在空载或低负载期间估计碳烟负载的系统、方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了在空载或低负载期间的碳烟负载估计。一种系统可以包括发动机、具有颗粒过滤器的后处理系统以及控制器。控制器配置成比较自上次增量压力碳烟负载估计过程起的时间值与预定时间阈值。响应于时间值大于或等于预定时间阈值，控制器将流动阈值减小到较低流动阈值。如果流量大于或等于较低流动阈值，则控制器启动增量压力碳烟负载估计过程。然后响应于较低流动阈值，使用增量压力碳烟负载估计过程的增量压力碳烟负载估计来计算组合碳烟负载估计。

【技术实现步骤摘要】
在空载或低负载期间的碳烟负载估计
本申请一般地涉及用于内燃发动机的后处理系统的领域。背景对于内燃发动机，诸如柴油发动机，氮氧化物(NOx)化合物以及颗粒物质可能在排气中排出。为了减少NOx排放，可以实施SCR过程以在催化剂和还原剂的协助下将NOx化合物转化成更中性的化合物，如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以包括在排气系统的催化剂室中，诸如交通工具或发电单元的排气系统的催化室中。诸如无水氨、氨水或尿素的还原剂通常在催化剂室之前引入到排气流中。柴油机颗粒过滤器(DPF)可以单独地或在SCR系统内与内燃发动机包括在一起，以从排气流移除颗粒物质。在一些实例中，DPF可以在选择性催化还原系统的上游、在选择性催化还原系统的下游或在选择性催化还原系统内。为了将还原剂引入到排气流中以用于SCR过程，SCR系统可以通过将还原剂蒸发或喷洒到催化剂室的上游的排气系统的排气管中的配给模块来配给还原剂或以其它方式引入还原剂。SCR系统可包括一个或多个传感器以监测排气系统内的状况。概述本文所描述的实施方式涉及在空载或低负载运行条件期间的碳烟负载估计。在空载或低负载运行条件期间，用于增量压力碳烟负载估计(DPSLE)过程的压力测量可处于低值，使得因压力传感器装备和/或其它系统误差导致的小误差可能影响测量。相应地，在这种空载或低负载速度下，用于检测碳烟在后处理部件上的聚集的控制器可能由于可靠性忽略或不使用用于检测碳烟聚集的这些测量。然而，当发动机长时间在低速度下运行时，诸如多于5小时、10小时、50小时或100小时，如果仅使用基于质量的碳烟负载率(MBSLR)估计过程，则来自DPSLE过程的忽略的碳烟负载估计可能导致不准确的估计，不能确认诸如在后处理系统的DPF中的碳烟聚集。相应地，控制器子例程可周期性地(例如，每8小时、10小时、20小时等)减小使用DPSLE测量的流动阈值和/或增加发动机速度和/或修改排放气体再循环(EGR)阀以将穿过后处理系统的排放气体流增加到足够高的水平进而获得DPSLE测量。在一些实施方式中，控制器子例程可修改燃料压力、喷射始点、可变几何涡轮增压器的几何结构以及/或进气或排气节流，以增加穿过后处理系统的排放气体流。然后，DPSLE测量可用作已知的数据点以更新组合碳烟负载估计(CSLE)。在一些实施方式中，控制器还可以减小用于CSLE的流动阈值以使用DPSLE测量。一个实施方式涉及一种系统，该系统包括发动机、具有颗粒过滤器的后处理系统以及控制器。控制器配置成接收用于发动机的发动机运行条件，并且将该发动机运行条件与一个或多个发动机运行阈值进行比较。控制器还配置成比较自上次增量压力碳烟负载估计过程起的时间与预定时间阈值。控制器进一步配置成响应于时间值大于或等于预定时间阈值，将流动阈值减小到较低流动阈值；比较流量与较低流动阈值；以及响应于确定流量大于或等于较低流动阈值，启动增量压力碳烟负载估计过程。控制器进一步配置成，使用增量压力碳烟负载估计过程的相应于较低流动阈值的增量压力碳烟负载估计来计算组合碳烟负载估计。在一些实施方式中，发动机运行条件包括发动机运行时间，并且一个或多个发动机运行阈值包括预定发动机时间阈值。预定发动机时间阈值可以是至少5小时。在一些实施方式中，发动机运行条件包括发动机每分钟转数(RPM)，并且一个或多个发动机运行阈值包括预定发动机每分钟转数阈值。在一些实施方式中，控制器可以进一步配置成，响应于时间值大于或等于预定时间阈值而增加后处理系统中的流量。在一些实施方式中，增加后处理系统中的流量包括关闭排放气体再循环阀和/或增加发动机每分钟转数。增加发动机每分钟转数可以在动力输出再生过程期间发生，动力输出再生过程包括将发动机每分钟转数修改到第一值持续第一时间段和在第一时间段后将发动机每分钟转数修改到第二值持续第二时间段。在还有的另外的实施方式中，控制器可以进一步配置成随着时间逝去而递减较低流动阈值。在还有的另外的实施方式中，控制器可以进一步配置成基于增量压力碳烟负载估计过程的碳烟负载估计启动用于颗粒过滤器的再生过程。另一个实施方式涉及一种用于侵入式地增加排气流以更新增量压力碳烟负载估计过程的方法。该方法包括比较自上次增量压力碳烟负载估计过程起的时间与预定时间阈值和响应于时间值大于或等于预定时间阈值将流动阈值减小到较低流动阈值。该方法还包括：响应于时间值大于或等于预定时间阈值增加发动机的后处理系统中的流量；比较增加的流量与较低流动阈值；以及响应于确定增加的流量大于或等流动阈值启动增量压力碳烟负载估计过程。该方法进一步包括，响应于较低流动阈值，使用增量压力碳烟负载估计过程的增量压力碳烟负载估计来计算组合碳烟负载估计。在一些实施方式中，减小流动阈值基于发动机运行时间和/或发动机每分钟转数。在一些实施方式中，增加后处理系统中的流量包括关闭排放气体再循环阀和/或增加发动机每分钟转数。增加发动机每分钟转数可以在动力输出再生过程期间发生。在还有的另外的实施方式中，该方法还可以包括基于组合碳烟负载估计启动用于颗粒过滤器的再生过程。又一个实施方式涉及一种装置，该装置包括控制器，控制器包括基于质量的碳烟负载率电路、增量压力碳烟负载估计电路、组合碳烟负载估计电路以及低流动碳烟操作电路。基于质量的碳烟负载率电路配置成确定用于后处理系统的颗粒过滤器的基于质量的碳烟负载估计，并且增量压力碳烟负载估计电路配置成确定用于后处理系统的颗粒过滤器的增量压力碳烟负载估计。组合碳烟负载估计电路配置成根据基于质量的碳烟负载估计和增量压力碳烟负载估计来确定用于后处理系统的颗粒过滤器的组合碳烟负载估计。低流动碳烟操作电路配置成比较自上次增量压力碳烟负载估计起的时间与预定时间阈值。低流动碳烟操作电路还配置成：响应于时间值大于或等于预定时间阈值，将流动阈值减小到较低流动阈值；响应于时间值大于或等于预定时间阈值增加发动机的后处理系统中的流量；比较增加的流量与较低流动阈值；以及响应于确定增加的流量大于或等于较低流动阈值，启动增量压力碳烟负载估计电路的增量压力碳烟负载估计过程。低流动碳烟操作电路进一步配置成，响应于较低流动阈值，使用增量压力碳烟负载估计过程的增量压力碳烟负载估计来计算组合碳烟负载估计。在一些实施方式中，减小流动阈值基于发动机运行时间和/或发动机每分钟转数。在一些实施方式中，增加后处理系统中的流量包括关闭排放气体再循环阀和/或增加发动机每分钟转数。增加发动机每分钟转数可以在动力输出再生过程期间发生。在还有的另外的实施方式中，低流动碳烟操作电路还配置成周期性地递减较低流动阈值。在一些实施方式中，预定时间阈值为至少5小时。附图简要描述在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。根据描述、附图以及权利要求，本公开的其它特征、方面和优点将变得明显，在附图中：图1是具有用于排气系统的柴油机颗粒过滤器的示例性后处理系统的示意性框图；图2是示例性控制器的框图，该控制器包括基于质量的碳烟负载率电路、增量压力碳烟负载估计电路、组合碳烟负载估计电路以及低流动碳烟操作电路；图3是用于启动空载或低负载碳烟操作过程的过程的实施方式的框图；以及图4是用于启动增量压力碳烟负载估计过程的空载或低负载碳烟操作过程的实施方式的流程图。应该意识到的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：发动机；后处理系统，其包括颗粒过滤器；以及控制器，其配置成：接收用于所述发动机的发动机运行条件；比较所述发动机运行条件与一个或多个发动机运行阈值；比较自上次增量压力碳烟负载估计过程起的时间值与预定时间阈值；响应于所述时间值大于或等于所述预定时间阈值，将流动阈值减小到较低流动阈值；比较流量与所述较低流动阈值；响应于确定所述流量大于或等于所述较低流动阈值，启动增量压力碳烟负载估计过程；以及响应于所述较低流动阈值，使用所述增量压力碳烟负载估计过程的增量压力碳烟负载估计来计算组合碳烟负载估计。

【技术特征摘要】
2015.12.02 US 14/957,1001.一种系统，包括：发动机；后处理系统，其包括颗粒过滤器；以及控制器，其配置成：接收用于所述发动机的发动机运行条件；比较所述发动机运行条件与一个或多个发动机运行阈值；比较自上次增量压力碳烟负载估计过程起的时间值与预定时间阈值；响应于所述时间值大于或等于所述预定时间阈值，将流动阈值减小到较低流动阈值；比较流量与所述较低流动阈值；响应于确定所述流量大于或等于所述较低流动阈值，启动增量压力碳烟负载估计过程；以及响应于所述较低流动阈值，使用所述增量压力碳烟负载估计过程的增量压力碳烟负载估计来计算组合碳烟负载估计。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述发动机运行条件包括发动机运行时间，并且其中所述一个或多个发动机运行阈值包括预定发动机时间阈值。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述预定发动机时间阈值为至少5小时。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述发动机运行条件包括发动机每分钟转数，并且其中所述一个或多个发动机运行阈值包括预定发动机每分钟转数阈值。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还配置成：响应于所述时间值大于或等于所述预定时间阈值，增加所述后处理系统中的流量。6.根据权利要求5所述的系统，其中增加所述后处理系统中的所述流量包括关闭排放气体再循环阀。7.根据权利要求5所述的系统，其中增加所述后处理系统中的所述流量包括增加发动机每分钟转数。8.根据权利要求7所述的系统，其中增加所述发动机每分钟转数在动力输出再生过程期间发生。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述动力输出再生过程包括将所述发动机每分钟转数修改到第一值持续第一时间段和在所述第一时间段后将所述发动机每分钟转数修改到第二值持续第二时间段。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还配置成随着时间逝去而递减所述较低流动阈值。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还配置成：基于所述增量压力碳烟负载估计过程的碳烟负载估计，启动用于所述颗粒过滤器的再生过程。12.一种用于侵入式地增加排气流以更新增量压力碳烟负载估计过程的方法，包括：比较自上次增量压力碳烟负载估计过程起的时间值与预定时间阈值；响应于所述时间值大于或等于所述预定时间阈值，将流动阈值减小到较低流动阈值；响应于所述时间值大于或等于所述预定时间阈值，增加所述发动机的后处理系统中的流量；比较增加的流量与所述较低流动阈值；响应于确定所述增加的流量大于或等于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：托尼·J·霍尔，雷英欢，王蔚文，丹尼尔·D·威廉，
申请(专利权)人：康明斯排放处理公司，
类型：发明
国别省市：美国,US