闡述了許多特定的細節,例如特定的部件、裝置和方法的示例,以提供對本發明的實施例的詳盡理解。對本領域的技術人員來說顯然地不必采用特定的細節,而可以用多種不同的形式實施示例性實施例、并且這些特定的細節都不應解釋為是對本發明的范圍的限制。在一些示例性實施例中,沒有詳細描述熟知的過程、熟知的裝置結構以及熟知的技術。
[0038]本文所使用的術語僅是出于描述特定示例性實施例的目的而并