CN204357543U - 氮氧化物信号多路复用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种氮氧化物多路复用系统。各种实施例提供了一种系统，该系统包括用于处理从发动机出来的尾气的后处理系统、传感器、导管和开关装置。该传感器用于检测来自所述后处理组件上游和下游的尾气中的氮氧化物。该导管具有位于后处理组件上游的第一末端，和可与位于该后处理组件下游的传感器连通的第二末端。该导管用于通过第一末端接收从后处理组件上游流出的尾气的样本。该导管还用于通过第二末端将尾气样本传递到该传感器。开关装置连接到导管上，并且可用于选择性地阻止后处理组件上游的尾气流到达传感器。

Description

氮氧化物信号多路复用系统
技术领域
本实用新型涉及与处理来自内燃机的尾气的后处理系统一起使用的信号多路复用系统。
背景技术
选择性催化还原(Selective catalytic reduction,SCR)尾气后处理系统是一项能减少内燃机的有害排放的重要技术。选择性催化还原催化剂后处理系统一般包含用于还原剂的储存源(例如，柴油机尾气处理液(diesel exhaust fluid,DEF))，和包含至少一个用于给还原剂加压的泵单元的喷射单元。选择性催化还原催化剂后处理系统还可以包含由控制系统的控制的计量单元，以将数量或比率受到控制的还原剂提供到尾气流中。喷射器向位于选择性催化还原催化剂上游的尾气流路径的分解区提供还原剂溶液。
控制系统通常需要来自选择性催化还原催化剂前面和后面这两处的氮氧化物传感器的信号。目前的选择性催化还原催化剂后处理系统使用多个氮氧化物传感器来获取用于喷射尿素的数据。例如，目前的后处理系统可以设有一个放置在后处理组件前面的传感器，和另一个放置在后处理组件后面的传感器。
实用新型内容
本实用新型的各种实施例提供了一种系统，该系统包括后处理系统、传感器、导管和开关装置。该后处理组件用于处理从发动机出来的尾气。该传感器用于检测尾气中的氮氧化物，其中该传感器位于后处理组件的下游。该导管具有位于后处理组件上游的第一末端，和可与位于该后处理组件下游的传感器连通的第二末端。该导管用于通过第一末端接收从后处理组件上游流出的尾气样本。该导管还用于通过第二末端将尾气样本传递到该传感器。开关装置连接到导管上，并且可用于选择性地阻止后处理组件上游的尾气流到达传感器。该传感器用于依据开关装置的位置来选择性地检测后处理组件上游和后处理组件下游的尾气中的氮氧化物。
另外的实施例提供了一种发动机系统，包括发动机、选择性催化还原催化剂、传感器、采样导管、开关装置和控制器。发动机操作以产生尾气，选择性催化还原催化剂处理从发动机出来的尾气。位于选择性催化还原催化剂下游的传感器用于检测尾气中的氮氧化物。采样导管具有位于选择性催化还原催化剂上游的第一末端，和可与位于选择性催化还原催化剂下游的传感器连通的第二末端。采样导管用于通过第一末端接收从选择性催化还原催化剂上游流出的尾气样本，并且通过第二末端将尾气样本传递到传感器。开关装置连接到采样导管上，并且可用于周期性地阻止选择性催化还原催化剂上游的尾气流到达传感器。控制器与传感器通信。传感器将表示发动机出来的氮氧化物的第一信号传送到控制器。传感器还将表示选择性催化还原催化剂出来的氮氧化物的第二信号传送到控制器。
另外的实施例提供了一种系统，包括用于处理从发动机出来的尾气的选择性催化还原催化剂、氮氧化物传感器、导管、气体采样开关装置和控制器。位于选择性催化还原催化剂下游的氮氧化物传感器用于检测尾气中的氮氧化物。所述导管具有位于选择性催化还原催化剂上游的第一末端，和可与位于选择性催化还原催化剂下游的氮氧化物传感器连通的第二末端。所述导管用于通过第一末端接收从选择性催化还原催化剂上游流出的尾气样本。该导管还用于通过第二末端将所述尾气样本传递到该氮氧化物传感器。所述气体采样开关装置连接到所述导管上，并且用于阻止所述选择性催化还原催化剂上游的尾气流到达所述氮氧化物传感器。所述控制器与所述氮氧化物传感器通信。所述氮氧化物传感器依据所述气体采样开关装置的位置来检测所述选择性催化还原催化剂上游和选择性催化还原催化剂下游的尾气中的氮氧化物。当气体采样开关装置用于允许选择性催化还原催化剂上游的尾气流通过所述导管流动到达所述氮氧化物传感器的时候，所述氮氧化物传感器检测穿过所述导管的选择性催化还原催化剂上游的尾气中的氮氧化物。
其他实施例提供了一种系统，包括用于处理来自发动机的尾气后处理组件和氮氧化物传感器。所述氮氧化物传感器用于接收来自所述后处理组件上游的尾气的第一样本。所述氮氧化物传感器还用于接收来自所述后处理组件下游的尾气的第二样本。所述氮氧化物传感器用于分别检测所述尾气的第一样本和所述尾气的第二样本中的氮氧化物。
附图说明
附图和下文的说明中阐述了本说明书中说明的主题的一个或多个实施方案的细节。所述主题的其他特征和方面将通过本文中提供的说明书、附图和权利要求书变得显而易见。
图1是示例实施例提供的包含信号多路复用系统的发动机系统的示意图；
图2是多路复用系统的随时间变化的采样传感器输出的曲线图的示意显示；
图3是示例实施例提供的多路复用系统中使用的气动装置的示意图；
图4是多路复用系统中的单个传感器检测到的发动机-出氮氧化物数据点与后处理组件-出氮氧化物数据点的曲线图比较；
图5是示例实施例提供的操作信号多路复用系统以发送信号的过程的示意性流程图；
图6是使用从图1所示的信号多路复用系统接收的信号来控制喷射单元的示例过程的示意性流程图；
图7是示例实施例提供的包含利用泵的信号多路复用系统的示例发动机系统的示意图；
图8是示例实施例提供的包含利用双向泵的信号多路复用系统的示例发动机系统的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本公开的原理，现在将参考以附图说明的实施例，并且将使用具体的语言来说明这些实施例。然而，应该理解，并不希望因此对本公开的范围造成限制，本文中涵盖本公开所涉及的本领域技术人员一般将想到的对图解说明的实施例的任何改变和进一步的修改，以及对图中图解说明的本公开的原理的任何另外的应用。
本文中说明的系统和方法涉及一种用于后处理系统中的氮氧化物信号多路复用系统。该多路复用系统使用单个传感器来获取氮氧化物信号数据并且将所述氮氧化物信号数据发送到控制器。传感器位于后处理组件(例如，选择性催化还原催化剂)下游以检测从所述后处理组件出来的尾气流中的氮氧化物。所述传感器通过一个导管或者多个导管(例如，管道结构)接收来自所述后处理组件上游的尾气样本，该导管的一个末端位于所述后处理组件前面，并且另一个末端连接到所述传感器上。所述后处理组件前面的尾气样本进入所述导管中，并且被朝所述传感器传送。所述导管设有一个装置(例如，气体采样开关装置)，该装置可操作以允许或者限制通过导管的尾气流。该装置允许单个传感器测量所述后处理组件前面和所述后处理组件后面这两处的氮氧化物。该多路复用系统减少了对于多个传感器/传感器装置的需要，这样会减少后处理系统的成本。单个氮氧化物传感器通过仅使用一个物理传感器，提供了用于对所述后处理组件进行真实闭环控制的两个信号。
参照图1，图中示出了示例实施例提供的包含信号多路复用系统的发动机系统100的示意图。系统100包含发动机110、柴油微粒过滤器120、选择性催化还原催化剂130、氮氧化物传感器140、线路150、装置160和控制器170。在一些实施例中，该系统还包含喷射单元180。在一些实施例中，所述系统100还包含柴油氧化催化剂(diesel oxidation catalyst,DOC)115。在一个实施例中，在通过发动机110提供动力的车辆上提供系统100。在其他实施例中，可以在其他应用中利用的发动机110上提供系统100，例如发电、泵送系统或者任何其他接收或者使用来自发动机110的动力的应用。
发动机110可以是柴油发动机，或者是任何需要接受尾气处理的合适的发动机。当发动机110在操作时，发动机110因为发动机气缸内发生的燃烧而产生尾气。发动机110可包含一个或多个发动机气缸，这些发动机气缸通过吸入系统(未示出)接收燃料和空气以产生燃烧。在一些实施例中，吸入系统包含涡轮增压器，涡轮增压器从大气中接收加压的空气，并且将所述空气传递到一根连接到发动机气缸上的吸入歧管。发动机气缸内的燃烧所释放的能量用于推进例如装有发动机110的车辆。燃烧得到的尾气可以通过尾气歧管(未示出)从发动机出来。
尾气在进入大气之前穿过几个组件。仍参照图1，尾气可以从发动机110出来，并且流动到所述柴油氧化催化剂115中。所述柴油氧化催化剂115中是一种用于尾气的后处理物质，它使得在尾气内发现的元素氧化。例如，所述柴油氧化催化剂115使碳氢化合物和一氧化碳氧化成二氧化碳和水。尾气也可以穿过所述柴油微粒过滤器120，所述柴油微粒过滤器120从尾气中过滤掉微粒物质和煤烟。
从所述柴油微粒过滤器120出来之后，尾气流动到所述选择性催化还原催化剂130中，如图1所示。根据一个实施方案，所述选择性催化还原催化剂130用于将氮氧化物转换成危害较小的物质，例如氮和水。为了促成这种转换，所述选择性催化还原催化剂130使用尿素等还原剂将氮氧化物还原成例如双原子氮和水。根据图1中描绘的实施例，通过所述喷射单元180中的喷射器将还原剂注入或者以其他方式插入到所述选择性催化还原催化剂130上游的尾气流中。柴油机尾气处理液形式的还原剂可以包括基于尿素的溶液，该溶液与尾气混合从而以化学方法分解成氨气。柴油机尾气处理液的一个具体示例包括32.5％的高纯度尿素与67.5％的去离子水的溶液。然而，应明白，也可以利用其他柴油机尾气处理溶液和还原剂。
喷射单元180包含喷射器，该喷射器用于将柴油机尾气处理液喷射到尾气流中。在一些实施例中，所述喷射单元180可以安装在所述选择性催化还原催化剂130上游的尾气系统的部分上。例如，所述喷射单元180可以安装成使得所述喷射器用于将柴油机尾气处理液注射到靠近所述选择性催化还原催化剂130的吸入部分(例如接收末端)的位置。所述喷射器可以具有出口部分(在某个实施例中是喷嘴)，该出口部分用于将水性还原剂液滴喷射或者以其他方式插入到尾气中。
所述喷射单元180可以从储罐(未示出)中取得柴油机尾气处理液。在一些实施例中，喷射单元180包含各种结构，以便于将柴油机尾气处理液从所述储罐传送到所述喷射单元180，和将所述柴油机尾气处理液传递到尾气系统的一些部分(例如，选择性催化还原催化剂130)。例如，喷射单元180可包含泵、过滤网和在泵上游的止回阀，以用于从所述储罐接收柴油机尾气处理液。一种形式的泵是隔膜泵，但是应明白，也可以利用任何其他类型的泵。所述泵能够以预定的压力输出加压的柴油机尾气处理液，加压的柴油机尾气处理液能够流动通过第二止回阀、脉动阻尼器和第二过滤器以将加压的还原剂提供到计量阀。在一些实施例中，所述喷射单元180还可包含泵周围的旁路线路，该旁路线路设有一个旁路阀，可操作以打开/关闭，并且准许或者阻止柴油机尾气处理液通过旁路线路流动到第一过滤网上游的位置。在一个实施例中，柴油机尾气处理液例如在净化操作过程中被传回到所述储罐。
在一些实施例中，所述喷射单元180使用空气辅助技术将还原剂注入到尾气流中。在其他实施例中，所述喷射单元180可以是无空气结构，在这种结构中，所述喷射器能够不使用加压的空气的组合流而排出柴油机尾气处理液。所述储罐能够保持柴油机尾气处理液的供给，并且能够开口以允许在所述储罐中的端口处抽回还原剂。所述导管能够从所述端口延伸到所述喷射单元180，以允许所述喷射单元180与所述储罐流体连通。所述喷射单元180还可以与所述喷射器流体连通。当所述喷射单元180运行时，所述喷射单元180能通过所述导管从所述储罐中抽出还原剂，并且能够将还原剂泵送到所述喷射器。可以提供回流导管(未示出)以将过量的还原剂传回到储罐。通过所述控制器170可以控制所述喷射单元180。
所述喷射单元180以及其他组件(例如，氮氧化物传感器140)电气地或者通信地连接到控制器170上。控制器170用于控制喷射单元180以将还原剂定量供给到后处理组件(例如，选择性催化还原催化剂130)中。在一些实施例中，控制器170用于控制氮氧化物传感器140和/或与氮氧化物传感器140通信。控制器170用于接收氮氧化物传感器140检测到的关于在尾气流中检测到的氮氧化物的量的数据。控制器170可以包含微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或者其组合。控制器170可以包含存储器，存储器可以包含但是不限于电子、光学、磁性或者任何其他能够向处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的存储或传输装置。存储器可以包含存储器芯片、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)、闪存存储器或者控制器170能从中读取指令的任何其他合适的存储器。指令可以包含任何合适的编程语言写成的代码。控制器170可以是独立单元，或者它可以集成到另一个控制器或者控制模块中，例如相关发动机的发动机控制模块(ECM)。
在一个实施方案中，氮氧化物传感器140位于选择性催化还原催化剂130下游，以检测选择性催化还原催化剂130后面的尾气流中的氮氧化物排放。通过下文说明的导管150机构，氮氧化物传感器140还用于检测选择性催化还原催化剂130前面的尾气流中的氮氧化物排放。氮氧化物传感器140向控制器170提供反馈数据，该反馈数据用于修改后处理系统的操作参数(例如，尿素的注射量)。例如，氮氧化物传感器140可以用于检测从车辆尾气系统出来的氮氧化物的量，并且如果检测到的氮氧化物过高或者过低(例如，在预定范围之外或者是某个值)，则控制器170可以修改喷射单元180传递的还原剂的量。
虽然图1中示出的信号多路复用系统是利用氮氧化物传感器140，但是应了解，信号多路复用系统可以与任何类型的排放传感器一起使用以减少传感器数量。例如，在本文中公开的多路复用系统中可以利用一氧化碳传感器和/或微粒物质传感器。因此，一氧化碳传感器和/或微粒物质传感器可以位于选择性催化还原催化剂130下游，以检测从车辆的尾气中出来的尾气气体内的一氧化碳和/或微粒物质。类似地，可以利用线路或导管150收集来自选择性催化还原催化剂130上游的尾气样本，并且将尾气样本传送到一氧化碳传感器和/或微粒物质传感器。
根据一个实施方案，导管150用于将来自选择性催化还原催化剂130上游的少量尾气样本携带到氮氧化物传感器140。导管150提供一根导管，选择性催化还原催化剂130前的尾气气体从导管中穿过，以便由传感器进行分析以确定是否存在氮氧化物。导管150可以由多种材料制成，包含任何适合于耐受发动机内的环境的材料，例如金属、塑料等。导管150包含第一末端和第二末端。第一末端位于选择性催化还原催化剂130上游。在一个实施方案中，导管150的第一末端也位于喷射单元180将柴油机尾气流体注射到尾气流中的位置上游。虽然图1中示出导管150的第一末端是位于柴油微粒过滤器120下游，但是应了解，导管150的第一末端可以位于选择性催化还原催化剂130上游和发动机110下游这两处的任何位置。例如，导管150的第一末端可以位于柴油微粒过滤器120和/或柴油氧化催化剂115上游。第二末端可以直接地或者间接地连接到氮氧化物传感器140上。第二末端提供一个开口，尾气穿过该开口从导管150出来，以与氮氧化物传感器140相互作用。
仍然参照图1，装置160用于允许单个传感器(例如，氮氧化物传感器140)测量选择性催化还原催化剂130上游的尾气中和选择性催化还原催化剂130下游的尾气中的氮氧化物含量。在一个实施方案中，装置160是一个“打开和关闭”通过导管150的尾气流的装置，其打开和关闭的方式是通过允许尾气流进和流出导管150(开)和阻止尾气流进和流出导管150(关)。因此，当装置160用于允许尾气流时，装置160处在开的位置。在一些实施方案中，开的位置称为打开位置。类似地，当装置160用于阻止或者阻挡尾气流时，装置160处在关的位置。在一些实施方案中，关的位置称为关闭位置。装置160连通地连接到导管150上。在一个实施例中，装置160直接地连接到导管150上。在另一个实施例中，装置160间接地连接到导管150上。在又一实施例中，该装置位于导管150内。
根据另一个实施例，装置160是开关装置。例如，在一个实施方案中，装置160(例如，开关装置)是电磁阀。在另一个实施例中，装置160是机械阀(例如，纯机械阀和/或部分机械阀)。在又一实施例中，装置160是气动阀。下文参照图3进一步说明气动阀的一个实施例。装置160的另一实施例包含流体振荡器。在一些实施例中，装置160通过流体压力得到动力。在装置160通过流体压力得到动力的一个示例实施例中，装置160不是用引线连接到控制系统内的控制器170上。实情为，流体的压力将控制和调节通过流体压力得到动力的装置160何时打开以允许尾气流动穿过导管150和何时关闭以阻止尾气流动穿过导管150。
图2是多路复用系统中的随时间变化的样本氮氧化物传感器140输出的曲线图的图解显示。氮氧化物-出信号表示氮氧化物传感器140在选择性催化还原催化剂130下游从选择性催化还原催化剂130出来的尾气中检测到氮氧化物。氮氧化物-进信号表示在选择性催化还原催化剂130上游进入选择性催化还原催化剂130中的尾气中检测到的氮氧化物。图2中示出的氮氧化物-进信号高于氮氧化物-出信号。因此，进入选择性催化还原催化剂130中的尾气中的氮氧化物量大于从选择性催化还原催化剂130出来的尾气中的氮氧化物量。在图2的曲线图上，随着时间流逝，氮氧化物传感器140输出在输出氮氧化物-出信号和氮氧化物-进信号之间切换。
当装置160(例如，开关装置)用于阻止选择性催化还原催化剂130上游的尾气流动穿过导管150时，氮氧化物传感器140输出氮氧化物-出信号。在这种情况下，根据一个实施例，开关装置例如处在“关”的位置。当开关装置用于允许选择性催化还原催化剂130上游的尾气流动穿过导管150并且与氮氧化物传感器140相互作用时，氮氧化物传感器140输出氮氧化物-进信号。在这种情况下，开关装置用于“开”的位置。
如图2所示，装置160切换位置以周期性地(例如，以某些时间间隔)允许和阻止尾气流动穿过导管150。在一个示例中，装置160每5秒开关一次。然而，应了解，可以使用任何时间间隔，并且可以使用不同持续时间的时间间隔。例如，装置160可以用于每5秒从开的位置切换成关的位置，并且装置160可以用于每10秒从关的位置切换成开的位置。也如图2所示，在氮氧化物传感器140寄存和输出设置好氮氧化物-进信号或者氮氧化物-出信号之前，装置160不改变位置(例如，从开到关，或者从关到开)以阻止或者允许尾气流穿过导管150。因此，装置160开关以使得穿过导管150的流开或者关的频率比氮氧化物传感器140的响应时间慢。在图2的曲线图上，氮氧化物传感器140的响应时间是通过跨越氮氧化物-出信号与氮氧化物-进信号之间的弯曲部分表示的。这个时间可能会因为许多因素而变化，例如曲线图上两个信号之间的距离。这两个信号之间的距离越大，氮氧化物传感器140的响应时间就越长。这两个信号之间的距离越小，氮氧化物传感器140的响应时间就越短。
参照图3，示出了示例实施例提供的用于多路复用系统中的气动装置300(例如，气动阀)的示意图。气动装置300是一个用于周期性地打开和关闭穿过装置的尾气流的装置。气动装置300位于高压末端与低压末端之间。高压末端在选择性催化还原催化剂130上游。低压末端在选择性催化还原催化剂130下游。气动装置300包含限制件310、储液器320和止回阀330。限制件310位于高压末端上，在选择性催化还原催化剂130上游。止回阀330位于低压末端上，在选择性催化还原催化剂130下游并且通往氮氧化物传感器140。止回阀330用于在一个压力下打开，并且在另一个压力下关闭。在一个实施例中，止回阀330设有一个棘爪，使得止回阀330在不同压力下打开和关闭。根据一个实施例，使止回阀330弹开所需要的压力不同于使止回阀330保持打开所需要的压力。在一个实施方案中，使止回阀330保持打开所需要的压力小于打开止回阀330所需要的压力。
储液器320位于限制件310与止回阀330之间，并且用于保持一定量的压力。在一些实施方案中，限制件310允许少量稳定的尾气流进入储液器320。储液器320接收被限制件310允许进入的尾气流。一旦储液器320达到特定高压(例如，限制件310上游的高压)，止回阀330就打开。尾气流出储液器320，直到储液器320中的压力降到足够低使得止回阀330关闭为止。一旦止回阀330关闭，该循环就会重复，其中限制件310允许少量尾气进入储液器320中，直到储液器320达到足够高的压力以打开止回阀330为止。因此，气动装置300提供从选择性催化还原催化剂130下游的止回阀330出来到达氮氧化物传感器140的间歇性尾气流。通过为限制件310、储液器320和止回阀330选择特定参数，可以确定上面说明的循环的周期。类似地，通过为限制件310、储液器320和止回阀330中的一个或多个更改参数，可以更改上面说明的循环的周期。例如，如果使用更大的储液器320，则循环的周期将会增加，因为尺寸更大的储液器320将要花费更久时间才能装满并且到达预定的压力。
图4是多路复用系统中的单个传感器检测到的发动机-出氮氧化物数据点410与后处理组件-出氮氧化物数据点420的曲线图比较。发动机-出氮氧化物数据点410代表氮氧化物传感器140检测到的一些信号值，这些信号值说明在发动机110的下游和后处理组件(即，选择性催化还原催化剂130)上游的尾气中检测到的氮氧化物的量。后处理组件-出氮氧化物数据点420代表氮氧化物传感器140检测到的一些信号值，这些信号值说明在选择性催化还原催化剂130下游的尾气中检测到的氮氧化物的量。曲线图400示出了发动机-出氮氧化物数据点410与后处理组件-出氮氧化物数据点420的比较。在曲线图400上示出的第一曲线430与发动机-出氮氧化物数据点410拟合。第二曲线440与后处理组件-出氮氧化物数据点420拟合。接下来，如示例比较线450所示出的，在相同时间点上比较发动机-出氮氧化物数据点410和后处理组件-出氮氧化物数据点420。在一个实施方案中，通过比较第一拟合曲线430上的点与第二拟合曲线440上的点，在相同时间点上比较发动机-出氮氧化物数据点410与后处理组件-出氮氧化物数据点420。应理解，可以使用多种比较和回归方法来分析由单个氮氧化物传感器140获取到的发动机-出氮氧化物数据点410和后处理组件-出氮氧化物数据点420。
参照图5，示出了用于操作该信号多路复用系统以发送信号的过程500的示意性流程图。在510中，氮氧化物传感器140接收选择性催化还原催化剂130(SCR)上游的尾气样本。如上所述，导管150接收选择性催化还原催化剂130上游的尾气的小样本，并且将这个小样本引导向氮氧化物传感器140。在520中，氮氧化物传感器140向控制器170发送第一信号。第一信号含有选择性催化还原催化剂130上游的尾气的样本中的氮氧化物量。一旦第一信号被氮氧化物传感器140检测到和/或被发送到控制器170，装置160就关闭。在530中，装置160切换到关的位置，这样会阻止选择性催化还原催化剂130上游的尾气穿过导管150朝氮氧化物传感器140行进。在540中，氮氧化物传感器140接收选择性催化还原催化剂130下游的尾气。一旦氮氧化物传感器140接收到选择性催化还原催化剂130下游的尾气，氮氧化物传感器140就会产生第二信号，第二信号表示在选择性催化还原催化剂130下游的尾气中检测到的氮氧化物量。在550中，氮氧化物传感器140向控制器170发送第二信号。根据一个实施方案，一旦550完成，就回到510中开始，过程500如此重复进行。
图6是使用从图1所示的信号多路复用系统接收的信号来控制喷射单元180的示例过程600的框图。在610中，控制器170从氮氧化物传感器140接收第一信号。如上所述，第一信号表示在选择性催化还原催化剂130上游的尾气的样本中检测到的氮氧化物量。在620中，控制器170从同一个氮氧化物传感器140接收第二信号。第二信号表示在选择性催化还原催化剂130下游的尾气中检测到的氮氧化物量。在选择性催化还原催化剂130使氮氧化物减少的一些实施例中，第二信号将表示比第一信号低的氮氧化物量。在630中，控制器170确定要喷射到选择性催化还原催化剂130(SCR)中的柴油机尾气处理液(DEF)的量。在一个实施方案中，控制器170根据在第一信号中和/或第二信号中检测到的氮氧化物的值来确定柴油机尾气处理液的喷射量。在640中，控制器170控制喷射单元180，其控制方式是通过指导喷射单元180将在630中确定的量的柴油机尾气处理液注入到进入选择性催化还原催化剂130中的尾气中。根据一个实施方案，一旦640完成，就回到610中开始，过程600如此重复进行。
参照图7，示出了一个可选实施例提供的示例发动机系统700的示意图，示例发动机系统700包含一个利用泵710的信号多路复用系统。泵710是用于取得来自选择性催化还原催化剂130下游的尾气样本，并且将该样本朝氮氧化物传感器140传递。在一些实施例中，泵710直接地或者间接地连接到导管150上，以便将来自选择性催化还原催化剂130下游的样本穿过导管150传递到氮氧化物传感器140。导管150具有第一末端，第一末端位于选择性催化还原催化剂130上游，用于接收来自选择性催化还原催化剂130上游的尾气的样本。导管150还与氮氧化物传感器140连通(例如，通过一个与氮氧化物传感器140连通的第二末端)。在这个实施方案中，当泵710将来自选择性催化还原催化剂130下游的尾气朝氮氧化物传感器140传递时，会阻止来自选择性催化还原催化剂130上游的尾气行进穿过导管150到达氮氧化物传感器140。在一个示例中，泵710阻止来自选择性催化还原催化剂130上游的尾气行进穿过导管150，其阻止方法是通过以大于导管150中的上游尾气的力的一个力，将来自选择性催化还原催化剂130下游的流式尾气注射到导管150中。在另一示例中，在泵710正在操作时可以使用阻挡机构或者阀阻止尾气行进穿过导管。控制器170用于与泵710通信，并且控制泵710。在一些实施例中，控制器170根据从氮氧化物传感器140接收的信号来控制泵710。
在另一个实施方案中，泵710取得来自选择性催化还原催化剂130上游的尾气的样本，并且将该样本朝氮氧化物传感器140传递。泵710直接地或者间接地连接到导管150上，以便将来自选择性催化还原催化剂130上游的样本穿过导管150朝氮氧化物传感器140传递。导管150具有第一末端，第一末端位于选择性催化还原催化剂130的下游，用于接收来自选择性催化还原催化剂130下游的尾气的样本。导管150还具有第二末端，第二末端与氮氧化物传感器140连通。在这个实施方案中，当泵710正在操作以将来自选择性催化还原催化剂130下游的尾气朝氮氧化物传感器140传递时，会阻止来自选择性催化还原催化剂130下游的尾气行进穿过导管150到达氮氧化物传感器140。虽然这个示例提出使用泵710，但是应理解，可以使用多种机构和结构以便于通过单个氮氧化物传感器140检测选择性催化还原催化剂130前面和选择性催化还原催化剂130后面这两处中的尾气样本中的氮氧化物。例如，在图8中，双向泵810用于在不同方向上泵送，以便对系统700内的不同位置上的尾气进行取样。在一个实施方案中，双向泵810向前泵送，以对选择性催化还原催化剂130前面的尾气进行取样，其方法是通过迫使选择性催化还原催化剂130上游的尾气穿过导管150朝向氮氧化物传感器140。双向泵810还向后泵送以对选择性催化还原催化剂130后面的尾气进行取样，其方法是通过迫使选择性催化还原催化剂130下游的尾气穿过导管150朝向氮氧化物传感器140。另外，还可以利用氮氧化物传感器140的位置的变化(即，选择性催化还原催化剂130上游、选择性催化还原催化剂130下游、尾气流的流内、尾气流的流外等)。
上文对本实用新型的实施例的说明是为了示例和说明而提供的。上文的说明并不意在是将本实用新型详尽于或者本实用新型局限于所公开的精确的形式，并且鉴于上文的教示可以进行修改和变化，或者可以通过实践本实用新型而获得修改和变化。选择和说明这些实施例是为了解释本实用新型的原理及其实际应用，以便使得本领域的技术人员能够在适合于所预期的特定用法的各种实施例中利用本实用新型，并且加以适合于所预期的特定用法的修改而利用本实用新型。可以对本公开的操作条件和实施例的安排进行其他替代、修改、变化和省略，而并不背离本实用新型的范围。
本文中使用的术语“控制器”包括所有类型的用于处理数据的设备、装置和机器，例如包含可编程处理器、计算机、一个芯片或者多个片上系统、编程处理器的一部分或者前述各项的组合。该设备可以包含专用逻辑电路，例如FPGA或ASIC。该设备除了硬件之外还可以包含为所关注的计算机程序产生执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或者上述中的一项或多项的组合的代码。该设备和执行环境可以实现各种不同的计算模型架构，例如分布式计算和网格计算架构。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或者代码)可以用任何形式的编程语言来编写，包含编译或解译语言、声明性或程序性语言，并且计算机程序可以用任何形式来部署，包含作为独立程序或者作为模块、组件、子例程、对象或者其他适合用于计算环境中的单元。计算机程序可以但是不需要对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件的一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中、专用于所关注的程序的单个文件中或者多个协调文件(例如存储一个或多个模块、子程序或者代码部分的文件)中。
虽然本说明书含有许多具体的实施细节，但是这些细节不应当被理解为限制可以要求的内容的范围，而是应当被理解为对特定实施方案所特有的特征的说明。本说明书中在分开的实施方案的上下文中说明的某些特征也可以在单个实施方案中组合地实施。相反，在单个实施方案的上下文中说明的各种特征也可以分开或者以任何合适的子组合在多个实施方案中实施。而且，虽然上文可能将特征描述为以某些组合来起作用，并且甚至最初是这样要求的，但是在一些情况下可以从所要求的组合中去掉来自该组合的一个或多个特征，并且所要求的组合可以是指子组合或者子组合的变化形式。
类似地，虽然图式中以特定顺序描绘了一些操作，但是不应将这理解为必需以所示出的特定顺序或者以连续顺序来执行这些操作或者必需执行所有图解说明的操作才能实现期望的结果。在某些情况下，上面说明的实施方案中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施方案中都必需这样分离，并且应理解，所说明的组件和系统一般可以集成到在有形介质上具体实施的单个产品中，或者封装到在有形介质上具体实施的多个产品中。
本文中使用的术语“连接(coupled)”、“连接(connected)”等等的意思是将两个组件直接地或者间接地相互接合。这样的接合可以是固定的(例如，永久的)或者可移动的(例如，可移除的或者可释放的)。这样的接合可以如下实现：这两个组件或者这两个组件与任何附加的中间组件相互一体地形成为单个整体主体，或者这两个组件或者这两个组件与任何附加的中间组件相互附接。
本文中所使用的“流体连接”、“流体连通”等等术语的意思是，两个组件或者对象具有形成在这两个组件或者对象之间的一条路径，例如水、空气、气态还原剂、气态氨等流体可以在这条路径中流动，其中存在或者不存在介入的组件或者对象。用于实现流体连通的流体连接或者配置的示例可以包含用于实现流体从一个组件或对象流动到另一个组件或对象的管道、通道或者任何其他合适的组件。
重要的是要注意，各种示例性实施方案中示出的系统的构造和安排本质上只是说明性的而不是限制性的。所有属于所说明的实施方案的精神和/或范围内的改变和修改都期望受到保护。应理解，一些特征可能不是必要的，并且缺少各种特征的实施方案可以被理解为在本申请的范围内，该范围是由随附的权利要求书限定的。在阅读权利要求书时，当使用例如“一”、“至少一个”或者“至少一个部分”等词语的时候，并不意在将权利要求局限于仅仅一个物件，除非权利要求中具体声明是局限于仅仅一个物件。当使用“至少一部分”和/或“一部分”的语言的时候，该物件可以包含一部分和/或整个物件，除非具体声明不是包含一部分和/或整个物件。

Claims (31)

1.一种系统，其特征在于，包括：
后处理组件，所述后处理组件用于处理从发动机出来的尾气；
传感器，所述传感器用于检测尾气中的氮氧化物，且位于所述后处理组件的下游；
导管，所述导管具有位于后处理组件上游的第一末端，和可与位于所述后处理组件下游的传感器连通的第二末端，其中，所述导管用于通过所述第一末端接收从所述后处理组件上游流出的尾气样本，且通过所述第二末端将所述尾气样本传递到所述传感器；
开关装置，所述开关装置连接到所述导管上，并且可用于选择性地阻止所述后处理组件上游的尾气流到达所述传感器；
其中，所述传感器用于依据所述开关装置的位置来选择性地检测所述后处理组件上游和所述后处理组件下游的尾气中的氮氧化物。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述开关装置处于开的位置，以允许尾气流过所述导管时，所述传感器检测所述后处理组件上游的尾气中的氮氧化物。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述开关装置处于关的位置，以阻止尾气流过所述导管时，所述传感器检测所述后处理组件下游的尾气中的氮氧化物。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关装置周期性的打开以允许所述尾气流通过所述导管，且周期性的关闭以阻止所述尾气流通过所述导管。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后处理组件为选择性催化还原催化剂。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，进一步包括控制器，所述控制器与所述传感器通信连接，且用于根据从所述传感器获取的信息，选择性的指 示喷射单元将一定量的尿素插入到所述选择性催化还原催化剂上游的尾气中。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括电磁阀。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括机械阀。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括气动阀。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述气动阀包括限制件、储液器和止回阀，所述限制阀允许所述尾气流进入到所述储液器，所述止回阀根据所述储液器取得的打开所述止回阀的压力而打开。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括流体振荡器。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关装置通过流体压力提供动力。
13.一种系统，其特征在于，包括：
发动机；
选择性催化还原催化剂，所述选择性催化还原催化剂用于处理从发动机出来的尾气；
传感器，所述传感器用于检测尾气中的氮氧化物，且位于所述选择性催化还原催化剂的下游；
采样导管，所述采样导管具有位于所述选择性催化还原催化剂上游的第一末端，和可与位于所述选择性催化还原催化剂下游的所述传感器连通的第二末端，其中，所述采样导管用于通过所述第一末端接收从所述选择性催化还原催化剂上游流出的尾气样本，并且通过所述第二末端将所述尾气样本传递到所述传感器；
开关装置，所述开关装置连接到所述采样导管上，并且可用于周期性地阻止所述选择性催化还原催化剂上游的尾气流到达所述传感器；
控制器，所述控制器与所述传感器通信；
其中，所述传感器将表示发动机出来的氮氧化物的第一信号传送到控制器， 还将表示所述选择性催化还原催化剂出来的氮氧化物的第二信号传送到所述控制器。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述开关装置通过流体压力提供动力。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括电磁阀。
16.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括机械阀。
17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括气动阀。
18.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括流体振荡器。
19.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括喷射单元，所述喷射单元用于将一定量的尿素插入到所述选择性催化还原催化剂上游的尾气中，其中，所述控制器根据所述第一信号和所述第二信号，确定所述喷射单元插入到所述尾气中的尿素的量。
20.一种系统，其特征在于，包括：
选择性催化还原催化剂，所述选择性催化还原催化剂用于处理来自发动机的尾气；
氮氧化物传感器，所述氮氧化物传感器用于检测尾气中的氮氧化物，所述氮氧化物传感器位于选择性催化还原催化剂的下游；
导管，所述导管具有位于所述选择性催化还原催化剂上游的第一末端，和可与位于所述选择性催化还原催化剂下游的所述氮氧化物传感器连通的第二末端；所述导管用于通过所述第一末端接收从所述选择性催化还原催化剂上游流出的尾气样本，以及用于通过所述第二末端将所述尾气样本传递到所述氮氧化物传感器；
气体采样开关装置，所述气体采样开关装置连接到所述导管上，并且用于选择性的阻止所述选择性催化还原催化剂上游的尾气流到达所述氮氧化物传感器；
控制器，所述控制器用于与氮氧化物传感器通信；
其中，所述氮氧化物传感器依据所述气体采样开关装置的位置来检测所述选择性催化还原催化剂上游和选择性催化还原催化剂下游的尾气中的氮氧化物；以及
当所述气体采样开关装置用于允许所述选择性催化还原催化剂上游的尾气流通过所述导管流动到达所述氮氧化物传感器时，所述氮氧化物传感器检测穿过导管的所述选择性催化还原催化剂上游的尾气中的氮氧化物。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述氮氧化物传感器用于将第一信号传输到所述控制器，所述第一信号指示在所述选择性催化还原催化剂的上游检测的发动机出氮氧化物。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述氮氧化物传感器用于将第二信号传输到所述控制器，所述第二信号指示在所述选择性催化还原催化剂的下游检测的选择性催化还原催化剂出氮氧化物。
23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述控制器根据从所述氮氧化物传感器接收的所述第一信号和所述第二信号，确定插入到所述选择性催化还原催化剂上游的尾气中的尿素的量。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述控制器指示喷射单元将所述确定的尿素的量插入所述选择性催化还原催化剂上游的尾气中。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括机械阀。
26.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括气动阀。
27.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括流体振荡器。
28.一种系统，其特征在于，包括：
后处理组件，所述后处理组件用于处理来自发动机的尾气；
氮氧化物传感器，用于氮氧化物传感器用于接收来自所述后处理组件上游的尾气的第一样本，以及用于接收来自所述后处理组件下游的尾气的第二样本；
其中，所述氮氧化物传感器用于分别检测所述尾气的第一样本和所述尾气的第二样本中的氮氧化物。
29.如权利要求28所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括导管，所述导管具有第一末端和第二末端，所述第一末端用于接收至少一个所述尾气的第一样本和所述尾气的第二样本，所述第二末端可与所述氮氧化物传感器连通，其中，所述导管将所述至少一个所述尾气的第一样本和所述尾气的第二样本传输到所述氮氧化物传感器以检测所述接收的样本中的氮氧化物。
30.如权利要求29所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括泵，所述泵用于将来自所述后处理组件下游和所述后处理组件上游中一处的尾气样本朝所述氮氧化物传感器传递，
其中，当所述泵将来自所述后处理组件下游的尾气朝所述氮氧化物传感器传递时，会阻止来自所述后处理组件上游的尾气行进穿过所述导管到达所述氮氧化物传感器，以及当泵将来自所述后处理组件上游的尾气朝所述氮氧化物传感器传递时，会阻止来自所述后处理组件下游的尾气行进穿过所述导管到达所述氮氧化物传感器。
31.如权利要求30所述的系统，其特征在于，所述泵为双向泵，所述双向泵用于向前泵送以向所述氮氧化物传感器提供所述第一样本，和向后泵送以向所述氮氧化物传感器提供所述第二样本。
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