提高scr系統的高抗硫性的模擬燃料硫傳感器的制造方法

提高scr系統的高抗硫性的模擬燃料硫傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明描述了一種提高SCR系統的高抗硫性的模擬燃料硫傳感器，裝置包括了排氣后處理系統和可通信地連接于該排氣后處理系統的控制器。控制器構成為確定排氣后處理系統的選擇性催化還原系統存在有相當多的鈍化,該鈍化至少部分是由高硫燃料所造成的。作為回應，控制器構成為啟動汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中的至少一個模式，管理模式配置為升高流過選擇性催化還原系統的排氣的溫度以燃盡選擇性催化還原系統內的大量硫酸銨且恢復選擇性催化還原系統的性能。
【專利說明】提高3(58系統的高抗硫性的模擬燃料硫傳感器
[0001]相關申請交叉引用
[0002]當前申請要求2013年6月28日提交的標題為“提高30？系統的高抗硫性的模擬燃料硫傳感器”的美國臨時專利申請第61/841,076號和2013年7月2日提交的標題為“提高30？系統的高抗硫性的模擬燃料硫傳感器”的美國臨時專利申請第61/842，290號的優先權，其在此通過引用而全部并入。

【背景技術】
[0003]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，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。
[0004]除了美國之外，在其他市場引入了更多嚴格的排放標準。例如，中國的國4/國5規定著重于達到較低的氮氧化物(勵3和顆粒標準。同時，來自印度、俄羅斯、和巴西的標準也促使發動機排放限制于歐4和歐5標準。


【發明內容】

[0005]本發明的一個實施方式涉及一種包括監控模塊和催化劑性能模塊的裝置。該監控模塊構成為對排氣后處理系統的排氣后處理參數進行監控。該催化劑性能模塊構成為基于高于預定的閾值的排氣后處理參數確定在排氣后處理系統的選擇性催化還原系統內存在有相當多的鈍化。
[0006]本發明的另一個實施方式涉及一種方法，該方法包括以下步驟:對排氣后處理系統的排氣后處理參數進行監控；確定排氣后處理參數高于預定的閾值；基于高于預定的閾值的排氣后處理參數確定在排氣后處理系統的一個組件經歷了相當多的鈍化；以及提供用于降低該組件內的鈍化量的命令。
[0007]本發明的再另外一個實施方式涉及一種包括后處理系統和控制器的裝置，控制器和后處理系統可通信地連接。該控制器構成為對排氣后處理系統的排氣后處理參數進行監控，且基于高于預定的閾值的排氣后處理參數確定在排氣后處理系統的選擇性催化還原系統內存在有相當多的鈍化。
[0008]本發明的其他另外一個實施方式涉及一種包括催化劑性能模塊和熱管理模塊的裝置。該催化劑性能模塊構成為確定在選擇性催化還原系統內存在至少部分是由高硫燃料所引起的相當多的鈍化。該熱管理模塊構成為從至少部分是由高硫燃料所引起的鈍化量中恢復選擇性催化還原系統的性能。
[0009]本發明的另一個實施方式涉及一種方法，該方法包括以下步驟:確定在選擇性催化還原系統內存在至少部分是由高硫燃料所引起的相當多的鈍化；以及啟動汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中的至少一種模式，該管理模式構成為提高排氣的溫度以燃燒選擇性催化還原系統內相當多的硫酸銨且恢復選擇性催化還原系統的性能。
[0010]本發明的其他另外一個實施方式涉及一種包括后處理系統和控制器的裝置，控制器和后處理系統可通信地連接。該控制器構成為確定在排氣后處理系統的選擇性催化還原系統內存在有相當多的鈍化，該鈍化至少部分是由高硫燃料所引起的。作為回應，該控制器確定為啟動汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中的至少一種模式，該管理模式配置為提高排氣的溫度以燃燒選擇性催化還原系統內相當多的硫酸銨且恢復選擇性催化還原系統的性能。
[0011]本發明所公開的主題中所述的特征、結構、優點和/或特性可以在一個或多個實施例和/或實現方式中以任何合適的方式組合。在下面的描述中，提供了許多具體細節以使本發明所公開的主題的實施例的能得到充分理解。相關領域技術人員將認識到本發明所公開的主題可以在無需一個或多個特定的特征、細節、組件、材料的情況下和丨或無需特定的實施例或實施方式的方法的情況下實踐。在其他實例中，在某些實施例和/或實施方式中可以認識到額外的特征和優點，這些額外的特征和優點可能不存在于所有的實施例或實現方式中。此外，在某些情況下，眾所周知的結構、材料或操作沒有被示出或詳細描述，從而避免掩蓋了本發明所公開的主題的各方面。本發明所公開的主題的特征和優點根據下面的描述和所附權利要求將變得更加顯而易見，或者可通過下文所述的主題的實踐來獲知。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是根據一個實施例的包括后處理系統的發動機系統的示意圖。
[0013]圖2是根據一個實施例的與圖1中的系統一起使用的控制器的示意圖。
[0014]圖3是根據一個實施例的確定排氣后處理系統的催化劑經歷了相當多的鈍化的方法的流程圖。
[0015]圖4是根據一個實施例的恢復選擇性催化還原系統的性能的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0016]參照附圖，一般來說，根據多個實施例，示出了選擇性催化還原(3(?)系統的催化劑的性能的恢復系統和方法。根據發動機的類型，排放規定有所不同。作為燃燒的副產品，壓燃式發動機往往會釋放出一氧化碳(⑶)、未燃碳氫化合物⑴!10、例如灰塵或煤煙灰那樣的發動機顆粒物(剛)、及氮氧化物(顯X〉。氧化型催化器，例如柴油氧化型催化器(000被引入排氣后處理系統以至少氧化一些排氣流內的顆粒物，降低排氣內的未燃烴和⑶以減少對環境有害的化合物，而且用于在30？催化器的勵X轉化中氧化一氧化氮(勵)以形成二氧化氮⑶00。為了移除顆粒物，顆粒物(91)過濾器通常安裝在氧化型催化器的下游，或者與氧化型催化器相連。然而，在一些排氣后處理系統中不含有？1過濾器。考慮到要降低勵X排放，應用包括了 30？系統的勵X還原催化器將勵X (在一些成分是勵和勵^轉化為隊和其他化合物。
[0017]根據當前記載，當離開排氣后處理系統的勵X量超過一個預定的值(或閾值)且沒有觸發故障事件(例如故障代碼)時，控制器確定30？系統的性能沒有達到期望(例如，30？催化器未能在期望的程度上將勵X充分轉化為隊和其他化合物)。基于較高的勵X離開量和未觸發的故障時間，控制器確定該沒有達到期望的性能是由與發動機一起使用的高硫燃料所導致的。作為高硫燃料的不完全燃燒的產物，硫顆粒伴隨著排氣進入到排氣后處理系統。伴隨任意還原劑(例如氨)的硫顆粒在30？系統內累積且使30？催化器的效率鈍化。然而，由高硫燃料所引起的鈍化實質上是可逆轉的。換句話說，實質上可以從30？催化器移除硫的沉積物來使催化器恢復其性能(例如將顯X轉化為凡和其他化合物的效率)。根據當前記載，控制器應用了至少一個熱管理模式以增加排氣的溫度且燃燒硫的沉積物使其不存在于30？催化器內。相應地，30？系統可以在維修技術員沒有到訪的情況下就得到恢復，而且可以延長30？催化器的壽命。
[0018]現參照圖1，根據實施例，示出了一個帶有與控制器連接的后處理系統的發動機系統。根據一個實施方式，每個系統都位于交通工具100之內。交通工具100可以是一般路面或越野路面的交通工具，包括但不限于:長途運輸卡車、中程卡車(例如皮卡〉、坦克、飛機、及其他任意類型的交通工具。在其他實施方式中，與后處理系統和發動機系統一起的控制器可以布置在非交通工具(例如柴油動力發電機)的配置之內。因此，盡管在圖1和本文中關于交通工具進行討論，但這種配置并不意味著是一種限定。
[0019]于是，參照圖1，交通工具100示出為包括:發動機110、空氣操作機120、排氣后處理系統130、操作者輸入/輸出(1/0)設備140、及控制器150。在操作中，新鮮空氣101(例如來自于交通工具100之外)被空氣處理機120所接收。空氣處理機120將新鮮空氣導向中冷器(0^)1120在一些實施方式中，空氣處理機120對新鮮空氣進行壓縮。由于空氣被壓縮(增加了其溫度)，中冷器112配置為降低空氣的溫度來防止熱空氣進入發動機110。在一些實施方式中，也向發動機110提供排氣再循環裝置發動機110除了接收空氣101之外，該發動機還從燃料系統113接收燃料。通過這種組合，發動機對燃料和空氣進行燃燒以產生使交通工具100發動的機械能。對燃料和空氣的燃燒產生了排氣。排氣被提供給排氣后處理系統130。排氣后處理在排氣通過例如交通工具100的排氣管釋放到環境中之前減少了排氣內的污染物(例如⑶、顯X、顆粒物、！1(:等等)。
[0020]如圖所示，控制器150與發動機110、空氣操作機120、排氣后處理系統130、操作者1/0設備140可通信地連接。可以通過任意數量的有線或無線連接來進行各組件之間的通信。例如，有線連接可包括:串行電纜、光纖電纜、第5類(0115)電纜、及任意其他形式的有線連接。相對的，無線連接可包括:因特網、II丨丨、蜂窩網絡、無線電等等。在一個實施方式中，控制器局部網⑷總線提供了信號、信息、和/或數據的交換。總線包括了任意數量的有線和無線連接。由于控制器150可通信地諒解與系統和交通工具100的組件，因此如圖1所示控制器150構成為從一個或更多的組件接收數據。數據可通過一個或更多的傳感器(例如連接于后處理系統130的勵X傳感器)來接收且用于執行在此所述的工序。
[0021]操作者1/0設備140允許交通工具的操作者與交通工具100和控制器150通信。例如，操作者1/0設備140可包括但不限于:交互式顯示器、一個或更多的按鈕和開關、觸摸屏、及與控制器150連接的其他任意設備。在一些實施方式中，1/0設備140可包括:電話、計算機、診斷工具、及離開交通工具100的其他任意設備，從而允許遠程控制。
[0022]作為在圖1中示出為引入交通工具100的組件，控制器150可以構成為電子控制模塊^(^)。￡(?可包括傳輸控制單元和交通工具內的其他任意的控制單元(例如排氣后處理控制單元、發動機控制單元、動力總成控制模塊等等)。因此，控制器150可實現為通用處理器、專用集成電路0310、一個或更多的現場可編程邏輯門陣列(沖以)、數字信號處理器(039)、一組處理組件、或其他合適的電子處理組件。而且，控制器150也可包括一個或更多的存儲設備。一個或更多的存儲設備(例如狀1、801、閃存、硬盤存儲器等等)可儲存數據、在此所述的模塊(例如模塊152)、和/或用于便于進行在此所述的各種工序的計算機代碼。因此，一個或更多的存儲設備可通信地連接于控制器150，向控制器150提供計算機代碼或指令，以執行在此所述的關于控制器150的工序。而且，一個或更多的存儲設備可以是或可以包括:有形的非瞬態易失性存儲器或非易失性存儲器。于是，一個或更多的存儲設備可包括:數據庫組件、目標代碼組件、腳本組件、或用于支持在此所述的各種活動和信息結構的其他任意類型的信息結構。
[0023]根據一個實施方式，發動機110構成為應用柴油燃料的壓燃式內燃機。然而，在多種替代性的實施方式中，發動機110可構成為應用其他任意類型的燃料(例如汽油)的其他任意類型的發動機(例如火花點火根據一個實施方式，燃料系統113包括用于發動機110的燃料噴射器的共軌(例如一條共享的燃料分配管用于發動機10的所有燃料噴射器
[0024]空氣處理機120將新鮮空氣101導向發動機110。空氣處理機120也將排氣導向排氣后處理系統130。空氣處理機120可構成為對進氣(例如新鮮空氣101)進行壓縮的壓縮機。空氣處理機120也可包括為了燃燒而將排氣回導到發動機的排氣再循環設備(例如閥或泵)。在某些其他實施方式中，空氣處理機120也可包括但不限于:進氣節流閥、排氣節流閥、幾何形狀可變的渦輪增壓器、排氣閥門渦輪增壓器、電子模塊化呢1\兩級渦輪增壓器、及機械增壓器。
[0025]排氣后處理系統130接收從發動機內的燃燒工序中產生的排氣。如圖1中的實施例所示，是一個柴油動力的交通工具100，排氣后處理系統130包括任意用于減少柴油排放的任意組件。同樣地，系統130可包括:選擇性催化還原系統、柴油氧化型催化器、柴油顆粒過濾器、供給柴油排氣流體的柴油排氣流體投配器、及用于對系統130進行監控的多個傳感器(例如勵X傳感器^如圖1所示，排氣后處理系統130包括有效地連接于車用尿素①即)罐和投配器134系統的30？系統132。801？系統132構成為降低勵X排放。來自02？系統134的02？流體噴射入30？系統132催化器上游的排氣流。在30？催化器，氨和二氧化碳將排氣流內的勵X轉化為凡和水($0)。根據一個實施方式，30？系統132使用釩基催化劑。此外，后處理系統130只包括30？系統(帶有02？系統)，但是不包括00“如圖1所示)。在其他實施方式中，后處理系統130也可包括？1過濾器、氨氧化(410?催化劑、00(^及任意其他排氣還原劑。此外，801？系統132也可應用其他催化劑(例如鑰)。
[0026]在任意的配置中，可應用多個傳感器來對系統130的操作進行監控。傳感器所獲得的信息可提供給控制器150。傳感器可布置于系統130的排氣入口和出口，以及各種其他位置。因此，傳感器可包括:流量傳感器、排氣傳感器(例如排氣由哪種化合物組成)、溫度傳感器、壓力傳感器、勵X傳感器、顆粒物傳感器等等。傳感器可構成為對一個或更多的排氣后處理參數進行監控。排氣后處理參數可包括但不限于:離開排氣后處理系統的勵X量、離開系統的排氣的溫度、進入排氣后處理系統的顯X的溫度和量、系統的催化器內的顆粒物(例如煤煙灰和灰塵)的量、及能提供后處理系統130的性能的指示的任意其他參數。如圖所示，傳感器136布置在30？系統132的出口附近。傳感器136對離開系統130的勵X量進行監控。在某些其他實施方式中，傳感器136也對離開系統130的排氣的溫度進行監控。
[0027]現參照圖2，根據一個實施例，示出一個用于交通工具的控制器，例如控制器150，用于對選擇性催化還原系統的沒有達到期望的性能進行檢測和響應。如圖2所示，控制器150包括多個模塊。這些模塊可構成為執行一個或多個在此所述的操作。
[0028]控制器150不出為包括:催化劑性能模塊152、后處理故障模塊154、熱管理模塊158、及后處理系統監控模塊156。由于高硫燃料會導致在30？系統132上存在有硫的沉積物，因此降低了其還原勵X排放的能力，因此隨著時間的經過，3(?系統132的效率會發生鈍化。因此，控制器150和在此所述的模塊構成為對30？系統的由高硫所造成的鈍化進行檢測且提供適當的改進命令。
[0029]后處理系統監控模塊156構成為對后處理系統130的組件進行監控。后處理監控模塊156接收與一個或更多的排氣后處理參數有關的數據。如上所述，排氣后處理參數可包括:進入排氣后處理系統的勵X的溫度和量、系統的催化器內的顆粒物(例如煤煙灰和灰塵)的量、及能提供后處理系統130的性能的指示的任意其他參數。為了獲得數據，后處理系統監控模塊156可通信地連接于后處理系統130內的一個或更多個傳感器(例如傳感器136)。盡管在圖1中示出了傳感器136在3(?系統132上，根據排氣后處理系統的不同，傳感器也可基于系統包括于各種組件(例如傳感器可包括于過濾器、000,艦傳感器等等)。因此，監控模塊156可接收與排氣后處理系統130內的特殊組件(例如30？系統)有關的數據。
[0030]催化劑性能模塊152接收來自監控模塊156的數據。基于與一個或更多的排氣后處理參數有關的數據，催化劑性能模塊152確定一個或更多的催化劑或其他組件在后處理系統內如何運行。例如，基于排氣流的流率降低，催化劑性能模塊152確定？1過濾器可能堵塞。如果一個或更多的排氣后處理參數工作在預設的范圍或條件之外，后處理故障模塊154基于預設的程序和來自監控模塊156的數據為任意的沒有達到期望的條件觸發一個故障事件。例如，當油壓的等級低于期望的操作范圍時，故障模塊154可觸發一個故障代碼。
[0031]在一個實施方式中，催化劑性能模塊152確定30？系統132的鈍化量。催化劑性能模塊152可基于比預定的閾值高的排氣后處理參數來進行確定。特別地，催化劑性能模塊154可確定由傳感器136測量的離開排氣后處理系統130的勵X量(排氣后處理參數)高于預設的閾值。可通過1/0設備140來設置閾值。在一個實施例中，閾值是7克每千瓦時然而，根據實際應用(例如所使用的發動機)，可應用各種其他值作為閾值。
[0032]當離開后處理系統的勵X量高于閾值時，催化劑性能模塊152確定30？催化器沒有充分地將勵X轉化為凡和水(例如30？系統內存在有鈍化量)。因此，后處理故障模塊154可基于該條件觸發一個或更多的故障事件。故障事件可包括但不限于:生成故障代碼、提供指示燈(例如在交通工具的儀表盤上有一個表示“檢查30？系統”的燈)、和/或基于由監控模塊156所檢測到的數據防止或企圖防止一個條件發生的操作條件的初始化。例如，當離開系統的勵X量高于預定的閾值時，控制器150可(通過故障模塊154)提供命令或使發動機減額。在減額的過程中，來自發動機的動力輸出被限制，從而使用更少的燃料，從而生成更少的勵X排放。然而，發動機的減額可能對于操作者來說沒有達到期望。例如，操作者正在企圖駕駛交通工具翻過一座小山或超過其他的交通工具，因此需要發動機有額外的動力量。
[0033]當還原劑性能模塊512確定離開后處理系統的勵X量高于預設的閾值且后處理故障模塊沒有觸發故障事件時，模塊152基于與發動機一起使用的高硫燃料確定30？系統內的鈍化量。當使用高硫燃料時，一部分硫在發動機110內沒有進行燃燒。這些硫的顆粒經過排氣后處理系統130后，隨著時間的經過，累積(在其他可能的位置之間)在30？系統132催化器上。這種累積降低了催化器對排放進行還原的效率，如上所述，可導致發動機減額條件。
[0034]然而，來自硫的鈍化是可逆的，從而硫和沉積物可被移除且恢復30？性能。因為鈍化(也稱為粉化)是可逆的，盡管離開的勵X量高于預定的閾值，故障模塊154也沒有觸發故障事件。因此，基于這些條件(例如勵X高于閾值等級且故障模塊154沒有觸發故障事件)，催化劑性能模塊152確定30？系統內的鈍化量至少部分是由高硫燃料所引起的。
[0035]當催化劑性能模塊152確定3(?系統的鈍化是由系統內的硫的沉積物所引起時，對熱管理模塊158進行操作以移除硫的沉積物且恢復30？系統的性能。熱管理模塊158構成為提供一個或更多的命令以增加流經30？系統的排氣的溫度，從而燃盡硫的沉積物。在一些實施方式中，溫度升高到燃盡由高硫燃料和注射入后處理系統130的02？流體所引起的硫酸銨的沉積物。根據一個實施例，熱管理模塊158構成為將排氣的溫度升高到至少300攝氏度。因此，熱管理模塊158向控制器150提供命令，以從30？系統移除和/或燃盡硫，從而避免可能發生的發動機減額條件。
[0036]熱管理模塊158可包括至少一個操作模式，該操作模式規定了用于增加排氣溫度的命令。根據一個實施方式，熱管理模塊158包括:汽缸內管理模式、汽缸外管理模式、及高硫燃料保護模式。汽缸內管理模式構成為通過影響汽缸內的條件(將在下面進行解釋)來增加排氣溫度，同時汽缸外管理模式應用外部組件來增加排氣溫度。
[0037]在汽缸內管理模式中，控制器150向一個或更多的交通工具系統、子系統、和/或交通工具系統的組件提供命令，以將氣流限制到發動機的汽缸的進氣側和發動機的汽缸的排氣側中的至少一側，以在汽缸內的燃燒事件之后噴射大量燃料，以為發動機的燃料系統的共軌設置壓力。在一些實施方式中，控制器150通過至少部分地關閉發動機110的一個或更多的汽缸的進氣節流閥來限制氣流。在其他實施方式中，控制器通過至少部分地關閉發動機110的一個或更多的汽缸的排氣節流閥來限制氣流。在某些實施方式中，控制器150至少部分地關閉發動機110的一個或更多的汽缸的進氣節流閥和排氣節流閥。低氣流傾向于導致富油燃燒條件(例如相對于化學計算條件，有比完全燃燒所需更多的燃料與貧油燃燒條件相對的是，富油燃燒條件傾向于導致更低的汽缸內燃燒溫度。更低的汽缸內燃燒溫度傾向于導致相對較少的顯X產量。其進一步預防了產生顯X且降低了從傳感器136讀出的顯X量。除了降低氣流，控制器150也可向汽缸內的后注燃料提供命令(例如在發生燃燒之后將大量燃料注射入汽缸在汽缸內后注燃料傾向于蒸發而不是燃燒。然而，未燃燒的后注燃料與排氣后處理系統130內的一種或更多的催化劑(例如30？系統132催化劑)發生化學反應后產生熱(例如放熱反應)，其升高了 30？系統132內的排氣的溫度。最終，控制器150提供命令以減少燃料系統113將燃料泵送入用于發動機110的燃料噴射器的共軌。其結果是，控制器150降低了共軌壓力。根據一個實施方式,控制器150與共軌一起應用壓力傳感器且將共軌壓力降低到低于1800巴。應用這些命令，控制器150可以增加流過過后處理系統130的排氣的溫度，以燃盡30？系統132催化器上的硫酸銨沉積物。
[0038]在一些實施方式中,控制器150將汽缸關閉操作模式和汽缸內管理模式的命令進行組合。在汽缸關閉的過程中，發動機110內的一個或更多的汽缸鈍化。例如，對于四缸發動機，在發動機的完全燃燒循環中，四個汽缸中只有兩個汽缸注射進了燃料。沒有注射進燃料的兩個汽缸有效地使進氣經過汽缸進入排氣后處理系統。因此，當使用汽缸內管理模式時，相對于汽缸“關閉”，控制器150向經歷或設計為經歷燃燒事件的汽缸提供命令。于是，汽缸內管理模式在汽缸關閉模式中也提高了排氣溫度，所提高的排氣溫度燃盡在3(?系統催化器上的硫酸銨沉積物。
[0039]以下示出使用汽缸內管理模式的示例性的配置。第一種配置可具有空氣操作機120，其構成為帶有提供用于控制進氣和/或排氣閥的命令的1以。共軌壓力可降低到低于或等于1800巴且應用后注方式。30？系統132可使用釩基催化劑。第二種配置可具有空氣操作機120，其構成為電子模塊化呢1，低于或等于1800巴的共軌壓力，與釩基30？系統一起使用后注式。第三種配置可具有空氣操作機120，其構成為乂以，低于或等于1800巴的共軌壓力，與釩基30？系統一起使用后注式。在這三種配置的每一種中，發動機100可構成為使用柴油燃料的壓燃式發動機。發動機110的示例性的配置包括:2.8/3.8/4.5/6.7/8.9/9.5升排量的柴油發動機。在這三種配置的每一種中，可應用汽缸關閉模式。
[0040]在汽缸外管理模式，控制器150提供指令以啟動加熱器對排氣溫度進行加熱來燃盡硫酸銨沉積物。加熱器138(圖1)可包括燃燒器和熱力偶塞中的至少一個。如圖1所示，加熱器138是30？系統132的一部分。根據多個其他實施方式，加熱器138可位于當排氣流經30？系統132時允許加熱器將排氣加熱到一個溫度的任意位置，從而被加熱的排氣燃盡了硫酸銨沉積物且恢復了 30？系統132的性能。
[0041]以下示出使用汽缸外管理模式的示例性的配置。第一種配置可具有空氣操作機120，其構成為呢1、電子模塊化呢1、或7以、燃燒器(加熱器138)、及釩基30？系統132催化劑。第二種配置可具有空氣操作機120，其構成為呢1、電子模塊化熱力偶塞(加熱器138)、及釩基30？系統132催化劑。類似于在汽缸內管理模式所使用的配置，發動機100可構成為使用柴油燃料的壓燃式發動機。發動機110的示例性的配置包括:2.8/3.8/4.5/6.7/8.9/9.5升排量的柴油發動機。
[0042]上述與汽缸內管理模式和汽缸外管理模式相關的配置并不意味著是一種限制，而是也可以是很多其他配置。示例性的配置示出了控制器150啟動哪個模式所需要的實施方式。例如，當交通工具具有:2.8升柴油發動機、電子模塊化呢1、及釩基30？催化劑時，控制器150可啟動汽缸內管理模式且提供命令以進行后注，共軌壓力低于或等于1800巴。在另一個實施例中，當交通工具包括2.8升柴油發動機^以、燃燒器、及釩基30？催化劑時，控制器150可啟動汽缸外管理模式且提供命令以啟動燃燒器。因此，基于交通工具系統的配置，控制器150確定啟動哪個操作模式。
[0043]根據多個替代性的實施方式，用戶通過1/0設備140可設置默認的操作模式(例如汽缸內管理模式然而，在交通工具100內部存在加熱器，例如加熱器138的話，控制器可以只應用汽缸內管理模式。在也包括燃燒器的配置中，控制器150可以基于如上所述的交通工具的配置選擇來啟動哪個模式。
[0044]在汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中，控制器150提供命令以提升經過30？系統的排氣的溫度，直到30？的性能恢復為止。在一個實施方式中，控制器150對排氣的溫度持續時間進行控制以通過對30？系統催化劑的催化圖和催化劑效率進行比較來燃盡硫酸銨的量。30？催化劑可以是釩基、鑰基、鎢基、或其他。在一些實施方式中，在控制器150的存儲設備中儲存多個30催化圖。每種催化劑傾向于有不同的效率圖。每種催化劑的效率可基于勵X的還原率和/或量。例如，基于要進入排氣后處理系統130的勵X，每種30催化劑設計為按照基于催化劑的類型的某個百分比對進入的勵X量進行還原。如果離開系統的勵X量低于該百分比(例如通過傳感器136)，控制器150可以確定該效率還還未被恢復且繼續提供命令以提高排氣溫度。一旦勵X轉換量等于或高于30？催化劑比效率，控制器150可停止對排氣進行加熱，因為30？性能已經恢復了。可通過操作者用1/0設備140對催化劑效率進行設置，本身帶有特別的催化劑，或者以任意可能的方式來定義。因此，在某些實施方式中，被加熱的排氣只燃盡某部分硫的沉積物和硫酸銨以恢復性能。在其他實施方式中，被加熱的排氣實質上燃盡3(?系統內的所有硫和硫酸銨的沉積物。被燃燒的量基于希望與30？催化劑的限制相關的效率(例如無法獲得比30？催化劑所能達到的轉化率更高的轉化率)。盡管如此，由于30？催化劑可以根據系統來改變，管理模式的持續時間時間也可以基于鈍化量和燃盡硫的沉積物以達到想要的效率所需的時間來改變。
[0045]最后，除了汽缸內和汽缸外管理模式，熱管理模塊158也可包括高硫燃料保護模式。高硫燃料保護模式構成為要求發動機系統只應用低硫燃料或者執行一些后處理清潔方法。例如，當啟動該模式時，控制器150可以通過1/0設備140向操作者提供一個通知以獲得一個相對較低的硫燃料和/或將交通工具交給技術人員讓其提供服務(例如清潔30？系統132)。可選擇地啟動或停止高硫燃料保護模式。例如，如果離開系統130的勵X量超過第二閾值，第二閾值高于用于通過高硫燃料來表示30？系統鈍化的第一閾值的話，那么可以啟動高硫燃料保護模式。操作者通過1/0設備140可設置第二閾值的級別，或者可以用控制器150基于交通工具的配置來預設(例如可以基于在30？系統使用哪種催化劑)。在另一個實施例中，只有當汽缸內和丨或汽缸外管理模式無法恢復30？性能時才啟動高硫燃料保護模式(例如應變模式)。
[0046]于是，熱管理模塊158構成為通過啟動一個或更多的操作模式來恢復30？性能。控制器150配置為與交通工具100內的一個或更多的組件一起執行這些命令。例如，控制器150可以指令:進氣閥部分關閉；減少空氣操作機120的泵送以減少進入發動機的空氣；限制燃料泵送以減少共軌壓力；以及其他。通過恢復30？系統的性能，可以避免發動機減額條件。這對于交通工具的操作者來說可能是有吸引力的。
[0047]現參照圖3，示出了根據一個實施例的工序300的流程圖，在工序300確認排氣后處理系統的催化劑經歷了相當多的鈍化。應用工序300來確定30？系統經歷了高硫燃料所造成的相當多的鈍化。可以用控制器150的一個或更多的模塊來執行工序300，例如催化劑性能模塊152和監控模塊156。
[0048]工序300包括:對排氣后處理系統的排氣后處理參數進行監控(301)。如上所述，排氣后處理參數可包括但不限于:離開排氣后處理系統的勵X的量、離開系統的排氣的溫度、系統的催化器內的顆粒物(例如煤煙灰和灰塵)的量、及能提供后處理系統130的性能的指示的任意其他參數。工序300進一步包括:確定排氣后處理參數高于預定的閾值(302)。例如，離開排氣后處理系統的勵X的量高于7克每千瓦時，可高于作為預設的閾值的7克每千瓦時。基于高于預定的閾值的排氣后處理參數，控制器，例如控制器150，確定是否觸發了故障事件(303).例如，如果生成了故障代碼，控制器150可以啟動車載診斷工序。如果沒有觸發故障事件，控制器，例如控制器150，確定排氣后處理系統的組件經歷了相當多的鈍化(304^如上所述，由于當30？系統的鈍化是高硫燃料所導致時可逆的，盡管勵X高于閾值，也沒有觸發故障事件。因此，在這種情況下，確定經歷了鈍化的組件是30？系統，該鈍化至少部分是基于高硫燃料的。在一個實施方式中，其是一個確定被降解的釩基30？系統。基于確定了排氣后處理系統的一個組件經歷了相當多的鈍化，提供一個命令以減少鈍化的量(305)0在一些實施方式中，該命令構成為避免發動機減額事件。該命令也可構成為降低30？系統內硫和/或硫酸銨的量。因此，控制器150可應用一種或更多的熱管理模式來移除硫的沉積物。
[0049]現參照圖4，示出了根據一個實施例的工序400的流程圖，在工序400對30？系統的性能進行恢復。類似于工序300，可以用控制器150的一個或更多的模塊，例如熱管理模塊158，來執行工序400。因此，可以用如圖1所示的系統來執行工序400和工序300。
[0050]工序400包括:確定高硫燃料造成了 30？系統的相當多的鈍化(401)。在一個實施方式中，工序401基于工序300的操作。在另一個實施方式中，工序401基于任意其他的去頂30？鈍化是基于高硫燃料的使用的工序。為了恢復30？系統的性能，至少啟動汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中的一個模式(402).可以基于操作者的輸入、預設的默認值、或排氣后處理系統和/或交通工具系統的配置來確定啟動哪個模式。例如，如果后處理系統包括加熱器，默認的模式可以是汽缸外模式。
[0051]如果控制器，例如控制器150，編程為將汽缸內管理模式初始化為默認值(由于任何其他原因)，該控制器提供一系列設計為增加排氣的溫度以移除30？系統內的硫的沉積物的命令。這些命令如工序403-405所示:將氣流限制到發動機的汽缸的進氣側和發動機的汽缸的排氣側中的至少一側(403)；在汽缸的燃燒事件之后噴射大量燃料(404)；以及為發動機的燃料系統的共軌設置壓力(405).在一些實施方式中，例如在汽缸關閉模式中，也可以關閉汽缸(工序406)。如上所述，應用這些條件，排氣溫度上升到允許被加熱的排氣燃盡3(?系統內的硫酸銨的沉積物。
[0052]如果后處理系統包括加熱器，例如加熱器138，則控制器可以選擇啟動汽缸外管理模式來替代汽缸內管理模式。此時，啟動加熱器以加熱排氣來燃盡30？系統內的硫酸銨(407)。
[0053]如上所述，汽缸內和汽缸外管理模式的持續時間可能基于對后處理系統所使用的催化劑的催化圖和催化劑效率進行的比較(408).在一個實施方式中，釩基30？催化劑與3(?系統一起使用。因此，該圖用于釩基3(?催化劑。然而，因為其他類型的催化劑可與3(?系統一起使用，基于使用了哪種催化劑，圖各不相同。于是，基于30？系統內的催化劑，汽缸內和汽缸外管理模式中的任意一個的操作的持續時間都不同。
[0054]工序400可以在催化劑效率恢復(例如30？性能恢復)之后結束。在一些實施方式中，如果催化劑效率在預設的時間量內沒有恢復，配置允許啟動汽缸內或汽缸外管理模式。例如，在工序403-405(汽缸內管理模式)操作了 10分鐘后催化劑效率還是沒有恢復的話(工序408),控制器可以啟動汽缸外管理模式(工序407)。該時間幀可以被預設，由操作員來規定，可由操作員根據自己的判斷通過1/0設備，例如1/0設備140，來調節。由于并非所有的后處理系統都包括加熱器，例如熱力偶塞或燃燒器，因此并非所有的系統都具備在設計為移除30？系統內由高硫燃料所造成的硫酸銨的熱管理模式之間切換的能力。
[0055]在某些實施方式中，工序400也包括啟動高硫燃料保護模式(409)。如上所述，可基于排氣參數高于第二閾值、在操作范圍之內或之外、或者其他特定條件來啟動高硫燃料保護模式，從而確保了后處理系統保護。高硫啟動模式(例如服務技術人員清潔30？系統)的細節可以在控制器150內定義和/或由1/0設備140來設置或調整。
[0056]總而言之，工序400使30？性能從可逆的鈍化恢復過來。
[0057]上述的流程示意圖和方法示意圖一般作為邏輯流程圖來說明。由此，記載的順序和標記的步驟表示了有代表性的實施方式。可以設想其他步驟、順序、和方法在功能、邏輯、或效果上等價于示意圖中所示出的方法中的一個或更多的步驟或其部分。
[0058]此外，用于提供對示意圖的邏輯步驟的解釋的格式和符號不應理解為對圖所示處的方法的范圍的限制。盡管在示意圖中使用了各種箭頭類型和線的類型，這并不應當理解為是對相應的方法的范圍的限制。實際上，一些箭頭或其他連接物可用于只表示一個方法的邏輯流程。例如，一個箭頭可表示對所述方法所列舉的步驟之間的未指定的持續的等待期或監控期。此外，一個特殊的方法內產生的順序可嚴格遵循或不遵循所示的相應步驟的順序。
[0059]本說明書中許多功能模塊被標記為模塊，從而更特別強調它們的實施的獨立性。例如，一個模塊可以用硬件電路來實現，包括定制乂131電路或門陣列、如邏輯芯片、晶體管、或其他分立元件那樣的現成半導體。一個模塊也可以用可編程的硬件設備來實現，例如現場可編程邏輯門陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯設備等等。
[0060]模塊也能用軟件來實現以被各種處理器執行。可執行代碼的識別模塊例如可包括一個或更多的計算機指令的物理或邏輯塊，例如可編為對象、過程、或函數。盡管如此，識別模塊的可執行并不需要物理上放在一起，可包括存儲在不同位置的分離的指令，當在邏輯上結合時組成模塊且達到該模塊所宣稱的目的。
[0061]實際上，計算機可讀程度代碼的模塊可以是一個單獨的指令，或許多指令，甚至可以分布于一些存儲設備的不同的程序中的一些不同的代碼段。類似地，此處可在模塊內識別和示出操作數據，操作數據也可用任意合適的形式實現且編入任意合適類型的數據結構。操作數據可被收集作為單獨的數據集合，或者也可以分布在不同地點，包括不同的存儲設備，也可以至少部分地只作為系統或網絡上的電信號而存在。當模塊或模塊的一部分以軟件來實現時，可在一個或更多的計算機可讀介質上存儲和/或傳送計算機可讀程度代碼。
[0062]計算機可讀介質可以是有形的存儲有計算機可讀程序代碼的計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質可以是例如但不限于:電、磁、光、電磁、紅外線、全息、微機械、或半導體系統、裝置、或設備或者上述的任意合適的組合。
[0063]計算機可讀介質的更多特別的例子包括但不限于:便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(狀的、只讀存儲器￠01)、可擦除可編程只讀存儲器伍？1？01或閃存)、便攜式只讀存儲光盤(0)-801)、數字多功能光盤(1^0)、光存儲設備、磁存儲設備、全息存儲設備、微機械存儲設備、或者上述的任意合適的組合。在本說明書的上下文中，計算機可讀存儲介質可以是任意有形的包含和/或存儲了被用于指令執行系統、裝置、或設備或與其有關的計算機可讀程序代碼的介質。
[0064]計算機可讀介質也可以是計算機可讀信號介質。計算機可讀信號介質可包括以計算機可讀程序代碼實現的傳播數字信號，例如在基帶上或在載波的一部分上。這種傳播信號可采用各種形式，包括但不限于:電、電磁、磁、光或者上述的任意合適的組合。計算機可讀信號介質可包括任意不是計算機可讀存儲介質且能通信、傳播、或傳輸被用于指令執行系統、裝置、或設備或與其有關的計算機可讀程序代碼的計算機可讀介質。計算機可讀信號介質上的計算機可讀程序代碼可用任意適當的介質進行傳輸，包括但不限于:無線、有線、光纖電纜、射頻(即)等等或者上述的任意合適的組合。
[0065]在一個實施方式中，計算機可讀介質可包括一個或更多的計算機可讀存儲介質和一個或更多的計算機可讀信號介質的組合。例如，計算機可讀程序代碼可以既作為電磁信號通過光纖電纜來傳播以被處理器執行，也存儲于狀1存儲設備以被處理器執行。
[0066]可用一種或更多的編程語言的組合來編寫用于執行本發明的各方面的操作的計算機可讀程序代碼，包括面向對象的編程語言，例如了狀21、&1121111^11 0+等等，和傳統的過程編程語言，例如“0”編程語言或類似的編程語言。計算機可讀程序代碼可全部在用戶的計算機上執行、一部分在用戶的計算機上執行、作為一個單機軟件包、一部分在用戶的計算機一部分在遠程計算機上執行或者全部在遠程計算機上執行。在后面的方式中，遠程計算機可通過任意類型的網絡與用戶的計算機連接，包括局域網(1燦0或廣域網(1燦0，或者可用外部計算機連接(例如使用因特網服務供應商通過因特網)。
[0067]程序代碼也可存儲于計算機可讀介質，其能指引計算機、其他可編程數據處理裝置、或其他設備來以特殊的方式運行，從而存儲在計算機可讀介質內的指令提供了對生產的限制，包括執行在示意流程圖和/或示意框圖或框內特定的功能/動作的指令。
[0068]本發明所公開的內容可以以其他具體形式體現而不背離其精神或本質特征。所述實施例被認為在所有方面都僅是說明性的而不是限制性的。本公開的范圍因此由所附的權利要求不是由前面的描述來表明。所有在權利要求的等同物的含義和范圍內的變化都在其范圍之內。
【權利要求】
1.一種裝置，其特征在于， 包括催化劑性能模塊和熱管理模塊， 該催化劑性能模塊構成為確定選擇性催化還原系統存在有相當多的鈍化，該鈍化至少部分是由高硫燃料所造成的， 該熱管理模塊構成為從至少部分是由高硫燃料所造成的鈍化量中恢復選擇性催化還原系統的性能。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于， 所述熱管理模塊包括汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中的至少一個模式，該模式構成為增加排氣的溫度以燃燒選擇性催化還原系統內的由高硫燃料所造成的大量硫酸銨且恢復選擇性催化還原系統的性能。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于， 對硫酸銨的量進行燃燒的排氣的溫度的持續時間基于對選擇性催化還原系統的催化劑的催化圖和催化劑效率所進行的比較。
4.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于， 汽缸內管理模式構成為提供命令，從而: 將氣流限制到發動機的汽缸的進氣側和發動機的汽缸的排氣側中的至少一側； 在汽缸內的燃燒事件之后噴射大量燃料；以及 為發動機的燃料系統的共軌設置壓力。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于， 使用可控的空氣處理機來限制氣流，該可控的空氣處理機包括進氣節流閥、排氣節流閥、幾何形狀可變的渦輪增壓器、及排氣閥門渦輪增壓器中的至少一個。
6.根據權利要求述2所述的裝置，其特征在于， 所述汽缸外管理模式構成為提供命令以啟動加熱器，該加熱器將排氣的溫度加熱到對選擇性催化還原系統內的硫酸銨的量進行燃燒。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于， 所述加熱器包括燃燒器和熱力偶塞中的至少一個。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于， 所述選擇性催化還原系統包括釩基選擇性催化還原系統。
9.一種方法，包括以下步驟: 確定選擇性催化還原系統存在有相當多的鈍化，該鈍化至少部分是由高硫燃料所造成的；以及 啟動汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中的至少一個模式； 該方法的特征在于， 該模式構成為增加選擇性催化還原系統內的排氣的溫度以燃盡選擇性催化還原系統內的大量硫酸銨且恢復選擇性催化還原系統的性能。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于， 對硫酸銨的量進行燃燒的排氣的溫度的持續時間基于對選擇性催化還原系統的催化劑的催化圖和催化劑效率所進行的比較。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于， 所述汽缸內管理模式包括: 將氣流限制到發動機的汽缸的進氣側和發動機的汽缸的排氣側中的至少一側； 在汽缸內的燃燒事件之后噴射大量燃料；以及 為發動機的燃料系統的共軌設置壓力。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于， 使用可控的空氣處理機來限制氣流，該可控的空氣處理機包括進氣節流閥、排氣節流閥、幾何形狀可變的渦輪增壓器、及排氣閥門渦輪增壓器中的至少一個。
13.根據權利要求9所述的方法，其特征在于， 所述汽缸外管理模式包括啟動加熱器，該加熱器將排氣的溫度加熱到對選擇性催化還原系統內的硫酸銨的量進行燃燒。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于， 所述加熱器包括燃燒器和熱力偶塞中的至少一個。
15.根據權利要求9所述的方法，其特征在于， 所述選擇性催化還原系統包括釩基選擇性催化還原系統。
16.一種裝置， 包括排氣后處理系統和控制器， 該排氣后處理系統包括選擇性催化還原系統， 該控制器可通信地連接于該排氣后處理系統， 該控制器構成為: 確定選擇性催化還原系統存在有相當多的鈍化，該鈍化至少部分是由高硫燃料所造成的；以及 啟動汽缸內管理模式和汽缸外管理模式中的至少一個模式； 該裝置的特征在于， 該模式構成為增加選擇性催化還原系統內的排氣的溫度以燃盡選擇性催化還原系統內的大量硫酸銨且恢復選擇性催化還原系統的性能。
17.根據權利要求16所述的裝置，其特征在于， 對硫酸銨的量進行燃燒的排氣的溫度的持續時間基于對選擇性催化還原系統的催化劑的催化圖和催化劑效率所進行的比較。
18.根據權利要求16所述的裝置，其特征在于， 所述選擇性催化還原系統是釩基的。
19.根據權利要求16所述的裝置，其特征在于， 所述汽缸外管理模式包括啟動加熱器，該加熱器將排氣的溫度加熱到對選擇性催化還原系統內的硫酸銨的量進行燃燒。
20.根據權利要求16所述的裝置，其特征在于， 所述汽缸內管理模式包括: 將氣流限制到發動機的汽缸的進氣側和發動機的汽缸的排氣側中的至少一側； 在汽缸內的燃燒事件之后噴射大量燃料；以及 為發動機的燃料系統的共軌設置壓力。
【文檔編號】F01N11/00GK104405485SQ201410294157
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】鎖國濤, R·J·阿西默, P·V·加里梅拉 申請人:康明斯有限公司