CN102373994B - 用于减少后处理系统中尿素沉积的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于控制与发动机的排气系统联接的柴油后处理系统的各系统和方法，其中后处理系统包括选择性催化还原(SCR)催化剂和柴油微粒过滤器(PF)。在一个示例中，基于发动机产生的碳烟量调节向SCR催化剂喷射的尿素的阈值量并且通过该阈值限制向SCR催化剂喷射尿素的总量。例如，当发动机产生的碳烟量低于第一阈值量时，减小尿素喷射的阈值量。当发动机产生的碳烟量高于比第一阈值量大的第二阈值量时，增加尿素喷射的阈值量。

Description

用于减少后处理系统中尿素沉积的方法
技术领域
本申请涉及减少在后处理系统中沉积的尿素的积聚量。
背景技术和发明内容
为了减少排放，柴油车辆装备有后处理系统，该系统可以包括例如一个或多个选择性催化还原(SCR)系统和一个或多个柴油微粒过滤器。例如，这样的后处理系统可以利用诸如尿素的还原剂的喷射以有助于NOx减少。尿素的喷射量太低可能会导致NOx转化效率太低而不能满足规定的标准。另一方面，尿素的喷射量太高可能会导致尿素沉积在系统中，这可能还会降低NOx效率并增加尿素消耗，而且当分解并释放该沉积时在高温排气中产生了增加的白烟。进一步地，太多尿素的喷射可能会增加尿素消耗，由此降低尿素的经济性。
在本文中发明人已经意识到了上述问题，并且设计出至少部分地解决这些问题的方法。因此，公开了一种用于发动机排气的后处理系统的方法，其中后处理系统包括SCR催化剂和微粒过滤器(PF)。该方法包括：在减少的碳烟产生期间，增加在第一再生和第二再生之间向SCR催化剂喷射的尿素的总量；以及在增加的碳烟产生期间，减小在所述第一再生和所述第二再生之间向SCR催化剂喷射的尿素的总量。
在一个示例中，将尿素喷射量限制于阈值以下，该阈值除了基于诸如发动机的排气温度、排气流量和NOx排放等的参数之外还基于发动机的碳烟产生。例如，尿素沉积去除率可能与PF中碳烟的燃烧率有关；因此，为了使PF再生能够基本去除积聚的尿素沉积，可以有利地调节尿素喷射，以产生与碳烟沉积率有关(例如，小于)的尿素沉积形成率。换句话说，由于PF再生可以通过碳烟存储水平(其反过来由碳烟沉积率以及因此由碳烟产生率驱动)触发，因此，如果基于碳烟水平对尿素沉积率进行控制(通过限制尿素喷射水平)，那么基于碳烟触发的PF再生将常常足以去除任何尿素沉积。
如此，在减少的碳烟产生期间，当发动机出来的碳烟的每单位时间的平均量减小时，向SCR催化剂喷射的尿素量可以被限制于减少的水平，并且当发动机出来的碳烟的每单位时间的平均量增加时，在减少的碳烟产生期间喷射的尿素的总量小于在增加的碳烟产生的间隔期间喷射的尿素的总量。这样，例如，可以控制向SCR催化剂喷射的尿素量，使得尿素的经济性和/或NOx转化效率增加，并且使得SCR催化剂中积聚的碳烟沉积减少，从而导致排气中白烟的量减小。
应理解的是，提供上述概要以便以简化的形式引入选择的概念，将在具体实施方式中对这些概念作进一步描述。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围仅由具体实施方式后面的权利要求进行限定。此外，要求保护的主题并不局限于解决上述任何缺点或在本公开的任何部分中描述的实施方式。
附图说明
图1示出了包括后处理系统的发动机的示意图。
图2示出了高水平流程图，其图示了用于确定后处理系统的再生模式的程序。
图3示出了流程图，其图示了用于后处理系统的第一再生模式的程序。
图4示出了流程图，其图示了用于后处理系统的第二再生模式的程序。
图5示出了后处理系统的第一再生模式的一系列曲线，其图示了关于时间的发动机碳烟产生、沉积在微粒过滤器中的碳烟量、以及尿素喷射量和阈值。
图6示出了后处理系统的第二再生模式的一系列曲线，其图示了关于时间的尿素喷射量和沉积在微粒过滤器中的碳烟量。
具体实施方式
下面的描述涉及用于控制后处理系统的方法，并且具体地涉及解决尿素沉积问题，其中后处理系统包括尿素喷射系统、选择性催化还原(SCR)催化剂和微粒过滤器(PF)。取决于诸如排气温度的操作参数，一些尿素可能会沉积在SCR催化剂上，而不是被用于NOx还原的催化剂所分解和吸收(例如，储存)。在第一再生模式中，例如，当尿素沉积的积聚量小于阈值量时，部分地基于发动机产生的碳烟量来调节向SCR喷射的尿素的阈值量(例如，限于较低水平)。在第二再生模式中，例如，当尿素沉积的积聚量大于阈值量时，再次部分地基于发动机产生的碳烟量来调节向SCR喷射的尿素的阈值量进行调节(例如，限于较高水平)。进一步地，在第二再生模式中，例如，可以基于积聚的碳烟沉积的估测量来调节PF再生的持续时间和/或正时。如此，可以控制SCR催化剂中的尿素沉积，并且可以提高尿素的经济性和NOx的转化效率。图1示出了包括后处理系统的发动机的示例，图2示出了用于确定后处理系统的操作模式的流程图，图3和图4示出了流程图，其分别描述了在第一模式和第二模式中控制SCR催化剂中尿素沉积的程序，以及图5和图6示出了尿素喷射量和碳烟沉积量相对于时间的示例。
图1是示出了可以包括在汽车的推进系统内的多缸发动机10中的一个气缸的示意图。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统并且通过车辆操作员132经由输入装置130的输入进行控制。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即，气缸)30可以包括燃烧室壁32，其中活塞36位于燃烧室壁32内。活塞36可以与曲轴40联接，使得活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统与车辆的至少一个驱动轮联接。进一步地，起动马达可以经由飞轮与曲轴40联接，以能够进行发动机10的起动操作。
燃烧室30可以接收从进气歧管44经由进气通道42进入的空气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由各自的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30相通。在一些实施方式中，燃烧室30可以包括两个或更多进气门和/或两个或更多排气门。
在该示例中，可以经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动对进气门52和排气门54进行控制。凸轮致动系统51和53可以各自包括一个或多个凸轮，并且可以利用凸轮轮廓变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门操作，其中这些系统可以由控制器12进行操作。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57进行确定。在可选择的实施方式中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动进行控制。例如，可选择地，气缸30可以包括经由电动气门致动进行控制的进气门和经由凸轮致动进行控制的排气门，其中凸轮致动包括CPS系统和/或VCT系统。
示出了燃料喷射器66直接与燃烧室30联接，用于直接向燃烧室30内喷射燃料。可以经由共轨系统或者其它这样的柴油燃料喷射系统进行燃料喷射。可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统(图未示)将燃料输送至燃料喷射器66。
进气通道42可以包括具有节气门阀片64的节气门62。在该特定示例中，控制器12可以通过向电动马达或包括节气门62的致动器(该构造通常被称作为电子节气门控制(ETC))提供的信号对节气门阀片64的位置进行改变。可以以该方式操作节气门62以改变向燃烧室30以及其它发动机气缸提供的进气。可以通过节气门位置信号TP向控制器12提供节气门阀片64的位置。进气通道42可以包括用于向控制器12提供信号MAF的质量空气流量传感器120和用于向控制器12提供信号MAP的歧管空气压力传感器122。
进一步地，在公开的实施方式中，排气再循环(EGR)系统可以经由EGR通道140将排出气体中的期望部分从排气通道48引至进气通道42。可以通过控制器12经由EGR阀142来改变向进气通道42提供的EGR的量。进一步地，EGR传感器144可以布置在EGR通道中并且可以提供排气的压力、温度和浓度中的一个或多个的指示。可选择地，可以通过基于MAF传感器(上游)、MAP(进气歧管)、IAT(进气歧管气体温度)和曲轴速度传感器的信号算出的值对EGR进行控制。进一步地，可以基于排气O2传感器和/或进气氧传感器(进气歧管)对EGR进行控制。在一些情况下，EGR系统可以用于调节燃烧室内空气和燃料混合物的温度。尽管图1示出了高压EGR系统，但是附加地或者可选择地，可以使用低压EGR系统，在该系统中，EGR可以从涡轮增压器的涡轮机的下游引至涡轮增压机的压缩机的上游。
如此，发动机10还可以包括诸如涡轮增压器或增压器的压缩装置，该压缩装置至少包括沿着进气歧管44布置的压缩机162。对于涡轮增压器而言，压缩机162可以至少部分地由沿着排气通道48布置的涡轮机164驱动(例如，经由轴)。对于增压器而言，压缩机162可以至少部分地由发动机和/或电动机械驱动，并且不包括涡轮机。因此，可以通过控制器12来改变经由涡轮增压器或增压器向发动机的一个或多个气缸提供的压缩量。
示出了排气传感器126在排放控制系统70的上游与排气通道48联接。传感器126可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)传感器、双态氧传感器或排气氧传感器(EGO)、HEGO(加热型EGO)、NOx传感器、HC传感器或CO传感器。
示出了排放控制系统70沿着排气通道48布置在排气传感器126的下游。系统70可以是选择性催化还原(SCR)系统、三元催化剂(TWC)装置、NOx捕获装置、各种其它排放控制装置，或者它们的组合。例如，装置70可以是柴油后处理系统，该系统包括SCR催化剂71和微粒过滤器(PF)72。在一些实施方式中，PF72可以位于催化剂的下游(如图1所示)，然而在其它实施方式中，PF72可以位于催化剂的上游(图1中未示出)。如在下面将更详细地描述的，在发动机的运行期间，可以周期性地热再生PF。进一步地，在一些实施方式中，在发动机10的运行期间，可以通过在特定空燃比内操作发动机的至少一个气缸而周期性地重新设置排放控制系统70。
在一个示例中，可以设置尿素喷射系统，以向SCR催化剂71喷射液体尿素。然而，可以使用各种可选择的方式，如产生氨蒸汽、然后向SCR催化剂71喷射或者计量供给的固体尿素球粒。在另一个示例中，稀NOx捕获器可以定位于SCR催化剂71的上游，以产生用于SCR催化剂的氨，这取决于向稀NOx捕获器提供的空燃比的程度或稀浓度。
在图1中控制器12显示为微型计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口104、在该特定示例中显示为只读存储器芯片106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110、和数据总线。控制器12可以从与发动机10联接的传感器接收各种信号，除了上述讨论的那些信号之外，还包括由质量空气流量传感器120感应的质量空气流量(MAF)；由与冷却套114联接的温度传感器112感应的发动机冷却剂温度(ECT)；由与曲轴40联接的霍尔效应传感器118(或者其它类型)感应的表面点火感测信号(PIP)；由节气门位置传感器感应的节气门位置(TP)；和由传感器122感应的绝对歧管压力信号MAP等的测量值。发动机速度信号RPM可以由控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管内的真空或压力的标识。在一个示例中，还用作发动机速度传感器的传感器118可以在曲轴的每转中产生预定数量的等间距的脉冲。
存储介质只读存储器106能够程式化地带有计算机可读数据，这些数据表示可被处理器102执行以便实施下述方法以及预期但未具体列出的其它变型的指令。
如上所述，图1仅示出了多缸发动机中的一个气缸，并且每个气缸可以类似地包括其自己的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等等。
继续参照图2，其示出了高水平的流程图，其图示了用于确定应使用哪种PF再生模式的程序200。具体地，程序200基于诸如发动机产生的碳烟和期望的尿素喷射量等操作参数确定是否需要侵入式再生。
在程序200的210处，确定操作状况。操作状况可以包括发动机产生的NOx的量、微粒过滤器的劣化水平、SCR催化剂中尿素沉积的积聚量等等。
一旦确定了操作状况，程序200就进行至212，在212处，确定是否需要对再生进行侵入式调节。在本文中，侵入式调节意味着PF要比需要从PF除去碳烟沉积更加频繁地进行再生。
在一个示例中，当需要喷射比当前由可允许阈值所限定的量更多的尿素时，可能需要进行侵入式喷射。可以基于碳烟产生和碳烟再生来设定容许水平，其中碳烟再生基于PF的碳烟存储、或压力下降而触发。如此，在尿素喷射限于容许水平的情况下，例如，基于碳烟装载触发的PF过滤器再生将足以除去SCR催化剂中的尿素沉积(因为由PF再生增加的排气热足以使SCR催化剂上升至除去尿素沉积的状况)。然而，如果要求用于NOx控制的期望的尿素喷射高于容许水平达到足够的持续时间，那么尿素喷射的持续限制可能会影响NOx排放。如此，在212处可能会要求侵入式PF再生，由此能够使容许尿素喷射水平至少暂时地得以提高。除了基于碳烟存储水平所规定的PF再生之外，例如，该额外的侵入式PF再生因此能够去除额外的尿素沉积，从而能够增加容许尿素喷射。出现这些状况的情形包括：当碳烟产生可能较低而导致另外的减小了的尿素喷射阈值，但NOx产生可能较高并且需要更大量的尿素喷射时。在另一个示例中，当在延长的时间段内碳烟产生较低并且基于诸如发动机的排气温度、排气流量和/或NOx产生而需要更大量的尿素喷射时，可能需要进行侵入式喷射。
作为另一个示例，如果PF的劣化水平相对较高，那么可能不需要再生的侵入式调节，因为如果PF被加热至再生温度(例如，大于600℃)达延长的时间段则可能会出现进一步的劣化，并且碳烟水平相对较低。因此，在该情况下，侵入式再生可能不能使用(在212处为“否”)。
作为另一个示例，如果SCR催化剂中的尿素沉积的积聚量(下面更详细地描述)大于PF中沉积的碳烟量(下面更详细地描述)，可能会需要再生的侵入式调节以除去尿素沉积(在212处为“是”)。因此，再生的频率可以基于SCR催化剂中尿素沉积的积聚量。例如，当发动机的NOx产生高时，向SCR催化剂喷射的尿素量可能会相对较高，由此增加了尿素沉积。
如果确定了不需要侵入式调节，那么程序200继续至214，然后如下所述实施图3的程序300。相比之下，如果确定了需要再生的侵入式调节，那么程序200移动至216，然后如下所述实施图4的程序400。
图3示出了流程图，其图示了后处理系统(例如图1所示的后处理系统70)的第一操作模式(例如，非侵入式再生模式)的控制程序300。具体地，程序300确定发动机产生的碳烟量并且相应地调节尿素喷射阈值。如此，例如，可以减少尿素沉积的积聚量。
在程序300的310处，确定操作状况。操作状况可以包括例如排气温度、催化剂两侧的压差、排气流量、NOx产生和发动机碳烟产生。
一旦确定了操作状况，程序300就进行至312，在312处，确定PF再生是否正发生。在一些示例中，例如，如果温度传感器标示出排气、SCR和/或PF的温度均在阈值温度以上，则可以确定PF的再生正在发生。在一些示例中，如果确定了再生正在发生，则该程序结束。在其它示例中，该程序可以移动至监测尿素沉积的积聚的另一个程序，如图4的程序400。在这样的示例中，例如，除基于碳烟沉积量之外还可以基于尿素沉积来调节再生实施的持续时间。
另一方面，如果确定了PF再生不是正在发生，则程序300继续至314，在314处，基于发动机的排气温度、排气流量以及NOx排放来确定尿素喷射量。例如，当排气中的一个或多个NOx传感器的测量表明排气中存在相对较高水平的NOx时，为了减少NOx可以喷射较大量的尿素。作为另一个示例，在排气温度低的时间段内，可以向SCR催化剂喷射较少的尿素，因为尿素在较低温度(例如，低于300℃)下可能不会完全分解并因此有较大的机会形成尿素沉积。在这样的一段时间内尿素可以喷射的阈值量可以是如图5中512处虚线所示的设定量。在其它示例中，尿素可以喷射的阈值量可以随着诸如排气温度等的各操作参数而变化。
一旦确定了尿素喷射量，图3的程序300则进行至316，在316处，确定发动机出来的碳烟(例如，发动机每单位时间或者每发动机旋转所产生的碳烟量)是否大于第一阈值量。例如，可以基于发动机速度传感器的输出和向发动机供给的燃料量来确定发动机出来的碳烟量。第一阈值量可以是相对较小量的碳烟产生。例如，第一阈值可以对应于相对较低的发动机速度和向发动机供给的相对少量的燃料。图5中的虚线508示出了第一发动机碳烟产生阈值的示例。
如果确定了发动机出来的碳烟量小于第一阈值，则程序300继续至318，在318处，降低尿素喷射的阈值量。例如，在一些实施方式中，在再生期间，尿素沉积去除率可能与PF中碳烟的平均燃烧率相似。如此，喷射的尿素的阈值量可以对应于尿素沉积形成率，尿素沉积形成率不比碳烟沉积率快。因此，当发动机碳烟产生量降低至第一阈值量以下时，降低尿素喷射阈值量，以减少尿素沉积的积聚。
一旦降低了可以向SCR催化剂喷射的尿素的阈值量，则程序300就进行至320，在320处，将尿素喷射量限制于阈值量。以这样的方式，向SCR催化剂喷射的尿素量不会超过这样的量，即导致比经由PF再生所能够除去的碳烟沉积更大的碳烟沉积积聚的量。
作为示例，如图5所示，当由发动机502产生的碳烟瞬时量在时间tb之前和时间th之后下降至第一阈值量(虚线508所示)以下时，如虚线514所示减小可以向SCR催化剂喷射的尿素的阈值量504。进一步地，如曲线516所示，向SCR催化剂喷射的尿素量限制于阈值量，并且像这样不会增加至阈值量以上。因此，尿素喷射不仅基于如上所述的参数(排气温度、NOx排放等等)，而且它还基于由发动机产生的碳烟量。这样，例如，向SCR催化剂喷射的尿素量受到阈值量的限制，其中所述阈值量被控制成使其对应于发动机碳烟产生，并且可以在随后的PF再生中除去可能形成的尿素沉积，随后的PF再生可以基于PF中的碳烟量而发生。
继续参照图3，相反，如果确定发动机出来的碳烟量大于第一阈值，则程序300移动至324，在324处，确定发动机出来的碳烟是否大于第二阈值量。该第二阈值量可以是相对大量的碳烟产生。例如，第二阈值可以对应于相对较高的发动机速度和向发动机供给的相对大量的燃料。图5中的虚线506示出了第一发动机碳烟产生阈值的示例。
如果确定发动机出来的碳烟小于第二阈值量，则程序300移动至320，并且如上所述尿素喷射量基于在314处确定的发动机的排气温度、排气流量和NOx排放。例如，在图5中所示的时间tb和td之间，发动机碳烟产生502增加至第一阈值508以上但小于第二阈值506。如此，尿素喷射的阈值量504返回至虚线512所示的阈值，并且喷射的尿素量增加，但不超过阈值量。
另一方面，如果确定发动机出来的碳烟大于第二阈值量，则图3的程序300继续至326，在326处，尿素喷射的阈值量增加。例如，如上所述，在再生期间，尿素沉积去除率可能与PF中碳烟的平均燃烧率相似。如此，当发动机产生的碳烟量增加时，向发动机喷射的尿素量也可以增加。这样，例如，可以增加NOx转化效率。
作为示例，图5示出了发动机碳烟产生量502在时间td增加至第二阈值量506以上并且在时间tf下降至该阈值以下。在该时间段中，尿素喷射阈值量504增加至虚线510所示的阈值。这样，例如，向SCR催化剂喷射的尿素阈值量被控制成使其对应于发动机的碳烟产生，并且可以在随后的PF再生中除去可能形成的尿素沉积，随后的PF再生可以基于PF中的碳烟量而发生，同时由于可能喷射的尿素的较高限制而可以增加NOx转化效率。
一旦在320处将向SCR催化剂喷射的尿素量限制于期望阈值，图3的程序300就进行至322，在322处，确定沉积在微粒过滤器中的碳烟量是否大于阈值量。如果确定碳烟量大于阈值量，则程序300移动至328，并且开始微粒过滤器的再生。另一方面，如果确定沉积在微粒过滤器中的碳烟量小于阈值量，则该程序结束。
图5示出了各再生发生的时间。如曲线520所示，当微粒过滤器中的碳烟量到达阈值量520时发生PF再生。例如，在时间ta，发生第一再生R1，在时间tc发生第二再生R2，在时间te发生第三再生R3，以及在时间tg发生第四再生R4。例如，由于发动机产生的较少量的碳烟和发动机出来的每单位时间的减少了的平均碳烟，再生R1和R2之间的时间长度大于再生R2和R3之间的时间长度以及再生R3和R4之间的时间长度。例如，虽然随后的再生R1和R2之间的持续时间大于R2和R3之间的持续时间，然而，由于低的发动机碳烟产生而降低了的尿素喷射的限制，因此在R1和R2之间的时间内向SCR催化剂喷射的尿素总量可能低于在R2和R3之间的时间内向SCR催化剂喷射的尿素总量。虽然图5示出了再生发生在微粒过滤器中沉积的碳烟的相同阈值量处，然而在其它示例中，例如，当微粒过滤器两侧的压降达到阈值时，可能会发生再生。
因此，可以基于发动机产生的碳烟量来调节向SCR催化剂喷射尿素的阈值量。在碳烟产生低(例如，低于第一阈值)的时间段内，可以降低尿素喷射阈值，使得尿素沉积可以减少，由此减小排气中的白烟量。在碳烟产生高(例如，高于第二阈值)的时间段内，可以增加尿素喷射阈值，使得可以向SCR催化剂喷射更多的尿素并且可以提高NOx转化效率。进一步地，在第一再生模式中，微粒过滤器的每次再生发生于当过滤器中沉积的碳烟达到相同阈值量时。
图4示出了流程图，其图示了用于后处理系统(如图1所示的后处理系统70)的第二操作模式(例如，侵入式再生模式)的控制程序400。具体地，程序400确定积聚的尿素沉积量并且相应地调节PF的再生。因此，例如，可以将再生的实施调节成使得可以减少尿素沉积的积聚量，并且如此，尿素量并不受到阈值的限制。
在程序400的410处，确定操作状况。操作状况可以包括排气温度、催化剂两侧的压差、排气流量、NOx产生、碳烟产生等等。
一旦确定了操作状况，程序400就继续至412，在412处，确定尿素沉积量是否大于阈值量。在一些示例中，积聚的尿素沉积的阈值量可以是SCR催化剂不能再获得期望的NOx转化效率的水平。例如，可以使用位于SCR催化剂上游和下游的NOx传感器来估测NOx转化效率。在其它示例中，例如，可以基于沿着SCR催化剂定位的一个或者多个压力传感器测得的SCR催化剂两侧的压差来估测积聚的尿素沉积量。
如果确定尿素沉积小于阈值量，则程序400移动至418，并且继续当前操作，而不会基于SCR催化剂中积聚的尿素沉积对再生参数进行调节。相反，如果确定尿素沉积量大于阈值量，则程序400进行至414，在414处，确定PF再生是否正发生。如上所述，例如，当一个或多个温度传感器标示SCR催化剂、PF和/或排气的温度大于各自的阈值温度(例如，对于PF为600℃)时，可能正在发生PF再生。
如果确定PF再生正在发生，则程序400继续至416，并且基于沉积的尿素量对再生的持续时间进行调节。例如，在一些实施方式中，可以基于高于阈值量的积聚的尿素沉积量来延长再生的持续时间。在其它实施方式中，例如，可以降低排气温度，使得一旦除去了积聚的碳烟，PF温度就降低以避免PF劣化，但仍然使PF温度保持足够高使得仍然可以从SCR催化剂除去尿素沉积。
然而，如果确定PF再生不是正在发生，则程序400移动至420，在420处，确定PF再生是否即将发生。可以基于存储在过滤器中的微粒量、过滤器两侧的压降接近阈值等等确定再生是否即将发生。例如，微粒过滤器中碳烟的增加可能会阻碍PF进一步从排气去除碳烟的能力并且增加PF的背压；因此，当过滤器两侧的压降接近表明需要清洁过滤器的阈值时，再生可能即将发生。
如果确定PF再生不是即将发生，则程序400移动至422，并且开始PF再生。在一些实施方式中，可以通过经由加热器增加PF的温度来开始再生。在其它实施方式中，为了升高PF的温度，可以增加排气的温度。
另一方面，如果确定PF再生即将发生，则程序400移动至416，并且如上所述基于积聚的尿素沉积量对再生的持续时间进行调节。
图6示出了在第二再生模式期间尿素喷射量602和沉积在微粒过滤器中的碳烟量604相对于时间的示例。在该示例中，在碳烟的不同沉积量处发生再生并且基于尿素喷射而发生再生(例如，侵入式再生)。例如，在时间ti处发生再生R5，在时间tj处发生再生R6，以及在时间tk处发生再生R7。由于在R6和R7之间向SCR催化剂喷射尿素的减少，因此R5和R6之间的时间长度大于R6和R7之间的时间长度。这样，再生的频率随着向SCR催化剂喷射尿素的增加(并因此使尿素沉积积聚增加)而增加。
以这种方式可以控制SCR催化剂中的尿素沉积。例如，当尿素沉积的积聚量小于阈值时，可以基于发动机产生的碳烟量来调节向SCR催化剂喷射尿素的阈值量，从而减少尿素沉积并增加NOx转化效率。当尿素沉积的积聚量大于阈值时，再生参数可以调节成使得能够除去过量的尿素沉积。
注意，包括在本文中的示例控制和估测程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。在本文中描述的具体程序可以表示诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务化的、多线程的等任何数量的处理策略中的一个或多个。如此，图示的各个动作、操作或功能可以按照图示顺序地进行，或者并行地进行，或者在某些情况下省略地进行。同样地，要获得在本文中所描述的示例实施方式的特征和优点，处理的顺序不一定是必需的，但是提供处理的顺序是为了容易说明和描述。图示的动作或功能中的一个或多个可以重复进行，这取决于所采用的特定策略。进一步地，描述的动作可以图形化地表示将要向发动机控制系统中的计算机可读存储介质中编程的代码。
将意识到的是，在本文中公开的构造和程序实际上是示例性的，并且这些具体实施方式将不认为是限制性的，因为可以有许多变型。例如，上述技术能够应用于V6、I4、I6、V12、对置四缸、以及其它的发动机类型。本公开的主题包括在本文公开的各系统和构造、以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
下面的权利要求具体指出了认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这样的权利要求应理解为包括一个或多个这样的元素的合并，既不要求也不排除两个或多个这样的元素。在该申请或相关申请中通过对本权利要求的修改或者通过提出新的权利要求可以要求保护所公开的特征、功能、元素和/或特性的其它组合和子组合。
不管在范围上是对原权利要求的扩大、缩小、等同或者不同，这样的权利要求还是被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机排气的后处理系统的方法，其中所述后处理系统包括选择性催化还原催化剂，即SCR催化剂和微粒过滤器，即PF，所述方法包括：
在第一再生模式中，在减少的碳烟产生期间，减少在第一微粒过滤器再生和第二微粒过滤器再生之间向选择性催化还原催化剂喷射尿素的总量；
在增加的碳烟产生期间，增加在所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生之间向选择性催化还原催化剂喷射尿素的总量；以及
在第二再生模式中，基于尿素沉积的积聚量调节所述微粒过滤器的再生。
2.根据权利要求1所述的方法，其中基于发动机速度和向发动机供给的燃料量来估测碳烟产生，并且其中减少的碳烟产生包括在所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生之间发动机出来的碳烟的每单位时间的减少的平均量，并且增加的碳烟产生包括在所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生之间发动机出来的碳烟的每单位时间的增加的平均量，并且所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生基于存储在过滤器中的达到阈值水平的碳烟。
3.根据权利要求1所述的方法，其中减少的碳烟产生包括低于第一阈值量的每单位时间的发动机碳烟产生。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：当所述发动机碳烟产生低于第一阈值量时，减小尿素喷射的阈值量并将尿素喷射限制为减小的阈值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中增加的碳烟产生包括高于第二阈值量的发动机碳烟产生。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：当所述发动机碳烟产生高于所述第二阈值量时，增加尿素喷射的阈值量并将尿素喷射限制于增加的阈值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中尿素喷射量进一步基于发动机的排气温度、排气流量和NOx排放。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生之间的持续时间在减少的碳烟产生期间比在增加的碳烟产生期间更长。
9.一种用于控制与发动机的排气系统联接的后处理系统的方法，其中所述后处理系统包括选择性催化还原催化剂，即SCR催化剂和微粒过滤器，即PF，所述方法包括：
在第一再生模式中，在第一微粒过滤器再生和第二微粒过滤器再生之间：
在减少的碳烟状况期间，减小向选择性催化还原催化剂喷射尿素的阈值量并且将尿素喷射量限制为减小的阈值；
在增加的碳烟状况期间，增加向选择性催化还原催化剂喷射尿素的阈值量并且将尿素喷射量限制为增加的阈值；以及
在第二再生模式中，基于尿素沉积的积聚量调节所述微粒过滤器的再生。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述减少的碳烟状况包括低于第一阈值量的发动机碳烟产生，并且其中所述增加的碳烟状况包括高于第二阈值量的发动机碳烟产生，其中所述第二阈值量大于所述第一阈值量，并且其中所述第二微粒过滤器再生和所述第一微粒过滤器再生基于微粒过滤器的相同状况。
11.根据权利要求10所述的方法，其中基于发动机速度和向发动机供给的燃料量来估测发动机的碳烟产生。
12.根据权利要求9所述的方法，其中向选择性催化还原催化剂喷射尿素的总量在所述增加的碳烟状况期间比在所述减少的碳烟状况期间更大。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生之间的持续时间在所述减少的碳烟状况期间更长并且在所述增加的碳烟状况期间更短，并且其中所述第二微粒过滤器再生和所述第一微粒过滤器再生基于微粒过滤器的相同状况。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括第三微粒过滤器再生，其中所述第三微粒过滤器再生基于与所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生不同的状况。
15.一种用于与车辆中的发动机的排气系统联接的后处理装置的系统，所述系统包括：
选择性催化还原催化剂，即SCR催化剂；
柴油微粒过滤器，即柴油PF；
包括计算机可读存储介质的控制系统，所述计算机可读存储介质包括如下指令，用于：
在第一再生模式中，在所述微粒过滤器的第一再生和第二再生之间：
在减少的碳烟产生期间，减小向选择性催化还原催化剂喷射尿素的阈值量并且将喷射的尿素的总量限制为减小的阈值；以及
在增加的碳烟产生期间，增加向选择性催化还原催化剂喷射尿素的阈值量并且将喷射的尿素的总量限制为增加的阈值，其中在所述第一再生模式期间，第一微粒过滤器再生和第二微粒过滤器再生均基于相同阈值；以及
在第二再生模式中，基于尿素沉积的积聚量增加尿素的阈值量并且调节所述微粒过滤器的再生持续时间和正时中的至少一个以延长再生持续时间或减少再生之间的持续时间。
16.根据权利要求15所述的系统，其中减少的碳烟产生包括低于第一阈值量的发动机碳烟产生，并且其中增加的碳烟产生包括高于第二阈值量的发动机碳烟产生，并且其中所述第一微粒过滤器再生和所述第二微粒过滤器再生之间的持续时间在减少的碳烟产生期间比在增加的碳烟产生期间更长。
17.根据权利要求16所述的系统，还包括基于发动机速度传感器的输出和向发动机供给的燃料量估测碳烟产生的指令。
18.根据权利要求15所述的系统，其中在所述第二再生模式中，调节再生持续时间包括：当尿素沉积的积聚量大于阈值且再生即将发生时延长再生的持续时间。
19.根据权利要求15所述的系统，其中在所述第二再生模式中，调节再生正时包括：当尿素沉积的积聚量大于阈值并且再生不是即将发生时开始再生。
20.根据权利要求15所述的系统，其中当碳烟产生变低并且需要较大量的尿素喷射时，所述后处理装置以所述第二再生模式操作。
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