[發明專利]診斷排氣后處理系統沉積的還原劑的裝置、方法和系統

有效

• 申請號: 201410067206.6
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104018924B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: D·A·米切爾;A·W·奧斯本;J·德羅斯特;J·F·伯克;J·M·布羅
• 申請（專利權）人: 康明斯知識產權公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司31266
• 代理人: 須一平,邱忠貺

技術領域

本發明涉及內燃機，更具體地涉及對排氣后處理系統中用于處理排氣的還原劑傳送系統的操作進行診斷。

背景技術

近年來，對于內燃機的排放規定變得更為嚴格。對于環境的重視促使了在全世界大部分地區實行更嚴格的內燃機排放規定。政府機構，例如美國的環境保護局（EPA），對發動機的排放量進行仔細監控并制定所有發動機必須遵循的合適的排放標準。其結果是，在發動機上使用排氣后處理系統來降低排放變得越來越多。

一般來說，根據發動機的類型，排放規定有所不同。對壓燃式（例如柴油）發動機的排放測試通常對所釋放的一氧化碳（CO）、未燃碳氫化合物（UHC）、例如灰塵或煤煙灰那樣的發動機顆粒物（PM）、及氮氧化物（NOx）進行監控。

對于減少NOx排放，應用包括選擇性催化還原（SCR）系統在內的NOx還原催化器將NOx（在一些成分是NO和NO₂）轉化為N₂和其他化合物。SCR系統應用還原劑，典型的是氨，來減少NOx。當前可用的SCR系統能提供較高的NOx轉化率，允許燃燒技術專注于動力和效率。然而，當前可用的SCR系統也有少量缺陷。

SCR系統應用還原劑傳送系統將還原劑引入SCR催化器上游的排氣流，還原劑例如是尿素水溶液或車用尿素。還原劑會趨向于在位于排氣后處理系統中的時間內形成沉積物，例如形成在排氣后處理組件（例如還原劑投配器）和/或排氣導管（例如還原劑分解室）的管壁上。這種沉積物會對發動機（例如限制排氣流路）和排氣后處理系統（例如妨礙催化反應）的操作造成不利影響。如果不迅速地檢測和去除沉積物，發動機可能無法正常運轉。例如，還原劑沉積物可能會對燃料消耗、NOx減少效率、及其他內燃機的操作性能帶來負面影響。

發明內容

針對現有技術，尤其是針對現有技術中還沒有被當前可用的排氣后處理系統完全解決的問題和需求，提出本申請的主題。因此，所提出的本申請的主題在于提供一種對逐漸增大的還原劑沉積物進行診斷的裝置、方法和系統，來至少克服現有技術中排氣后處理系統的缺點。

根據一個實施方式，一種用于對排氣后處理系統中存在的還原劑沉積物進行診斷的裝置可包括還原劑傳送系統和控制模塊，該還原劑傳送系統將還原劑傳送到內燃機產生的排氣處以提供排氣和還原劑的混合物，該控制模塊對所述還原劑傳送系統進行操作。該裝置可進一步包括：采樣模塊，該采樣模塊對排氣和還原劑的混合物的第一溫度進行采樣且對排氣和還原劑的混合物的第二溫度進行采樣；計算模塊，該計算模塊對所述第一和第二溫度的溫差進行計算；及比較模塊，該比較模塊對第一壓差和閾值溫差進行比較以確定排氣后處理系統內是否存在還原劑沉積物。

這種裝置可進一步包括報告模塊，該報告模塊對性能狀態進行報告，該性能狀態表明排氣后處理系統內存在還原劑沉積物。

這種裝置可進一步包括再生模塊，該再生模塊接收所述性能狀態且響應于對所述性能狀態的接收來開始排氣后處理系統的再生循環以部分地移除所述還原劑沉積物。

在這種裝置中，所述采樣模塊可從溫度傳感器獲得所述第一和第二溫度，該溫度傳感器位于從排氣后處理系統的分解室延伸的軸套處，所述還原劑傳送系統通過所述軸套向排氣傳送還原劑。

在這種裝置中，所述采樣模塊可從溫度傳感器獲得所述第一和第二溫度，該溫度傳感器位于排氣后處理系統內或接近排氣后處理系統。在對所述第一溫度進行采樣之后，所述采樣模塊可等待一個時間增量，該時間增量足夠在對所述第一溫度進行采樣之后還原劑沉積物形成或在尺寸上顯著增大。

在這種裝置中，所述閾值溫差可以是從所述第一溫度到所述第二溫度的升溫。如果所述第二溫度高過所述第一溫度的數量大于所述升溫，所述比較模塊可確定存在還原劑沉積物。

在這種裝置中，所述閾值溫差可以是從所述第一溫度到所述第二溫度的降溫。如果所述第一溫度高過所述第二溫度的數量大于所述降溫，所述比較模塊可確定存在還原劑沉積物。

在這種裝置中，所述閾值溫差可以是溫度變化的量級。如果所述第一和第二溫度的差的絕對值大于所述溫度變化的量級，所述比較模塊可確定存在還原劑沉積物。

在這種裝置中，所述采樣模塊可進一步取得多個溫度采樣來獲得所述第一和第二溫度中的至少一個。所述第一和第二溫度中的至少一個可以是所述多個溫度采樣的平均溫度。