柴油机排气后处理系统的调节技术方案

本发明专利技术公开了一种用于调节具有柴油微粒过滤器(DPF)的排气后处理(AT)系统的方法，所述柴油微粒过滤器与柴油发动机流体连通。所述方法包括：检测柴油发动机的运行，在运行期间，发动机生成导入所述DPF中的微粒物质(PM)的流速。所述方法还包括：响应于导入DPF中的PM的流速，检测离开DPF的PM的流速。所述方法还包括：随着所预测的PM流速，跟踪所检测的流速，用于其监控和比较。所述方法还包括：如果所检测的流速已发生下降，则适时暂停对所预测的流速的跟踪。此外，所述方法包括：当所检测的流速回到所述下降之前的值时，重新开始跟踪所预测的流速，并且采用该值调节AT系统的运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于调节具有柴油微粒过滤器(DPF)的排气后处理(AT)的系统和方法。
技术介绍
多种排气后处理装置已经开发用于有效地限制内燃机的排气排放。用于现代柴油发动机排气的后处理系统典型地包括柴油微粒过滤器(DPF)，所述微粒过滤器用于在将排气排至大气之前收集和处理柴油发动机排出的烟灰性微粒物质。通常，DPF作为收集器，用于从排气流中移除微粒物质。典型的DPF含有贵金属，诸如铂和/或钯，所述贵金属作为催化剂以进一步地氧化排气流中存在的烟灰和烃类。使用过热的排气气体来燃烧掉收集的微粒，可再生或清洁DPF。DPF的效率典型地通过微粒物质传感器来评估，所述微粒物质传感器配置为检测能够通过DPF的微粒物质的量。
技术实现思路
本专利技术公开了一种用于调节具有柴油微粒过滤器(DPF)的排气后处理(AT)系统的方法，所述柴油微粒过滤器经由排气系统与柴油发动机流体连通。所述方法包括：检测柴油发动机的运行，在运行期间，发动机生成微粒物质(PM)的流速，微粒物质经由排气系统导入DPF中。所述方法还包括：响应于导入DPF的微粒物质的流速，经由PM传感器检测离开DPF的微粒物质的流速。所述方法还包括：经由PM传感器将信号传递至控制器，所述信号指示所检测的离开DPF的微粒物质的流速。所述方法还包括：随着所预测的微粒物质流速，跟踪所检测的离开DPF的微粒物质的流速，用于其监控和比较。所述方法还包括：如果所检测的离开DPF的微粒物质的流速已发生下降，则适时暂停对所预测的微粒物质流速的跟踪。所述方法还包括：当所检测的离开DPF的微粒物质的流速回到下降之前的值时，重新开始跟踪所预测的微粒物质流速。此外，所述方法包括：当所检测的流速回到下降之前的值时，采用所检测的离开DPF的微粒物质的流速来调节AT系统的运行。所述方法还可包括：将所检测的离开DPF的微粒物质的流速与微粒物质流速阈值比较，并且如果与所检测的流速适时相对应的所预测的微粒物质流速小于微粒物质流速阈值，则采用所检测的离开DPF的微粒物质的流速调节AT系统的运行。所述方法还可包括：当所检测的离开DPF的微粒物质的流速大于微粒物质流速阈值时，设定指示DPF已经失效的信号。根据本专利技术，指示DPF已经失效的信号可以是故障指示灯(MIL)和配置为由授权访问检索的电子代码中的一者。所预测的微粒物质流速可以是发动机在特定条件下运行的时间的函数。所预测的微粒物质流速可以作为发动机在特定条件下运行的时间的函数，连续增加至流速阈值。微粒物质流速阈值可对应于由PM传感器传递的在10-14微安(μA)频带上的信号。本专利技术还提供了用于调节具有柴油微粒过滤器(DPF)的柴油发动机AT系统的系统，以及使用这种系统的车辆。结合附图和所附权利要求，上述本专利技术的特征和优点以及其它特征和优点将从下文的用于实施所述专利技术的实施例和最佳模式的详细描述中变得显而易见。附图说明图1是具有连接至排气系统的柴油发动机的车辆的示意图，所述排气系统具有用于降低排气排放的后处理(AT)系统，包括柴油微粒过滤器(DPF)和微粒物质(PM)传感器。图2是根据一种情形的所预测的微粒物质流速叠加由PM传感器检测并传递的离开DPF的微粒物质的流速的曲线图。图3是根据另一种情形的所预测的微粒物质流速叠加由PM传感器检测并传递的离开DPF的微粒物质的流速的曲线图。图4是调节图1中所示AT系统的方法的流程图。具体实施方式参考附图，其中在多个附图中，相同的附图标记指代相同的部件，图1示例性地描述了机动车辆10。车辆10包括压缩点火或柴油内燃式发动机12，发动机12配置为通过从动轮14推进车辆。当特定量的外界空气流16与从燃料罐20供应的计量量的柴油燃料18混合，并且生成的空气-燃料混合物在发动机的气缸(未示出)中受到压缩时，在柴油发动机12中发生内燃。如图所示，发动机12包括排气歧管22和涡轮增压器24。涡轮增压器24由排气流26提供能量，排气流由发动机12的各个气缸随着每一次燃烧事件通过排气歧管22排放。涡轮增压器24连接至排气系统28，该排气系统接收排气流26，并且最终通常在车辆10的侧边或尾端将气流排至大气。尽管发动机12描绘成具有附接至发动机结构的排气歧管22，发动机可包括排气通道(未示出)，诸如通常形成在排气歧管内。在这样的情况下，上述通道可包含在发动机结构中，诸如发动机的气缸盖。此外，尽管示出了涡轮增压器24，但是绝不排除发动机12在没有这种动力强化装置下配置并运行。车辆10还包括柴油发动机后处理(AT)系统30。AT系统30包括多个排气后处理装置，所述多个排气后处理装置配置成有系统地从排气流26中移除微粒物质(PM)或烟灰，即主要为含碳的副产物，以及发动机燃烧的排放组分。如图所示，AT系统30作为排气系统28的一部分运行，并且包括柴油氧化催化剂(DOC)32。DOC32的主要功能是还原一氧化碳(CO)和非甲烷烃类(NMHC)。另外，DOC32配置成产生二氧化氮(NO2)，二氧化氮是布置在DOC32下游的选择性催化还原(SCR)催化剂34所需要的。DOC32典型地含有由贵金属制成的催化剂物质，诸如铂和/或钯，它们在其中作用，以实现上述目的。通常，随着NO2的生成，DOC32变得活化，并且在高温下达到工作效率。因此，如图1所示，为了在气体到达DOC之前减少来自排气流26的热能的损失，DOC32可紧密联接至涡轮增压器24，另一方面，在由DOC产生的NO2的帮助下，SCR催化剂34配置成将NOX转化为双原子的氮气(N2)和水(H2O)。当在柴油发动机中使用还原剂时，SCR转换过程还需要控制量或计量量的具有通用名称“柴油-排气-流体”(DEF)的还原剂36。DEF36可以是尿素的水溶液，其包括水和氨(NH3)。DEF36在AT系统30内位于DOC32下游和SCR催化剂34上游的位置，从容器37注入至排气流26中。因此，DEF36在排气流26流经SCR催化剂时进入SCR催化剂34。SCR催化剂34的内表面包括封闭底漆，起到吸引DEF36的作用，使得DEF可在NO和NO2存在的情况下与排气流26相互作用，并产生化学作用、以减少来自发动机12的NOx的排放。在SCR催化剂34之后，排气流26行进至第二柴油氧化催化剂(DOC)38，该第二柴油氧化催化剂成纵列布置并且位于柴油微粒过滤器(DPF)40的上游。DOC38和DPF40可安装在单个筒罐42中，如图1所示。DOC38配置成将排气流26中存在的烃类和一氧化碳氧化为二氧化碳(CO2)和水。DPF40配置成在排气流26排放至大气之前，收集并处理发动机12排出的微粒物质。因此，DPF40作为收集器，用于从排气流26中移除微粒物质，特别是烟灰。与上述的DOC32类似，DOC38和DPF40中的每一个典型地含有贵金属，诸如铂和/或钯，贵金属在主体装置中用作催化剂以实现它们各自的目的。在经过了筒罐42中的DOC38和DPF40之后，排气流26认为是充分除去了有害的微粒物质并且可随后允许离开排气系统28进入大气中。AT系统30还可包括多个温度探针44、45、46、47和48，它们配置成在发动机12下游的不同点感测排气流26的温度。AT系统30还包括控制器50。根据本专利技术，控制器50配置成调节发动机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节具有柴油微粒过滤器(DPF)的排气后处理(AT)系统的方法，所述柴油微粒过滤器经由排气系统与柴油发动机流体连通，所述方法包括：经由控制器检测所述柴油发动机的运行，在所述运行期间，所述柴油发动机生成微粒物质的流速，所述微粒物质经由所述排气系统导入所述DPF中；响应于导入所述DPF中的微粒物质的所述流速，经由微粒物质(PM)传感器检测离开所述DPF的微粒物质的流速；经由所述PM传感器将信号传递至所述控制器，所述信号指示所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速；随着所预测的微粒物质流速，经由所述控制器来跟踪所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速；如果所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速已发生下降，则适时暂停对所预测的微粒物质流速的所述跟踪；当所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速回到所述下降之前的值时，重新开始对所预测的微粒物质流速的所述跟踪；以及当所检测的流速回到所述下降之前的值时，采用所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速，经由所述控制器来调节所述AT系统的运行。

【技术特征摘要】
2015.08.27 US 14/8373381.一种调节具有柴油微粒过滤器(DPF)的排气后处理(AT)系统的方法，所述柴油微粒过滤器经由排气系统与柴油发动机流体连通，所述方法包括：经由控制器检测所述柴油发动机的运行，在所述运行期间，所述柴油发动机生成微粒物质的流速，所述微粒物质经由所述排气系统导入所述DPF中；响应于导入所述DPF中的微粒物质的所述流速，经由微粒物质(PM)传感器检测离开所述DPF的微粒物质的流速；经由所述PM传感器将信号传递至所述控制器，所述信号指示所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速；随着所预测的微粒物质流速，经由所述控制器来跟踪所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速；如果所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速已发生下降，则适时暂停对所预测的微粒物质流速的所述跟踪；当所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速回到所述下降之前的值时，重新开始对所预测的微粒物质流速的所述跟踪；以及当所检测的流速回到所述下降之前的值时，采用所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速，经由所述控制器来调节所述AT系统的运行。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：经由所述控制器将所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速与微粒物质流速阈值比较；并且如果与所检测的流速适时相对应的所述预测的微粒物质流速小于所述微粒物质流速阈值，则采用所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速来调节所述AT系统的运行。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法进一步包括：当所检测的离开所述DPF的微粒物质的流速大于所述微粒物质流速阈值时，设定指示所述DPF已经失效的信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中，指示所述DPF已经失效的所述信号是故障指示灯(MIL)和配置为由授权访问检索的电子代码中的一者。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所预测的微粒物质流速是所述发动机在特定条件下运行的时间的函数。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所预测的微粒物...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·J·泰路特奇，I·阿尼洛维奇，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US