[发明专利]监测车辆排气后处理装置中颗粒过滤器的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用差压模块（differential pressure module）监测排气后处理系统中的颗粒过滤器的方法。

背景技术

已经开发各种排气后处理装置，例如颗粒过滤器和其他装置，以有效地限制来自内燃发动机的废气排放。在压缩点火式或柴油发动机的情况下，持续进行了大量的努力，用于开发实用且高效的装置和方法，以减少存在于发动机排气中的大量含碳颗粒。

用于现代柴油发动机排气的后处理系统通常整合有柴油颗粒过滤器（DPF），用于在排气被排放到大气之前收集和处理通过柴油发动机排出的煤烟颗粒物质。典型的DPF用作捕获器，用于从排气流去除颗粒物质。DPF可包含贵金属，例如白金和/或钯，其用作进一步氧化存在于排气流中的煤烟和碳氢化合物的催化剂。在许多情况下，DPF可以使用过热的排气燃烧掉收集的颗粒，从而被再生或清理。

发明内容

车辆可以包括发动机、和与该发动机流体连通的排气后处理装置。排气后处理装置可以包括用于将煤烟与从发动机排出的燃烧气体分开的颗粒过滤器。

用于监测排气后处理装置的颗粒过滤器的系统包括第一流体管、第二流体管、差压模块和控制器。第一流体管可以设置为与颗粒过滤器和发动机之间的排气后处理装置流体连通。第二流体管可以设置为与排气后处理装置流体连通，且位于颗粒过滤器的与第一流体管的相对侧上。从而第一流体管可以在颗粒过滤器的“上游”，且第二流体管可以在的“下游”。

差压模块可以与控制器通信，且可以配置为监测第一流体管和第二流体管之间的压力降。控制器可以配置为在第一时间感测颗粒过滤器的第一压力降和在第二时间感测颗粒过滤器的第二压力降。其可以随后计算第一时间和第二时间之间的压力降的变化率，同时感测流过排气后处理装置的排气的流动速率。控制器可以使用感测的流动速率来确定变化率阈值，且可以随后将计算的变化率与变化率阈值比较。如果计算的变化率小于变化率阈值，则控制器可以使用感测的第二压力降更新煤烟模型。

同样，监测排气后处理装置的颗粒过滤器的方法包括在第一时间感测颗粒过滤器的第一压力降和在第二时间感测颗粒过滤器的第二压力降。控制器可以随后计算第一时间和第二时间之间的压力降的变化率，同时感测流过排气后处理装置的排气的流动速率。使用感测的排气流动速率，控制器可以确定变化率阈值，且随后将计算的变化率与变化率阈值比较。方法进一步包括，如果计算的变化率小于变化率阈值，则使用感测的第二压力降更新煤烟模型。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是用于处理来自发动机的排气的发动机和排气后处理系统示意图。

图2是作为排气流动速率函数的压力变化率阈值的示意图。

图3是排气后处理装置的监测颗粒过滤器的方法的示意性流程图。

具体实施方式

参见附图，其中在各种附图中相同的附图标记用于表示相同的部件，图1示意性地示出了车辆10，其包括发动机12和排气后处理系统14。如可以理解的，发动机12可以燃烧燃料和空气的混合物，以为车辆10提供原动力。排气后处理系统14可以随后在燃烧副产物（即排气）从发动机12流出（通过流动箭头16表示）时引导和处理该燃烧副产物。通常，排气后处理系统14可以在气体从车辆10排出之前从排气流16除去悬浮颗粒物质和NO_x气体。在一种构造中，发动机12可以是压燃式柴油发动机；然而，可以类似地使用其他类型的发动机技术。

排气后处理系统14通常可以包括颗粒过滤器20，所述颗粒过滤器可以配置为从发动机12的排气过滤颗粒物质，即烟黑（soot）。颗粒过滤器20可以包括一个或多个基质22，其限定多个孔24，排气必须通过所述孔流动。在排气流经颗粒过滤器20时，悬浮的空气携带的颗粒物质会收集在基质22上，在该处，颗粒物质可以从排气流16中分离。

在车辆10的整个寿命中，颗粒过滤器20偶尔可需要再生，以除去任何收集的颗粒物质。在一种构造中，颗粒过滤器20的再生可以包括将颗粒过滤器20加热到足以燃烧掉基质22的颗粒物质的温度。这样的高温可以随后被保持达足以从基质22燃烧掉大多数颗粒物质的时间段。通常，“燃烧”颗粒物质的过程可包括将捕获的颗粒物质转换为允许被排放到大气中的二氧化碳。