CN110637148B - 用于控制后处理系统中的流量分布的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于估计后处理系统中的排气质量流量的方法、装置和系统。实施例包括选择性催化还原(SCR)系统，该系统包括至少一种催化剂、可操作地耦合到SCR系统的差压(dP)传感器、温度传感器和控制器。dP传感器被配置为测量SCR系统上的压差值，确定来自dP传感器的第一输出值和来自温度传感器的第一温度输出值。第一输出值表示SCR系统上的压差值。第一温度输出值表示SCR系统的温度。控制器还被配置为使用来自dP传感器的第一输出值和来自温度传感器的第一温度输出值来估计来自后处理系统的排气质量流量输出。

Description

用于控制后处理系统中的流量分布的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月25日提交的第15/605,680号美国专利申请的优先权，该美国专利申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本申请总体上涉及用于内燃机(internal combustion engine)的后处理系统(aftertreatment system)的领域。
背景
对于内燃机(诸如，柴油机)，氮氧化物(NOx)化合物可能在排气中被排放。包括由不同监管机构规定的交通工具上的诊断(OBD)要求在内的严格排放要求开发鲁棒控制算法，以促进整个系统以最佳方式运行。为了减少NOx排放物，可实施选择性催化还原(SCR)过程，以借助于催化剂和还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，诸如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以包括在排气系统的催化剂室(诸如，交通工具或发电机组的排气系统的催化剂室)中。还原剂(诸如，无水氨、氨水、柴油机排气处理液(DEF)或含水尿素)一般在被引入到催化剂室之前被引入到排气流中。为了将还原剂引入到排气流中以用于SCR过程，SCR系统可以通过定量配给电路对还原剂进行定量配给或以其它方式引入还原剂，该定量配给电路将还原剂蒸发或喷射到催化剂室上游的排气系统的排气管中。SCR系统可以包括一个或更多个传感器，以监测在排气系统内的状况。
概述
在实施例中，后处理系统包括SCR系统，该SCR系统包括至少一种催化剂、可操作地耦合到SCR系统的差压(dP)传感器、温度传感器和控制器。dP传感器被配置为测量SCR系统上的压差值。控制器与dP传感器和温度传感器中的每一个通信地耦合。控制器被配置成确定来自dP传感器的第一输出值和来自温度传感器的第一温度输出值。来自dP传感器的第一输出值表示SCR系统上的压差值。来自温度传感器的第一温度输出值表示SCR系统的温度。控制器还被配置为使用来自dP传感器的第一输出值和来自温度传感器的第一温度输出值，来估计来自后处理系统的排气质量流量输出。
在另一实施例中，后处理系统包括SCR系统，该SCR系统包括至少一种催化剂、流体地耦合到SCR的微粒过滤器、可操作地耦合到微粒过滤器的出口的微粒过滤器外压力传感器、温度传感器、环境压力传感器以及与微粒过滤器外压力传感器通信地耦合的控制器。微粒过滤器外压力传感器被配置为测量微粒过滤器的出口处的压力值。控制器被配置为确定来自微粒过滤器外压力传感器的第一输出值、来自温度传感器的第一温度输出值和来自环境压力传感器的第二输出值。来自微粒过滤器外压力传感器的第一输出值表示微粒过滤器的出口处的压力值。来自温度传感器的第一温度输出值表示SCR系统的温度。来自环境压力传感器的第二输出值表示环境压力值。控制器还被配置为使用来自微粒过滤器外压力传感器的第一输出值、来自温度传感器的第一温度输出值和来自环境压力传感器的第二输出值来估计来自后处理系统的排气质量流量输出。
在另一实施例中，后处理系统包括SCR系统，该SCR系统包括至少一种催化剂、可操作地耦合到SCR系统的多个温度传感器、环境压力传感器和控制器。多个温度传感器被配置为测量SCR系统的多个温度值。控制器与多个温度传感器和环境压力传感器通信地耦合。控制器被配置为确定来自多个温度传感器中的第一温度传感器的第一输出值、来自多个温度传感器中的第二温度传感器的第二输出值以及来自环境压力传感器的第三输出值。第一输出值表示SCR系统的多个温度值中的一个温度值。第二输出值表示SCR系统的多个温度值中的一个温度值。第三输出值表示环境压力值。控制器还被配置为使用来自多个温度传感器中的第一温度传感器的第一输出值、来自多个温度传感器中的第二温度传感器的第二输出值和来自环境压力传感器的第三输出值，估计来自后处理系统的排气质量流量输出。
在一些实施例中，当确定所使用的输出值表示有效数据时，控制器还被配置为估计来自后处理系统的排气质量流量输出。估计排气质量流量输出可以包括计算SCR系统的流量系数。估计排气质量流量输出可以包括计算SCR系统内的流量系数和排气质量流量的密度。排气质量流量输出可以使用
Figure GDA0002278476580000031
来估计，其中k是实现为
Figure GDA0002278476580000032
的流量系数，以及ΔP是压差。密度可以使用ρ＝P_bed/(RT_bed)来估计，其中，R是通用气体常数，P_bed根据获得的关于SCR中的催化剂的催化剂床的压力的数据来确定，以及T_bed根据从SCR系统中的催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。k的值可以从在不同流量水平下的稳态数据的映射中获得。在一些实施例中，后处理系统还包括排气质量流量传感器，其中，排气质量流量值从排气质量流量传感器获得，并且控制器还被配置为将估计的排气质量流量与从排气质量流量传感器获得的排气质量流量值进行比较。
在下文的一个或多个实施方案中可实现本公开的各方面。
1)一种后处理系统，包括：
选择性催化还原(SCR)系统，其包括至少一种催化剂；
差压(dP)传感器，其操作地耦合到所述SCR系统，所述dP传感器被配置为测量所述SCR系统上的压差值；
温度传感器；以及
控制器，其与所述dP传感器和所述温度传感器中的每一个通信地耦合，所述控制器被配置为：
确定来自所述dP传感器的第一输出值，所述第一输出值表示所述SCR系统上的所述压差值；
确定来自所述温度传感器的第一温度输出值，所述第一温度输出值表示所述SCR系统的温度；以及
使用来自所述dP传感器的所述第一输出值和来自所述温度传感器的所述第一温度输出值，来估计来自所述后处理系统的排气质量流量输出。
2)根据1)所述的后处理系统，其中，估计来自所述后处理系统的所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数。
3)根据1)所述的后处理系统，其中，估计所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数和所述SCR系统内部的排气质量流量的密度。
4)根据3)所述的后处理系统，其中，所述排气质量流量输出使用
Figure GDA0002278476580000041
来估计，
其中，k是实现为
Figure GDA0002278476580000042
的所述流量系数，以及ΔP是压差。
5)根据4)所述的后处理系统，其中，所述密度使用
Figure GDA0002278476580000043
来估计，其中，R是通用气体常数，Pbed根据获得的关于所述SCR系统中的所述催化剂的催化剂床的压力的数据来确定，并且Tbed根据从所述SCR系统中的所述催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。
6)根据5)所述的后处理系统，其中k的值从在不同流量水平下的稳态数据的映射中获得。
7)根据2)所述的后处理系统，还包括排气质量流量传感器，其中，排气质量流量值从所述排气质量流量传感器获得，并且所述控制器还被配置为：
将估计的排气质量流量输出与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较；以及
响应于将所述估计的排气质量流量输出与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较，检测所述排气质量流量传感器中的潜在误差。
8)一种后处理系统，包括：
选择性催化还原(SCR)系统，其包括至少一种催化剂；
微粒过滤器，其流体地耦合到所述SCR系统；
微粒过滤器外压力传感器，其操作地耦合到所述微粒过滤器的出口，所述微粒过滤器外压力传感器被配置为测量所述微粒过滤器的出口处的压力值；
温度传感器；
环境压力传感器；以及
控制器，其与所述微粒过滤器外压力传感器通信地耦合，所述控制器被配置为：
确定来自所述微粒过滤器外压力传感器的第一输出值，所述第一输出值表示所述微粒过滤器的出口处的所述压力值；
确定来自所述温度传感器的第一温度输出值，所述第一温度输出值表示所述SCR系统的温度；以及
确定来自所述环境压力传感器的第二输出值，所述第二输出值表示环境压力值；以及
使用来自所述微粒过滤器外压力传感器的所述第一输出值、来自所述温度传感器的所述第一温度输出值和来自所述环境压力传感器的所述第二输出值，来估计来自所述后处理系统的排气质量流量输出。
9)根据8)所述的后处理系统，其中，估计来自所述后处理系统的所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数。
10)根据8)所述的后处理系统，其中，估计所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数和所述SCR系统内部的排气质量流量的密度。
11)根据10)所述的后处理系统，其中，所述排气质量流量输出使用
Figure GDA0002278476580000051
来估计，
其中，k是实现为
Figure GDA0002278476580000052
的流量系数，以及ΔP是压差。
12)根据11)所述的后处理系统，其中，所述密度使用
Figure GDA0002278476580000061
来估计，其中，R是通用气体常数，Pbed根据获得的关于所述SCR系统中的所述催化剂的催化剂床的压力的数据来确定，并且Tbed根据从所述SCR系统中的所述催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。
13)根据12)所述的后处理系统，其中k的值从在不同流量水平下的稳态数据的映射中获得。
14)根据9)所述的后处理系统，还包括排气质量流量传感器，其中，排气质量流量值从所述排气质量流量传感器获得，并且所述控制器还被配置为将估计的排气质量流量输出与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较。
15)一种后处理系统，包括：
选择性催化还原(SCR)系统，其包括至少一种催化剂；
环境压力传感器；
控制器；以及
多个温度传感器，其可操作地耦合到所述SCR系统和所述控制器，其中，所述多个温度传感器被配置为测量所述SCR系统的多个温度值；
其中，所述控制器与所述多个温度传感器和所述环境压力传感器通信地耦合，所述控制器被配置为：
确定来自所述多个温度传感器中的第一温度传感器的第一输出值，所述第一输出值表示所述SCR系统的所述多个温度值中的一个温度值；
确定来自所述多个温度传感器中的第二温度传感器的第二输出值，所述第二输出值表示所述SCR系统的所述多个温度值中的一个温度值；
确定来自所述环境压力传感器的第三输出值，所述第三输出值表示环境压力值；以及
使用来自所述多个温度传感器中的所述第一温度传感器的所述第一输出值、来自所述多个温度传感器中的所述第二温度传感器的所述第二输出值和来自所述环境压力传感器的所述第三输出值，来估计来自所述后处理系统的排气质量流量输出。
16)根据15)所述的后处理系统，其中，估计来自所述后处理系统的所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数。
17)根据15)所述的后处理系统，其中，估计所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数和所述SCR系统内部的排气质量流量的密度。
18)根据17)所述的后处理系统，其中，所述排气质量流量输出使用
Figure GDA0002278476580000071
来估计，
其中，k是实现为
Figure GDA0002278476580000072
的流量系数，以及ΔP是压差。
19)根据18)所述的后处理系统，其中，所述密度使用
Figure GDA0002278476580000073
来估计，其中，R是通用气体常数，Pbed根据获得的关于所述SCR系统中的所述催化剂的催化剂床的压力的数据来确定，并且Tbed根据从所述SCR系统中的所述催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。
20)根据16)所述的后处理系统，还包括排气质量流量传感器，其中，排气质量流量值从所述排气质量流量传感器获得，并且所述控制器还被配置为：
将估计的排气质量流量输出与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较；以及
响应于将所述估计的排气质量流量输出与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较，检测所述排气质量流量传感器中的潜在误差。
附图简述
在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个实施例的细节。根据描述、附图和权利要求，本公开的其他特征、方面和优点将变得明显，其中：
图1是根据示例实施例的后处理系统的示意图；
图2是根据示例实施例的SCR系统的示意图，示出了通过SCR系统的排气的路径；
图3是可被包括在后处理系统的控制器中的控制电路的一个实施例的示意性框图；
图4是用于确定对根据示例实施例描绘的排气质量流量的估计的方法的示意性流程图；以及
图5是根据示例实施例的计算设备的示意性框图。
应认识到，一些或全部附图是出于说明的目的的示意性表示。提供附图是出于说明一个或更多个实施例并明确理解这些实施例将不用于限制权利要求的范围或含义的目的。
详细描述
以下是对与用于估计后处理系统中的排气质量流量的方法、装置和系统相关的各种构思以及该方法、装置和系统的实施例的详细描述。上文介绍的并且在下文更详细地讨论的各种构思可以以多种方式中的任一种方式来实施，因为所描述的构思不限于实施例的任何具体的方式。特定的实施例和应用的示例被提供主要出于说明性目的。
对于定量配给微粒过滤系统(PFS)或SCR子系统的鲁棒控制所需的关键信号之一是排气质量流量。通常，关于排气质量流量的信息在发动机侧测量，并作为参考输入发送到后处理系统。在一些实施例中，当该值可能不再可靠时，确定对质量流量的估计，从而使系统能够继续后处理功能的正常运行，诸如减少尾管微粒物(PM)、碳氢化合物(HC)、NOx排放物等，同时尽可能最小化NH3泄漏。在一些实施例中，发动机侧质量流量传感器被移除，这降低了系统成本，同时保持了整体系统性能。在一些实施例中，质量流量被估计并用作检测质量流量传感器误差的诊断结论。在一些实施例中，质量流量被估计并用作检测质量流量传感器误差的OBD系统的一部分。如果质量流量估计用作对排气流量的主要估计，则传感器的OBD裕度可用于估计发动机侧的质量流量增加。
内燃机(例如，柴油内燃机等)产生通常在后处理系统中过滤的排气。这种过滤通常通过使排气穿过基底来进行。传统的过滤器会遇到将排气流分布在基底上的问题。例如，传统的过滤器可以将大部分的流体分布在基底中心附近，而将小部分，甚至几乎不存在的流体分布在基底边缘附近。因此，传统过滤器中的排气会经受压降。
图1是根据示例实施例的后处理系统100的示意图。图1描绘了用于排气系统190的具有示例还原剂输送系统110的后处理系统100。后处理系统100包括微粒过滤器(例如，柴油机微粒过滤器(DPF)102)、还原剂输送系统110、分解室或反应器104、SCR催化器106以及传感器150。
DPF 102被配置为将微粒物(诸如，烟灰)从在排气系统190中流动的排气中移除。DPF 102包括入口和出口，排气在入口处被接收，在使微粒物质基本上从排气中过滤和/或将微粒物质转换成二氧化碳之后排气在出口处离开。在一些实施例中，DPF 102可被省略。
分解室104被配置为将还原剂(诸如，尿素或DEF)转换成氨。分解室104包括具有定量配给器或定量配给电路112的还原剂输送系统110，该定量配给器或定量配给电路112被配置成将还原剂定量配给到分解室104中(例如，经由注射器(诸如，以下所述的注射器))。在一些实施例中，还原剂在SCR催化器106的上游被注入。然后，还原剂液滴经受蒸发、热解和水解的过程，以在排气系统190内形成气态氨。分解室104包括入口和出口，入口与DPF102流体连通以接收含有NOx排放物的排气，出口用于使排气、NOx排放物、氨和/或还原剂流至SCR催化器106。
分解室104包括定量配给电路112，该定量配给电路112安装到分解室104，使得定量配给电路112可以将还原剂定量配给到在排气系统190中流动的排气中。定量配给电路112可以包括隔离件114，该隔离件114插在定量配给电路112的一部分和分解室104的安装定量配给电路112的部分之间。定量配给电路112流体地耦合到一个或更多个还原剂源116。在一些实施例中，泵118可用于对来自还原剂源116的还原剂加压以便输送到定量配给电路112。
定量配给电路112和泵118还电气地或通信地耦合到控制器120。控制器120被配置成控制定量配给电路112以将还原剂定量配给到分解室104中。控制器120还可以被配置成控制泵118。控制器120可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或它们的组合。控制器120可以包括存储器(memory)，存储器可以包括但不限于能够利用程序指令提供处理器、ASIC、FPGA等的电子的、光学的、磁性的或任何其它存储或传输装置。存储器可包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存或控制器120可从其读取指令的任何其它适当的存储器。指令可以包括源自任何适当的编程语言的代码。
SCR催化器106被配置成通过加速氨和排气的NOx之间的NOx还原过程来帮助将NOx排放物还原为双原子氮、水和/或二氧化碳。SCR催化器106包括入口和出口，该入口与分解室104流体连通，排气和还原剂从入口接收，该出口与排气系统190的端部流体连通。
排气系统190还可以包括与排气系统190流体连通的柴油机氧化催化器(DOC)(例如，在SCR催化器106的下游或在DPF 102的上游)，以氧化排气中的碳氢化合物和一氧化碳。
在一些实施例中，DPF 102可以定位于分解室或反应器管104的下游。例如，DPF102和SCR催化器106可组合成单个单元。在一些实施例中，定量配给电路112可以替代地定位在涡轮增压器的下游或涡轮增压器的上游。
传感器150可以耦合到排气系统190，以检测流经排气系统190的排气的状况。在一些实施例中，传感器150可以具有布置在排气系统190内的部分，例如传感器150的尖端(tip)可以延伸到排气系统190的部分内。在其它实施例中，传感器150可以接收穿过另一导管(诸如从排气系统190延伸的一个或更多个样品管)的排气。虽然传感器150被描绘为定位于SCR催化器106的下游，但是应理解，传感器150可以定位于排气系统190的任何其它位置处，包括在DPF 102的上游、在DPF 102内、在DPF 102和分解室104之间、在分解室104内、在分解室104和SCR催化器106之间、在SCR催化器106内或在SCR催化器106的下游。此外，两个或更多个传感器150(诸如，两个、三个、四个、五个或六个传感器150)可以用于检测排气的状况，其中每个传感器150位于排气系统190的前述位置中的一个位置处，这些状况包括温度、压力和/或压差。
图2是根据示例实施例的后处理系统200的示意图，示出了排气的路径。后处理系统200被配置成接收来自发动机(例如，柴油机)的排气(例如，柴油机排气)，并还原(reduce)排气的成分，诸如NOx气体、一氧化碳(CO)等。后处理系统200包括还原剂储存罐210、还原剂物理水平传感器212、温度传感器214、压力传感器216、加热器230、SCR系统250、控制器170、环境温度传感器218和环境压力传感器222。
还原剂储存罐210(本文中也被称为罐210)包含还原剂，该还原剂被制备用于通过包括在SCR系统250中的催化剂254来还原排气的成分(例如，NOx)。在排气是柴油机排气的实施例中，还原剂可包括提供氨源的DEF。适当的DEF可包括尿素、尿素的水溶液或任何其它DEF(例如，商标名称为
Figure GDA0002278476580000111
的可商购的DEF)。
加热器230可操作地耦合到罐210并被配置成加热包含在罐210内的还原剂。在寒冷、极冷或零度以下的天气状况下，还原剂储存罐210中包含的还原剂或至少一部分还原剂可冻结。例如，后处理系统200可以被包括在暴露于极冷天气状况的交通工具中。当交通工具关闭或以其它方式不工作时，罐210中的还原剂冻结。当交通工具启动时，加热器230被接通以解冻或融化还原剂。在特定实施例中，加热器130可以位于罐210内部(例如，位于罐210的近侧或底部)，或者位于罐210的外部在罐210的底部附近，使得靠近加热器230的还原剂的一部分首先融化。然而，还原剂的全部或基本全部(例如，大于包含在罐210内的还原剂体积的90％)解冻需要一定量的时间。特别地，当加热器230第一次接通时，靠近加热器230的还原剂的第一部分是液体，而远离加热器230的还原剂的第二部分被冻结。
还原剂物理水平传感器212(也被称为物理水平传感器212)可操作地耦合到罐210。物理水平传感器212可以包括超声波水平传感器，该超声波水平传感器被配置成通过包含在罐210内的还原剂传播超声波，并使用从还原剂反射的超声波来确定罐210中还原剂的物理水平。由物理水平传感器230生成的超声波仅从还原剂的液体部分反射。
温度传感器214或多个温度传感器214可以可操作地耦合到后处理系统200的各个位置，并且被配置为测量部件或封闭流体(例如，液态或气态流体)的温度。温度传感器214可以包括热电偶、热敏电阻或任何其他合适的温度传感器。
SCR系统250被配置成接收并处理流经SCR系统250的排气(例如，柴油机排气)。SCR系统250流体地耦合到储存罐210以从储存罐210接收排气还原剂。SCR系统250包括壳体252，该壳体252限定了用于从发动机接收排气的入口251和用于排出经处理的排气的出口253。SCR系统250包括定位在由壳体252限定的内部体积内的至少一种催化剂254。催化剂254被制备以在有排气还原剂的情况下选择性地还原排气的成分，例如包括在排气中的NOx。例如，可使用任何适当的催化剂254，例如，诸如基于铂、钯、铑、铈、铁、锰、铜、钒的催化剂(包括它们的组合)。
在一些实施例中，催化剂254可被布置在合适的基底上，诸如例如，可以例如限定蜂窝结构的陶瓷(例如，堇青石)或金属(例如，铬铝钴耐热钢)的整体式芯体上。涂层(washcoat)也可以用作催化剂254的载体材料。这样的涂层材料可以包括例如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、任何其它合适的涂层材料或它们的组合。排气可在催化剂254之上和周围流动，使得包括在排气中的任何NOx气体被进一步还原，以产生基本上没有一氧化碳和NOx气体的排气。
控制器170可通信地耦合到压力传感器216(例如，测量SCR系统250上的压差数据的dP压力传感器)和温度传感器214，并且被配置为接收和解释由每个传感器生成的输出值或信号。在一些实施例中，控制器170被配置成使用dP传感器数据和温度传感器数据来估计排气质量流量。在一些实施例中，控制器170被配置成使用温度传感器数据和SCR上的压差数据来估计排气质量流量。在一些实施例中，控制器170被配置成使用可操作地连接到SCR的单独的dP传感器来计算压差。SCR作为流通式催化器，起着限流设备的作用。
在一些实施例中，控制器170通信地耦合到环境压力传感器222(例如，测量环境压力的压力传感器)和多个温度传感器214，并且被配置为接收和解释由每个传感器生成的输出值或输出信号。控制器170被配置成使用SCR上的至少两个温度和环境压力传感器数据来估计排气质量流量。
在一些实施例中，控制器170通信地耦合到温度传感器214、压力传感器216、环境温度传感器218和环境压力传感器222(例如，测量环境压力的压力传感器)，并且被配置为接收和解释由每个传感器生成的输出值或输出信号。控制器170被配置成确定是否存在随后可用于估计排气质量流量的来自传感器的足够的数据组合。
控制器170可以包括被编程以解释输出信号的处理器(例如，微控制器)。控制器170可以被包括在控制电路(例如，本文所述的控制电路370)中，该控制电路与本文所述的后处理系统200的一个或更多个部件电通信，并且可操作地实施本文所述的感测和控制功能。控制器170还可以被配置成接收和解释来自温度传感器、NOx传感器、氧传感器、温度、压力和/或氨的数据。
控制器170可以是包括后处理系统200的装置或系统(例如，交通工具或发电机组等)的系统计算机。这种计算机可以包括例如本文参考图5详细描述的计算设备530。控制器170可以包括控制电路，该控制电路与本文描述的后处理系统200的一个或更多个部件电连通，并且可操作地实施本文描述的感测功能。例如，图3是可以包括在控制器170中的控制电路370的示意框图。控制电路370包括物理传感器电路372、确定电路374和排气质量流量电路376。
物理传感器电路372被配置成从一个或更多个物理传感器(例如，温度传感器214、压力传感器216、可操作地耦合到后处理系统的环境温度传感器218和/或环境压力传感器222)接收第一输出值。
在一些实施例中，确定电路374被配置为解释来自物理水平传感器的第一输出值和来自温度传感器的第一温度输出值。确定电路374被配置成确定表示SCR温度的温度数据是否可用。确定电路374被配置成分析可操作地耦合到SCR的温度传感器的值，以确定该值是否是来自物理温度传感器的有效数据。分析温度传感器的值以确定该值是否是有效数据可以包括将这些值与一个或更多个阈值进行比较、将这些值与可能值的范围进行比较、将这些值与基于系统中其他已知温度的预测值的范围进行比较、确定这些值的波动低于阈值等。确定电路374被配置为接收表示物理温度传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在一些实施例中，确定电路374被配置成确定来自DPF的出口的压力数据是否可用。对可操作地耦合到DPF的出口的压力传感器的输入值进行分析，以确定该值是否是来自物理压力传感器的有效数据。可以接收表示物理压力传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在一些实施例中，确定电路374被配置成确定环境压力传感器数据是否可用。确定电路374可以被配置为确定是否正在使用提供压力传感器数据的压力传感器来测量环境压力数据。确定电路374可以被配置为确定是否使用专用压力传感器来测量环境压力数据。确定电路374可以被配置成分析环境压力传感器的输入值，以确定该值是否是来自物理压力传感器的有效数据。确定电路374还可以被配置成接收表示物理压力传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在一些实施例中，确定电路374被配置成确定来自SCR上的两个温度传感器的数据是否可用。确定电路374可以被配置成确定表示SCR输入和/或输出的温度的温度数据是否可用。确定电路374可以被配置成分析分别可操作地耦合到SCR的输入或输出的至少两个温度传感器的输入值，以确定来自至少两个物理温度传感器的数据是否有效。确定电路374可以被配置成接收表示至少两个物理温度传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在一些实施例中，确定电路374被配置成确定以下状况之一是否满足：(a)可用的dP传感器数据和温度传感器数据，(b)可用的温度传感器数据、DPF外压力传感器数据和环境压力传感器数据，或者(c)可用的环境压力传感器数据和来自SCR上的两个温度传感器的数据。确定电路374可以被配置为向估计电路(例如，排气质量流量电路376)发送信号，该估计电路被配置为使用可用的传感器数据的组合之一来计算估计。确定电路374可以被配置为向估计电路(例如，排气质量流量电路376)发送信号，该估计电路被配置为如果排气质量流量的直接传感器数据也可用于与排气质量流量的估计进行比较，则使用可用的传感器数据的组合之一来计算估计。
确定电路374可以被配置成确定上述状况中的至少一个是否满足。确定电路374可以被配置成确定如果上述各种数据组合中的任何一种组合是可用的，则状况满足。确定电路374可以被配置成确定如果上述各种数据组合中的多个任意组合是可用的，则状况满足。确定电路374可以被配置为继续监测可用的传感器数据，直到状况中的一个被满足为止。
在一些实施例中，排气质量流量电路376被配置成计算后处理系统的排气质量流量的估计。排气质量流量电路376可以被配置成使用温度传感器数据和SCR上的压差数据来估计排气质量流量。排气质量流量电路376可以被配置成使用可操作地连接到SCR的单个dP传感器通过计算压差来估计排气质量流量。SCR作为流通式催化器，起着限流设备的作用。对于这样的系统，排气质量流量电路376可以被配置成使用SCR上的压差来估计质量流量。
在一些实施例中，排气质量流量电路376被配置成使用温度传感器数据、DPF外压力传感器数据和环境压力传感器数据来估计排气质量流量。SCR作为流通式催化器，起着限流设备的作用。对于这样的系统，排气质量流量电路376可以被配置成通过计算SCR上的压差来估计质量流量。
在一些实施例中，排气质量流量电路376被配置成使用环境压力传感器数据和来自SCR上的两个温度传感器的数据来估计排气质量流量。在一些实施例中，SCR作为流通式催化器，充当着限流设备的作用。对于这样的系统，排气质量流量电路376可以被配置成通过计算SCR上的压差来估计质量流量。
图4是用于确定对根据示例实施例所描绘的排气质量流量的估计的示例方法400的示意流程图。方法400的操作可以以指令的形式存储在非临时CRM(例如，包括在图5的计算设备530中的主存储器536、只读存储器(ROM)538或存储设备540)上。CRM可包括在计算设备(例如，计算设备530)中，该计算设备配置成执行存储在CRM上的指令，以执行方法400的操作。在一些实施例中，控制器170或控制电路370被配置成执行方法400的操作。
方法400包括在402确定dP传感器数据是否可用，以及在404确定温度传感器数据是否可用。方法400包括在404确定温度传感器数据是否可用，在406确定DPF外压力传感器数据是否可用，以及在408确定环境压力传感器数据是否可用。方法400包括在408确定环境压力传感器数据是否可用，以及在410确定来自SCR上的两个温度传感器的数据是否可用。方法400包括：(a)在402确定dP传感器数据是否可用，以及在404确定温度传感器数据是否可用，或者(b)在404确定温度传感器数据是否可用，在406确定DPF外压力传感器数据是否可用，以及在408确定环境压力传感器数据是否可用，或者(c)在408确定环境压力传感器数据是否可用，以及在410确定来自SCR上的两个温度传感器的数据是否可用。
继续图4且更具体地，在402，dP传感器数据是可用的。使用提供压差数据的专用dP传感器来测量SCR上的压差。也可以使用专用dP传感器来测量DOC上的压差。如果dP传感器数据是可用的，则进行确定。可以分析dP传感器数据的输入值，以确定该值是否是来自物理dP传感器的有效数据。可以接收表示物理dP传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在404，温度传感器数据是可用的。使用提供温度传感器数据的温度传感器来测量温度数据。温度数据可以使用可操作地耦合到SCR的专用温度传感器来测量。如果表示SCR的温度的温度数据是可用的，则进行确定。可以分析可操作地耦合到SCR的温度传感器的输入值，以确定该值是否是来自物理温度传感器的有效数据。可以接收表示物理温度传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在406，DPF外压力传感器数据是可用的。使用提供压力传感器数据的压力传感器来测量压力数据。压力数据可以使用可操作地耦合到DPF出口的专用压力传感器来测量。如果来自DPF的出口的压力数据是可用的，则进行确定。可以分析可操作地耦合到DPF出口的压力传感器的输入值，以确定该值是否是来自物理压力传感器的有效数据。可以接收表示物理压力传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在408，环境压力传感器数据是可用的。可以使用提供压力传感器数据的压力传感器来测量环境压力数据。也可以使用专用压力传感器来测量压力数据。如果环境压力数据是可用的，则进行确定。可以分析环境压力传感器的输入值，以确定该值是否是来自物理压力传感器的有效数据。可以接收表示物理压力传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在410，来自SCR上的两个温度传感器的数据是可用的。可以使用提供温度传感器数据的至少两个温度传感器来测量温度数据。可以使用可操作地耦合到SCR的输入端的专用温度传感器和可操作地耦合到SCR的输出端的专用温度传感器来测量温度数据。如果表示SCR的输入端和/或输出端的温度的温度数据是可用的，则进行确定。在一些实施例中，分析可操作地耦合到SCR的输入端或输出端的至少两个温度传感器的输入值，以确定该值是否是来自至少两个物理温度传感器的有效数据。可以接收表示至少两个物理温度传感器通信地耦合到处理电路(例如，控制器170或控制电路370)的信号。
在412，确定上述状况中的至少一个是否满足。如果上述各种数据组合中的任何一种组合是可用的，则状况满足。在一些实施例中，如果上述各种数据组合中的多个任意组合是可用的，则状况满足。如果状况满足，则该方法在414继续估计排气质量流量。如果状况不满足，则该方法在416继续监测可用数据。例如，后处理系统(例如，后处理系统100)可以被安装在交通工具上，并且被配置成如果排气质量流量的直接传感器数据是可用的，则估计排气质量流量。交通工具可以包括交通工具速度传感器(例如，交通工具速度传感器116)，该交通工具速度传感器可操作地耦合到控制器(例如，控制器170)，该控制器被配置为解释交通工具速度传感器输出值以确定交通工具是移动的还是静止的。
如果在412至少一个状况满足，则在414估计排气质量流量。可以通过使用dP传感器数据和温度传感器数据来进行估计。可以使用温度传感器数据、DPF外压力传感器数据和环境压力传感器数据进行估计。可以使用环境压力传感器数据和来自SCR上的两个温度传感器的数据来进行估计。如果传感器数据组合中的一个组合是可用的，则确定估计。在一些实施例中，在确定估计之前，多个传感器数据组合是可用的。当对排气质量流量进行估计时，排气质量流量的直接传感器数据可能是可用的。
在414，使用dP传感器数据和温度传感器数据来估计排气质量流量。在414，可以使用温度传感器数据和SCR上的压差数据来估计排气质量流量。使用可操作地连接到SCR的单个dP传感器来计算压差。SCR作为流通式催化器，起着限流设备的作用。对于这种系统，可使用以下等式(与跨节流孔(orifice)的限流类似的形式)利用SCR上的压差来估计质量流量：
Figure GDA0002278476580000181
其中k是实现为
Figure GDA0002278476580000182
的流量系数，以及ΔP是压差。
密度可使用以下公式估计：
Figure GDA0002278476580000183
其中，R是通用气体常数。
牛顿-拉普森法用于迭代地收敛到稳定的质量流量估计。该实施例如下所示：
Figure GDA0002278476580000184
Figure GDA0002278476580000185
Figure GDA0002278476580000186
ΔP可以根据从dP传感器获得的数据来确定，dP压力传感器测量SCR上的压差。PAmbient可以根据从环境压力传感器获得的数据来确定。Pbed可以根据从获得的关于SCR中的催化剂的催化剂床的压力的数据来确定。Tbed可以根据从SCR中的催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。在一些实施例中，k值可以使用在不同流量水平下的稳态数据来映射。
在414，使用温度传感器数据、DPF外压力传感器数据和环境压力传感器数据来估计排气质量流量。SCR作为流通式催化器，起着限流设备的作用。对于这种系统，质量流量可以使用以下等式利用SCR上的压差来估计：
Figure GDA0002278476580000191
其中k是实现为
Figure GDA0002278476580000192
的流量系数，以及
ΔP＝PDPF Out-PAmbient。
密度可使用以下等式来估计：
Figure GDA0002278476580000193
其中，R是通用气体常数。
牛顿-拉普森法用于迭代地收敛到稳定的质量流量估计。该实施例如下所示：
Figure GDA0002278476580000194
Figure GDA0002278476580000195
Figure GDA0002278476580000196
PDPF Out可以根据从DPF外压力传感器获得的数据来确定。PAmbient可以根据从环境压力传感器获得的数据来确定。Pbed可以根据从获得的关于SCR中的催化剂的催化剂床的压力的数据来确定。Tbed可以根据从SCR中的催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。k值可以使用在不同流量水平下的稳态数据来映射。
在414，可以使用环境压力传感器数据和来自SCR上的两个温度传感器的数据来估计排气质量流量。SCR作为流通式催化器，起着限流设备的作用。对于这种系统，质量流量可使用以下等式利用SCR上的压差来估计：
Figure GDA0002278476580000201
其中k是实现为
Figure GDA0002278476580000202
的流量系数，以及
ΔP＝PDPF Out-PAmbient
密度可使用以下等式来估计：
Figure GDA0002278476580000203
其中，R是通用气体常数。
牛顿-拉普森法用于迭代地收敛到稳定的质量流量估计。该实施例如下所示：
Figure GDA0002278476580000204
Figure GDA0002278476580000205
Figure GDA0002278476580000206
PDPF Out可以根据从测量SCR的入口温度的第一温度传感器获得的数据、从SCR的出口的第二温度传感器获得的数据、从环境压力的环境压力传感器获得的数据并通过使用理想气体定律来确定。Pbed可以从获得的关于SCR中的催化剂的催化剂床的压力的数据中确定，并且Tbed可以根据从SCR中的催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。k值可以使用在不同流量水平下的稳态数据进行映射。
本文描述的实施例涉及后处理部件(诸如，微粒过滤器、SCR催化器等)，该后处理部件包括从入口接收排气的气流耗散器(flow dissipater)和从耗散器接收排气并将过滤后的排气提供到出口的基底。在许多实施例中，基底围绕气流耗散器，并且气流耗散器沿着基底的中心轴居中。该气流耗散器包括多个穿孔和多个叶片，排气通过穿孔排出，叶片用于引导从多个穿孔排出的排气。多个穿孔限定了气流耗散器的开口面积。多个穿孔被定位和构造成使得气流耗散器的开口面积在入口附近最大，并且沿着气流耗散器的长度方向朝着出口逐渐减小。气流耗散器和基底限定了气流耗散器和基底之间的径向距离。气流耗散器和基底被构造成沿着气流耗散器的长度方向朝向出口协同地增加该径向距离。
在一些实施例中，气流耗散器是截头圆锥形的，并且在入口附近的直径大于远离入口(远侧)的直径。在这些实施例中，基底具有圆柱体形状。在其他实施例中，流动耗散器是圆柱体形的，并且基底是截头圆锥形的。在这些实施例中，基底靠近入口的直径小于远离入口(远侧)的直径。
在本文描述的实施例中，增加的径向距离与减小的开口面积相结合有助于在基底的内表面上形成基本均匀的径向速度分布。以这种方式，与传统的过滤器相比，与微粒过滤器(或其他后处理部件)相关联的流体分布指数可能升高，而压降可能降低。此外，就微粒过滤器而言，与许多传统过滤器相比，本文所述的微粒过滤器的设计有助于减小尺寸和降低成本。
图5是根据说明性实施例的计算设备530的框图。计算设备530可用于执行本文所述的任何方法或过程，例如方法400。在一些实施例中，控制器170可包括计算设备530。计算设备530包括总线532或用于传送信息的其它通信部件。计算设备530还可包括耦合到总线以用于处理信息的一个或更多个处理器534或处理电路。
计算设备530还包括耦合到总线532以用于存储信息和待由处理器534执行的指令的主存储器536，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储设备。主存储器536还可用于在由处理器534执行指令期间存储位置信息、临时变量或其它中间信息。计算设备530还可以包括耦合到总线532的ROM 538或其它静态存储设备，用于存储用于处理器534的静态信息和指令。存储设备540(诸如，固态设备、磁盘或光盘)耦合到总线540以用于持久地存储信息和指令。例如，用于确定还原剂储存罐中的还原剂是否冻结和/或确定实际还原剂水平的指令可以存储在主存储器536和/或存储设备540中的任何一个中。在一个实施例中，处理器534还可以被配置成在物理水平传感器(例如，物理水平传感器112)在持续的时间段内不能检测还原剂储存罐中的还原剂的准确的物理水平的情况下生成故障代码。故障代码可以被存储，例如存储在主存储器536和/或存储设备540上，以在用户访问计算设备530时向用户报告。在其他实施例中，处理器534可以通过点亮故障指示灯(MIL)(例如，包括在交通工具仪表板中的MIL)向用户指示物理水平传感器发生了故障。
计算设备530可以经由总线532耦合到显示器535,(诸如，液晶显示器或有源矩阵显示器)，以用于向用户显示信息。输入设备542(诸如，键盘或字母数字小键盘)可以耦合到总线532，以用于将信息和命令选择传送到处理器534。在另一实施例中，输入设备542具有触摸屏显示器544。
根据各个实施例，计算设备530可响应于处理器534执行包含在主存储器536中的指令的布置(例如，方法300的操作)，来实现本文所述的过程和方法。这样的指令可从另一非暂态计算机可读介质(诸如，存储设备540)被读取到主存储器536中。对包含在主存储器536中的指令配置的执行使计算设备530执行本文所述的说明性过程。在多处理布置中的一个或更多个处理器还可以用于执行包含在主存储器536中的指令。在可替代的实施例中，硬连线电路可用来代替或结合软件指令以实现说明性实施例。因此，实施例并不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
虽然已经在图5中描述了示例计算设备，但在本说明书中描述的实施例可以以其它类型的数字电子电路或者以计算机软件、固件或硬件(包括在本说明书中公开的结构及其结构等效物)或以它们中的一个或更多个的组合来实现。
在本说明书中描述的实施例可以以数字电子电路或者以计算机软件、固件或硬件(包括在本说明书中公开的结构及其结构等效物)或以它们中的一个或更多个的组合来实现。在本说明书中描述的实施例可被实现为在一个或更多个计算机存储介质上被编码以用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的一个或更多个计算机程序，即计算机程序指令的一个或更多个模块。可替代地或此外，程序指令可在人工生成的传播信号(例如，机器生成的电、光或电磁信号)上编码，该人工生成的传播信号被生成以对信息编码，用于传输到合适的接收器装置，从而由数据处理装置执行。计算机存储介质可以是计算机可读存储设备、计算机可读存储基体、随机或串行存取存储器阵列或设备或它们中的一个或更多个的组合，或者计算机存储介质可以被包括在计算机可读存储设备、计算机可读存储基体、随机或串行存取存储器阵列或设备或它们中的一个或更多个的组合中。此外，虽然计算机存储介质不是传播的信号，但是计算机存储介质可以是被编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可以是一个或更多个单独的部件或介质(例如，多个CD、磁盘或其它存储设备)，或者被包含在一个或更多个单独的部件或介质中。因此，计算机存储介质是有形和非暂态的。
可由数据处理装置对存储在一个或更多个计算机可读存储设备上或从其它源接收的数据执行在本说明书中描述的操作。术语“数据处理装置”或“计算设备”包含用于处理数据的所有类型的装置、设备和机器，作为示例包括可编程处理器、计算机、片上系统或多个前述项或前述项的组合。装置可包括专用逻辑电路，例如FPGA或ASIC。除了硬件以外，装置还可以包括为讨论中的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议堆栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时间环境、虚拟机或它们中的一个或更多个的组合的代码。装置和执行环境可以实现各种不同的计算模型基础设施，例如网络服务、分布式计算和网格计算基础设施。
可以用任何形式的编程语言(包含编译或解译语言、声明性或过程性语言)编写计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)，且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子程序、对象或适合于在计算环境中使用的其它单元。计算机程序可以但不需要对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其它程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或更多个脚本)的文件的一部分中、专用于讨论中的程序的单个文件中或多个协同文件(例如，存储一个或更多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可被部署为在一个计算机上或在位于一个地点或分布于多个地点且由通信网络相互连接的多个计算机上执行。
适于执行计算机程序的处理器包括例如，通用微处理器和专用微处理器以及任何类型的数字计算机的任何一个或更多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于根据指令执行动作的处理器和用于存储指令和数据的一个或更多个存储器设备。通常，计算机还将包含用于存储数据的一个或更多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘，或操作地耦合成从这样的一个或更多个大容量存储设备接收数据或将数据传输到这样的一个或更多个大容量存储设备，或这两个操作兼有。然而，计算机不需要具有这种设备。适合于存储计算机程序指令和数据的设备包含所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，作为示例包含半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移除盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可被专用逻辑电路补充或合并到专用逻辑电路中。
应注意，本文用于描述各种实施方案的术语“示例”旨在表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暗示这样的实施方案必须是特别的或最好的示例)。
如在本文使用的术语“耦合”和类似术语意指两个构件直接或间接连结到彼此。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件附接到彼此，这种连结可以被实现。
重要的是注意到，各种示例性实施方案的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施方案，查阅本公开的本领域技术人员将容易认识到，很多修改(例如，在大小、尺寸、结构、各种元件的形状和比例、参数的值、安装装置、材料的使用、颜色、定向等上的变化)是可能的，而实质上不偏离本文所述的主题的新颖教导和优点。此外，应理解，来自本文公开的一个实施方案的特征可与本文公开的其它实施方案的特征组合，如本领域中的普通技术人员应理解的。也可在各种示例性实施方案的设计、操作状况和布置上做出其它替代、修改、变化和省略，而不偏离本发明的范围。
虽然本说明书包含很多特定的实施例细节，但这些不应被解译为对任何发明的范围或可被要求保护的内容的限制，而是作为特定发明的特定实施例所特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施例中实施。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实施。此外，虽然特征在上文可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。
示例性实施例的构造
虽然本说明书包含很多特定的实施例细节，但是这些不应被解释为对可被要求保护的内容的范围的限制，而是应被解释为对特定的实施例所特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施例中实施。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实施。此外，虽然特征可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变形。
如在本文利用的，术语“基本上”、“大约”和类似的术语旨在具有与本公开内容的主题所属的领域中的普通技术人员的常见和被接受的用法一致的宽泛的含义。查阅本公开的本领域技术人员应理解，这些术语旨在允许对所描述和要求保护的某些特征的说明，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确的数值范围。因此，这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变被认为在如所附权利要求中所陈述的本发明的范围内。
术语“耦合(coupled)”、“连接(connected)”以及本文中所使用的类似术语意味着两个部件彼此直接或间接地连结(joining)。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。通过两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件彼此一体地形成为单个整体主体，或通过这两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件附接到彼此，这样的连结可以实现。
如在本文使用的术语“流体地耦合(fluidly coupled)”、“流体地连通(in fluidcommunication)”等意指两个部件或对象具有在这两个部件或对象之间形成的通路，其中流体例如水、空气、气态还原剂、气态氨等可在干扰或不干扰部件或对象的情况下流动。用于实现流体连通的流体耦合或构造的示例可以包括管道、通道或用于实现流体从一个部件或对象到另一部件或对象的流动的任何其它适当的部件。如本文所述，“防止”应被解释为潜在地允许最小限度地绕过(例如，小于1％)基底或气流耗散器周围的排气。
重要的是要注意，在各个示例实施例中示出的系统的构造和布置在性质上只是说明性的而非限制性的。出现在所描述的实施例的精神和/或范围内的所有变化和修改期望被保护。应理解，一些特征可以不是必要的，且缺少各种特征的实施例可被设想为在本申请的范围内，该范围由所附权利要求限定。当语言“一部分”被使用时，该项可包括一部分和/或整个项，除非特别地相反地陈述。

Claims (16)

1.一种后处理系统，包括：
选择性催化还原SCR系统，其包括SCR催化剂；
差压dP传感器，其操作地耦合到所述SCR系统，所述dP传感器被配置为测量SCR催化剂上的压差值；
温度传感器，其可操作性地耦合到所述SCR催化剂并被配置为测量所述SCR催化剂的温度；以及
控制器，其与所述dP传感器和所述温度传感器中的每一个通信地耦合，所述控制器被配置为：
确定来自所述dP传感器的第一输出值，所述第一输出值表示所述SCR催化剂上的所述压差值；
确定来自所述温度传感器的第一温度输出值，所述第一温度输出值表示所述SCR催化剂的温度；
计算所述SCR催化剂的流量系数；
基于所述第一温度输出值计算所述SCR催化剂内部的排气的密度；以及
使用来自所述dP传感器的所述第一输出值、所述流量系数和所述SCR催化剂内部的所述排气的所述密度，来估计来自所述后处理系统的排气质量流量输出。
2.根据权利要求1所述的后处理系统，其中，所述排气质量流量输出使用
Figure FDA0003165005090000011
来估计，
其中，k是实现为
Figure FDA0003165005090000012
的所述流量系数，以及ΔP是所述SCR催化剂上的压差。
3.根据权利要求2所述的后处理系统，其中，所述密度使用
Figure FDA0003165005090000013
来估计，其中，R是通用气体常数，Pbed根据获得的关于所述SCR系统中的所述SCR催化剂的催化剂床的压力的数据来确定，并且Tbed根据从所述SCR系统中的所述SCR催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。
4.根据权利要求3所述的后处理系统，其中所述流量系数k是从在不同的排气质量流量水平下的稳态数据的映射中获得的值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的后处理系统，还包括：
排气质量流量传感器，
其中，所述控制器还被配置为：
从所述排气质量流量传感器获得排气质量流量值，
将估计的排气质量流量与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较，以及
响应于将所述估计的排气质量流量与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较，检测所述排气质量流量传感器中的误差。
6.一种后处理系统，包括：
选择性催化还原SCR系统，其包括SCR催化剂；
微粒过滤器，其流体地耦合到所述SCR系统；
微粒过滤器外压力传感器，其操作地耦合到所述微粒过滤器的出口，所述微粒过滤器外压力传感器被配置为测量所述微粒过滤器的出口处的压力值；
温度传感器；
环境压力传感器；以及
控制器，其与所述微粒过滤器外压力传感器通信地耦合，所述控制器被配置为：
确定来自所述微粒过滤器外压力传感器的第一输出值，所述第一输出值表示所述微粒过滤器的出口处的所述压力值；
确定来自所述温度传感器的第一温度输出值，所述第一温度输出值表示所述SCR系统的温度；以及
确定来自所述环境压力传感器的第二输出值，所述第二输出值表示环境压力值；以及
使用来自所述微粒过滤器外压力传感器的所述第一输出值、来自所述温度传感器的所述第一温度输出值和来自所述环境压力传感器的所述第二输出值，来估计来自所述后处理系统的排气质量流量输出。
7.根据权利要求6所述的后处理系统，其中，估计来自所述后处理系统的所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数。
8.根据权利要求6所述的后处理系统，其中，估计所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数和基于所述第一温度输出值计算所述SCR系统内部的排气质量流量的密度。
9.根据权利要求8所述的后处理系统，其中，所述排气质量流量输出使用
Figure FDA0003165005090000031
来估计，
其中，k是实现为
Figure FDA0003165005090000032
的流量系数，以及ΔP是根据从所述微粒过滤器外压力传感器获得的数据所确定的压力值减去根据从所述环境压力传感器获得的数据所确定的压力值所得到的压差。
10.根据权利要求9所述的后处理系统，其中，所述密度使用
Figure FDA0003165005090000033
来估计，其中，R是通用气体常数，Pbed根据获得的关于所述SCR系统中的所述SCR催化剂的催化剂床的压力的数据来确定，并且Tbed根据从所述SCR系统中的所述SCR催化剂的催化剂床的温度的温度传感器获得的数据来确定。
11.根据权利要求10所述的后处理系统，其中k的值从在不同流量水平下的稳态数据的映射中获得。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的后处理系统，还包括排气质量流量传感器，其中，排气质量流量值从所述排气质量流量传感器获得，并且所述控制器还被配置为将估计的排气质量流量输出与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较。
13.一种后处理系统，包括：
选择性催化还原SCR系统，其包括SCR催化剂；
多个温度传感器，其可操作地耦合到SCR催化剂，其中，所述多个温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器被配置为测量所述SCR催化剂的入口的温度，所述第二温度传感器被配置为测量所述SCR催化剂的出口的温度；
环境压力传感器；以及
控制器，其与所述多个温度传感器和所述环境压力传感器通信地耦合，所述控制器被配置为：
确定来自所述多个温度传感器中的所述第一温度传感器的第一输出值，所述第一输出值表示所述SCR催化剂的多个温度值中的一个温度值；
确定来自所述多个温度传感器中的第二温度传感器的第二输出值，所述第二输出值表示所述SCR催化剂的所述多个温度值中的一个温度值；
确定来自所述环境压力传感器的第三输出值，所述第三输出值表示环境压力值；以及
使用来自所述多个温度传感器中的所述第一温度传感器的所述第一输出值、来自所述多个温度传感器中的所述第二温度传感器的所述第二输出值和来自所述环境压力传感器的所述第三输出值，来估计来自所述后处理系统的排气质量流量输出。
14.根据权利要求13所述的后处理系统，其中，估计来自所述后处理系统的所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数。
15.根据权利要求13所述的后处理系统，其中，估计所述排气质量流量输出包括计算所述SCR系统的流量系数和所述SCR系统内部的排气质量流量的密度。
16.根据权利要求14或15所述的后处理系统，还包括：
排气质量流量传感器，
其中，所述控制器还被配置为：
从所述排气质量流量传感器获得排气质量流量值，
将估计的排气质量流量输出与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较，以及
响应于将经估计的所述排气质量流量与从所述排气质量流量传感器获得的所述排气质量流量值进行比较，检测所述排气质量流量传感器中的误差。
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