诊断排气后处理系统沉积的还原剂的装置、方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种诊断排气后处理系统沉积的还原剂的装置、方法和系统，用于内燃机的排气处理系统可具有还原剂传送系统，该还原剂传送系统将还原剂传送到排气后处理系统的排气处。使温度传感器位于或接近还原剂和排气的流动处以测量还原剂和排气的温度。温度随时间的改变。例如增加、减少、或在变化幅度上改变可表明在系统内存在还原剂沉积物。对沉积物的检测可开始再生循环，在再生循环中系统的操作特性变为消除还原剂沉积物以防止降低排气后处理系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
诊断排气后处理系统沉积的还原剂的装置、方法和系统
本专利技术涉及内燃机，更具体地涉及对排气后处理系统中用于处理排气的还原剂传送系统的操作进行诊断。
技术介绍
近年来，对于内燃机的排放规定变得更为严格。对于环境的重视促使了在全世界大部分地区实行更严格的内燃机排放规定。政府机构，例如美国的环境保护局(EPA)，对发动机的排放量进行仔细监控并制定所有发动机必须遵循的合适的排放标准。其结果是，在发动机上使用排气后处理系统来降低排放变得越来越多。一般来说，根据发动机的类型，排放规定有所不同。对压燃式(例如柴油)发动机的排放测试通常对所释放的一氧化碳(CO)、未燃碳氢化合物(UHC)、例如灰尘或煤烟灰那样的发动机颗粒物(PM)、及氮氧化物(NOx)进行监控。对于减少NOx排放，应用包括选择性催化还原(SCR)系统在内的NOx还原催化器将NOx(在一些成分是NO和NO2)转化为N2和其他化合物。SCR系统应用还原剂，典型的是氨，来减少NOx。当前可用的SCR系统能提供较高的NOx转化率，允许燃烧技术专注于动力和效率。然而，当前可用的SCR系统也有少量缺陷。SCR系统应用还原剂传送系统将还原剂引入SCR催化器上游的排气流，还原剂例如是尿素水溶液或车用尿素。还原剂会趋向于在位于排气后处理系统中的时间内形成沉积物，例如形成在排气后处理组件(例如还原剂投配器)和/或排气导管(例如还原剂分解室)的管壁上。这种沉积物会对发动机(例如限制排气流路)和排气后处理系统(例如妨碍催化反应)的操作造成不利影响。如果不迅速地检测和去除沉积物，发动机可能无法正常运转。例如，还原剂沉积物可能会对燃料消耗、NOx减少效率、及其他内燃机的操作性能带来负面影响。
技术实现思路
针对现有技术，尤其是针对现有技术中还没有被当前可用的排气后处理系统完全解决的问题和需求，提出本申请的主题。因此，所提出的本申请的主题在于提供一种对逐渐增大的还原剂沉积物进行诊断的装置、方法和系统，来至少克服现有技术中排气后处理系统的缺点。根据一个实施方式，一种用于对排气后处理系统中存在的还原剂沉积物进行诊断的装置可包括还原剂传送系统和控制模块，该还原剂传送系统将还原剂传送到内燃机产生的排气处以提供排气和还原剂的混合物，该控制模块对所述还原剂传送系统进行操作。该装置可进一步包括：采样模块，该采样模块对排气和还原剂的混合物的第一温度进行采样且对排气和还原剂的混合物的第二温度进行采样；计算模块，该计算模块对所述第一和第二温度的温差进行计算；及比较模块，该比较模块对第一压差和阈值温差进行比较以确定排气后处理系统内是否存在还原剂沉积物。这种装置可进一步包括报告模块，该报告模块对性能状态进行报告，该性能状态表明排气后处理系统内存在还原剂沉积物。这种装置可进一步包括再生模块，该再生模块接收所述性能状态且响应于对所述性能状态的接收来开始排气后处理系统的再生循环以部分地移除所述还原剂沉积物。在这种装置中，所述采样模块可从温度传感器获得所述第一和第二温度，该温度传感器位于从排气后处理系统的分解室延伸的轴套处，所述还原剂传送系统通过所述轴套向排气传送还原剂。在这种装置中，所述采样模块可从温度传感器获得所述第一和第二温度，该温度传感器位于排气后处理系统内或接近排气后处理系统。在对所述第一温度进行采样之后，所述采样模块可等待一个时间增量，该时间增量足够在对所述第一温度进行采样之后还原剂沉积物形成或在尺寸上显著增大。在这种装置中，所述阈值温差可以是从所述第一温度到所述第二温度的升温。如果所述第二温度高过所述第一温度的数量大于所述升温，所述比较模块可确定存在还原剂沉积物。在这种装置中，所述阈值温差可以是从所述第一温度到所述第二温度的降温。如果所述第一温度高过所述第二温度的数量大于所述降温，所述比较模块可确定存在还原剂沉积物。在这种装置中，所述阈值温差可以是温度变化的量级。如果所述第一和第二温度的差的绝对值大于所述温度变化的量级，所述比较模块可确定存在还原剂沉积物。在这种装置中，所述采样模块可进一步取得多个温度采样来获得所述第一和第二温度中的至少一个。所述第一和第二温度中的至少一个可以是所述多个温度采样的平均温度。根据一种用于对排气后处理系统中存在的还原剂沉积物进行诊断的方法，该排气后处理系统可将还原剂传送到内燃机产生的排气处以提供排气和还原剂的混合物。该方法可包括以下步骤：使温度传感器位于排气后处理系统内或接近排气后处理系统；用所述温度传感器对排气和还原剂的混合物的第一温度进行采样；及使用所述第一温度进行比较以确定排气后处理系统内是否形成还原剂沉积物。这种方法可进一步包括以下步骤：对性能状态进行报告，该性能状态表明排气后处理系统内存在还原剂沉积物；及响应于对所述性能状态的接收来开始排气后处理系统的再生循环以部分地移除所述还原剂沉积物。这种方法可进一步包括以下步骤：等待一个时间增量，该时间增量足够在对所述第一温度进行采样之后还原剂沉积物形成或在尺寸上显著增大；在等待所述时间增量之后用所述温度传感器对排气和还原剂的混合物的第二温度进行采样；及计算所述第一和第二温度之间的温差。在这种方法中，所述温度传感器可位于从排气后处理系统的分解室延伸的轴套处。将还原剂传送到排气处可包括通过所述轴套传送还原剂。在这种方法中，阈值温差可以是从所述第一温度到所述第二温度的升温。对所述温差和阈值温差进行比较可包括：如果所述第二温度通过大于所述升温的数量存在沉积物，确定存在还原剂沉积物。在这种方法中，阈值温差可以是从所述第一温度到所述第二温度发生的降温。对所述温差和阈值温差进行比较可包括：如果所述第一温度高过所述第二温度的数量大于所述降温，确定存在还原剂沉积物。在这种方法中，阈值温差可以是温度变化的量级。对所述温差和阈值温差进行比较可包括：如果所述第一和第二温度的差的绝对值大于所述温度变化的量级，确定存在还原剂沉积物。在这种方法中，对所述第一温度进行采样和对所述第二温度进行采样中的至少一个采样可包括取得多个温度采样。所述第一和第二温度中的至少一个可以是所述多个温度采样的平均温度。一种内燃机系统可包括：内燃机；排气后处理系统，该排气后处理系统与所述内燃机相通以接收排气；还原剂传送系统，该还原剂传送系统与所述排气后处理系统内的排气相通进行还原剂的供给以提供排气和还原剂的混合物；温度传感器，该温度传感器对排气和还原剂的混合物的温度进行测量；及车载诊断系统，该车载诊断系统从所述温度传感器对温度数据进行采样且使用所述温度数据来确定排气后处理系统内是否存在还原剂沉积物。在这种内燃机系统中，从所述温度传感器对温度数据进行采样可包括从所述温度传感器获得第一温度和第二温度。所述车载诊断可进一步对所述第一和第二温度的温差进行计算以提供第一温差，而且可对所述第一温差和阈值温差进行比较来确定排气后处理系统内已形成还原剂沉积物。在这种内燃机系统中，所述温度传感器可位于从排气后处理系统的分解室延伸的轴套处。所述还原剂传送系统可通过所述轴套向排气传送还原剂。整个说明书中提到的特征、优点或类似语言并不意味着根据本公开的主题可以实现的所有特征和优点应该在或在任何单一的实施例中。相反，所指特征和优点的语言应被理解为意味着与实施例有关的特定的特征、优点或特性被包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对排气后处理系统中存在的还原剂沉积物进行诊断的方法，该排气后处理系统将还原剂传送到内燃机产生的排气处以提供排气和还原剂的混合物，该方法的特征在于，包括以下步骤：用位于排气后处理系统内或接近排气后处理系统的所述温度传感器对排气和还原剂的混合物的温度进行采样；及确定温度超过预定温度值；响应于确定温度超过预定温度值而确定排气后处理系统内已形成还原剂沉积物；响应于确定已形成还原剂沉积物而开始内燃机的再生循环以增加流经排气后处理系统的排气温度从而至少部分地移除所述还原剂沉积物。

【技术特征摘要】
2013.03.01 US 13/783,0251.一种用于对排气后处理系统中存在的还原剂沉积物进行诊断的方法，该排气后处理系统将还原剂传送到内燃机产生的排气处以提供排气和还原剂的混合物，该方法的特征在于，包括以下步骤：用位于排气后处理系统内或接近排气后处理系统的所述温度传感器对排气和还原剂的混合物的温度进行采样；及确定温度超过预定温度值；响应于确定温度超过预定温度值而确定排气后处理系统内已形成还原剂沉积物；响应于确定已形成还原剂沉积物而开始内燃机的再生循环以增加流经排气后处理系统的排气温度从而至少部分地移除所述还原剂沉积物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在对排气和还原剂的混合物的温度进行采样前，使温度传感器位于排气后处理系统内或接近排气后处理系统。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预定温度值为，与表明由于还原剂沉积物而增加的热传递的温度上升一致的值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的温度传感器位于接近从排气后处理系统的分解室延伸的轴套处，排气后处理系统的还原剂传送系统通过所述轴套向排气传送还原剂。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预定温度值大于通常温度区域的值。6.用于对排气后系统中存在的还原剂沉积物进行诊断的车载诊断设备，其特征在于，所述的设备包括：采样电路，配置成用温度传感器对排气和还原剂的混合物的温度进行采样；比较电路，配置成：确定温度超过预定温度值，以及响应于确定温度超过预定温度值而确定排气后处理系统内已形成还原剂沉积物；再生电路，配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·米切尔，A·W·奥斯本，J·德罗斯特，J·F·伯克，J·M·布罗，
申请(专利权)人：康明斯知识产权公司，
类型：发明
国别省市：美国,US