[发明专利]对排气进行处理的后处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于燃烧式发动机的后处理系统的碳烟负载确定系统。

背景技术

此部分提供了与本发明相关的背景信息，其不一定是现有技术。

已经开发了多种排气后处理装置，以试图减少内燃发动机运行期间排放到大气中的NO_x和颗粒物质的量。当实施柴油机燃烧过程时，尤其需要排气后处理系统。用于柴油发动机排气的典型后处理系统可以包括一个或多个柴油机颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)系统、碳氢化合物(HC)喷射器、以及柴油机氧化催化器(DOC)。

在发动机运行过程中，DPF捕获由发动机排放的碳烟并且减少颗粒物质(PM)的排放。随时间推移，DPF变得有负载并且开始堵塞。为了正确的运行，要求对DPF中捕获的碳烟进行周期性再生或氧化。为了使DPF再生，可能需要相对高的排气温度结合排气气流中足量的氧气来氧化过滤器中捕获的碳烟。

通常使用DOC来产生热量以使带碳烟负载的DPF再生。当在特定起燃温度或高于该特定起燃温度将碳氢化合物(HC)喷洒在DOC上时，将使HC氧化。这种反应是高度放热的，并且在起燃过程中加热这些排气。使用这些经加热的排气来使DPF再生。

然而，在许多发动机运行状况下，排气不足够热，难以达到大约300℃的DOC起燃温度。如此，DPF再生可能不会被动发生。此外，NO_x吸收器和选择性催化还原系统通常要求最低的排气温度以正确地运行。因此，可以提供燃烧器以将这些不同的后处理装置上游的排气气流加热到适合的温度，以便于这些后处理装置的再生和有效运行。

当该系统确定在DPF上已经累积了预定量的碳烟时，可以触发DPF再生(例如，碳氢化合物定量给送和/或燃烧器点燃)。虽然在过去后处理系统已包括碳烟负载确定系统，但可能希望的是提供一种能够在大范围的发动机工作状况下准确确定DPF的碳烟负载的改进碳烟负载确定系统。

发明内容

此部分提供本发明的总体概述而不是其全部范围或其所有特征的综合性披露。

在一种形式中，本发明提供了一种对从燃烧式发动机排出的排气进行处理的后处理系统。该后处理系统可以包括颗粒过滤器、还原剂喷射系统、氨传感器以及控制模块。该颗粒过滤器可以被配置成对从燃烧式发动机排出的排气进行过滤。该还原剂喷射系统可以被配置成将还原剂喷射到该颗粒过滤器上游的排气气流中。该氨传感器可以被配置成感测该颗粒过滤器下游的排气气流中的氨的浓度。该控制模块可以与该氨传感器相连通并且可以基于从该氨传感器接收到的数据来确定该颗粒过滤器的碳烟负载。

在一些实施例中，该后处理系统可以包括NO_x传感器，该NO_x传感器与该控制模块相连通并且被配置成感测该排气气流中的NO_x的浓度。

在一些实施例中，该控制模块可以基于从该NO_x传感器接收到的数据来确定该颗粒过滤器的碳烟负载。

在一些实施例中，该NO_x传感器可以被定位成确定该颗粒过滤器的入口处或该颗粒过滤器上游的NO_x的浓度。

在一些实施例中，该控制模块可以基于氨与NO_x的比率来确定该颗粒过滤器的碳烟负载。

在一些实施例中，后处理系统可以包括再生装置，该再生装置被布置在该颗粒过滤器的上游并且与该控制模块相连通。该控制模块可以响应该控制模块确定该颗粒过滤器的碳烟负载高于预定阈值来激活该再生装置。该再生装置可以包括碳氢化合物喷射器和/或燃烧器。

在一些实施例中，该控制模块可以与该还原剂喷射系统相连通并且可以控制喷射到该排气气流中的还原剂的量以在该颗粒过滤器的下游实现所希望的氨浓度。

在一些实施例中，该控制模块可以基于所希望的氨浓度和在该颗粒过滤器上游感测到的NO_x的浓度来确定氨与NO_x的比率。该控制模块可以基于该比率确定该颗粒过滤器的碳烟负载。

在一些实施例中，该控制模块可以基于相对于期望氨逃逸值的实际氨逃逸值来确定该颗粒过滤器的碳烟负载。

在一些实施例中，该颗粒过滤器可以包括选择性催化还原涂层。