使用后处理系统的NOx传感器进行发动机排出NOx估计的氧校正技术方案

一种后处理系统包括SCR系统，该SCR系统包括至少一个催化剂。NOx传感器定位于上述SCR系统的下游。控制器配置成确定由流体联接到后处理系统的发动机所产生的排放气体中估计的发动机NOx量。上述控制器解释指示SCR系统下游的排放气体中第一含氧量的输出值。上述控制器响应于上述输出值确定调整的发动机NOx量。NOx传感器定位于选择性催化还原系统的下游并可通信地联接到上述控制器。NOx传感器构造成提供上述输出值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用后处理系统的NOx传感器进行发动机排出NOx估计的氧校正相关申请的交叉引用本申请要求于2015年8月5日提交的、申请号为62/201,337的美国临时专利申请的优先权，该申请的内容通过引用并入本文。
本申请总体涉及用于内燃(IC)发动机的后处理系统。
技术介绍
排气后处理系统用于接收和处理IC发动机产生的排放气体。传统排放气体后处理系统包括若干不同部件中的任何部件以降低存在于排放气体中有害排气排放的水平。例如，用于柴油驱动的IC发动机的某些排气后处理系统包括选择性催化还原(SCR)催化剂以在氨(NH3)存在的情况下将NOx(一定比例的NO和NO2)转化成无害的氮气(N2)和水蒸气(H2O)。为了满足日益严格的NOx排放要求和规定，对从发动机产生的排放气体中NOx气体的浓度进行估计以控制后处理系统(例如包括在后处理系统中的SCR系统)的运行。例如，基于估计的发动机NOx量，可以对待进入SCR系统的还原剂量进行控制和/或可以对SCR系统的温度进行控制。可以基于一个或多个发动机运行参数，例如发动机速度、负载、稀(lean)或富(rich)运行条件、燃料供给条件等，对估计的发动机NOx量进行估计。由发动机产生的排放气体中估计的NOx浓度针对排放气体中的含氧量进行调整。在许多传统后处理系统中，使用由实体氧传感器测得的氧浓度来调整估计的发动机NOx量。然而，包含实体氧传感器增加了系统成本，并且系统的可靠性依赖于氧传感器的正常运转。
技术实现思路
本申请所描述的各实施例总体涉及用于调整由联接到后处理系统的发动机所产生的排放气体中估计的NOx量的系统和方法。在各种实施方式中，使用由NOx传感器测量的含氧量或氧浓度针对排放气体中含氧量的变化对由发动机产生的排放气体中估计的发动机NOx量进行调整，该NOx传感器位于后处理系统中所包括的SCR系统的下游。在各种实施例中，可以从这类后处理系统中排除发动机排出氧传感器和/或NOx传感器，从而降低运行和/或维护成本。在各种实施例中，一种后处理系统包括SCR系统，该SCR系统包括至少一个催化剂，该至少一个催化剂配置成分解流过上述后处理系统的排放气体的成分。控制器配置成确定由流体联接到上述后处理系统的发动机所产生的上述排放气体中的估计的发动机NOx量。上述控制器解释指示上述SCR系统下游的上述排放气体中第一含氧量的输出值。上述控制器响应于上述输出值确定调整的发动机NOx量。NOx传感器定位于上述选择性催化还原系统的下游并与上述控制器可通信地连接。上述NOx传感器构造成提供上述输出值。在其他实施例中，提供了一种控制后处理系统的运行的方法。该方法包括以下步骤：确定由流体联接到上述后处理系统的发动机所产生的排放气体中的估计的发动机NOx量；解释指示选择性催化还原系统下游的上述排放气体中第一含氧量的输出值；响应于上述输出值确定调整发动机NOx量；以及基于所确定的调整发动机NOx量控制上述选择性催化还原系统的运行。在其他实施例中，提供了一种用于后处理系统的控制器。估计的发动机NOx量确定电路配置成确定由流体联接到上述后处理系统的发动机所产生的排放气体中的估计的发动机NOx量。第一含氧量确定电路配置成解释指示选择性催化还原系统下游的上述排放气体中第一含氧量的输出值。调整模块配置成响应于上述输出值确定调整的发动机NOx量。应当理解，以下更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假如这些概念不是相互不一致的)被考虑为本文公开的专利技术主题的一部分。具体地，在本公开的结尾处出现的所要求保护的主题的所有组合都被认为是本文公开的专利技术主题的一部分。附图简要说明本申请的前述和其他特征将由以下描述和所附权利要求结合附图而变得更为明显。可以理解，这些附图仅描绘了根据本公开的几个实施方式并因而将不被考虑为限制其范围，本公开将通过使用附图以及附加具体说明和细节进行描述。图1是根据一个实施例的后处理系统的示意框图。图2是后处理系统的另一个实施例的示意图。图3是图2的后处理系统的控制器中所包括的控制模块的一个实施例的示意框图。图4是使用由NOx传感器测量的第一含氧量来调整排放气体中估计的发动机NOx量的方法的另一个实施例的示意流程图，上述NOx传感器定位于上述后处理系统所包括的SCR系统的下游。图5是可以用作图1和/或图2的控制器的计算设备的示意框图。在以下所有具体实施方式中参考附图。在附图中，类似附图标记通常标识类似部件，除非上下文另有规定。具体实施方式、附图和权利要求中所描述的示例性实施方式并不意味是限制性的。在不偏离本申请所呈现的主题内容的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并可以进行其他修改。容易理解的是，如本申请总体描述的并在附图中示出的本申请的各方面可以在各种各样的不同配置中进行布置、替换、组合和设计，所有这些都明确视为和作为本申请的一部分。具体实施方式本申请描述的各实施例总体涉及用于调整与后处理系统联接的发动机产生的排放气体中估计的NOx量的系统和方法。在各种实施方式中，使用由NOx传感器测量的含氧量或氧浓度针对排放气体中含氧量的变化对由发动机产生的排放气体中估计的发动机NOx量进行调整，该NOx传感器位于包括在后处理系统中的SCR系统的下游。在各种实施例中，可以从这类后处理系统中排除发动机排出氧传感器和/或NOx传感器，从而降低运行和/或维护成本。本申请所描述的用于确定后处理系统的NOx传感器测量的调整的NOx浓度的系统和方法的各种实施例可以提供以下益处，例如：(1)使用NOx传感器测量的排放气体中的含氧量或氧浓度来调整估计的发动机NOx量，该NOx传感器位于SCR系统下游；(2)允许在后处理系统中包括的氧传感器已发生故障或失效的情况下对估计发动机NOx量或浓度进行调整；以及(3)允许排除发动机排出氧传感器和/或发动机排出NOx传感器，这些传感器传统上是用于测量从发动机排出的排放气体中的氧浓度和NOx浓度。图1是后处理系统100的示意图，后处理系统100配置成接收由发动机(例如柴油发动机)产生的排放气体并分解该排放气体的成分。后处理系统100包括SCR系统150、NOx传感器111、控制器170以及可选的氧化催化剂110和颗粒过滤器120。氧化催化剂110可以定位于SCR系统150的上游或下游。在某些实施例中，氧化催化剂110可以包括柴油氧化催化剂，该柴油氧化催化剂位于SCR系统150上游和/或下游并配置成分解排放气体中包括的一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物，例如甲烷、丙烷、乙烷等。柴油氧化催化剂可以包括Pt族催化剂，例如Pd-PdO催化剂。在其他实施例中，氧化催化剂110可以包括位于SCR系统150下游的氨氧化催化剂。氨氧化催化剂配置成分解包含在由SCR系统150产生的排放气体中的任何未使用的氨气(例如通过分解进入到SCR系统150的还原剂所产生的)。颗料过滤器120可以定位于氧化催化剂110的下游和SCR系统150的上游。在各种实施例中，颗粒过滤器120包括柴油颗粒过滤器，柴油颗粒过滤器配置成从排放气体过滤颗粒物质(例如烟灰或碳颗粒)。在其他实施例中，颗粒过滤器120可以包括选择性催化还原过滤器(SCRF)，选择性催化还原过滤器配置成从排放气体过滤颗粒物质以及分解排放气体的成分。SCR系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种后处理系统，其特征在于，包括：选择性催化还原系统，所述选择性催化还原系统包括至少一个催化剂，所述至少一个催化剂配置成分解流过所述后处理系统的排放气体的成分；控制器，所述控制器配置成：确定由流体联接到所述后处理系统的发动机所产生的所述排放气体中的估计的发动机NOx量，解释指示所述选择性催化还原系统下游的所述排放气体中第一含氧量的输出值，以及响应于所述输出值确定调整的发动机NOx量；以及NOx传感器，所述NOx传感器定位于所述选择性催化还原系统的下游并与所述控制器可通信地连接，所述NOx传感器构造成提供所述输出值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.05 US 62/201,3371.一种后处理系统，其特征在于，包括：选择性催化还原系统，所述选择性催化还原系统包括至少一个催化剂，所述至少一个催化剂配置成分解流过所述后处理系统的排放气体的成分；控制器，所述控制器配置成：确定由流体联接到所述后处理系统的发动机所产生的所述排放气体中的估计的发动机NOx量，解释指示所述选择性催化还原系统下游的所述排放气体中第一含氧量的输出值，以及响应于所述输出值确定调整的发动机NOx量；以及NOx传感器，所述NOx传感器定位于所述选择性催化还原系统的下游并与所述控制器可通信地连接，所述NOx传感器构造成提供所述输出值。2.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述控制器还配置成：由所述输出值确定所述第一含氧量。3.根据权利要求2所述的后处理系统，其特征在于，所述控制器还配置成：确定由所述选择性催化还原系统中包括的所述至少一个催化剂所储存的储氧量小于最小阈值。4.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述至少一个催化剂包括NOx吸收剂催化剂。5.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述控制器配置成利用以下公式来调整估计的NOx量以确定调整的NOx量：NOxadjusted-eng＝NOxest-eng+k(02est-02first)其中：NOxadjusted-eng是所述调整的发动机NOx量，NOxest-eng是所述估计的发动机NOx量，k是常数，02est是估计的含氧量，以及02first是所述第一含氧量。6.根据权利要求5所述的后处理系统，其特征在于，02est使用以下公式来确定：其中：是再循环到发动机气缸中的排放气体质量；TEGR是再循环到所述发动机气缸中的排放气体温度；PEGR是再循环到所述发动机气缸中的排放气体压力；是引入所述发动机气缸中的进气质量；TIntake是引入所述发动机气缸中的进气温度；以及PIntake是引入所述发动机气缸中的进气压力。7.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述选择性催化还原系统下游的第一含氧量等于靠近所述后处理系统的入口的位置处的排放气体的初始含氧量。8.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统还包括：氧化催化剂，所述氧化催化剂定位于所述选择性催化还原系统的上游；颗粒过滤器，所述颗粒过滤器定位于所述氧化催化剂的下游和所述选择性催化还原系统的上游；以及还原剂插入组件，所述还原剂插入组件流体联接到所述选择性催化还原系统。9.根据权利要求8所述的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统还包括：氨氧化催化剂，所述氨氧化催化剂定位于所述选择性催化还原系统的下游和所述NOx传感器的上游。10.一种控制后处理系统的运行的方法，其特征在于，包括以下步骤：确定由流体联接到所述后处理系统的发动机所产生的排放气体中的估计的发动机NOx量；解释指示选择性催化还原系统下游的所述排放气体中第一含氧量的输出值；响应于所述输出值确定调整的发动机NOx量；以及基于所确定的调整的发动机NOx量控制所述选择性催化还原系统的运行。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，控制所述选择性催化还原系统的运行包括基于所述调整的发动机NOx量来调整插入到催化还原系统的还原剂量。12.根据权利要求11所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·斯里尼瓦桑，N·卡莱德，P·奈克，
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