[发明专利]用于传感器的温度估计

说明书

一种用于后处理系统的传感器的受控加热的方法包括：访问若干参数，包括排气质量流量、出口温度、环境空气温度和环境空气速度；基于热模型和访问的参数来计算传感器的温度；将计算的温度与阈值温度进行比较；以及响应于计算的温度低于阈值温度，激活传感器的受控加热过程。受控加热过程可以包括激活加热器来加热传感器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月30日提交的题为“Temperature Estimation forSensor”的第62/428,065号美国临时专利申请的优先权和权益，该临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请大体上涉及用于内燃机的后处理系统(aftertreatment system)的领域。

背景

对于内燃机(例如，柴油发动机)，氮氧化物(NO_x)化合物可能在排气中被排放。为了减少NO_x排放，可以实施SCR过程以借助于催化剂和还原剂来将NO_x化合物转化成更中性的化合物，例如，双原子氮(diatomic nitrogen)、水或二氧化碳。催化剂可以被包括在排气系统的催化剂室中，例如交通工具或动力生成单元的排气系统的催化剂室。还原剂(例如，无水氨、氨水或尿素)一般在被引入催化剂室之前被引入到排气流(exhaust gas flow)中。为了将还原剂引入到排气流中以用于SCR过程，SCR系统可以通过配量模块(dosing module)来配量或以其它方式引入还原剂，该配量模块将还原剂蒸发或喷射到排气系统的在催化剂室上游的排气管中。SCR系统可以包括一个或更多个传感器以监控排气系统内的状况。

概述

本文描述的实施方式涉及用于排气系统的传感器(诸如NO_x传感器的尖端(tip))的温度估计。一种实施方式涉及用于后处理系统的传感器的受控加热的方法。该方法包括：访问若干参数，该若干参数包括排气质量流量(exhaust mass flow)、出口温度、环境空气温度以及环境空气速度；基于热模型和访问的参数来计算传感器的温度；将计算的温度与阈值温度进行比较；以及响应于计算的温度低于阈值温度，激活传感器的受控加热过程。受控加热过程可以包括激活加热器来加热传感器。可以基于潜在的结露(dew formation)来选择阈值温度。

在一些实施方式中，阈值温度可以在130摄氏度和160摄氏度之间，或者在140摄氏度和150摄氏度之间。在一些实施方式中，当排气质量流量低于预定阈值时，热模型包括传导热传递模型(conductive heat transfer model)。传导热传递模型可以包括来自后处理系统中排气流的热功率、到传感器的热功率、到环境的辐射功率、以及与环境的对流功率(convection power)。在一些实施方式中，当排气质量流量高于预定阈值时，热模型包括对流热传递模型(convective heat transfer model)。对流热传递模型可以包括来自后处理系统中的排气流的热功率、到排气管的热功率、到环境的辐射功率、以及与环境的对流功率。该方法可以包括访问作为启动条件的键控打开(key-on)参数。热模型可以基于用于确定热模型的参数的一个或更多个校准值的调节校准过程。

另一实施方式涉及一种系统，该系统包括传感器、与传感器热连通的加热器、以及与传感器和加热器电通信的控制器。控制器可以被配置为访问若干参数，该若干参数包括排气质量流量、出口温度、环境空气温度以及环境空气速度，基于热模型和访问的参数来计算传感器的温度，将计算的温度与阈值温度进行比较，并且响应于计算的温度低于阈值温度，激活传感器的受控加热过程。受控加热过程可以包括激活加热器来加热传感器。可以基于潜在的结露来选择阈值温度。