CN111801489A - 使用双压差传感器改善的烟灰负载估计 - Google Patents

使用双压差传感器改善的烟灰负载估计 Download PDF

Info

Publication number
CN111801489A
CN111801489A CN201880090713.8A CN201880090713A CN111801489A CN 111801489 A CN111801489 A CN 111801489A CN 201880090713 A CN201880090713 A CN 201880090713A CN 111801489 A CN111801489 A CN 111801489A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust gas
pressure
flow rate
sensor
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880090713.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111801489B (zh
Inventor
S·斯里尼瓦桑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cummins Emission Solutions Inc
Original Assignee
Cummins Emission Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cummins Emission Solutions Inc filed Critical Cummins Emission Solutions Inc
Publication of CN111801489A publication Critical patent/CN111801489A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111801489B publication Critical patent/CN111801489B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1411—Exhaust gas flow rate, e.g. mass flow rate or volumetric flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

一种排气过滤***包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中每一个压力传感器被配置成在低流量条件下测量排气过滤***中的压力。排气过滤***包括第三压力传感器和第四压力传感器，其中每一个压力传感器被配置成在高流量条件下测量排气过滤***中的压力。周期性地确定流经排气过滤***的废气的流率。当流率低于预定流率阈值时，第一压力传感器和第二压力传感器用于测量排气过滤***中的压力，并使用由第一压力传感器和第二压力传感器测量的压力来估计排气过滤***的烟灰负载。当流率高于预定流率阈值时，第三压力传感器和第四压力传感器用于测量排气过滤***中的压力，并使用由第三压力传感器和第四压力传感器测量的压力来估计排气过滤***的烟灰负载。

Description

使用双压差传感器改善的烟灰负载估计
技术领域
本申请总体上涉及用于使用双压差传感器(dual differential pressuresensor)来改善烟灰负载(soot load)估计的***和方法。
背景
对于内燃发动机(诸如，柴油发动机)来说，氮氧化物(NOx)化合物可能在排气中被排放。为了减少NOx排放，可实施选择性催化还原(SCR)过程，以借助于催化剂和还原剂，将NOx化合物转化成更中性的化合物，诸如双原子氮和水。催化剂可以被包括在排气***的催化剂室(诸如交通工具或动力生成单元的排气***的催化剂室)之中。还原剂通常可以在被引入催化剂室之前被引入到废气流中。为了将还原剂引入到废气流中以用于SCR过程，通过定量配给(dosing)模块(定量配给器)引入还原剂，该定量配给模块可将还原剂喷射到催化剂室上游的排气***的排气管中。SCR***可以包括一个或更多个传感器以监测排气***内的状况。
不同监管机构(包括例如环境保护局(EPA)和加州空气资源委员会(CARB))颁布的越来越严格的立法要求需要开发鲁棒控制算法，该鲁棒控制算法不仅有利于后处理***的最佳运行，而且使用车载诊断(OBD)来快速识别***性能受损的情况。同时，确保OBD算法不会误诊故障情况并导致不必要的维修动作，也是至关重要的。
关于柴油发动机的排放控制中的规定值之一是微粒过滤器上的微粒物质(PM)或烟灰(soot)负载。传统的排气后处理***使用柴油机微粒过滤器(DPF)来捕获PM。由于PM积聚在过滤器上，所以需要定期“清洁”过滤器。“清洁”——也称为过滤器再生——是通过将DPF的温度提高到PM被氧化的程度来实现的。了解DPF上的PM负载值对于确保以最佳方式使用过滤器再生的控制机制至关重要。传统上，PM负载是通过将(使用压力传感器)跨过滤器观察到的压降与一定量的PM负载相关联和/或通过使用PM负载的基于模型的估计来估计的。
在DPF***中遇到的常见问题之一是PM负载估计的准确性。不准确的PM负载估计会导致后处理***比预期更频繁地进入再生模式的情况。这种现象被称为过度(过于频繁)的再生。过度的DPF再生从OBD和性能角度来看是一个问题，也是客户不满和保修风险的常见来源。这种不准确性的来源之一可以追溯到压力传感器。该部件会遭受在低流量条件(例如，与体积流率大于0.75m3/秒的高流量条件相比，在低流量条件下，体积流率小于0.3m3/秒)下来自传感器的读数不可信的故障模式。这会导致错误的PM负载估计，进而导致过于频繁的再生(TFR)的错误。
概述
本文描述的实施方式涉及在排放控制和后处理***的排气过滤***中使用双压差传感器来改善烟灰负载估计。
一个实施例涉及一种用于估计排气后处理***的排气过滤***中的烟灰负载的方法，该排气后处理***被配置成接收来自发动机的废气。该方法包括提供排气过滤***，该排气过滤***包括第一压力传感器和第二压力传感器以及第三压力传感器和第四压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均被配置成在低流量条件下测量排气过滤***中的压力，并且第三压力传感器和第四压力传感器均被配置成在高流量条件下测量排气过滤***中的压力。该方法包括周期性地确定流经排气过滤***的废气的流率。当流率低于预定流率阈值时，使用第一压力传感器和第二压力传感器来测量排气过滤***中的压力，并使用由第一压力传感器和第二压力传感器测量的压力来估计排气过滤***的烟灰负载。当流率高于预定流率阈值时，使用第三压力传感器和第四压力传感器来测量排气过滤***中的压力，并使用由第三压力传感器和第四压力传感器测量的压力来估计排气过滤***的烟灰负载。
在一些实施例中，预定流率阈值在0.05至1.5m3/s的范围内。在一些实施例中，预定流率阈值在0.1至1.4m3/s的范围内。在一些实施例中，预定流率阈值在0.3至1.1m3/s的范围内。在一些实施例中，预定流率阈值在0.5至0.9m3/s的范围内。
在一些实施例中，当流率低于预定流率阈值时，基于由第一传感器测量的压力和由第二传感器测量的压力之间的差值来估计烟灰负载；并且当流率高于预定流率阈值时，基于由第三传感器测量的压力和由第四传感器测量的压力之间的差值来估计烟灰负载。
在一些实施例中，该方法包括将估计的烟灰负载与预定的烟灰负载阈值进行比较。在一些实施例中，该方法包括当估计的烟灰负载高于预定的烟灰负载阈值时运行排气过滤器再生过程。在一些实施例中，烟灰负载阈值至少为4.5g/L。在一些实施例中，烟灰负载阈值在4.5-6g/L的范围内。
在一些实施例中，在周期性地确定流量的步骤中，以至少5Hz的速率更新流率。
在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器被校准以用于测量第一压力范围，并且第三压力传感器和第四压力传感器被校准以用于测量第二压力范围。第二压力范围的至少一部分大于第一压力范围的至少一部分。在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器被定级以用于测量第一压力范围，并且第三压力传感器和第四压力传感器被定级以用于测量第二压力范围。第二压力范围的至少一部分大于第一压力范围的至少一部分。
另一个实施例涉及一种排气过滤***。排气过滤***包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中每一个压力传感器被配置成在低流量条件下测量排气过滤***中的压力。排气过滤***包括第三压力传感器和第四压力传感器，其中每一个压力传感器被配置成在高流量条件下测量排气过滤***中的压力。周期性地确定流经排气过滤***的废气的流率。当流率低于预定流率阈值时，第一压力传感器和第二压力传感器用于测量排气过滤***中的压力，并使用由第一压力传感器和第二压力传感器测量的压力来估计排气过滤***的烟灰负载。当流率高于预定流率阈值时，第三压力传感器和第四压力传感器用于测量排气过滤***中的压力，并使用由第三压力传感器和第四压力传感器测量的压力来估计排气过滤***的烟灰负载。
在一些实施例中，预定流率阈值在0.05至1.5m3/s的范围内。在一些实施例中，预定流率阈值在0.1至1.4m3/s的范围内。在一些实施例中，预定流率阈值在0.3至1.1m3/s的范围内。在一些实施例中，预定流率阈值在0.5至0.9m3/s的范围内。
在一些实施例中，控制器还被配置成：当流率低于预定流率阈值时，基于由第一传感器测量的压力和由第二传感器测量的压力之间的差值来估计烟灰负载。控制器还被配置成：当流率高于预定流率阈值时，基于由第三传感器测量的压力和由第四传感器测量的压力之间的差值来估计烟灰负载。
在一些实施例中，控制器还被配置成将估计的烟灰负载与预定的烟灰负载阈值进行比较。在一些实施例中，控制器还被配置成当估计的烟灰负载高于预定的烟灰负载阈值时运行排气过滤器再生过程。在一些实施例中，烟灰负载阈值至少为4.5g/L。在一些实施例中，烟灰负载阈值在4.5-6g/L的范围内。
在一些实施例中，在由控制器周期性地确定流量的步骤中，以至少5Hz的速率更新流量。
在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器被校准以用于测量第一压力范围，并且第三压力传感器和第四压力传感器被校准以用于测量第二压力范围。第二压力范围的至少一部分大于第一压力范围的至少一部分。在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器被定级以用于测量第一压力范围，并且第三压力传感器和第四压力传感器被定级以用于测量第二压力范围。第二压力范围的至少一部分大于第一压力范围的至少一部分。
附图简述
在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。从描述、附图和权利要求，本公开的其他特征、方面和优点将变得明显，在附图中：
图1是根据示例实施例的示例后处理***的示意性框图，该示例后处理***包括用于排气***的示例还原剂输送***；
图2是根据示例实施例的示例后处理***的示意性框图，该示例后处理***包括排气过滤***；
图3是根据示例实施例的用于在图2的***中进行过滤器再生的示例方法的示意性框图；
图4是示出根据示例实施例的作为流量的函数的基于dP的烟灰负载估计(DPSLE)的准确度的曲线图；
图5是根据示例实施例的使用基于双传感器dP的烟灰负载估计(DPSLE)进行过滤器再生的方法的示意性框图；以及
图6是根据示例实施例的用于烟灰负载估计的控制器的示意性框图。
将认识到，附图中的一些或全部是为了说明的目的的示意性表示。附图是为了说明一个或更多个实施方式的目的而被提供的，并且明确地理解附图将不用于限制权利要求的范围或含义。
详细描述
接下来是涉及使用双压差传感器改善烟灰负载估计的各种概念以及使用双压差传感器改善烟灰负载估计的实施方式的更详细描述。上面介绍的并且在下面更详细地讨论的各种概念可以以多种方式中的任一种方式来实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。具体实施方式和应用的示例主要为了说明性目的而被提供。
1.综述
提供了用于改善后处理***的某些性能特征(包括例如，使用双压差传感器改善烟灰负载估计)的方法、装置、组件和/或***。如将理解的是，在包括微粒过滤器和两组压差传感器的排气后处理***中，提高了烟灰负载估计的置信度。第一组压差传感器被设计成在低流量条件下准确，第二组压差传感器被设计成在高流量条件下准确。在一些实施例中，通过在不同的操作区域使用两组不同的压力测量结果来保持压差测量和对应的烟灰负载估计的完整性。
2.后处理***的综述
图1描绘了具有用于排气***190的示例还原剂输送***110的后处理***100。后处理***100包括微粒过滤器102(诸如，柴油机微粒过滤器(DPF))、还原剂输送***110、分解室或反应器104、SCR催化器单元106以及传感器150。
微粒过滤器102被配置成从排气***190中流动的废气中移除微粒物质，诸如烟灰。微粒过滤器102包括入口和出口，在入口处接收废气，在微粒物质基本上已经从废气过滤掉和/或将微粒物质转化成二氧化碳之后，废气在出口处离开。
分解室104被配置成将还原剂(诸如尿素或柴油机排气处理液(DEF))转换成氨。分解室104包括具有定量配给器112的还原剂输送***110，该定量配给器112被配置成将还原剂定量配给到分解室104内。在一些实施方式中，还原剂被引入在SCR催化器单元106的上游。还原剂微滴然后经历蒸发、热解以及水解的过程，以在排气***190内形成气态氨。分解室104包含入口和出口，该入口与微粒过滤器102流体连通以接收含有NOx排放物的废气，该出口用于使废气、NOx排放物、氨和/或剩余的还原剂流动至SCR催化器单元106。
分解室104包括定量配给器112，定量配给器112被安装到分解室104，使得定量配给器112可以将还原剂定量配给到排气***190中流动的废气内。定量配给器112可以包括隔离件114，隔离件114被置于在定量配给器112的一部分和定量配给器112所安装到的分解室104的那一部分之间。定量配给器112经由还原剂引入导管119流体耦合到一个或更多个还原剂源116。如参考图2的实施例进一步描述的，还原剂引入导管119包括还原剂输送管119a和还原剂引入控制阀119b。还原剂回流管线122将定量配给器112连接到还原剂源116，并用作过量还原剂的导管。
在一些实施方式中，泵118被用于对来自还原剂源116的还原剂加压，以便输送到定量配给器112。泵118流体耦合到还原剂源116。在一些实施方式中，泵118是往复式排量泵，诸如活塞泵、柱塞式泵和/或隔膜泵。在其他实施方式中，泵118是离心泵。根据各种实施例，泵118可以是单向的或双向的。在泵118是双向的情况下，后处理***110可以被配置成使得一部分还原剂经由还原剂引入导管119或另一合适的导管返回到还原剂源116。在一些实施方式中，泵118是可变排量泵，其可配置成在还原剂从还原剂源116前进时调节定量配给的还原剂的量。
定量配给器112和泵118电气地或通信地耦合到控制器120。控制器120被配置成控制定量配给器112将还原剂定量配给到分解室104内。控制器120还可以被配置成控制泵118。控制器120可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或它们的组合。控制器120可以包括存储器(memory)，存储器可以包括但不限于能够向处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的电子的、光学的、磁性的或任何其他存储或传输设备。存储器可包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存或控制器120可从其中读取指令的任何其他适当的存储器。指令可以包括来自任何适当的编程语言的代码。控制器120可以通过合适的电气或电子通信接口通信耦合到***的其他部件。
SCR催化器单元106被配置成：通过加速氨和废气中的NOx之间的NOx还原过程使其成为双原子氮、水和/或二氧化碳，来辅助减少NOx排放物。SCR催化器单元106包括与分解室104流体连通的入口和与排气***190的端部流体连通的出口，废气和还原剂从入口被接收。
排气***190还可以包括与排气***190流体连通(例如，在SCR催化器单元106的下游或在微粒过滤器102的上游)的氧化催化器单元(例如，柴油机氧化催化器(DOC)单元)，以氧化废气中的碳氢化合物和一氧化碳。
在一些实施方式中，微粒过滤器102被定位于分解室或反应器管104的下游。例如，微粒过滤器102和SCR催化器单元106可组合成单个单元。在一些实施方式中，定量配给器112可以替代地被定位在涡轮增压器(turbocharger)的下游或涡轮增压器的上游。
传感器150耦合到排气***190，以检测与排气***190相关联的运行状况，诸如流动通过排气***190的废气的状况。在一些实施方式中，传感器150可以具有布置在排气***190内的一部分，例如传感器150的尖端可以延伸到排气***190的一部分内。在其他实施方式中，传感器150可以接收通过另一导管的废气，诸如从排气***190延伸的样品管。虽然传感器150被描绘为定位于SCR催化器单元106的下游，但是应理解，传感器150可以定位于排气***190的任何其他位置处，包括在微粒过滤器102的上游、在微粒过滤器102内、在微粒过滤器102和分解室104之间、在分解室104内、在分解室104和SCR催化器单元106之间、在SCR催化器单元106内或在SCR催化器单元106的下游。另外，可以利用两个或更多个传感器150来检测废气或排气***190的其他部件的状况。例如，两个、三个、四个、五个或尺寸传感器150，其中每个传感器150可以位于排气***190的前述位置之一。
3.使用双压差传感器改进烟灰负载估计的***和方法的实施方式
图2是根据示例实施例的示例后处理***200的示意性框图，该示例后处理***200包括排气过滤***220。后处理***200包括排气过滤***220、SCR***240和废气导管202。
排气过滤***220定位于废气导管202的下游，并被配置成从发动机接收流经导管的废气。废气包含微粒物质，其被排气过滤***220过滤掉。可选地，排气过滤***220可以包括碳氢化合物注入器204，在一些实施例中，碳氢化合物注入器204可以定位于排气过滤***220的剩余部件的上游。在一些实施例中，碳氢化合物注入器包括输送机构(诸如储罐、输送导管和至少一个阀)和碳氢化合物定量配给器，该定量配给器被配置成将适量的碳氢化合物分配到流经排气过滤***220的废气流内。
排气过滤***220还包括氧化催化器单元206和排气过滤器208。在示例实施例中，氧化催化器单元206是DOC。废气经由导管202流过氧化催化器单元206。氧化催化器单元206被配置成氧化排气流中的碳氢化合物和一氧化碳，然后排气流流向并通过定位在氧化催化器单元206下游的排气过滤器208。在一些实施例中，排气过滤器208是DPF。排气过滤器208可以是壁流式或流通式的，并且可以包括例如堇青石、碳化硅、另一种陶瓷材料和/或金属纤维。排气过滤器208包括入口和出口，在入口处接收废气，在使微粒物质基本上从废气中过滤掉和/或将微粒物质转化成二氧化碳之后，废气在出口处离开。
排气过滤***220包括多个传感器，其具有至少一个传感器150。在示例实施例中，多个传感器包括电子和/或电气传感器。多个传感器(例如，第一温度传感器222、第二温度传感器224、第三温度传感器230、第一压力传感器226和第二压力传感器228)中的传感器150电子耦合到控制器232，并被配置成提供与排气过滤***220的部件的运行相关的值和/或信号。具体来说，第一压力传感器226通过第一信号载波线236耦合到控制器232，第二压力传感器228通过第二信号载波线238耦合到控制器232。信号载波线(诸如第一信号载波线236和第二信号载波线238)可以被构造成传送去往和来自控制器232的电信号(例如，信号载波线是包括金属的信号线)和/或电子信号(例如，信号载波线是在半导体介质(诸如硅晶片)上实现的数据总线，或者在另一合适的固态介质(诸如光纤介质)上实现的数据总线)。
多个传感器(例如，第一温度传感器222、第二温度传感器224、第三温度传感器230、第一压力传感器226和第二压力传感器228)中的一些或所有传感器150可以被实现为被配置成将值(例如，温度或压力)读数转换成电信号的变换器。传感器可以被配置成基于捕获的值来输出电压信号。在一些实施例中，一些或所有传感器150可以包括模拟/数字转换器，以将电压信号转换成数字信号，以供控制器232的处理器解译。
多个传感器中的一些或所有传感器150可以被配置成确定排气过滤***220的不同区域内的温度。例如，第一温度传感器222可定位在氧化催化器206的上游，第二温度传感器224可定位在氧化催化器206的下游，并且第三温度传感器230可定位在排气过滤器208的下游。根据一些实施例，温度值可用于估计排气过滤器208上的烟灰负载。附加地或可替代地，多个传感器中的一些或所有传感器150可以被配置成确定排气过滤***220的不同区域内的压力。例如，第一压力传感器226可被配置成确定第一压力值，并且第二压力传感器228可被配置成确定排气过滤器208内或其周围的不同区域中的第二压力值。在一些实施例中，根据例如排气过滤器208的架构和配置，第一压力传感器226可以定位在第二压力传感器228的下游。
在一些实施例中，排气过滤***220包括至少两组压差传感器，其中每个相应组中的所有压差传感器被配置成在一定范围的排气流量值内(例如，在低流量条件下或在高流量条件下)是准确的。在这样的实施例中，排气过滤***220可以包括多个第一压力传感器226和多个第二压力传感器228。例如，排气过滤***220中的第一压力传感器226可以是第一低流量压差传感器226a(未示出)，而排气过滤***220中的第二压力传感器228可以是第二低流量压差传感器228a(未示出)。排气过滤***220中的另一个第一压力传感器226可以是第一高流量差压传感器226b(未示出)，而排气过滤***220中的另一个第二压力传感器228可以是第二高流量差压传感器228b(未示出)。排气过滤器208基于例如参照图3和/或图5的方法确定的事件和/或诱因而周期性地再生。具体来说，如参考图5进一步描述的，控制器232被配置成评估通过排气过滤器208的流量状况，并且基于该评估，确定应当是使用低流量压差传感器还是使用高流量压差传感器来提供压力读数，以估计排气过滤器208上的微粒物质负载。在一些实施例中，第一低流量压差传感器226a和第二低流量压差传感器228a被校准用于测量第一压力范围。第一高流量压差传感器226b和第二高流量压差传感器228b被校准用于测量第二压力范围。第二压力范围的至少一部分大于第一压力范围的至少一部分。在示例实施例中，第一低流量压差传感器226a和第二低流量压差传感器228a被定级用于测量第一压力范围，并且第一高流量压差传感器226b和第二高流量压差传感器228b被定级用于测量第二压力范围。第二压力范围的至少一部分大于第一压力范围的至少一部分。第一压力范围可包括低于或等于流率阈值的值，而第二压力范围可包括大于或等于流率阈值的值。
SCR***240被配置成在废气流已通过排气过滤器208之后接收废气流。根据各种实施例，SCR***240可以包括串联或并联定位的一个或更多个SCR单元(诸如SCR单元212a和SCR单元212b)以及可选的AMOx催化器单元214，该AMOx催化器单元214可以定位在一个或更多个SCR单元的下游。在一个或更多个SCR单元的上游，SCR***240被配置成通过包括定量配给器210的定量配给架构(诸如参考图1描述的还原剂定量配给架构)来提供还原剂或还原剂前体(诸如DEF)。根据各种实施例，还原剂和/或还原剂前体配方可以包括固体、气体和/或液体。固体还原剂前体配方和/或载体的示例包括铵盐和金属氨合物(metalammines)。在固态还原剂输送***中，带有固体材料(诸如氨前体或含有吸收氨的物质)的筒或罐可被机载携带。在发动机运行期间，载体材料可以被加热以释放氨气，氨气被计量到废气中。气态还原剂配方的示例包括气态氨、氨-空气混合物和氨-氮混合物。液体还原剂配方的示例包括氨水和汽车级尿素，诸如
Figure BDA0002663637530000111
BlueTECTM和其他柴油机排气处理液(DEF)产品。示例ISO22241-1:2006DEF是含水尿素溶液，其包括32.5％的尿素和67.5％的去离子水。DEF中的尿素加热后又变成氨。氨与排气流中的NOx反应，将NOx化学还原成水(H2O)和氮(N2)。泵可用于对还原剂加压，以便从还原剂源输送到定量配给模块和/或SCR催化器。
SCR***240可选地包括在一个或更多个SCR单元上游的第一SCR温度传感器242和在一个或更多个SCR单元下游的第二SCR温度传感器244。这些传感器可以电连接到控制器(诸如控制器232)，以监测一个或更多个SCR单元的温度，并且可选地，通过如上所述控制排气流的温度或者通过另一种合适的方法来协调一个或更多个SCR单元的再生和排气过滤器208的再生。
SCR***240通过定位在一个或更多个SCR单元下游的导管216释放净化的排气流。
图3是根据示例实施例的用于在图2的***中进行过滤器再生的示例方法300的示意性框图。当执行方法300时，排气过滤器再生，并且烟灰(微粒物质)被烧掉或者通过例如使用催化剂而被以其他方式去除。过滤器再生的方法300包括(在302)触发再生事件、(在306)运行再生过程和(在310)运行再生后计算。
在302，通过使用在304所示的示例方法来触发再生事件。在一些实施例中，再生触发事件包括估计PM负载值。可通过生成基于dP的烟灰负载估计量(DPSLE)和基于质量的烟灰负载率(MBSLR)，然后将这些值相加，来估计PM负载值。通过使用第一压力传感器(例如，第一低流量压差传感器226a)和第二压力传感器(例如，第二低流量压差传感器228a)对压差进行采样，然后如图4所示将该差值与排气过滤器208上的一定量的污染物负载相关联，来导出DPSLE。如下所示，该测量的准确度是流量的函数。基于发动机的运行条件，MBSLR计算使用一个模型来估计排放到发动机下游的烟灰质量的量。在一些实施例中，MBSLR使用以下方程式计算：来自发动机的烟灰＝DPF上的烟灰负载+由于被动氧化而燃烧的烟灰+由于主动氧化而燃烧的烟灰。将所得的组合值(DPSLE和MBSLR之和)与阈值进行比较，以确定是否应该再生过滤器，诸如图2的排气过滤器208。在一些实施例中，阈值的值选自4.5-6g/L的范围。在一些实施例中，如参考图2的示例***的部件所示，通过以下步骤来触发再生过程：使用第一压力传感器226a或226b捕获第一压力值P1，同时或接近实时地使用第二压力传感器228a或228b捕获第二压力值P2，并计算第一压力值和第二压力值之间的Δ(delta)(差)(dP)以确定dP的值是否超过预定阈值。在一些实施例中，预定阈值在代表用于触发再生过程的条件的值的范围内，该范围包括下限(针对dP的预定下限阈值)和上限(针对dP的预定上限阈值)。图4中示出了dP的预定下限阈值和dP的预定上限阈值的示例值。
在306，执行再生过程。在一些实施例中，作为再生过程的一部分，一旦再生过程被触发，微粒物质就在排气过滤器208内进行燃烧，例如烟灰从排气过滤器208燃烧掉。在一个示例实施例中，通过将排气过滤器208的温度升高到至少600摄氏度(如例如通过获取由第二温度传感器224和/或第三温度传感器230产生的温度值并监测它们的差值所测量的)来实现燃烧。根据各种实施例，可以通过升高流经的废气流的温度来升高排气过滤器208的温度。这可以通过例如延迟燃料注入、使用电阻加热线圈和/或使用微波能量来提高温度来完成。另外，催化氧化剂(诸如通过碳氢化合物注入器204输送的碳氢化合物)可用于进一步提高排气温度。当过滤器再生正在进行时，在308，通过测量MBSLR并将测量结果与阈值进行比较以确定是否应该继续再生过程，来周期性地估计PM负载值。
在310，再生过程完成。在再生过程完成后，使用基于dP的烟灰负载估计量(DPSLE)和基于质量的烟灰负载率(MBSLR)，然后将这些值相加，来再次周期性地估计PM负载值。将所得的组合值与阈值进行比较，以确定是否应该再生过滤器，诸如图2的排气过滤器208。
图4是示出根据示例实施例的作为流量402和压差406的函数的基于dP的烟灰负载估计量(DPSLE)404的准确度的曲线图400。
第一横坐标(x1轴)示出了表示每秒通过过滤器(诸如排气过滤器208)的体积流率的实际立方米/秒(以m3/秒测量的ACMS)速率的值范围(402)。第二个横坐标(x2轴)示出了DPSLE的值范围(404)。纵坐标(y轴)示出了压差406，使得曲线图400上的每条线代表在单个烟灰负载点处不同体积流率水平下观察到的跨DPF的压差。
如图所示，虽然在较高的ACMS值，可以观察到在1g/L压差和10g/L压差之间的分离，但是随着流量的降低，这种容限会减小。有利的是，在本文公开的双压差传感器设置中，一组传感器被配置成在较高ACMS值时准确(即高流量传感器)，而另一组传感器被配置成在较低ACMS值时准确(即低流量传感器)。通过将这些传感器组合使用，控制***能够更好地估计整个流程图(flow map)中的真实烟灰负载，从而降低OBD误诊(诸如过于频繁的再生(TFR)错误)的可能性。
图5是根据示例实施例的使用基于双传感器dP的烟灰负载估计(DPSLE)进行过滤器再生的方法500的示意性框图。在示例实施例中，采用两组压差传感器。第一组压差传感器被设计成在低流量条件下准确，第二组压差传感器被设计成在高流量条件下准确。排气过滤***220的再生模式的启动和管理由控制器(诸如图2所示的控制器232和/或图6所示的控制器600)的再生控制电路650管理。作为该过程的一部分，控制器232被配置成评估通过排气过滤器208的流量状况，并且基于该评估，确定应当使用低流量压差传感器还是高流量压差传感器来提供压力读数，以估计排气过滤器208上的微粒物质负载。在示例实施例中，如下文进一步描述的，一种用于估计烟灰负载的方法包括提供排气过滤***，该排气过滤***包括第一压力传感器和第二压力传感器以及第三压力传感器和第四压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均被配置成在低流量条件下测量排气过滤***中的压力，并且第三压力传感器和第四压力传感器均被配置成在高流量条件下测量排气过滤***中的压力。在一些实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器分别是图2的第一低流量压差传感器226a和第二低流量压差传感器228a。第三压力传感器和第四压力传感器分别是图2的第一高流量压差传感器226b和第二高流量压差传感器228b。该方法包括周期性地确定流经排气过滤***的废气的流率。在一些实施例中，流率以至少5Hz的速率更新。当流率低于预定流率阈值时，第一和第二压力传感器被激活以测量排气过滤***中的压力。当流率高于预定流率阈值时，第三和第四压力传感器可被激活以测量排气过滤***中的压力。在一些实施例中，预定流率阈值在0.05至1.5m3/s的范围内。根据各种实施例，阈值是从以下较窄的值范围中选择的值或值范围：例如，0.1至1.4m3/s、0.3至1.1m3/s和/或0.5至0.9m3/s。通过计算由当前激活的一对传感器测量的压力差来确定排气过滤***的烟灰负载。
在502，(参考图2描述的)第一低流量压差传感器226a和第二低流量压差传感器228a——其被设计和/或配置成在低流量条件下提供具有可接受误差容限的压力读数——被激活以分别捕获压力值P1和P2。
在504，(参考图2描述的)第一高流量压差传感器226b和第二高流量压差传感器228b——其被设计和/或配置成在高流量条件下提供具有可接受误差容限的压力读数——被激活以分别捕获压力值P3和P4。
由控制器232评估P1、P2、P3和/或P4。控制器232包括烟灰负载估计电路640，其被配置成(在低流量条件下)计算P1和P2之间的Δ或(在高流量条件下)计算P3和P4之间的Δ。
如上所述，在一些实施例中，步骤502和504可以基于周期性地确定流经排气过滤***的废气的流率并且将该流率与阈值进行比较以确定应该激活低流量传感器还是高流量传感器而交替(彼此交替)执行。例如，在一些实施例中，在506，控制器232的再生控制电路650被配置成确定当前流量条件是低流量的还是高流量的。在一些实施例中，在执行步骤502和/或步骤504之前执行步骤506。在一些实施例中，步骤506与步骤502或步骤504同时执行，使得当前流量条件被连续和/或周期性地采样，并且根据需要***从高流量传感器切换到低流量传感器。作为确定当前流量条件是低流量还是高流量的一部分，再生控制电路650确定表示流率的当前实际的立方米/秒(ACMS)速率，或者每单位时间(诸如每秒)流经排气过滤器208的废气体积。根据各种实施例，该确定是通过使用合适的排气质量流量计量架构激活和进行测量来进行的，该排气质量流量计量架构可以包括流量计量设备，该流量计量设备被配置成以预定的时间间隔测量通过排气过滤器208的排气流。基于ACMS速率，再生控制电路650确定应该使用低流量压差传感器还是高流量压差传感器提供的压力值。
在508，再生控制电路650向烟灰负载估计电路640提供上述确定的结果。
在510，在P1和P2之间或者在P3和P4之间的Δ——这取决于在502-506做出的确定——由烟灰负载估计电路640相对于预定的DPSLE阈值进行评估。如果Δ值高于预定的DPSLE阈值，并且流量条件指示通过排气过滤器208的低流率，则排气过滤***220被配置成进入过滤器再生模式，如参考图3所述。根据各种实施例，低流量条件下的DPSLE阈值可以不同于高流量条件下的DPSLE阈值。在一些实施例中，可以评估附加参数(包括排气温度、排气质量流率等)以启动过滤器再生过程。
图6是根据示例实施例的用于烟灰负载估计的控制器600的示意性框图。控制器600被配置成在图1和/或图2的示例后处理***中执行图5的方法500的过程。示例控制器600包括至少一个处理器610、存储器620和接口电路630。控制器600如参考图1描述那样进行配置。如本领域技术人员将理解的，控制器600的各种可编程部件包括烟灰负载估计电路640和过滤器再生控制电路650，其被配置成如例如参考图5所描述那样操作。这些电路可以包括在非暂态存储器(诸如存储器620)中存储的指令。指令由处理器610编译和/或执行，并通过接口电路630经由例如包括参考图2讨论的信号载波线236和238的通信电路传送到***的各种其他部件。
虽然本说明书包含很多特定的实施方式细节，但是这些不应被解释为对可被要求保护的内容的范围的限制，而是应被解释为对特定的实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中的在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施方式中实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实施。此外，虽然特征在上文可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。
类似地，虽然以特定的顺序在图中描绘了操作，但是这不应被理解为要求这样的操作以所示的特定顺序或以连续的顺序被执行，或者所有所示的操作都被执行，以实现合乎需要的结果。在某些情况下，在上面所述的实施方式中的各种***部件的分离不应被理解为在所有实施方式中需要这样的分离，并且应理解，所描述的部件和***通常可集成在单个产品中或封装到体现在有形介质上的多个产品中。
术语“控制器”包含用于处理数据的所有类型的装置、设备和机器，举例来说包括可编程处理器、计算机、片上***或多个前述项、编程处理器的一部分或前述项的组合。装置可包括专用逻辑电路，例如FPGA或ASIC。
除了硬件以外，装置还可以包括为讨论中的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议堆栈、数据库管理***、操作***、跨平台运行时间环境、虚拟机或它们中的一个或更多个的组合的代码。装置和执行环境可实现各种不同的计算模型基础设施，例如分布式计算和网格计算基础设施。
如在本文中所使用的，术语“大体上”和类似的术语旨在具有与本公开的主题所属的领域中的普通技术人员的常见和被接受的使用一致的广泛含义。查阅本公开的本领域的技术人员应理解，这些术语旨在允许对所描述和要求保护的某些特征的说明，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确的数值范围。因此，这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变被认为在如所附权利要求中所述的本发明的范围内。此外，应注意，权利要求中的限制在术语“手段”不在其中被使用的情况下按照美国专利法不应被解释为构成“手段加功能”的限制。
如本文使用的术语“耦合”及类似术语意指两个部件直接或间接地连结到彼此。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连结可在以下情况下实现：两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件彼此一体地形成为单个整体(single unitary body)，或者两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件附接到彼此。
如在本文使用的术语“流体地耦合(fluidly coupled)”、“流体连通(in fluidcommunication)”等意指两个部件或对象具有在这两个部件或对象之间形成的通路，流体(例如水、空气、气态还原剂、气态氨等)可在有或没有中间部件或对象的情况下在通路中流动。用于实现流体连通的流体耦合或构造的示例可以包括管道、通道或用于实现流体从一个部件或对象到另一部件或对象的流动的任何其他适当的部件。
重要的是，注意到在各种示例性实施方式中所示的***的结构和布置在特性上仅仅是说明性的而不是限制性的。出现在所描述的实施方式的精神和/或范围内的所有变化和修改期望受到保护。应理解，一些特征可能不是必要的，且缺少各种特征的实施方式可被设想为在本申请的范围内，该范围由所附权利要求界定。在阅读权利要求时，意图是当词语例如“一个(a)”、“一个(an)”、“至少一个”或“至少一个部分”被使用时，不存在将权利要求限制到仅仅一个项的意图，除非在权利要求中特别相反地规定。当语言“至少一部分”和/或“一部分”被使用时，该项可包括一部分和/或整个项，除非特别相反地规定。

Claims (23)

1.一种用于估计排气后处理***的排气过滤***中的烟灰负载的方法，所述排气后处理***被配置成接收来自发动机的废气，所述方法包括：
提供排气过滤***，所述排气过滤***包括：
第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器各自被配置成在低流量条件下测量所述排气过滤***中的压力；
第三压力传感器和第四压力传感器，所述第三压力传感器和所述第四压力传感器各自被配置成在高流量条件下测量所述排气过滤***中的压力；
周期性地确定流经所述排气过滤***的废气的流率；
当所述流率低于预定流率阈值时，使用所述第一压力传感器和所述第二压力传感器测量所述排气过滤***中的压力，并使用由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器测量的压力来估计所述排气过滤***的烟灰负载；以及
当所述流率高于所述预定流率阈值时，使用所述第三压力传感器和所述第四压力传感器测量所述排气过滤***中的压力，并使用由所述第三压力传感器和所述第四压力传感器测量的压力来估计所述排气过滤***的烟灰负载。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定流率阈值在0.05至1.5m3/s的范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
当所述流率低于所述预定流率阈值时，基于由所述第一传感器测量的压力和由所述第二传感器测量的压力之间的差值来估计所述烟灰负载；以及
当所述流率高于所述预定流率阈值时，基于由所述第三传感器测量的压力和由所述第四传感器测量的压力之间的差值来估计所述烟灰负载。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括将所估计的烟灰负载与预定的烟灰负载阈值进行比较。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括当所估计的烟灰负载高于所述预定的烟灰负载阈值时运行排气过滤器再生过程。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述烟灰负载阈值至少为4.5g/L。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述烟灰负载阈值在4.5-6g/L的范围内。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在周期性地确定所述流率的步骤中，以至少5Hz的速率更新所述流率。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器被校准用于测量第一压力范围，并且所述第三压力传感器和所述第四压力传感器被校准用于测量第二压力范围，其中，所述第二压力范围的至少一部分大于所述第一压力范围的至少一部分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器被定级用于测量第一压力范围，并且所述第三压力传感器和所述第四压力传感器被定级用于测量第二压力范围，其中，所述第二压力范围的至少一部分大于所述第一压力范围的至少一部分。
11.一种排气后处理***的排气过滤***，所述排气后处理***被配置成接收来自发动机的废气，所述排气过滤***包括：
第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器各自被配置成在低流量条件下测量所述排气过滤***中的压力；
第三压力传感器和第四压力传感器，所述第三压力传感器和所述第四压力传感器各自被配置成在高流量条件下测量所述排气过滤***中的压力；以及
控制器，所述控制器被配置成：
周期性地确定流经所述排气过滤***的废气的流率；
当所述流率低于预定流率阈值时，激活所述第一压力传感器和所述第二压力传感器以测量所述排气过滤***中的压力，并使用由所述第一压力传感器和所述第二压力传感器测量的压力来估计所述排气过滤***的烟灰负载；以及
当所述流率高于所述预定流率阈值时，激活所述第三压力传感器和所述第四压力传感器以测量所述排气过滤***中的压力，并使用由所述第三压力传感器和所述第四压力传感器测量的压力来估计所述排气过滤***的烟灰负载。
12.根据权利要求11所述的排气过滤***，其中，所述预定流率阈值在0.05至1.5m3/s的范围内。
13.根据权利要求12所述的排气过滤***，其中，所述预定流率阈值在0.1至1.4m3/s的范围内。
14.根据权利要求12所述的排气过滤***，其中，所述预定流率阈值在0.3至1.1m3/s的范围内。
15.根据权利要求12所述的排气过滤***，其中，所述预定流率阈值在0.5至0.9m3/s的范围内。
16.根据权利要求11所述的排气过滤***，其中，所述控制器还配置成：
当所述流率低于所述预定流率阈值时，基于由所述第一传感器测量的压力和由所述第二传感器测量的压力之间的差值来估计所述烟灰负载；以及
当所述流率高于所述预定流率阈值时，基于由所述第三传感器测量的压力和由所述第四传感器测量的压力之间的差值来估计所述烟灰负载。
17.根据权利要求11所述的排气过滤***，其中，所述控制器还被配置成将所估计的烟灰负载与预定的烟灰负载阈值进行比较。
18.根据权利要求17所述的排气过滤***，其中，所述控制器还被配置成当所估计的烟灰负载高于所述预定的烟灰负载阈值时运行排气过滤器再生过程。
19.根据权利要求17所述的排气过滤***，其中，所述烟灰负载阈值至少为4.5g/L。
20.根据权利要求17所述的排气过滤***，其中，所述烟灰负载阈值在4.5-6g/L的范围内。
21.根据权利要求11所述的排气过滤***，其中，在由所述控制器周期性地确定所述流率的步骤中，以至少5Hz的速率更新所述流率。
22.根据权利要求11所述的排气过滤***，其中，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器被校准用于测量第一压力范围，并且所述第三压力传感器和所述第四压力传感器被校准用于测量第二压力范围，其中，所述第二压力范围的至少一部分大于所述第一压力范围的至少一部分。
23.根据权利要求11所述的排气过滤***，其中，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器被定级用于测量第一压力范围，并且所述第三压力传感器和所述第四压力传感器被定级用于测量第二压力范围，其中，所述第二压力范围的至少一部分大于所述第一压力范围的至少一部分。
CN201880090713.8A 2018-03-05 2018-03-05 使用双压差传感器改善的烟灰负载估计 Active CN111801489B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2018/020894 WO2019172875A1 (en) 2018-03-05 2018-03-05 Improved soot load estimation using dual differential pressure sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111801489A true CN111801489A (zh) 2020-10-20
CN111801489B CN111801489B (zh) 2022-04-29

Family

ID=67846782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880090713.8A Active CN111801489B (zh) 2018-03-05 2018-03-05 使用双压差传感器改善的烟灰负载估计

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11035281B2 (zh)
CN (1) CN111801489B (zh)
BR (1) BR112020017863A2 (zh)
DE (1) DE112018007221T5 (zh)
GB (1) GB2585569B (zh)
WO (1) WO2019172875A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114087057A (zh) * 2022-01-10 2022-02-25 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf移除的监控方法、装置和发动机

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110337537B (zh) * 2018-06-29 2021-05-18 潍柴动力股份有限公司 非道路燃气发动机的燃气控制***及其燃气控制方法
EP3808948A1 (en) * 2019-10-16 2021-04-21 Volvo Car Corporation An improved preconditioning method for a particulate filter
US11732628B1 (en) * 2020-08-12 2023-08-22 Old World Industries, Llc Diesel exhaust fluid
DE102021113763A1 (de) * 2021-05-27 2022-12-01 Hug Engineering Ag Verfahren zum Erkennen einer Regenerationsnotwendigkeit für einen Abgaspartikelfilter sowie Abgasanlage
WO2023081094A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 University Of Washington Novel spirocyclic compounds as klhdc2 ligands
CN115095414B (zh) * 2022-07-19 2024-02-27 北京主线科技有限公司 Dpf再生方法和***

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102015073A (zh) * 2008-04-30 2011-04-13 珀金斯发动机有限公司 执行再生控制的废气处理***
US20130327019A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Southwest Research Institute Particulate Oxidation Catalyst With Dual Pressure-Drop Sensors
CN104018924A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 康明斯知识产权公司 诊断排气后处理***沉积的还原剂的装置、方法和***
US20150020504A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 International Engine Intellectual Property Company, Llc Exhaust flow estimation
CN104603416A (zh) * 2013-07-18 2015-05-06 株式会社小松制作所 废气处理装置、柴油发动机以及废气处理方法
WO2017034583A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Cummins Emission Solutions Inc. Particulate matter sensor with engineered particle size cut-point
CN106812576A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 康明斯排放处理公司 在空载或低负载期间的碳烟负载估计
CN107250498A (zh) * 2014-12-31 2017-10-13 康明斯排放处理公司 紧密联接的单模块后处理***

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10325183B4 (de) * 2003-06-04 2013-01-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Ermittlung des Beladungszustands eines in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Bauteils
US20070144149A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Honeywell International Inc. Controlled regeneration system
WO2008036010A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Industriell Plåtproduktion Ab Exhaust gas system
US8171726B2 (en) * 2006-12-22 2012-05-08 Cummins Inc. Software, methods and systems including soot loading metrics
JP4737098B2 (ja) * 2007-01-24 2011-07-27 株式会社デンソー 内燃機関の診断装置
EP2090767B1 (en) 2008-02-13 2011-05-18 GM Global Technology Operations, Inc. Estimation of the soot load of a particulate filter
US8316635B2 (en) 2008-06-13 2012-11-27 Cummins Filtration Ip, Inc. Methods of increasing accuracy of soot load estimates
WO2010030269A1 (en) 2008-09-10 2010-03-18 Mack Trucks, Inc. Method for estimating soot loading in a diesel particulate filter, and engine and aftertreatment system
US8266890B2 (en) 2009-06-10 2012-09-18 International Engine Intellectual Property Company, Llc Preventing soot underestimation in diesel particulate filters by determining the restriction sensitivity of soot
US8332124B2 (en) 2009-11-24 2012-12-11 Corning Incorporated Mass based methods and systems for estimating soot load
US8478565B2 (en) 2010-07-02 2013-07-02 GM Global Technology Operations LLC Method of monitoring soot mass in a particulate filter and monitoring system for same with correction for active regeneration inefficiency
EP2574762B1 (en) 2011-09-30 2015-01-07 Volvo Car Corporation Soot emission estimation method and arrangement
BR112014032062A2 (pt) * 2012-06-21 2017-06-27 Mack Trucks método para detecção de regeneração anormalmente freqüente de filtro de particulado de diesel, motor a diesel com sistema de pós-tratamento de exaustão, e sistema e método de alerta.
US9140156B2 (en) 2012-08-01 2015-09-22 GM Global Technology Operations LLC NOx-flowrate and temperature correction during soot mass estimation in a vehicle exhaust after-treatment device
US8935953B2 (en) 2013-05-15 2015-01-20 GM Global Technology Operations LLC Adaptive soot mass estimation in a vehicle exhaust after-treatment device
JP6228763B2 (ja) * 2013-07-03 2017-11-08 日野自動車株式会社 異常判定システム及び異常判定方法
US20150088399A1 (en) 2013-09-24 2015-03-26 GM Global Technology Operations LLC Exhaust system and method of estimating diesel particulate filter soot loading for same
US9328644B2 (en) 2013-09-24 2016-05-03 GM Global Technology Operations LLC Exhaust system and method of estimating diesel particulate filter soot loading for same using two-tier neural network
US11073063B2 (en) * 2017-08-10 2021-07-27 Ford Global Technologies, Llc Gasoline particulate filter diagnostics

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102015073A (zh) * 2008-04-30 2011-04-13 珀金斯发动机有限公司 执行再生控制的废气处理***
US20130327019A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Southwest Research Institute Particulate Oxidation Catalyst With Dual Pressure-Drop Sensors
CN104018924A (zh) * 2013-03-01 2014-09-03 康明斯知识产权公司 诊断排气后处理***沉积的还原剂的装置、方法和***
CN104603416A (zh) * 2013-07-18 2015-05-06 株式会社小松制作所 废气处理装置、柴油发动机以及废气处理方法
US20150020504A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 International Engine Intellectual Property Company, Llc Exhaust flow estimation
CN107250498A (zh) * 2014-12-31 2017-10-13 康明斯排放处理公司 紧密联接的单模块后处理***
WO2017034583A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 Cummins Emission Solutions Inc. Particulate matter sensor with engineered particle size cut-point
CN106812576A (zh) * 2015-12-02 2017-06-09 康明斯排放处理公司 在空载或低负载期间的碳烟负载估计

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114087057A (zh) * 2022-01-10 2022-02-25 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf移除的监控方法、装置和发动机
CN114087057B (zh) * 2022-01-10 2022-04-12 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf移除的监控方法、装置和发动机

Also Published As

Publication number Publication date
GB202013893D0 (en) 2020-10-21
DE112018007221T5 (de) 2020-11-19
CN111801489B (zh) 2022-04-29
GB2585569A (en) 2021-01-13
BR112020017863A2 (pt) 2020-12-22
US11035281B2 (en) 2021-06-15
GB2585569B (en) 2022-07-27
US20210003060A1 (en) 2021-01-07
WO2019172875A1 (en) 2019-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111801489B (zh) 使用双压差传感器改善的烟灰负载估计
CN110735696B (zh) 在空载或低负载期间估计碳烟负载的***、方法和装置
EP2982839B1 (en) Reductant tank sensor diagnostic method and system
CN110821621B (zh) 用于监测scr催化器的方法
US9606092B2 (en) NOx sensor diagnosis system and method
WO2016068867A1 (en) Scr conversion efficiency diagnostics
CN110637148B (zh) 用于控制后处理***中的流量分布的***和方法
CN111263848A (zh) 用于操作柴油发动机的废气后处理***的方法和废气后处理***
US9664092B2 (en) Diagnosing system for reductant dosing system
EP3405659B1 (en) System and method for determining reductant delivery performance
KR20180113170A (ko) 특히 자동차의 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법
CN113924409B (zh) 燃料分析***和方法
US11905867B2 (en) Systems and methods for controlling exhaust gas aftertreatment sensor systems
US10871097B2 (en) NH3 slip detection using NOx sensor
CN113330197B (zh) 用于对内燃机废气后处理***中的还原剂输送***实施校正的***和方法
CN111911271A (zh) 用于氮氧化物传感器的零点校准的方法
KR20160051369A (ko) Scr 시스템의 고장진단방법 및 장치
Gong et al. NH 3 slip detection using NO x sensor
JP2018062889A (ja) 水分検出装置
JP2018062890A (ja) 尿素水検出装置
SE538383C2 (sv) Doseringssystem och metod för att övervaka mängden fluid somdoseras av doseringssystemet

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant