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CN114375366B - 用于减轻doc/dpf系统的高硫燃料影响的系统和方法 - Google Patents

用于减轻doc/dpf系统的高硫燃料影响的系统和方法 Download PDF

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CN114375366B CN201980100365.2A CN201980100365A CN114375366B CN 114375366 B CN114375366 B CN 114375366B CN 201980100365 A CN201980100365 A CN 201980100365A CN 114375366 B CN114375366 B CN 114375366B
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Abstract

一种系统和方法,包括通过与后处理系统相关联的控制器确定启用条件的满足,并且响应于启用条件的满足,通过控制器暂停后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料。该系统和方法还包括在暂停碳氢化合物定量给料后,通过控制器监测后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。

Description

用于减轻DOC/DPF系统的高硫燃料影响的系统和方法
技术领域
本公开内容总体上涉及用于与内燃发动机一起使用的后处理系统。
背景
后处理系统用于处理由内燃发动机产生的废气。后处理系统可以包括选择性催化还原系统,该选择性催化还原系统被配制成在催化剂和还原剂的存在下还原废气中的氮氧化物(oxide of nitrogen)。后处理系统还可以包括颗粒过滤器以从废气中去除碎片和其他颗粒,以及氧化催化器(oxidation catalyst)以氧化来自废气的一氧化氮和碳氢化合物。通过使用后处理系统处理废气,后处理系统降低废气中有害排放物(emission)的水平,否则这些有害排放物将被排放到大气中。然而,当今的后处理系统由于其配置和它们操作的方式而具有局限性。
概述
根据本公开内容的一个方面,方法包括:通过与后处理系统相关联的控制器确定启用条件(enabling condition)的满足;响应于启用条件的满足,通过控制器暂停后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料(hydrocarbon dosing);以及在暂停碳氢化合物定量给料后,通过控制器监测后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件(light-off shiftcondition)。
根据本公开内容的另一个方面,非暂时性计算机可读介质具有存储在其上的计算机可读指令,该计算机可读指令当通过后处理系统的控制器执行时使控制器:确定启用条件的满足;在满足启用条件后,暂停后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及在暂停碳氢化合物定量给料后,通过控制器监测后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。
根据本公开内容的又一个方面,系统包括:具有氧化催化器的后处理系统以及与后处理系统相关联的控制器。控制器被配置成:确定启用条件的满足;在满足启用条件后,暂停后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及在暂停碳氢化合物定量给料后,通过控制器监测后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。
应当理解,前述概念和下文更详细讨论的另外的概念(假设这样的概念不相互不一致)的所有组合被设想为本文公开的主题的一部分。特别地,出现在本公开内容的结尾处的所要求保护的主题的所有组合被设想为本文公开的主题的一部分。
附图简述
结合附图,本公开内容的前述特征和其他特征从以下描述和所附权利要求中将变得更充分明显。理解这些附图仅描绘了根据本公开内容的若干种实施方式并且因此不应被认为是对其范围的限制,将通过使用附图以另外的特征和细节来描述本公开内容。
图1是根据本公开内容的一些实施方案的后处理系统的示例性框图。
图2是根据本公开内容的一些实施方案的图1的后处理系统的控制器的示例性框图。
图3是根据本公开内容的一些实施方案的概括通过图2的控制器进行的用于修改图1的后处理系统的再生循环的操作的示例性流程图。
图4是根据本公开内容的一些实施方案的概括通过图2的控制器进行的用于修改图3的再生循环的另外的操作的示例性流程图。
贯穿以下详细描述参考附图。在附图中,相似的符号通常标识相似的部件,除非上下文另外指示。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不意味着是限制性的。可以利用其他实施方式,并且可以作出其他改变,而不偏离此处呈现的主题的精神或范围。将容易理解的是,如本文通常描述和附图中说明的本公开内容的方面可以以各种各样的不同配置被布置、替代、组合和设计,所有配置被明确地设想并且构成本公开内容的一部分。
详述
本申请涉及一种后处理系统,该后处理系统被设计成处理从发动机排放的废气。后处理系统可以在将经处理的废气释放到大气中之前从废气中去除多种类型的不合意的成分。后处理系统可以包括氧化催化器以氧化一氧化氮并且分解来自从发动机排放的废气的未燃烧的碳氢化合物。废气还可以穿过颗粒过滤器以从废气中去除颗粒物质,诸如烟灰。后处理系统可以另外地包括分解室,该分解室接收还原剂,该还原剂被转化成气态氨并且与离开颗粒过滤器的废气混合。废气和气态氨的混合物被转移到选择性催化还原(“SCR”)系统,其中气态氨在废气被释放到大气中之前被催化以还原废气中的NOx。
当废气穿过颗粒过滤器时,废气中的颗粒物质诸如烟灰可以被捕集在颗粒过滤器的表面或壁上。随着颗粒物质在颗粒过滤器的这些表面或壁上积聚,颗粒过滤器的效率降低。为了保持颗粒过滤器的效率或减少颗粒过滤器的劣化(degradation),周期性地将颗粒过滤器加热到足够高的温度,以燃烧被捕集的颗粒物质并使过滤器再生。在一些实施方案中,颗粒过滤器的温度可以通过在氧化催化器的上游注入碳氢化合物燃料来升高。注入的碳氢化合物可以在氧化催化器内被氧化以产生热量并升高废气的温度。当加热的废气行进到颗粒过滤器时,来自废气的热量可以引起被捕集的颗粒物质燃烧,从而使颗粒过滤器再生。通过将碳氢化合物注入到氧化催化器中来周期性再生颗粒过滤器的每个循环在本文中被称为再生循环。
一些交通工具或应用可以使用具有高硫含量的燃料。在这些交通工具或应用中,燃料中的至少一些硫可以穿过从发动机排放的废气。因此,废气也可以包含高硫含量。这种高硫含量可以使氧化催化器中毒。具体地,氧化催化器被配置成在某些温度(例如,约250℃和高于250℃)最佳地或正常地操作。当最佳地操作时,氧化催化器氧化在再生循环期间被注入到氧化催化器中的大部分或大体上所有的碳氢化合物。在最佳操作期间在氧化催化器的入口处的温度在本文中被称为起燃温度。废气内的高硫含量可以使氧化催化器的起燃温度转变(例如,升高),从而使氧化催化器中毒。
当氧化催化器中毒(例如,氧化催化器的起燃温度转变(例如,升高))时,氧化催化器在再生循环期间在起燃温度不再氧化大部分注入的碳氢化合物。例如,如果氧化催化器的起燃温度为约250℃,在高硫含量的情况下,起燃温度可以升高到约290℃。在这些情况下,在低于290℃,氧化催化器不能有效地氧化大部分注入的碳氢化合物。在再生循环期间,如果在基于起燃温度的固定温度将碳氢化合物定量给料或注入到氧化催化器中,则如果氧化催化器的起燃温度已经转变,较大量的定量给料的碳氢化合物可以通过氧化催化器泄露(slip)。通过氧化催化器泄露的未氧化的碳氢化合物可以降低颗粒过滤器和SCR系统的效率,这进而可以影响废气的整体处理并且可以可能地导致违反某些排放标准。
本公开内容提供了一种用于检测氧化催化器的起燃温度的转变并且修改进入氧化催化器的碳氢化合物定量给料的有效机制。
现在参考图1,示出了根据本公开内容的一些实施方案的后处理系统100的示例性框图。后处理系统100被配置成接收来自发动机105的废气。发动机105可以是压缩点火式内燃发动机(compression ignited internal combustion engine)诸如柴油发动机,火花点火式内燃发动机(spark-ignited internal combustion engine)诸如汽油发动机,或者任何其他类型的发动机诸如天然气发动机、双燃料发动机、生物柴油发动机、E-85发动机等。发动机105排放由于来自大气的空气与燃料的燃烧的废气。废气从发动机105经由入口导管110排放到壳体115中。
壳体115界定内部容积,用于处理废气的一种或更多种元件被布置在该内部容积内。为了承受操作条件,壳体115可以由刚性、耐热和耐腐蚀的材料诸如不锈钢、铁、铝、金属、陶瓷或任何其他合适的材料形成。尽管壳体115在图1中已经被示出为具有特定的形状和尺寸,但是壳体可以具有任何合适的横截面(例如,圆形、正方形、矩形、卵形、椭圆形、多边形等)和任何合适的尺寸。壳体115可以容纳氧化催化器120,用于氧化一氧化氮并分解来自废气的未燃烧的碳氢化合物。在一些实施方案中,氧化催化器120可以是柴油氧化催化器(“DOC”)或适合用于后处理系统100的其他类型的氧化催化器。
在一些实施方案中,后处理系统100可以包括用于选择性地将碳氢化合物(例如,燃料)注入到氧化催化器120中的碳氢化合物引入组件(hydrocarbon insertionassembly)125。氧化催化器120可以催化碳氢化合物的点燃,以便在再生循环期间升高废气的温度。在一些实施方案中,后处理系统100还可以包括在壳体115内的颗粒过滤器130。颗粒过滤器130可以被布置在氧化催化器120的下游或上游。当被定位在氧化催化器120的“上游”时,颗粒过滤器130可以被定位在入口导管110和氧化催化器之间,使得离开颗粒过滤器的废气进入氧化催化器。当被定位在氧化催化器120的“下游”时,如所示出的,颗粒过滤器130可以被定位在氧化催化器和选择性催化还原(“SCR”)系统135之间,使得离开氧化催化器的废气进入颗粒过滤器。在一些实施方案中,颗粒过滤器130的一个实例可以被设置在氧化催化器120的上游和下游两者。在一些实施方案中,颗粒过滤器130的多个实例可以被设置在氧化催化器120的上游和/或氧化催化器的下游。
颗粒过滤器130可以被配置成从废气中去除颗粒物质(例如,烟灰、碎片、无机颗粒等)。从废气中去除的颗粒物质(例如,烟灰)可以变成被捕集在颗粒过滤器130的一个或更多个表面(例如,壁)上。周期性地(例如,在相关交通工具所行走的预定的距离,在预定的时间等),颗粒过滤器130可以被再生以燃烧捕集在颗粒过滤器的表面上的颗粒物质。在一些实施方案中,颗粒过滤器130的再生可以通过将颗粒过滤器加热到足够高的温度以燃烧被捕集的颗粒物质来完成。在其他实施方案中,颗粒过滤器130可以通过经由在氧化催化器120上游的碳氢化合物引入组件125注入燃料来再生。在氧化催化器120的上游注入燃料使氧化催化器120中的燃料氧化,以产生引发颗粒过滤器130中被捕集的颗粒物质的燃烧所需的热量。颗粒过滤器130可以是适合于在后处理系统100内使用的多种过滤器中的任何一种。例如,在一些实施方案中,颗粒过滤器130可以是具有陶瓷过滤器(例如堇青石)的柴油颗粒过滤器(“DPF”),并且可以是对称的或非对称的。在一些实施方案中,颗粒过滤器130可以被催化。在一些实施方案中,氧化催化器120和颗粒过滤器130可以被集成到单个部件中。
壳体115还可以包括SCR系统135,该SCR系统135被配置成从废气中减少诸如氮氧化物(NOx)气体、一氧化碳(CO)气体、碳氢化合物等的成分。SCR系统135可以包括分解室143或与分解室143相关联,该分解室143被配置成经由还原剂引入组件145从还原剂储存罐140接收还原剂。还原剂端口150可以被定位在壳体115的侧壁上,以允许将还原剂引入到分解室143的内部容积中。在一些实施方案中,还原剂端口150可以包括还原剂注入器,该还原剂注入器被配置成将经由还原剂端口接收的还原剂流与压缩空气组合,并且将还原剂-空气组合的流或射流递送到分解室143中。在一些实施方案中,还原剂注入器可以是预定的直径的喷嘴。在其他实施方案中,可以使用其他机构以选择性地将还原剂递送到分解室143中。因此,分解室143可以被配置成接收废气和还原剂,并且促进废气与还原剂的混合以形成废气-还原剂混合物。在一些实施方案中,混合器、挡板、叶片或其他结构可以与分解室143结合使用,以进一步促进还原剂与废气的混合。
分解室143可以被定位在多个位置。例如,在一些实施方案中,分解室143可以被定位在SCR系统135的上游,以允许还原剂经由还原剂端口150被引入到在SCR系统上游的分解室143中。在其他实施方案中,分解室143可以被构造成使得还原剂端口150被配置成允许还原剂直接引入到SCR系统135中。在又其他实施方案中,分解室143可以被布置在入口导管110中。虽然分解室143在图1中被示出为在颗粒过滤器130的上游,但是分解室可以替代地位于颗粒过滤器130的下游和SCR系统135的上游。
经由还原剂端口150注入到分解室中的还原剂可以被储存在还原剂储存罐140内。还原剂促进废气的成分(例如,废气中包含的NOX气体)的分解。取决于废气的成分,可以使用任何合适的还原剂。例如,在一些实施方案中,废气可以包括柴油废气,并且还原剂可以包括柴油排气流体(diesel exhaust fluid)(例如,以名称销售的柴油排气流体)诸如尿素、尿素的含水溶液,或包含氨的任何其他流体。当含水尿素溶液用于还原剂时,该溶液可以包含特定比率的尿素与水。例如,在一些实施方案中,该比率可以是按体积计32.5%的尿素和按体积计67.5%的去离子水、按体积计40%的尿素和按体积计60%的去离子水,或任何其他合适的比率的尿素与去离子水。来自还原剂储存罐140的还原剂可以通过还原剂引入组件145被选择性地引入到分解室中。还原剂引入组件145可以包括多种结构,以促进从还原剂储存罐140接收还原剂并递送到还原剂端口150。例如,还原剂引入组件145可以包括多种泵、阀、筛网、过滤器等或与多种泵、阀、筛网、过滤器等相关联,这些泵、阀、筛网、过滤器等促进从还原剂储存罐140接收还原剂并将该还原剂供应到还原剂端口150。
此外,在一些实施方案中,还原剂可以以液体形式或以气态形式引入到分解室中。在一些实施方案中,还原剂端口150并且特别是与还原剂端口相关联的还原剂注入器,可以被配置成注入呈液体形式的还原剂。在这样的实施方案中,还原剂端口150可以构成“湿式定量给料器(wet doser)”或“液体定量给料器”或者是“湿式定量给料器”或“液体定量给料器”的一部分。在其他实施方案中,汽化器可以与还原剂端口150、还原剂注入器和/或还原剂引入组件145相关联,以在引入到壳体115中之前将液体还原剂汽化或转换成气态形式。无论是以液体形式还是气态形式引入,在被注入到分解室中后,还原剂经历蒸发、热解和/或水解以形成气态氨,然后气态氨与废气混合以形成废气-还原剂混合物。然后,废气-还原剂混合物可以在SCR系统135的SCR催化器155上流动。
SCR催化器155被配制成在SCR催化剂的存在下使用气态氨作为试剂来分解废气中的某些成分。具体地,SCR催化器155引起废气中的气态氨催化,从而在氧化反应期间还原废气中的NOx。在一些实施方案中,SCR催化器155可以包括金属-沸石催化剂,包括但不限于Cu-CHA-沸石(例如,Cu-SSZ-13催化剂),而且还包括其他沸石结构,包括Cu-SAPO-34催化剂、Cu-LTA、Cu-AEI、Cu-ZSM、Cu-β、Cu-菱沸石或任何其他合适的催化剂。在其他实施方案中,SCR催化器155可以包括钒、铁-沸石或铜/铁-沸石催化剂。在还其他实施方案中,SCR催化器155可以包括多区催化剂,该多区催化剂例如具有包括铜-沸石催化剂的第一区和包括铁-沸石催化剂的第二区,或者反之亦然。SCR催化器155可以被布置在合适的基底诸如例如陶瓷(例如堇青石)或金属(例如坎塔尔铬铝钴耐热钢(kanthal))整体芯上,该基底可以例如界定蜂窝结构。修补基面涂层(washcoat)还可以用作SCR催化器155的载体材料。这样的修补基面涂层材料可以包括例如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、任何其他合适的修补基面涂层材料或其组合。整体芯可以被牢固地定位在罐(can)中以形成SCR系统135,该SCR系统135可以被安装在后处理系统100中。在一些实施方案中,加热器160可以被联接到SCR系统135,并且被配置成加热SCR系统和/或分解室内的废气。在一些实施方案中,SCR系统135可以包括选择性催化还原过滤器(SCRF)。经处理的废气(例如,经处理以减少诸如NOx气体、未燃烧的碳氢化合物等的成分)经由出口导管165被排出到环境中。
尽管氧化催化器120、颗粒过滤器130、分解室和SCR系统135已经被描述为布置在单个壳体(例如壳体115)内,但是在一些实施方案中,这些部件中的一个或更多个可以被布置在单独的壳体中并且以可操作的关联连接在一起。此外,尽管已经描述了氧化催化器120、颗粒过滤器130、分解室和SCR系统135中的每一种的单个实例,但是在一些实施方案中,如果合适的话,这些元件中的一种或更多种的多个实例可以被设置在后处理系统100内。
仍然参考图1,后处理系统100还包括控制器170,控制器170被配置成在处理废气时控制后处理系统的多种元件的操作。例如,控制器170可以被可操作地连接到还原剂引入组件145,以指示还原剂引入组件选择性地将还原剂从还原剂储存罐140递送到还原剂端口150。控制器170还可以被可操作地连接到还原剂端口150,以选择性地操作还原剂端口以将从还原剂储存罐140接收的还原剂引入到分解室中。在一些实施方案中,还原剂引入组件145可以被配置成控制还原剂端口150的操作。
控制器170还可以被配置成控制碳氢化合物引入组件125以在再生循环期间选择性地将碳氢化合物引入到氧化催化器120中,并且控制加热器160以在需要时操作加热器。控制器170还可以被连接到后处理系统100的由控制器控制的其他元件。控制器170可以使用任何类型和任何数量的有线连接或无线连接来可操作地联接到后处理系统100的多个部件。例如,在一些实施方案中,有线连接诸如串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆等可以用于将控制器170通信地连接到后处理系统100的一种或更多种元件。在其他实施方案中,可以使用无线连接诸如互联网、Wi-Fi、蜂窝、无线电、蓝牙、ZigBee等。在一些实施方案中,可以使用有线连接和无线连接的组合。此外,在一些实施方案中,控制器局域网络(CAN)总线可以在控制器170和后处理系统100的多种元件之间提供信号、信息和/或数据的交换。
控制器170可以包括一个或更多个处理单元或者与一个或更多个处理单元相关联。处理单元可以包括微处理器、可编程逻辑控制器(PLC)芯片、专用集成电路(ASIC)、一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理部件或其他合适的电子处理部件。控制器170的处理单元可以被配置成执行用于进行本文描述的操作的指令。处理单元可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实现。“执行指令”意味着处理单元可以进行该指令所要求的操作。处理单元可以从与控制器170相关联的存储器中检索用于执行的指令,并且将呈可执行形式的指令拷贝到物理存储器。在一些实施方案中,处理单元可以被配置成在没有首先将指令拷贝到物理存储器的情况下执行指令。指令可以使用一种或更多种编程语言、脚本语言、汇编语言等来编写。因此,控制器170经由其相关联的处理单元可以被配置成执行存储在与控制器相关联的存储器中的指令、算法、命令或程序。
尽管示出了被配置成控制后处理系统100的多种元件(例如,还原剂引入组件145、碳氢化合物引入组件125、加热器160等)的单个控制器(例如,控制器170),但是在一些实施方案中,可以使用用于这些元件中的一种或更多种的单独的控制器。控制器170可以包括在进行本文描述的功能中可能需要或被认为有用的其他硬件、软件和/或固件部件或者与所述其他硬件、软件和/或固件部件相关联。控制器170可以被配置成控制还原剂引入组件145、碳氢化合物引入组件125、加热器160以及基于从一个或更多个传感器诸如传感器175、180、185、190和195接收的数据通过控制器控制的后处理系统100的任何其他元件。
在一些实施方案中,传感器175可以被定位成测量流过入口导管110的废气中的一个或更多个参数。传感器175可以包括NOx传感器,该NOx传感器被配置成测量流入壳体115中的废气中的NOx气体的量。在一些实施方案中,传感器175可以包括温度传感器,以测量在壳体115的入口处的废气的温度。在一些实施方案中,传感器175可以包括压力传感器、氧传感器、颗粒物质传感器或任何其他传感器,以测量控制器170在控制后处理系统100的多种元件中可能需要或被认为合意的参数。此外,尽管在入口导管110中示出了单个传感器(例如,传感器175),但是在一些实施方案中,可以使用被定位在入口导管的多个位置处的多个传感器。此外,在一些实施方案中,传感器175的单个实例可以被配置成测量单个参数(例如,温度、NOx量等),而在其他实施方案中,传感器的单个实例可以被配置成测量多个参数。
类似地,传感器180可以被定位成测量流过出口导管165的废气中的一个或更多个参数,并且传感器185可以被定位成测量与发动机105相关联的一个或更多个参数。类似于传感器175,传感器180可以包括单个传感器或多个传感器,并且可以被配置成测量所需或合意的参数,诸如排出到环境中的NOx气体的量、温度、压力、颗粒物质、氨(例如,以确定氨泄露)等。同样,传感器185可以包括单个传感器或多个传感器,并且可以被配置成测量发动机105的一个或更多个操作参数。
传感器190可以被定位在氧化催化器120的入口处,并且传感器195可以被定位在氧化催化器的出口处。在一些实施方案中,传感器190和传感器195可以是温度传感器,以分别测量氧化催化器120的入口温度和出口温度。在一些实施方案中,传感器190和传感器195可以包括单个传感器或多个传感器,并且可以被配置成测量除了温度之外的参数,诸如压力、流量等。
尽管传感器175、180、185、190和195在后处理系统100中已经被示出为定位在特定位置,但是这些传感器的定位可以根据需要变化。此外,可以使用跨越后处理系统100的多个合适的位置的另外的或更少的传感器。传感器175-195可以是物理传感器或虚拟传感器。传感器175-195可以被配置成收集数据并且将该数据传输到控制器170。基于该数据,控制器170然后可以控制后处理系统100的其他元件(例如,碳氢化合物引入组件125、还原剂引入组件145、加热器160等)的操作,如下文更详细地讨论的。
尽管在图1中示出并描述了后处理系统100的某些部件,但是后处理系统可以包括可能合适的其他元件或另外的元件。例如,在一些实施方案中,后处理系统100可以包括氨泄露催化器(“ASC”)或氨氧化催化器(“AMOx”)以减少氨泄露,通过氨泄露催化器(“ASC”)或氨氧化催化器(“AMOx”),未被SCR催化器155催化的氨可以被分解。在一些实施方案中,后处理系统100可以包括混合器、挡板、二级过滤器(例如二级分流或催化过滤器),或者在正确地操作后处理系统100中可能需要或被认为合意的任何其他部件。
转到图2,示出了根据本公开内容的一些实施方案的控制器200的示例性框图。控制器200对应于图1的控制器170。控制器200可以被配置成修改氧化催化器120和颗粒过滤器130的再生循环,以减少废气中高硫的影响。
控制器200可以包括处理器205,处理器205被配置成执行存储在计算机可读存储器210中的计算机可读指令。处理器205可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实现。处理器205可以从存储器210中检索用于执行的指令。存储器210可以是可以适合于与控制器200一起使用的多种存储器中的任何一种。例如,在一些实施方案中,存储器210可以包括静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、相位控制存储器(PCM)、电阻随机存取存储器(ReRAM)、3DXPoint存储器、铁电随机存取存储器(FeRAM)、闪速存储器、硬盘驱动存储器、软盘存储器、磁带存储器、光盘存储器和/或可以被认为合适的其他类型的易失性、非易失性和半易失性存储器。
控制器200还可以包括碳氢化合物定量给料修改模块(hydrocarbon dosingmodification module)215、起燃转变条件检测模块220、温度条件估计模块(temperaturecondition estimation module)225和起燃转变条件禁用模块(light-off shiftcondition disabling module)230。尽管碳氢化合物定量给料修改模块215、起燃转变条件检测模块220、温度条件估计模块225和起燃转变条件禁用模块230被示出为控制器200的单独的部件,但是在一些实施方案中,这些模块中的至少一些可以被集成在一起,并且集成的模块可以进行已经集成的单独的模块的功能。此外,尽管未示出,但是在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215、起燃转变条件检测模块220、温度条件估计模块225和起燃转变条件禁用模块230中的一个或更多个可以具有相应的处理单元和存储单元,以进行它们相应的功能,如本文描述的。在其他实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215、起燃转变条件检测模块220、温度条件估计模块225和起燃转变条件禁用模块230中的一个或更多个可以使用处理器205和存储器210。
碳氢化合物定量给料修改模块215可以被配置成基于启用条件的满足来修改再生循环期间的碳氢化合物定量给料。碳氢化合物定量给料修改模块215可以从图1的传感器175-195中的一个或更多个接收传感器数据,并且基于传感器数据检测启用条件的满足。在检测到满足启用条件后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以暂时地暂停来自碳氢化合物引入组件125的碳氢化合物定量给料。碳氢化合物定量给料修改模块215监测的启用条件可以是多种启用条件中的任何一种。
例如,在一些实施方案中,启用条件可以确定在一个再生循环(例如,当前的再生循环)中已经从碳氢化合物引入组件125定量给料到氧化催化器120中的碳氢化合物的量是否大于预定的定量给料阈值。在一些实施方案中,控制器200可以通过在碳氢化合物引入组件的出口处的传感器(未示出)来测量从碳氢化合物引入组件125定量给料到氧化催化器120中的碳氢化合物的量。在其他实施方案中,测量从碳氢化合物引入组件125定量给料的碳氢化合物的量的传感器可以位于其他位置处。在一些实施方案中,控制器200可以使用其他或另外的机制以确定定量给料到氧化催化器120中的碳氢化合物的量。当碳氢化合物定量给料修改模块215确定预定量的碳氢化合物在再生循环期间已经被定量给料到氧化催化器120中时,碳氢化合物定量给料修改模块可以暂停来自碳氢化合物引入组件125的碳氢化合物定量给料。例如,当碳氢化合物定量给料的量变成等于或超过预定的定量给料阈值时,碳氢化合物定量给料修改模块215可以暂停来自碳氢化合物引入组件125的碳氢化合物定量给料。
另一个启用条件可以是确定在一个再生循环(例如,当前的再生循环)中自碳氢化合物定量给料开始以来已经经过预定的时间量。例如,在指示碳氢化合物引入组件125在再生循环期间开始碳氢化合物定量给料后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以测量自碳氢化合物定量给料开始以来经过的时间量。在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以通过计时器的方式测量经过的时间量。例如,在指示碳氢化合物引入组件125在再生循环期间开始碳氢化合物定量给料后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以重置计时器。当碳氢化合物引入组件125开始碳氢化合物定量给料时,计时器可以被配置成开始跟踪时间。当计时器示出预定的时间量已经经过时,碳氢化合物定量给料修改模块215可以确定已经满足启用条件。预定的时间量可以是预定的时间阈值。在其他实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以采用其他或另外的机制以确定已经满足预定的时间阈值。
又一个启用条件可以确定空速是否在预定的空速范围内。如本文使用的,“空速”意指通过氧化催化器120的废气的体积流量和氧化催化器的体积(例如,床体积)之间的关系。例如,在一些实施方案中,空速可以通过将通过氧化催化器120的废气的体积流量除以氧化催化器的体积来计算。在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以用氧化催化器120的体积来编程。因此,取决于氧化催化器120的类型和尺寸,碳氢化合物定量给料修改模块215可以知晓氧化催化器的体积。此外,碳氢化合物定量给料修改模块215可以从由图1的传感器175-195中的一个或更多个或者被配置成感测通过氧化催化器的体积流量的任何其他传感器、或者使用其他机制收集的传感器数据来确定通过氧化催化器的废气的体积流量。
在计算空速后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以确定空速的计算值是否在预定的空速范围内。例如,碳氢化合物定量给料修改模块215可以确定空速的计算值是否等于或大于预定的最小空速阈值但小于或等于预定的最大空速阈值。如果空速的计算值落入预定的最小空速阈值和预定的最大空速阈值内并且包括预定的最小空速阈值和预定的最大空速阈值,碳氢化合物定量给料修改模块215可以确定满足启用条件。在其他实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以在超过预定的最小空速阈值或在低于预定的最大空速阈值后确定满足启用条件。
又一个启用条件可以确定在再生循环期间氧化催化器120的入口温度是否在预定的温度范围内。如果碳氢化合物定量给料修改模块215确定在再生循环期间氧化催化器的入口温度(例如,如通过传感器190测量的)在预定的温度范围内,那么可以认为满足启用条件。在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以测量氧化催化器120的入口温度的升高速率。当在预定的时间单位内氧化催化器120的入口温度的升高变成等于或超过预定的入口温度变化速率阈值时,碳氢化合物定量给料修改模块215可以确定满足启用条件。在又其他实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以另外地或可选择地使用在再生循环期间氧化催化器的出口温度(例如,如通过传感器195测量的)并且将该出口温度与出口温度阈值进行比较,用于确定启用条件的满足。在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以计算氧化催化器120的出口温度的温度升高速率,用于确定启用条件的满足。
因此,碳氢化合物定量给料修改模块215可以被编程为监测多种启用条件。在一些实施方案中,启用条件可以包括除了上文描述的启用条件之外的另外的或其他的启用条件。
碳氢化合物定量给料修改模块215可以被编程为在满足一个或更多个启用条件后暂停碳氢化合物定量给料。在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以被配置成在检测到满足多个启用条件中的任何一个后暂停来自碳氢化合物引入组件125的碳氢化合物定量给料。在其他实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以被配置成仅在满足一组启用条件后暂停碳氢化合物定量给料。在又其他实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以被配置成仅在满足所有启用条件后暂停碳氢化合物定量给料。
除了暂停碳氢化合物定量给料之外,碳氢化合物定量给料修改模块215还可以被编程为当满足某些其他条件时恢复碳氢化合物定量给料。例如,在暂停碳氢化合物定量给料后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以向起燃转变条件检测模块220和/或温度条件估计模块225发送碳氢化合物定量给料已经暂停的指示(例如,通知、信号等),以用于触发那些模块内的另外的事件,如下文讨论的。当起燃转变条件检测模块检测到起燃转变条件时,碳氢化合物定量给料修改模块215还可以从起燃转变条件检测模块220接收指示。在从起燃转变条件检测模块220接收到已经检测到起燃转变条件的指示后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以继续暂停碳氢化合物定量给料。在向起燃转变条件检测模块发送碳氢化合物已经暂停的指示的预定的时间量内没有从起燃转变条件检测模块220接收到指示后,或者在接收到没有检测到起燃转变条件的指示后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以恢复碳氢化合物定量给料。
类似地,在起燃转变条件通过起燃转变条件检测模块220检测到后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以接收从温度条件估计模块返回的指示氧化催化器120的入口温度大于预定的温度阈值的指示。在接收到这样的指示后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以恢复碳氢化合物定量给料。
在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以用其他条件编程或从控制器200的其他模块接收指示以恢复碳氢化合物定量给料或继续暂停碳氢化合物定量给料。因此,碳氢化合物定量给料修改模块215可以被配置成在满足一个或更多个启用条件后暂停再生循环中的碳氢化合物定量给料,并且在从起燃转变条件检测模块220、温度条件估计模块225接收指示后或在满足其他编程的条件后恢复碳氢化合物定量给料。
起燃转变条件检测模块220被配置成检测氧化催化器120中的起燃转变条件。如本文使用的,术语“起燃温度”指的是在再生循环期间氧化催化器120的入口温度(或可能地出口温度),通过碳氢化合物引入组件125定量给料到氧化催化器中的大部分或预定量的碳氢化合物在氧化催化器内在该温度完全地或大体上完全地燃烧。能够在起燃温度完全地或大体上完全地燃烧定量给料的碳氢化合物的氧化催化器120被认为是正常的或最佳操作的氧化催化器。无法在起燃温度完全地或大体上完全地燃烧定量给料的碳氢化合物的氧化催化器120可以被认为是异常的或中毒的。中毒的氧化催化器可以在大于起燃温度的温度(例如,氧化催化器120的入口温度或出口温度)完全地或大体上完全地燃烧定量给料的碳氢化合物。起燃温度的这种转变在本文中被称为“起燃转变条件”。例如,在一些实施方案中,当氧化催化器120是正常的时,在氧化催化器的入口处的起燃温度可以为约250℃。当氧化催化器120中毒时,起燃温度可以大于250℃(例如,290℃、300℃等)。
起燃转变条件检测模块220被配置成检测氧化催化器120中的起燃转变条件。换句话说,起燃转变条件检测模块220被配置成检测氧化催化器120的起燃温度何时大于正常的氧化催化器的起燃温度。通过检测起燃转变条件,起燃转变条件检测模块220可以确定氧化催化器120是否已经中毒。起燃转变条件检测模块220可以被编程为知晓正常的氧化催化器的起燃温度。基于正常的氧化催化器的起燃温度,起燃转变条件检测模块220可以以多种方式确定起燃转变条件。例如,在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以基于氧化催化器120的热效率检测起燃转变条件。
在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以通过确定在再生循环期间由氧化催化器120释放的放热量(exotherm)或热量(例如,势能)来计算氧化催化器120的热效率。在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以使用以下公式计算热效率/放热量:
其中:
ηdoc=氧化催化器120的归一化的热效率或放热量
Cp doc出口=在氧化催化器120的出口处的废气流热容量
Tdoc出口=在氧化催化器120的出口处的废气温度
Cp doc入口=在氧化催化器120的入口处的废气流热容量
Tdoc入口=在氧化催化器120的入口处的废气温度
Cp doc=氧化催化器120的热容量
LHV柴油=柴油燃料较低热值
η预期=氧化催化器120的预期的转化效率
在使用上文公式计算氧化催化器120的热效率或放热量后,起燃转变条件检测模块220可以将计算值与预定的最小效率阈值进行比较。如果计算的热效率值或放热量值下降到低于预定的最小效率阈值,则起燃转变条件检测模块220可以断定已经检测到起燃转变条件。预定的最小效率阈值可以是与正常的氧化催化器相关联的值,在该正常的氧化催化器中起燃在起燃温度实现。在其他实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以使用其他机制计算氧化催化器120的热效率或放热量。
在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以基于氧化催化器120的出口温度的变化速率来确定起燃转变条件。对于正常的氧化催化器,在再生循环期间氧化催化器120的出口温度(例如,如通过传感器195测量的)可以逐渐升高。然而,对于中毒的氧化催化器,氧化催化器120的出口温度可以保持大体上相同或者甚至降低。因此,起燃转变条件检测模块220可以监测在再生循环期间氧化催化器120的出口温度的变化速率。在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以通过以下来检测氧化催化器120的出口温度的变化速率:在第一时间测量氧化催化器的第一出口温度,在第一时间之后的第二时间测量氧化催化器的第二出口温度,并且基于第一出口温度和第二出口温度之间的差异以及第一时间和第二时间之间的差异来计算变化速率。在其他实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以以其他方式测量氧化催化器120的出口温度的变化速率。起燃转变条件检测模块220还可以将氧化催化器120的出口温度的变化速率与预定的变化速率阈值进行比较。如果在再生循环期间的任何点,出口温度的变化速率变成低于或等于预定的变化速率阈值,则起燃转变条件检测模块220可以确定起燃转变条件已经发生。
因此,在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以通过测量氧化催化器120的热效率来检测起燃转变条件。在其他实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以基于氧化催化器120的出口温度的变化速率来检测起燃转变条件。在又其他实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以基于其他或另外的参数或条件被满足来检测起燃转变条件。在检测到起燃转变条件后,起燃转变条件检测模块220可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送已经检测到起燃转变条件的指示。在一些实施方案中,如果起燃转变条件检测模块220在预定的时间段内没有检测到起燃转变条件,则起燃转变条件检测模块可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送没有检测到起燃转变条件的指示。此外,起燃转变条件检测模块220可以在检测到起燃转变条件后向起燃转变条件禁用模块230发送指示。
仍然参考图2,温度条件估计模块225可以被配置成在通过碳氢化合物定量给料修改模块215暂停碳氢化合物定量给料后监测氧化催化器120的入口温度。温度条件估计模块225可以从碳氢化合物定量给料修改模块215接收碳氢化合物定量给料已经暂停的指示。在接收到该指示后,温度条件估计模块225可以开始监测氧化催化器120的入口温度(例如,经由监测来自传感器190的传感器数据)。当温度条件估计模块225确定氧化催化器120的入口温度已经达到预定的温度阈值时,温度条件估计模块可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送指示。如上文指示的,对于中毒的氧化催化器,氧化催化器120的起燃温度可以升高。如果在检测到起燃转变条件后,氧化催化器120的入口温度升高或达到转变的起燃温度,则氧化催化器120有效地表现得像正常的氧化催化器。因此,预定的温度阈值可以基于氧化催化器的转变的起燃温度,温度条件估计模块225将氧化催化器120的入口温度相对于该预定的温度阈值进行比较。
起燃转变条件禁用模块230可以被配置成禁用通过起燃转变条件检测模块220进行的起燃转变条件检测。起燃转变条件禁用模块230可以被配置成跟踪已经通过起燃转变条件检测模块220检测到的起燃转变条件的数量。在一些实施方案中,每次检测到起燃转变条件时,起燃转变条件检测模块220可以向起燃转变条件禁用模块230发送指示。每次从起燃转变条件检测模块220接收到指示时,起燃转变条件禁用模块230可以增加计数器的值。此外,每次从起燃转变条件检测模块220接收到指示时,起燃转变条件禁用模块230还可以将计数器的值与预定的事件阈值进行比较。当起燃转变条件禁用模块230确定计数器值已经变成大于预定的事件阈值时,起燃转变条件禁用模块可以向起燃转变条件检测模块220发送指示以暂停起燃转变条件检测。在一些实施方案中,起燃转变条件禁用模块230还可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送指示以恢复碳氢化合物定量给料(在碳氢化合物定量给料暂停的情况下)和/或暂停对启用条件的监测。在一些实施方案中,起燃转变条件禁用模块230还可以在计数器值超过预定的事件阈值后发出警报或采取其他行动。
此外,在一些实施方案中,起燃转变条件禁用模块230可以在计数器值变成大于预定的事件阈值后启动计时器。当计时器值超过预定的时间阈值时,起燃转变条件禁用模块可以向起燃转变条件检测模块220发送另一个指示以恢复起燃转变条件检测,和/或向碳氢化合物定量给料修改模块215发送另一个指示以再次开始监测启用条件。因此,起燃转变条件禁用模块230可以被配置成在已经检测到预定数量的起燃转变条件之后暂停起燃转变条件检测。通过在已经检测到预定数量的起燃转变条件之后暂停起燃转变条件检测,起燃转变条件禁用模块230确保碳氢化合物定量给料的暂停/解除暂停循环(pausing/unpausingcycle)不显著地影响氧化催化器120的再生循环。
现在转到图3,示出了根据本公开内容的一些实施方案的概括用于修改再生循环的过程300的示例性流程图。过程300通过控制器200来实施,并且特别地通过控制器的碳氢化合物定量给料修改模块215、起燃转变条件检测模块220、温度条件估计模块225和起燃转变条件禁用模块230来实施。过程300开始于再生循环开始的操作305。为了开始再生循环,控制器200可以向碳氢化合物引入组件125发出再生请求。在一些实施方案中,控制器200可能需要进入热管理模式以发出再生请求并开始再生循环。在从控制器200接收到再生请求后,碳氢化合物引入组件125可以开始向氧化催化器120定量给料碳氢化合物。在一些实施方案中,碳氢化合物引入组件125可以被编程为以预定的定量给料速率(例如,每单位时间定量给料的碳氢化合物的量)定量给料碳氢化合物。在其他实施方案中,来自控制器200的再生请求可以指示碳氢化合物的定量给料速率。
在一些实施方案中,控制器200还可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送再生请求。在其他实施方案中,控制器200可以在向碳氢化合物引入组件125发出再生请求后向碳氢化合物定量给料修改模块215发送另一个请求。在接收到再生请求或指示再生循环开始的另一个请求后,碳氢化合物定量给料修改模块215在操作310处开始监测启用条件。如上文讨论的,启用条件可以基于定量给料的碳氢化合物的量、自碳氢化合物定量给料开始以来的时间量、空速、氧化催化器120的入口温度等。在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以被配置成当满足任何一个启用条件时确定已经满足启用条件。在其他实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以被配置成仅当碳氢化合物定量给料修改模块正在监测的所有启用条件或一组启用条件被满足时,确定启用条件被满足。
如果不满足启用条件,则碳氢化合物定量给料修改模块215在操作315处继续通过碳氢化合物引入组件125进行的碳氢化合物定量给料。从操作315,过程300回到操作310,在操作310中碳氢化合物定量给料修改模块215继续监测一个或更多个启用条件,如上文讨论的,用于再生循环的剩余部分。如果碳氢化合物定量给料修改模块215在操作310处确定已经满足启用条件,则过程300进行操作320。在操作320处,碳氢化合物定量给料修改模块215通过暂停碳氢化合物定量给料来修改操作305的再生循环。
在一些实施方案中,碳氢化合物定量给料修改模块215可以向碳氢化合物引入组件125发送指示以暂停碳氢化合物定量给料。通过碳氢化合物引入组件125进行的碳氢化合物定量给料的暂停不影响由在操作305处开始再生循环的控制器200所发送的再生请求。该再生请求仍然有效。仅碳氢化合物引入组件125的操作受到影响。类似地,如果控制器200进入热管理模式以开始再生循环,则热管理模式仍然有效,同时在操作320处暂停碳氢化合物定量给料。在从碳氢化合物定量给料修改模块215接收到指示以暂停碳氢化合物定量给料后,碳氢化合物引入组件停止将碳氢化合物引入到氧化催化器120中。除了向碳氢化合物引入组件125发送指示,碳氢化合物定量给料修改模块215还可以向起燃转变条件检测模块220发送指示。碳氢化合物定量给料修改模块215还可以启动计时器,以保持跟踪在操作320处自暂停碳氢化合物定量给料以来经过的时间量。
在操作325处,在从碳氢化合物定量给料修改模块215接收到指示后,起燃转变条件检测模块220确定起燃转变条件是否已经被检测到。如上文讨论的,起燃转变条件检测模块220可以通过计算氧化催化器的热效率并确定计算的热效率或放热量是否下降到低于最小效率阈值来检测起燃转变条件。在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以基于氧化催化器120的出口温度的变化速率下降到低于变化速率阈值来检测起燃转变条件。在一些实施方案中,起燃转变条件检测模块220可以仅在热效率下降到低于最小效率阈值并且氧化催化器的出口温度的变化速率下降到低于变化速率阈值后检测起燃转变条件已经被满足。
在一些实施方案中,在自从碳氢化合物定量给料修改模块215接收到指示碳氢化合物定量给料暂停的指示以来的预定的时间段内没有检测到起燃转变条件后,起燃转变条件检测模块220可以向碳氢化合物定量给料修改模块发送响应指示。响应指示可以指示没有检测到起燃转变条件。在接收到响应指示后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以在操作330处恢复碳氢化合物定量给料。在一些实施方案中,在预定时间段内没有从起燃转变条件检测模块220接收到指示检测到起燃转变条件的指示后,碳氢化合物定量给料修改模块215可以在操作330处恢复碳氢化合物定量给料。
恢复碳氢化合物定量给料意味着碳氢化合物定量给料修改模块215可以向碳氢化合物引入组件125发送指示以重新开始在操作320处暂停的碳氢化合物定量给料。由于来自控制器200的再生请求仍然有效和/或控制器仍然在热管理模式内,因此不需要来自控制器的新的再生请求以恢复碳氢化合物定量给料。类似地,由于控制器200已经处于热管理模式中,因此控制器不需要重新进入热管理模式。通过保持再生请求有效和/或通过保持在热管理模式中,不需要改变再生循环的程序或时间表。从恢复碳氢化合物定量给料的操作330,过程300回到操作315和操作310,用于监测如上文讨论的启用条件。
在另一方面,如果在操作325处,起燃转变条件检测模块220检测到起燃转变条件,则起燃转变条件检测模块向碳氢化合物定量给料修改模块215发送响应指示。起燃转变条件检测模块220还可以向温度条件估计模块225发送指示以监测氧化催化器120的入口温度,并且向起燃转变条件禁用模块230发送指示以增加计数器,该计数器跟踪在操作305处开始的再生循环中检测到的起燃转变条件事件的数量。
在操作335处,在从起燃转变条件检测模块220接收到响应指示后,碳氢化合物定量给料修改模块215继续暂停碳氢化合物定量给料。来自控制器200的再生请求和/或控制器为开始再生循环而进入的热管理模式继续保持有效。在操作340处,当检测到起燃转变条件时开始跟踪氧化催化器120的入口温度的温度条件估计模块225确定氧化催化器的入口温度是否超过预定的入口温度阈值。如果温度条件估计模块225确定氧化催化器120的入口温度已经超过预定的入口温度阈值,则温度条件估计模块可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送指示,碳氢化合物定量给料修改模块215在操作330处恢复碳氢化合物定量给料。
在另一方面,如果温度条件估计模块225没有检测到氧化催化器120的入口温度已经超过预定的入口温度阈值,则过程300进行操作345。在操作345处,如果碳氢化合物定量给料修改模块215确定自碳氢化合物定量给料在操作320处被暂停以来已经经过预定的时间阈值,则碳氢化合物定量给料修改模块恢复碳氢化合物定量给料并返回到操作310以继续监测启用条件的满足。在一些实施方案中,预定的时间阈值可以基于碳氢化合物定量给料修改模块215在操作320处启动的计时器。如果在操作345处没有经过预定的时间阈值,则过程300回到操作335以继续暂停碳氢化合物定量给料,直到经过预定的时间阈值或者氧化催化器120的入口温度超过预定的入口温度阈值。
参考图4,示出了根据本公开内容的一些实施方案的概括过程400的另一个示例性流程图。过程400通过控制器200来实施,并且特别地通过控制器的碳氢化合物定量给料修改模块215、起燃转变条件检测模块220、温度条件估计模块225和起燃转变条件禁用模块230来实施。此外,过程400在与过程300相同的再生循环期间进行。因此,针对每个再生循环,重复过程300和过程400。过程400开始于操作405,其中起燃转变条件禁用模块230在检测到起燃转变条件后在操作325处从起燃转变条件检测模块220接收指示。在操作410处,起燃转变条件禁用模块230确定在操作305处开始的再生循环中检测到的起燃转变条件的数量是否大于事件阈值。如上文讨论的,每次在再生循环中检测到起燃转变条件时,起燃转变条件禁用模块230可以增加计数器。如果起燃转变条件禁用模块230确定计数器值不超过事件阈值,则过程400进行操作415,在操作415中继续过程300,并且起燃转变条件检测模块220继续检测起燃转变条件。
如果起燃转变条件禁用模块230在操作410处确定计数器值超过事件阈值,则起燃转变条件禁用模块在操作420处暂时地禁用起燃转变条件检测。为了禁用起燃转变条件检测,起燃转变条件禁用模块230可以向起燃转变条件检测模块220发送指示。在接收到该指示后,起燃转变条件检测模块220可以推翻(override)从碳氢化合物定量给料修改模块215接收的指示已经满足启用条件的任何指示。因此,起燃转变条件检测模块220可以暂时地中止操作325。在一些实施方案中,起燃转变条件禁用模块230还可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送指示,以中止对操作310的启用条件的监测。如果当碳氢化合物定量给料修改模块215从起燃转变条件禁用模块230接收到指示时,碳氢化合物定量给料被暂停,则碳氢化合物定量给料修改模块可以恢复碳氢化合物定量给料。
在暂时地中止起燃转变条件检测后,起燃转变条件禁用模块230可以启动计时器。在操作425处,起燃转变条件禁用模块230将计时器的值与时间阈值进行比较。如果计时器值不超过时间阈值,则起燃转变条件禁用模块230继续禁用起燃转变条件检测,并且过程400回到操作420。在检测到计时器值已经超过时间阈值后,起燃转变条件禁用模块230在操作430处启用起燃转变条件检测。为了启用起燃转变条件检测,起燃转变条件禁用模块230可以向起燃转变条件检测模块220发送指示,起燃转变条件检测模块220可以恢复响应于来自碳氢化合物定量给料修改模块215的指示并且检测起燃转变条件。在一些实施方案中,起燃转变条件禁用模块230还可以向碳氢化合物定量给料修改模块215发送指示,碳氢化合物定量给料修改模块215可以开始跟踪启用条件。
因此,过程300和过程400提供了修改操作305的再生循环的机制,而不需要对控制器200的再生请求或热管理模式进行任何修改。
应当注意,如本文用于描述多种实施方案的术语“示例”意图指示这样的实施方案是可能的实施方案的可能的示例、表示和/或说明(并且这样的术语并不意图意味着这样的实施方案必须是特别的或最好的示例)。
如本文使用的,术语“约”通常意指所陈述的值的正或负10%。例如,约0.5将包括0.45和0.55,约10将包括9至11,约1000将包括900至1100。
如本文使用的术语“联接”及类似术语意指两个构件彼此直接地或间接地连接。这样的连接可以是固定的(例如,永久的)或可移动的(例如,可移除或可释放的)。这样的连接可以用两个构件或两个构件与任何另外的中间构件彼此一体地形成为单个整个主体(single unitary body)来实现,或者用两个构件或两个构件与任何另外的中间构件彼此附接来实现。
重要的是注意到,多种示例性实施方案的结构和布置仅仅是说明性的。尽管在本公开内容中仅详细描述了几种实施方案,但是审阅本公开内容的本领域技术人员将容易地理解,许多修改(例如,在多种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例;参数的值、安装布置;材料的使用、颜色、定向等方面的变化)是可能的,而实质上不偏离本文描述的主题的新颖性教导和优点。此外,应当理解,来自本文公开的一种实施方案的特征可以与本文公开的其他实施方案的特征组合,如本领域普通技术人员将理解的。也可以在多种示例性实施方案的设计、操作条件和布置方面做出其他替代、修改、变化和省略,而不偏离本文的实施方案的范围。
虽然本说明书包含许多特定的实施方式细节,但是这些不应当被解释为对任何实施方案或可被要求保护内容的范围的限制,而是解释为特定实施方案的特定实施方式特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中以组合实现。相反,在单个实施方式的上下文中描述的多种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实现。此外,尽管特征可以在上文被描述为以某些组合起作用并且甚至最初被这样要求保护,但是在一些情况下,来自要求保护的组合的一个或更多个特征可以从该组合中删除,并且要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。
本发明还涉及以下项目:
1.一种方法,包括:
通过与后处理系统相关联的控制器确定启用条件的满足;
响应于所述启用条件的满足,通过所述控制器暂停所述后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及
在暂停所述碳氢化合物定量给料后,通过所述控制器监测所述后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。
2.根据项目1所述的方法,还包括:
在预定的时间段内检测到所述起燃转变条件后,通过所述控制器:
继续暂停所述碳氢化合物定量给料,
监测所述氧化催化器的入口温度,以及
在所述入口温度超过预定的入口温度阈值后,恢复所述碳氢化合物定量给料。
3.根据项目2所述的方法,还包括:
通过所述控制器确定自检测到所述起燃转变条件以来经过的时间量;以及
在经过的所述时间量超过时间阈值后,即使所述氧化催化器的所述入口温度没有超过所述温度阈值,也通过所述控制器恢复所述碳氢化合物定量给料。
4.根据项目2所述的方法,其中通过所述控制器检测所述起燃转变条件包括:
通过所述控制器测量所述氧化催化器的热效率;以及
在所述效率下降到低于最小效率阈值后,通过所述控制器检测所述起燃转变条件。
5.根据项目4所述的方法,其中所述热效率通过所述控制器根据所述氧化催化器的所述入口温度、所述氧化催化器的出口温度和进入所述氧化催化器的注入的碳氢化合物的质量流量来计算。
6.根据项目2所述的方法,其中通过所述控制器检测所述起燃转变条件包括:
通过所述控制器检测所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,通过所述控制器检测所述起燃转变条件。
7.根据项目6所述的方法,其中通过所述控制器检测所述变化速率包括:
通过所述控制器测量所述氧化催化器的第一出口温度;
通过所述控制器测量所述氧化催化器的第二出口温度,其中所述第二出口温度在自测量所述第一出口温度以来已经经过的时间量之后被测量;以及
通过所述控制器基于所述第一出口温度、所述第二出口温度和所述时间量计算所述变化速率。
8.根据项目2所述的方法,其中通过所述控制器检测所述起燃转变条件包括:
通过所述控制器测量所述氧化催化器的热效率;
通过所述控制器测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值并且所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,通过所述控制器检测所述起燃转变条件。
9.根据项目2所述的方法,还包括:
通过所述控制器确定已经检测到所述起燃转变条件的次数大于事件阈值;
在所述次数大于所述事件阈值后,通过所述控制器禁用起燃转变条件检测;
通过所述控制器确定所述起燃转变条件检测已经被禁用持续大于时间阈值;以及
在所述时间阈值到期后,通过所述控制器启用所述起燃转变条件检测。
10.根据项目1所述的方法,其中所述启用条件的满足包括以下中的至少一种:入口温度在预定的温度范围内,所述氧化催化器的空速在预定的空速范围内,定量给料的碳氢化合物的量大于预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的时间量大于预定的时间阈值,或者所述入口温度的变化速率大于预定的入口温度变化速率阈值。
11.根据项目10所述的方法,其中所述启用条件的满足包括:所述入口温度在所述预定的温度范围内,所述氧化催化器的所述空速在所述预定的空速范围内,定量给料的所述碳氢化合物的量大于所述预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的所述时间量大于所述预定的时间阈值,以及所述入口温度的所述变化速率大于所述预定的入口温度变化速率阈值。
12.一种非暂时性计算机可读介质,具有存储在其上的计算机可读指令,所述计算机可读指令当通过后处理系统的控制器执行时使所述控制器:
确定启用条件的满足;
在满足所述启用条件后,暂停所述后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及
在暂停所述碳氢化合物定量给料后,通过所述控制器监测所述后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。
13.根据项目12所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述控制器还包括计算机可读指令以:
在预定的时间段内检测到所述起燃转变条件后,通过所述控制器:
继续暂停所述碳氢化合物定量给料,
监测所述氧化催化器的入口温度,以及
在所述入口温度超过预定的入口温度阈值后,恢复所述碳氢化合物定量给料。
14.根据项目13所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述控制器还包括计算机可读指令以:
确定自检测到所述起燃转变条件以来已经经过第一时间段;以及
在经过所述第一时间段后,即使所述入口温度没有超过所述温度阈值,也恢复所述碳氢化合物定量给料。
15.根据项目14所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述控制器还包括计算机可读指令以:
确定已经检测到所述起燃转变条件的次数大于事件阈值;
在所述次数大于所述事件阈值后,禁用起燃转变条件检测;
确定所述起燃转变条件检测已经被禁用持续大于第二时间段;以及
在所述第二时间段到期后,启用所述起燃转变条件检测。
16.根据项目13所述的非暂时性计算机可读介质,其中为了检测所述起燃转变条件,所述控制器还包括计算机可读指令以:
测量所述氧化催化器的热效率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值后,检测所述起燃转变条件。
17.根据项目13所述的非暂时性计算机可读介质,其中为了检测所述起燃转变条件,所述控制器还包括计算机可读指令以:
检测所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
18.根据项目13所述的非暂时性计算机可读介质,其中为了检测所述起燃转变条件,所述控制器还包括计算机可读指令以:
测量所述氧化催化器的热效率;
测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值并且所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
19.根据项目12所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述启用条件的满足包括以下中的至少一种:入口温度在预定的温度范围内,所述氧化催化器的空速在预定的空速范围内,定量给料的碳氢化合物的量大于预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的时间量大于预定的时间阈值,或者所述入口温度的变化速率大于预定的入口温度变化速率阈值。
20.根据项目19所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述启用条件的满足包括:所述入口温度在所述预定的温度范围内,所述氧化催化器的所述空速在所述预定的空速范围内,定量给料的所述碳氢化合物的量大于所述预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的所述时间量大于所述预定的时间阈值,以及所述入口温度的所述变化速率大于所述预定的入口温度变化速率阈值。
21.一种系统,包括:
后处理系统,其包括氧化催化器;以及
控制器,其与所述后处理系统相关联,其中所述控制器被配置成:
确定启用条件的满足;
在满足所述启用条件后,暂停再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及
在暂停所述碳氢化合物定量给料后,监测所述后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。
22.根据项目21所述的系统,其中所述控制器还被配置成:
在预定的时间段内检测到所述起燃转变条件后,通过所述控制器:
继续暂停所述碳氢化合物定量给料,
监测所述氧化催化器的入口温度,以及
在所述入口温度超过预定的入口温度阈值后,恢复所述碳氢化合物定量给料。
23.根据项目22所述的系统,其中所述控制器被配置成通过以下来检测所述起燃转变条件:
测量所述氧化催化器的热效率;
测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值并且所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
24.根据项目22所述的系统,其中所述控制器被配置成通过以下来检测所述起燃转变条件:
测量所述氧化催化器的热效率;
测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值或者所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
25.根据项目22所述的系统,其中所述控制器还被配置成:
确定已经检测到所述起燃转变条件的次数大于事件阈值;
禁用起燃转变条件检测;
确定所述起燃转变条件检测已经被禁用持续大于第二时间段;以及
在所述第二时间段到期后,通过所述控制器启用所述起燃转变条件检测。
26.根据项目21所述的系统,其中所述启用条件的满足包括以下中的至少一种:入口温度在预定的温度范围内,所述氧化催化器的空速在预定的空速范围内,定量给料的碳氢化合物的量大于预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的时间量大于预定的时间阈值,或者所述入口温度的变化速率大于预定的入口温度变化速率阈值。
27.根据项目26所述的系统,其中所述启用条件的满足包括:所述入口温度在所述预定的温度范围内,所述氧化催化器的所述空速在所述预定的空速范围内,定量给料的所述碳氢化合物的量大于所述预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的所述时间量大于所述预定的时间阈值,以及所述入口温度的所述变化速率大于所述预定的入口温度变化速率阈值。

Claims (27)

1.一种用于减轻氧化催化器中转变的起燃温度的影响的方法,所述方法包括:
通过与后处理系统相关联的控制器确定启用条件的满足;
响应于所述启用条件的满足,通过所述控制器暂停所述后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及
在暂停所述碳氢化合物定量给料后,通过所述控制器监测所述后处理系统的所述氧化催化器的起燃转变条件。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在预定的时间段内检测到所述起燃转变条件后,通过所述控制器:
继续暂停所述碳氢化合物定量给料,
监测所述氧化催化器的入口温度,以及
在所述入口温度超过预定的入口温度阈值后,恢复所述碳氢化合物定量给料。
3.根据权利要求2所述的方法,还包括:
通过所述控制器确定自检测到所述起燃转变条件以来经过的时间量;以及
在经过的所述时间量超过时间阈值后,即使所述氧化催化器的所述入口温度没有超过所述预定的入口温度阈值,也通过所述控制器恢复所述碳氢化合物定量给料。
4.根据权利要求2所述的方法,其中通过所述控制器检测所述起燃转变条件包括:
通过所述控制器测量所述氧化催化器的热效率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值后,通过所述控制器检测所述起燃转变条件。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述热效率通过所述控制器根据所述氧化催化器的所述入口温度、所述氧化催化器的出口温度和进入所述氧化催化器的注入的碳氢化合物的质量流量来计算。
6.根据权利要求2所述的方法,其中通过所述控制器检测所述起燃转变条件包括:
通过所述控制器检测所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,通过所述控制器检测所述起燃转变条件。
7.根据权利要求6所述的方法,其中通过所述控制器检测所述变化速率包括:
通过所述控制器测量所述氧化催化器的第一出口温度;
通过所述控制器测量所述氧化催化器的第二出口温度,其中所述第二出口温度在自测量所述第一出口温度以来已经经过的时间量之后被测量;以及
通过所述控制器基于所述第一出口温度、所述第二出口温度和所述时间量计算所述变化速率。
8.根据权利要求2所述的方法,其中通过所述控制器检测所述起燃转变条件包括:
通过所述控制器测量所述氧化催化器的热效率;
通过所述控制器测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值并且所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,通过所述控制器检测所述起燃转变条件。
9.根据权利要求2所述的方法,还包括:
通过所述控制器确定已经检测到所述起燃转变条件的次数大于事件阈值;
在所述次数大于所述事件阈值后,通过所述控制器禁用起燃转变条件检测;
通过所述控制器确定所述起燃转变条件检测已经被禁用持续大于时间阈值;以及
在所述时间阈值到期后,通过所述控制器启用所述起燃转变条件检测。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其中所述启用条件的满足包括以下中的至少一种:所述氧化催化器的入口温度在预定的温度范围内,所述氧化催化器的空速在预定的空速范围内,定量给料的碳氢化合物的量大于预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的时间量大于预定的时间阈值,或者所述入口温度的变化速率大于预定的入口温度变化速率阈值。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述启用条件的满足包括:所述入口温度在所述预定的温度范围内,所述氧化催化器的所述空速在所述预定的空速范围内,定量给料的所述碳氢化合物的量大于所述预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的所述时间量大于所述预定的时间阈值,以及所述入口温度的所述变化速率大于所述预定的入口温度变化速率阈值。
12.一种非暂时性计算机可读介质,具有存储在其上的计算机可读指令,所述计算机可读指令当通过后处理系统的控制器执行时使所述控制器:
确定启用条件的满足;
在满足所述启用条件后,暂停所述后处理系统的再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及
在暂停所述碳氢化合物定量给料后,通过所述控制器监测所述后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。
13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述控制器还包括计算机可读指令以:
在预定的时间段内检测到所述起燃转变条件后,通过所述控制器:
继续暂停所述碳氢化合物定量给料,
监测所述氧化催化器的入口温度,以及
在所述入口温度超过预定的入口温度阈值后,恢复所述碳氢化合物定量给料。
14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述控制器还包括计算机可读指令以:
确定自检测到所述起燃转变条件以来已经经过第一时间段;以及
在经过所述第一时间段后,即使所述入口温度没有超过所述预定的入口温度阈值,也恢复所述碳氢化合物定量给料。
15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述控制器还包括计算机可读指令以:
确定已经检测到所述起燃转变条件的次数大于事件阈值;
在所述次数大于所述事件阈值后,禁用起燃转变条件检测;
确定所述起燃转变条件检测已经被禁用持续大于第二时间段;以及
在所述第二时间段到期后,启用所述起燃转变条件检测。
16.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质,其中为了检测所述起燃转变条件,所述控制器还包括计算机可读指令以:
测量所述氧化催化器的热效率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值后,检测所述起燃转变条件。
17.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质,其中为了检测所述起燃转变条件,所述控制器还包括计算机可读指令以:
检测所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
18.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质,其中为了检测所述起燃转变条件,所述控制器还包括计算机可读指令以:
测量所述氧化催化器的热效率;
测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值并且所述变化速率下降到低
于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
19.根据权利要求12-18中任一项所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述启用条件的满足包括以下中的至少一种:所述氧化催化器的入口温度在预定的温度范围内,所述氧化催化器的空速在预定的空速范围内,定量给料的碳氢化合物的量大于预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的时间量大于预定的时间阈值,或者所述入口温度的变化速率大于预定的入口温度变化速率阈值。
20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述启用条件的满足包括:所述入口温度在所述预定的温度范围内,所述氧化催化器的所述空速在所述预定的空速范围内,定量给料的所述碳氢化合物的量大于所述预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的所述时间量大于所述预定的时间阈值,以及所述入口温度的所述变化速率大于所述预定的入口温度变化速率阈值。
21.一种减轻氧化催化器中转变的起燃温度的影响的系统,所述系统包括:
后处理系统,其包括所述氧化催化器;以及
控制器,其与所述后处理系统相关联,其中所述控制器被配置成:
确定启用条件的满足;
在满足所述启用条件后,暂停再生循环中的碳氢化合物定量给料;以及
在暂停所述碳氢化合物定量给料后,监测所述后处理系统的氧化催化器的起燃转变条件。
22.根据权利要求21所述的系统,其中所述控制器还被配置成:
在预定的时间段内检测到所述起燃转变条件后,通过所述控制器:
继续暂停所述碳氢化合物定量给料,
监测所述氧化催化器的入口温度,以及
在所述入口温度超过预定的入口温度阈值后,恢复所述碳氢化合
物定量给料。
23.根据权利要求22所述的系统,其中所述控制器被配置成通过以下来检测所述起燃转变条件:
测量所述氧化催化器的热效率;
测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值并且所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
24.根据权利要求22所述的系统,其中所述控制器被配置成通过以下来检测所述起燃转变条件:
测量所述氧化催化器的热效率;
测量所述氧化催化器的出口温度的变化速率;以及
在所述热效率下降到低于最小效率阈值或者所述变化速率下降到低于变化速率阈值后,检测所述起燃转变条件。
25.根据权利要求22所述的系统,其中所述控制器还被配置成:
确定已经检测到所述起燃转变条件的次数大于事件阈值;
禁用起燃转变条件检测;
确定所述起燃转变条件检测已经被禁用持续大于第二时间段;以及
在所述第二时间段到期后,通过所述控制器启用所述起燃转变条件检测。
26.根据权利要求21-25中任一项所述的系统,其中所述启用条件的满足包括以下中的至少一种:所述氧化催化器的入口温度在预定的温度范围内,所述氧化催化器的空速在预定的空速范围内,定量给料的碳氢化合物的量大于预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的时间量大于预定的时间阈值,或者所述入口温度的变化速率大于预定的入口温度变化速率阈值。
27.根据权利要求26所述的系统,其中所述启用条件的满足包括:所
述入口温度在所述预定的温度范围内,所述氧化催化器的所述空速在所述预定的空速范围内,定量给料的所述碳氢化合物的量大于所述预定的定量给料阈值,自所述碳氢化合物定量给料开始以来经过的所述时间量大于所述预定的时间阈值,以及所述入口温度的所述变化速率大于所述预定的入口温度变化速率阈值。
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