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增強(qiáng)濾煙器保護(hù)的裝置、系統(tǒng)和方法 發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明與內(nèi)燃機(jī)后處理（aftertreatment)系統(tǒng)有關(guān)，具體來說與濾煙 器（soot filter)的保護(hù)有關(guān)。

相關(guān)技術(shù)說明

環(huán)保問題已促使世界的大部分地區(qū)開始實(shí)施內(nèi)燃機(jī)排放要求。美國(guó)環(huán) 保署（EPA)等政府機(jī)構(gòu)認(rèn)真監(jiān)控內(nèi)燃機(jī)的尾氣質(zhì)量，并設(shè)置所有內(nèi)燃機(jī)都 必須遵守的可接受排放標(biāo)準(zhǔn)。 一般來說，排放要求取決于內(nèi)燃機(jī)的類型。 壓縮點(diǎn)火（柴油）內(nèi)燃機(jī)的尾氣檢測(cè)一般監(jiān)控柴油顆粒物質(zhì)（PM)、氮氧 化合物（N0x)和未燃燒碳氫化合物（UHC)的排放。尾氣后處理系統(tǒng)中已 經(jīng)釆用的催化器用于清除尾氣中存在的大部分污染物。但若要清除柴油顆 粒物質(zhì)，通常必須在催化器下游或與催化器聯(lián)合來安裝柴油顆粒過濾器 (DPF)。

常用的柴油顆粒過濾器由一個(gè)多孔陶瓷基質(zhì)組成，內(nèi)含允許尾氣通過 的多個(gè)平行通道。這樣，顆粒物質(zhì)就會(huì)在過濾器表面聚積，形成一個(gè)垢層， 而為了防止阻礙尾氣流，最終必須將此垢層清除。常見的顆粒物質(zhì)有灰和 煙粒。灰一般是機(jī)油燃燒后的殘?jiān)?，幾乎是不可燃燒的，并在過濾器內(nèi)緩 慢累積。而煙粒主要由碳組成，來自燃油的不完全燃燒，在顆粒物質(zhì)累積 中一般占有很大比例。各種條件（包括但不限于內(nèi)燃機(jī)的工作條件、行駛 里程、駕駛習(xí)慣、地形等）影響著柴油顆粒過濾器內(nèi)顆粒物質(zhì)的累積速度。

顆粒物質(zhì)累積一般會(huì)導(dǎo)致尾氣系統(tǒng)中的背壓。內(nèi)燃機(jī)承受過多背壓會(huì)使其性能下降。 一般來說，顆粒物質(zhì)會(huì)在適中溫度下存在N02時(shí)或在較 高溫度下存在氧氣時(shí)氧化。如果在氧化過程開始時(shí)已經(jīng)聚積了過多的顆粒 物質(zhì)，氧化速度有可能非常高，足以引發(fā)不受控制的溫度偏移。其產(chǎn)生的 熱量會(huì)損壞過濾器，破壞周圍結(jié)構(gòu)。修復(fù)費(fèi)用可能非常昂貴。

為了防止?jié)撛诘奈ｋU(xiǎn)情況，最好是在顆粒物質(zhì)累積到過量水平前，以 可控的再生過程氧化累積的顆粒物質(zhì)。為了氧化累積的顆粒物質(zhì)，溫度通 常必須超過過濾器進(jìn)氣口處一般達(dá)到的溫度。在某些應(yīng)用中，氧化溫度可 在正常工作溫度下取得，但在另外一些應(yīng)用中，必須使用其他方法來啟動(dòng) 柴油顆粒過濾器的再生。在一種方法中，反應(yīng)物（比如柴油）被引入尾氣 后處理系統(tǒng)中，以產(chǎn)生較高溫度并啟動(dòng)過濾器中累積顆粒的氧化。至于是 部分再生還是完全再生，取決于過濾器處于較高溫度下的時(shí)間長(zhǎng)度以及過 濾器中剩余顆粒物質(zhì)的數(shù)量。由可控再生或不受控制的再生引發(fā)的部分再 生可導(dǎo)致顆粒物質(zhì)在顆粒過濾器基質(zhì)上的不規(guī)則分布。

可控再生過去一直以設(shè)定的間隔啟動(dòng)，例如行駛里程或時(shí)間。但由于 幾方面的原因，基于間隔的再生未被證明完全有效。首先，對(duì)于一個(gè)很少 或沒有顆粒累積的顆粒過濾器，再生降低了內(nèi)燃機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，并且不 必要地將顆粒過濾器置于破壞性的溫度周期下。其次，如果顆粒物質(zhì)在下 一次再生前顯著累積，由尾氣流阻塞而導(dǎo)致的背壓則會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的性能造 成不利影響。另外，對(duì)于含大量累積顆粒的顆粒過濾器所進(jìn)行的（有意或 無意的）再生會(huì)變得無法控制，并有可能導(dǎo)致過濾器故障或類似情況。因 此，許多以固定間隔再生的顆粒過濾器必須頻繁更換以保持尾氣后處理系 統(tǒng)的完整性。

最近，有人嘗試估計(jì)顆粒過濾器中累積的顆粒物質(zhì)的數(shù)量以更有效地 響應(yīng)實(shí)際的顆粒累積，例如一種廣為使用的方法就是通過柴油顆粒過濾器 兩端的壓力差來估算。但這些嘗試通常沒有考慮內(nèi)燃機(jī)工作條件、傳感器 噪音測(cè)量水平、尾氣流估計(jì)誤差以及累積顆粒不均勻分布的差異。在很多 情況下，這些方法也包含隨時(shí)間產(chǎn)生的誤差，并偏離了實(shí)際的煙負(fù)荷情況。

這些問題中的一部分已經(jīng)通過綜合基于模型和基于傳感器的煙粒估 計(jì)值而得到克服。雖然此方法顯著改善了燃油經(jīng)濟(jì)性和后處理應(yīng)用中濾煙器的耐用性，但在某些情況下新的方法仍不能保護(hù)濾煙器。

在一些應(yīng)用中，濾煙器會(huì)加熱和氧化中間的煙粒，但其周邊并沒有達(dá) 到能夠完全再生的溫度。雖然綜合的煙粒負(fù)荷模型和傳感器方法可生成正 確的總體煙粒負(fù)荷，但周邊煙粒濃度會(huì)隨時(shí)間而累積，并可導(dǎo)致不可控制 的再生。

在其他應(yīng)用中，車輛一般可在沒有任何活躍煙粒再生的情況下氧化煙 粒。例如，車輛可產(chǎn)生足夠的溫度和N02,使得總體煙粒負(fù)荷從不需要基 于氧氣的較高溫度的再生。但穩(wěn)定狀態(tài)的煙粒清除不能清潔整個(gè)過濾器， 而且這些應(yīng)用不能用于過濾器內(nèi)煙粒濃度較高的區(qū)域。如果車輛產(chǎn)生高 溫，例如可能在長(zhǎng)距離爬坡中產(chǎn)生，煙粒的局部高濃度可觸發(fā)不受控制的 再生。

最后， 一些應(yīng)用可能在低流量下度過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。在目前的技術(shù)中， 直接的濾煙器估計(jì)器（例如壓差傳感器）要求較高的尾氣流速才較為可靠， 即使是在過濾器上的煙粒呈理想分布的情況下?；趥鞲衅骱湍Ｐ偷幕旌?方法能夠在傳感器測(cè)量不再可靠之后，仍保持幾個(gè)小時(shí)內(nèi)煙粒負(fù)荷估計(jì)值 的準(zhǔn)確性，但在不允許任何長(zhǎng)期直接煙粒測(cè)量的應(yīng)用中，綜合模型中的置 信水平最終必然會(huì)下降。

根據(jù)上述討論，可以明顯看出存在一個(gè)需求，需要一種能夠基于目前 工藝水平為濾煙器提供額外保護(hù)的裝置、系統(tǒng)和方法。這樣的裝置、系統(tǒng) 和方法將有利地（尤其是在應(yīng)用于尾氣后處理系統(tǒng)時(shí)）有效保護(hù)和再生濾 煙器，且不會(huì)降低應(yīng)用的燃油經(jīng)濟(jì)性或干擾應(yīng)用的基本控制和再生機(jī)制。

發(fā)明概述

本發(fā)明的目的在于應(yīng)對(duì)技術(shù)現(xiàn)狀，特別是應(yīng)對(duì)當(dāng)前濾煙器再生控制系 統(tǒng)尚未完全解決的各種技術(shù)問題及需要。因此，本發(fā)明可以為增強(qiáng)濾煙器 保護(hù)而提供一種裝置、系統(tǒng)及方法，以此克服上面討論的技術(shù)中的許多或 全部缺陷。

本發(fā)明提供了一個(gè)帶有保護(hù)性再生定時(shí)器、保護(hù)性煙粒估計(jì)器和一個(gè)診斷工具的設(shè)備，能夠?qū)V煙器執(zhí)行增強(qiáng)保護(hù)功能。所述實(shí)施例中的保護(hù)

性再生定時(shí)器包括一個(gè)工作檢測(cè);漠塊、 一個(gè)再生啟動(dòng)定時(shí);溪塊、 一個(gè)再生

停止定時(shí)模塊、 一個(gè)再生請(qǐng)求模塊、 一個(gè)基準(zhǔn)再生模塊和一個(gè)再生估計(jì)模 塊。所述實(shí)施例中的保護(hù)性煙粒估計(jì)器包括一個(gè)次級(jí)保護(hù)模塊。所述實(shí)施 例中的診斷工具包括一個(gè)燃油劑量模塊、 一個(gè)煙粒核實(shí)模塊和一個(gè)催化劑 檢測(cè)模塊。

工作檢測(cè)模塊可配置為確定內(nèi)燃機(jī)是否在生成最少量煙粒的狀態(tài)下 工作?；鶞?zhǔn)再生模塊可解讀來自內(nèi)燃機(jī)控制器基準(zhǔn)的再生計(jì)劃。再生啟動(dòng) 定時(shí)模塊可配置為利用內(nèi)燃機(jī)工作信息和基準(zhǔn)再生計(jì)劃運(yùn)行再生計(jì)數(shù)器。 再生啟動(dòng)定時(shí)模塊可在再生計(jì)數(shù)器達(dá)到閾值時(shí)設(shè)置一個(gè)再生請(qǐng)求指示器。 由再生啟動(dòng)定時(shí)模塊請(qǐng)求的再生叫做"保護(hù)性再生"。

再生估計(jì)模塊可配置為基于濾煙器中的當(dāng)前狀態(tài)估計(jì)再生事件的發(fā)

生時(shí)間。再生啟動(dòng)定時(shí);漠塊可配置為基于再生事件的發(fā)生時(shí)間調(diào)整再生計(jì) 數(shù)器。

再生停止定時(shí)模塊可配置為利用再生請(qǐng)求指示器和再生事件信息來 運(yùn)行再生停止計(jì)數(shù)器。再生停止定時(shí);漠塊可在再生停止定時(shí)器達(dá)到閾值時(shí) 重置再生請(qǐng)求指示器。再生請(qǐng)求模塊可在再生請(qǐng)求指示器處于設(shè)置狀態(tài)時(shí) 從控制器請(qǐng)求再生。

次級(jí)保護(hù)模塊可配置為在內(nèi)燃機(jī)的某些工作條件下提供保護(hù)性煙粒 估計(jì)值。次級(jí)保護(hù)模塊可配置為提供基于傳感器的煙粒估計(jì)值和基準(zhǔn)控制 煙粒估計(jì)值中的較大者作為保護(hù)性煙粒估計(jì)值。在一個(gè)實(shí)施例中，次級(jí)保 護(hù)模塊可調(diào)整控制器內(nèi)的信任因子以操控?zé)熈９烙?jì)值和提供保護(hù)性煙粒 估計(jì)值。

燃油劑量模塊可配置為在某些工作條件下測(cè)試碳?xì)浠衔?a href='/zhuanli/list-17641-1.html' target='_blank'>劑量計(jì)。催 化器測(cè)試;漠塊可配置為在某些工作條件下測(cè)試催化組分的效力。催化劑測(cè) 試才莫塊可使用預(yù)期的溫度上升值和觀察到的溫度上升值來測(cè)試催化組分。

煙粒驗(yàn)證模塊可配置為測(cè)試煙粒負(fù)荷估計(jì)值的準(zhǔn)確性。煙粒驗(yàn)證模塊 可利用濾煙器的當(dāng)前狀態(tài)基于煙粒燃燒來預(yù)測(cè)溫度上升值，而煙粒驗(yàn)證才莫塊可比較觀察到的溫度上升值和預(yù)期的溫度上升值以測(cè)試煙粒負(fù)荷估計(jì)值。

在一個(gè)實(shí)施例中，給出了 一種由計(jì)算機(jī)編程產(chǎn)品組成的方法，包括按 照本發(fā)明執(zhí)行濾煙器增強(qiáng)保護(hù)的邏輯程序。該計(jì)算機(jī)編程產(chǎn)品可包括的操

作有：解讀基準(zhǔn)再生計(jì)劃、估計(jì)一組當(dāng)前的濾煙器狀態(tài)是否指示再生正在 進(jìn)行、以及在內(nèi)燃機(jī)的工作產(chǎn)生了閾值數(shù)量的煙粒時(shí)設(shè)置內(nèi)燃機(jī)工作指示 器。所述操作可進(jìn)一步包括基于基準(zhǔn)再生計(jì)劃和內(nèi)燃機(jī)工作指示器累加第 一個(gè)計(jì)數(shù)器，并在第一個(gè)定時(shí)器達(dá)到第一個(gè)閾值時(shí)設(shè)置再生請(qǐng)求指示器。 所述操作可進(jìn)一步包括在再生請(qǐng)求指示器激活時(shí)累加第二個(gè)計(jì)數(shù)器，其中 第二個(gè)計(jì)數(shù)器的累加值是基于再生是否發(fā)生。所述操作可包括在第二個(gè)定

時(shí)器達(dá)到第二個(gè)閾值時(shí)重置再生請(qǐng)求指示器。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述操作可進(jìn)一步包括在請(qǐng)求指示器已設(shè)置、但長(zhǎng) 時(shí)間未完成再生時(shí)重置再生請(qǐng)求指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，其操作可包括 在再生指示器激活時(shí)進(jìn)行診斷，其中診斷測(cè)試是燃油劑量計(jì)工作檢查、催 化預(yù)期溫度上升值檢查和濾煙器溫度上升值檢查之一。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述操作可進(jìn)一步包括初始化第一個(gè)計(jì)數(shù)器，使得 應(yīng)用的第 一個(gè)保護(hù)性再生比后續(xù)的保護(hù)性再生更快或更慢地發(fā)生。

依照本發(fā)明提供了一個(gè)用于增強(qiáng)濾煙器保護(hù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括一 個(gè)內(nèi)燃機(jī)、 一個(gè)通過管路連接到內(nèi)燃機(jī)的后處理系統(tǒng)，其中該后處理系統(tǒng) 包含一個(gè)濾煙器。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括一個(gè)濾煙器保護(hù)工具，其中至少包 含保護(hù)性再生計(jì)數(shù)器和保護(hù)性煙粒估計(jì)器中的一個(gè)。

保護(hù)性再生定時(shí)器可包含一個(gè)裝置，其內(nèi)含執(zhí)行濾煙器保護(hù)定時(shí)器功 能的模塊。所述實(shí)施例中的模塊包括一個(gè)工作檢測(cè)模塊、 一個(gè)再生啟動(dòng)定 時(shí)模塊、 一個(gè)再生停止定時(shí)模塊、 一個(gè)再生請(qǐng)求模塊、 一個(gè)基準(zhǔn)再生模塊 和一個(gè)再生估計(jì)模塊。所述實(shí)施例中的保護(hù)性煙粒估計(jì)器可包括一個(gè)執(zhí)行

保護(hù)性煙粒估計(jì)器功能的次級(jí)保護(hù)模塊。

本說明書中提及的功能、優(yōu)點(diǎn)或類似語(yǔ)言并不意味著本發(fā)明的任何單 個(gè)實(shí)施例應(yīng)該或是已經(jīng)具備本發(fā)明中可以實(shí)現(xiàn)的所有功能及優(yōu)點(diǎn)。相反，應(yīng)該理解為有關(guān)功能及優(yōu)點(diǎn)的描述是指與實(shí)施例有關(guān)的特定功能、優(yōu)點(diǎn)或 特征存在于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之中。因此，本說明書中功能、優(yōu)點(diǎn) 的所有討論或類似語(yǔ)言可能但未必是指同一實(shí)施例。

另外，本發(fā)明中描迷的功能、優(yōu)點(diǎn)及特征可以采用任何適當(dāng)方式結(jié)合 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例之中。熟悉相關(guān)技術(shù)的人士將會(huì)發(fā)現(xiàn)，將發(fā)明付諸實(shí) 踐時(shí)，在特定的設(shè)備上，可能會(huì)缺少一個(gè)或多個(gè)特定功能或優(yōu)點(diǎn)。在其它 例子中，在某些實(shí)施例上發(fā)現(xiàn)的其它功能及優(yōu)點(diǎn)可能并不存在于本發(fā)明的 所有實(shí)施例中。

通過以下描述及附加的申請(qǐng)專利范圍，或是通過學(xué)習(xí)下面所介紹的發(fā) 明方法，本發(fā)明的這些功能及優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。

附圖簡(jiǎn)述

為了便于理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，我們將通過附加圖表所示的某些實(shí)施 例，更加詳細(xì)地描述上述發(fā)明。請(qǐng)注意，這些圖表僅描述了發(fā)明中的典型 設(shè)備，因此不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)其范圍做出了限制。我們將使用附圖對(duì)發(fā)明做出

更加具體詳細(xì)的描述及解釋，其中：

圖1是一個(gè)示意結(jié)構(gòu)圖，描繪了依照本發(fā)明建立的一個(gè)增強(qiáng)濾煙器 保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖2是一個(gè)示意結(jié)構(gòu)圖，描繪了依照本發(fā)明建立的一個(gè)濾煙器保護(hù) 工具的實(shí)施例；

圖3A是依照本發(fā)明模擬的成功再生事件的圖解；

圖3B是依照本發(fā)明模擬的部分失敗再生事件的圖解；圖4是一個(gè)示意結(jié)構(gòu)圖，描繪了依照本發(fā)明建立的一個(gè)保護(hù)性再生

定時(shí)器的實(shí)施例；

圖5是依照本發(fā)明確定的一組當(dāng)前濾煙器狀態(tài)的圖解；

圖6是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明增強(qiáng)濾煙器保護(hù)的方法 的實(shí)施例；

圖7是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明增強(qiáng)濾煙器保護(hù)的替代 方法的實(shí)施例；

圖8是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明操作再生啟動(dòng)定時(shí)器的 方法的實(shí)施例；以及

圖9是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明操作再生停止定時(shí)器的 方法的實(shí)施例。

發(fā)明的詳細(xì)^兌明

本說明書中描述的許多功能性單元已被標(biāo)記為模塊，旨在更具體地強(qiáng) 調(diào)其實(shí)施的獨(dú)立性。例如， 一個(gè)^t塊可由包含自定義VLSI電路或門陣列、 現(xiàn)成半導(dǎo)體（如邏輯芯片）、晶體管或其他獨(dú)立元件的硬件電路實(shí)現(xiàn)。一 個(gè)模塊也可由可編程硬件裝置（如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、可編程陣列邏輯、 可編程邏輯設(shè)備或類似產(chǎn)品）實(shí)現(xiàn)。

;漠塊也可由各類處理器執(zhí)行的軟件實(shí)現(xiàn)。例如，可執(zhí)行代碼的識(shí)別模 塊包含計(jì)算機(jī)指令的一個(gè)或多個(gè)物理或邏輯模塊，這些指令以對(duì)象、步驟 或功能的形式組織起來。然而，識(shí)別模塊的可執(zhí)行內(nèi)容無需在物理意義上 放在一起，但可包括儲(chǔ)存在不同位置的完全不同的指令，其在邏輯上聯(lián)合 在一起時(shí)，就組成該模塊并可實(shí)現(xiàn)該模塊的指定目的。

實(shí)際上， 一個(gè)可執(zhí)行代碼模塊可以是單條指令或多條指令，甚至可以 分布在幾個(gè)不同的代碼段內(nèi)、不同的程序中和幾個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備上。同樣，工 作數(shù)據(jù)可在此于模塊內(nèi)識(shí)別和描述，并可以用任何適當(dāng)?shù)男问綄?shí)現(xiàn)，在任

何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型中組織起來。工作數(shù)據(jù)可作為單個(gè)數(shù)據(jù)集收集起 來，也可分布在不同的位置，包括在不同的存儲(chǔ)設(shè)備上，并可（至少部分地）僅作為系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)上的電子信號(hào)存在。

本說明書中提及的"一個(gè)實(shí)施例"或類似說法均指與實(shí)施例有關(guān)的特 定功能、結(jié)構(gòu)或特征存在于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之中。因此，在本說 明書各處出現(xiàn)的"一個(gè)實(shí)施例"和類似說法并不一定總是指同一實(shí)施例。

提及的計(jì)算機(jī)編程產(chǎn)品可以是能夠生成信號(hào)、導(dǎo)致信號(hào)生成或?qū)е乱?個(gè)機(jī)器可讀指令程序在數(shù)字處理裝置上執(zhí)行的任何形式。計(jì)算機(jī)編程產(chǎn)品 可通過傳輸線路、光盤、數(shù)字視頻磁盤、磁帶、伯努里式驅(qū)動(dòng)器、磁盤、 打孔卡、閃存、集成電路或其他數(shù)字處理裝置內(nèi)存設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

另外，發(fā)明中描述的功能、結(jié)構(gòu)及特征可以采用任何適當(dāng)方式結(jié)合在 一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例之中。在以下描述中，提供了多個(gè)具體細(xì)節(jié)，例如編程、 軟件模塊、用戶選擇、網(wǎng)絡(luò)交易、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、硬件模塊、 硬件電路、硬件芯片等，以便徹底理解本發(fā)明的實(shí)施例。但是，熟悉相關(guān) 技術(shù)的人士將會(huì)發(fā)現(xiàn)，在發(fā)明付諸實(shí)踐時(shí)，可能缺少一個(gè)或多個(gè)特定細(xì)節(jié)， 或是采用了其它方法、部件、材料等。在其它例子中，我們沒有詳細(xì)展示 或描述大家熟知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以免影響發(fā)明的各個(gè)方面。

圖1是一個(gè)示意結(jié)構(gòu)圖，描繪了依照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)濾煙器增強(qiáng)保護(hù)的

系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例。系統(tǒng)100可包含內(nèi)燃機(jī)102。內(nèi)燃才幾102可 包括進(jìn)氣歧管104和排氣歧管106。系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括渦輪增壓器 108,其配置為吸入和壓縮吸入空氣110,同時(shí)擴(kuò)展和接受來自離開排氣 歧管106的尾氣流114的能量。渦輪增壓器108可有一個(gè)尾氣閥112, 其配置為在內(nèi)燃機(jī)102的某些工作點(diǎn)上讓一些尾氣流繞過渦輪增壓器 108。

系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括一個(gè)尾氣再循環(huán)（EGR)流116,其配置為將 一些含氧較低的尾氣送回到進(jìn)氣歧管104。 EGR流116可由EGR閥118 控制，而EGR流116可在回到進(jìn)氣歧管104前在EGR冷卻器120中 冷卻。圖1中的EGR閥118顯示在"熱側(cè)（hot side)"上或EGR冷卻 器120的上游，{旦EGR閥118可位于"冷側(cè)（cold side)"或其他位置。 EGR流116也可毫無限制地包含一定數(shù)量的尾氣，這些尾氣通過內(nèi)燃機(jī) 102中的汽缸閥定時(shí)調(diào)制而留在汽缸中，同時(shí)沒有任何物理EGR流116

14的再循環(huán)。

尾氣流114可在最終排放到大氣中之前引流到后處理系統(tǒng)。該后處

理系統(tǒng)可包含第一個(gè)催化組件122、第二個(gè)催化組件124和一個(gè)濾煙器 126。后處理組件不同數(shù)目和位置的各種配置已在技術(shù)上廣為人知，而所 有的配置均被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一個(gè)催化組件 122包括一個(gè)柴油氧化催化劑，其配置為清除來自內(nèi)燃機(jī)的未燃燒碳?xì)浠?合物（UHC)，燃燒由外部劑量計(jì)添加的燃油，以及提供N0x從NO到N02 的部分轉(zhuǎn)化。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二個(gè)催化組件124包括一個(gè)N0x吸收催化劑， 其配置為從尾氣流114中吸收N0x，并隨后在N0x轉(zhuǎn)換為N2的情況下 釋放N0x。在一個(gè)實(shí)施例中，濾煙器126配置為吸收和滯留尾氣流114 中的煙粒，并隨后允許在相對(duì)適中溫度下基于N0x的反應(yīng)中或相對(duì)較高 溫度下基于氧氣的反應(yīng)中對(duì)這些顆粒進(jìn)行氧化。在本文檔中，任一機(jī)制對(duì) 煙粒的氧化均被稱為"再生"。

系統(tǒng)100可包括一個(gè)輸送裝置128，以使反應(yīng)物通向尾氣流114。 該反應(yīng)物可以是一種碳?xì)浠衔?a href='/zhuanli/list-16772-1.html' target='_blank'>燃料，其配置為在催化組件122上燃燒。 在這樣的實(shí)施例中，該碳?xì)浠衔锶剂峡蓙碜杂拖?30。在一個(gè)實(shí)施例中， 輸送裝置128可輸送一種反應(yīng)物，例如尿素或氨水，用于選擇性催化還 原（SCR)。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可包括一個(gè)以上的輸送裝置128。

系統(tǒng)100可包括一個(gè)控制器132?？刂破?32可以是一個(gè)控制內(nèi)燃 機(jī)102工作的控制器，或者其可與獨(dú)立控制內(nèi)燃機(jī)102工作的控制器 (不在圖內(nèi)）通信?？刂破?32可與系統(tǒng)100中的各種溫度傳感器134 和壓力傳感器136交換142、 144。溫度傳感器134和壓力傳感器136 的位置如圖所示，但溫度傳感器134和壓力傳感器136在一些實(shí)施例中 可處于其他位置?？刂破?32可與溫度傳感器134和壓力傳感器136 直接通信，或者通過系統(tǒng)100中其他控制器（未顯示）進(jìn)行通信。系統(tǒng)100 的任何給定實(shí)施例可能不包含圖1中指示的所有溫度傳感器134和壓 力傳感器136。

控制器132可與輸送裝置128傳遞138。通信138包括一個(gè)到輸送裝置128的命令和/或來自輸送裝置128的一些反饋。在一個(gè)實(shí)施例 中，控制器132可確定何時(shí)發(fā)生再生事件，而控制器132可根據(jù)尾氣流 114的溫度和流速開始命令輸送裝置128輸送一定數(shù)量的燃油。輸送裝 置128可將信息報(bào)告回控制器132,例如輸送了多少燃油，定量閥有沒 有正確打開，以及類似信息。

控制器132可與壓差傳感器（aP傳感器）132交換140。 aP傳感器 132可包括單個(gè)壓差傳感器，其兩個(gè)探頭分別位于濾煙器126的上下游。 aP傳感器132也可包括位于濾煙器126上游的單個(gè)傳感器136,其中濾 煙器126下游的壓力可估計(jì)為大氣壓力。另外，AP傳感器132可包括一 對(duì)壓力傳感器136,其中壓差使用兩個(gè)傳感器之間的差異進(jìn)行估算。

控制器132可包括一個(gè)濾煙器保護(hù)工具146。濾煙器保護(hù)工具146 可配置為通過以下方式增強(qiáng)對(duì)濾煙器146的保護(hù)：按照內(nèi)燃機(jī)102的工 作所確定的間隔請(qǐng)求濾煙器146的再生，通過提供對(duì)濾煙器126上煙粒 負(fù)荷的保守估計(jì)（在了解濾煙器126的基本再生計(jì)劃的不足之處出現(xiàn)的 時(shí)間時(shí)），以及通過提供關(guān)于系統(tǒng)100的診斷信息（其他方式無法獲得）。 濾煙器保護(hù)工具146可包括一個(gè)保護(hù)性再生定時(shí)器和/或一個(gè)保護(hù)性煙 粒估計(jì)器。

圖2是一個(gè)示意結(jié)構(gòu)圖，描繪了依照本發(fā)明的一個(gè)濾煙器保護(hù)工具 146的實(shí)施例。濾煙器保護(hù)工具146可包括一個(gè)保護(hù)性再生定時(shí)器202、 一個(gè)保護(hù)性煙粒估計(jì)器202和一個(gè)診斷工具220。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可配置為智能地觸發(fā)偶然的再生事件，以確 保濾煙器126累積的煙粒濃度（比如在濾煙器126周邊）不會(huì)引發(fā)不受 控制的再生事件。保護(hù)性再生定時(shí)器202可包括一個(gè)工作檢測(cè)模塊204, 其配置為在內(nèi)燃機(jī)102的工作產(chǎn)生閾值數(shù)量的煙粒時(shí)設(shè)置內(nèi)燃機(jī)工作指 示器。工作檢測(cè)模塊204可按照具體系統(tǒng)100中可用的信息進(jìn)行配置。

在一個(gè)示例中，如果提供了來自內(nèi)燃機(jī)控制器（參見圖1的描述） 的內(nèi)燃機(jī)速度指示信息，工作檢測(cè)模塊204可在內(nèi)燃機(jī)速度超出閾值時(shí) 設(shè)置內(nèi)燃機(jī)工作指示器以表示內(nèi)燃機(jī)在產(chǎn)生煙粒。如果提供了煙粒估計(jì) 值，比如參見在此通過參考而綜合的專利申請(qǐng)律師簽號(hào)8-02-12830《估計(jì)顆粒產(chǎn)生的裝置、系統(tǒng)和方法》，那么可使用閾值煙粒生成值--例如任何大于每小時(shí)0.1煙粒的值可被視為足以設(shè)置內(nèi)燃機(jī)工作指示器。內(nèi)燃機(jī)工作指示器的目的是指示在內(nèi)燃機(jī)工作并生成煙粒時(shí)，濾煙器中煙粒濃度的不確定性（特別是在周邊）正在不斷增加。如果有此目的，熟知技術(shù)的人可基于多種參數(shù)設(shè)置內(nèi)燃機(jī)工作指示器，包括但不限于系統(tǒng)100中某處的速度、流速、壓力或溫度，而且所有這些實(shí)施例都可在本發(fā)明的范圍內(nèi)預(yù)期。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可進(jìn)一步包含一個(gè)再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206,其配置為基于內(nèi)燃機(jī)工作指示器累加第一個(gè)計(jì)數(shù)器，以及在第一個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到第一個(gè)閾值時(shí)設(shè)置再生請(qǐng)求指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，第一個(gè)閾值包括一個(gè)時(shí)間，第一個(gè)計(jì)數(shù)器包括一個(gè)定時(shí)器，而再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206會(huì)累加第 一個(gè)計(jì)數(shù)器直到達(dá)到第 一個(gè)閾值時(shí)間。

例如，第一個(gè)閾值可設(shè)置為一個(gè)月，這樣在內(nèi)燃機(jī)工作指示器時(shí)間為一個(gè)月時(shí)，將達(dá)到第一個(gè)閾值并設(shè)置再生請(qǐng)求指示器。第一個(gè)閾值應(yīng)按照應(yīng)用的需求和系統(tǒng)100的基本再生計(jì)劃的能力而設(shè)置。例如，如果現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示周邊煙粒負(fù)荷可在完全再生后兩個(gè)月內(nèi)達(dá)到支持不受控制的再生的濃度水平，則第一個(gè)閾值應(yīng)設(shè)置為不到兩個(gè)月的時(shí)間值。在第一個(gè)闞值不能預(yù)先確定時(shí)，熟知技術(shù)的人可借助于為生產(chǎn)準(zhǔn)備后處理系統(tǒng)的一般經(jīng)驗(yàn)而確定第 一 個(gè)閾值的適當(dāng)值。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可進(jìn)一步包含一個(gè)再生停止定時(shí)模塊208，其配置為基于內(nèi)燃機(jī)工作指示器累加第二個(gè)計(jì)數(shù)器，以及在第二個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到第二個(gè)閾值時(shí)重置再生請(qǐng)求指示器。在一個(gè)實(shí)施例中，第二個(gè)閾值包

括一個(gè)時(shí)間，第二個(gè)計(jì)數(shù)器包括一個(gè)定時(shí)器，而再生停止定時(shí)模塊208會(huì)累加第二個(gè)計(jì)數(shù)器直到達(dá)到第二個(gè)閾值時(shí)間。

例如，第二個(gè)閾值可設(shè)置為一小時(shí)。在示例中，再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206可激活再生請(qǐng)求指示器，而再生停止定時(shí)模塊208則開始累加第二個(gè)計(jì)數(shù)器。在第二個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到第二個(gè)閾值時(shí)，再生停止定時(shí)模塊208重置再生請(qǐng)求指示器。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可進(jìn)一步包括一個(gè)再生請(qǐng)求模塊210。再生請(qǐng)求模塊210可基于再生請(qǐng)求指示器請(qǐng)求再生事件。在一個(gè)實(shí)施例中， 再生請(qǐng)求模塊210在設(shè)置再生請(qǐng)求指示器時(shí)請(qǐng)求再生。請(qǐng)求再生的操作

取決于應(yīng)用。例如，再生請(qǐng)求模塊210可將再生請(qǐng)求傳遞到內(nèi)燃機(jī)控制 器（未顯示）或控制器132中的其他軟件組件。在一個(gè)實(shí)施例中，再生 請(qǐng)求模塊210可基于再生請(qǐng)求指示器激活輸送裝置128。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可進(jìn)一步包括一個(gè)保護(hù)性煙粒估計(jì)器202。 保護(hù)性煙粒估計(jì)器可包括一個(gè)次級(jí)保護(hù)模塊212。次級(jí)保護(hù)模塊212可 配置為解讀基準(zhǔn)再生計(jì)劃214?；鶞?zhǔn)再生計(jì)劃214可通過定義基準(zhǔn)再生 計(jì)劃214的用戶輸入解讀，也可通過控制器132或內(nèi)燃機(jī)控制器（未顯 示）內(nèi)的軟件組件解讀?；鶞?zhǔn)再生計(jì)劃214可包括次級(jí)保護(hù)模塊補(bǔ)償或 修改應(yīng)用內(nèi)煙粒負(fù)荷估計(jì)所必要的參數(shù)和邏輯。

例如，應(yīng)用可有一個(gè)代表煙粒負(fù)荷估計(jì)的參數(shù)，而次級(jí)保護(hù)模塊212 可通過讀取該參數(shù)的名稱而解讀基準(zhǔn)再生計(jì)劃214。在一個(gè)示例中，基準(zhǔn) 再生計(jì)劃214可以是基于傳感器和模型的煙粒負(fù)荷綜合估計(jì)，類似于再 此通過參考綜合的專利申請(qǐng)律師簽號(hào)8-02-12824《提供綜合傳感器和估 計(jì)反饋的裝置、系統(tǒng)和方法》，而次級(jí)保護(hù)模塊212可通過讀取參數(shù)名稱 而為信任因子解讀基準(zhǔn)再生計(jì)劃214。在一個(gè)示例中，信任因子選擇由傳 感器或模型主導(dǎo)的煙粒負(fù)荷估計(jì)值。

次級(jí)保護(hù)模塊212可配置為使用基于傳感器的煙粒負(fù)荷估計(jì)值，如 果基于傳感器的煙粒負(fù)荷估計(jì)值指示了高于基準(zhǔn)煙粒負(fù)荷估計(jì)值的煙粒 負(fù)荷。使用基于傳感器的煙粒負(fù)荷估計(jì)值可包括提供一個(gè)保護(hù)性煙粒估計(jì) 值218以便用在內(nèi)燃機(jī)控制器中或控制器132的其他軟件組件中。

例如，如果基于傳感器的煙粒負(fù)荷估計(jì)值指示濾煙器126中的煙粒 負(fù)荷為100克，而來自專利申請(qǐng)律師簽號(hào)8-02-12824的傳感器和模型 混合估計(jì)值指示煙粒負(fù)荷為60克，則次級(jí)保護(hù)模塊212可配置為提供 100克的保護(hù)性煙粒估計(jì)值218。提供保護(hù)性煙粒估計(jì)值218可包括補(bǔ)償 內(nèi)燃機(jī)控制器中的煙粒估計(jì)值，煙粒估計(jì)值218也可包括操控信任因子以 便基于傳感器的煙粒負(fù)荷估計(jì)值得到更多考慮（與處于基準(zhǔn)再生計(jì)劃214 中的相同環(huán)境相比）。在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)再生計(jì)劃214可使用一個(gè)傳感器和一個(gè)模型

估計(jì)濾煙器126上的煙粒負(fù)荷，而計(jì)劃214可利用信任因子在傳感器和 才莫型之間平衡。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器可在高溫再生事件中因"鉆鼠洞 (rat-holing)"和煙粒層燃燒導(dǎo)致了煙粒負(fù)荷相關(guān)的復(fù)雜壓差而變得不可靠。

見圖3A,曲線302上描繪了濾煙器126隨時(shí)間累積煙粒的一個(gè)示 例。高溫再生事件在時(shí)間304點(diǎn)上發(fā)生。壓差特征通?？稍谇€306上 顯示的高溫再生事件中看到。曲線308顯示了再生事件中基于模型的煙 粒負(fù)荷變化，其會(huì)遵循正常情況下濾煙器上實(shí)際的煙粒負(fù)荷。再生事件在 時(shí)間310點(diǎn)上停止，而隨著煙粒層中的"鼠洞"被快速填滿，基于傳感 器的煙粒負(fù)荷估計(jì)沿曲線312行進(jìn)并回到基于模型的曲線314?；趥?感器的煙粒負(fù)荷估計(jì)值軌跡在再生事件中低于基于模型的煙粒負(fù)荷和實(shí) 際煙粒負(fù)荷，除非在給定應(yīng)用內(nèi)的最高流速下。因此，用于圖3A工作示 例的次級(jí)保護(hù)模塊212不會(huì)提供保護(hù)性煙粒估計(jì)值218或使用基于傳 感器的煙粒負(fù)荷估計(jì)值。

見圖3B，濾煙器126隨時(shí)間累積煙粒的一個(gè)示例在曲線302上描 繪。高溫再生事件在時(shí)間304點(diǎn)上發(fā)生。再生事件中的壓差特征在曲線 316上顯示，而基于模型的特征在曲線308上顯示。如果圖3B的模型 輸入與圖3A的模型輸入相同，則曲線308為相同的曲線。但是，系統(tǒng) 100中的發(fā)生的事件可讓圖3B中的^t型無效，因?yàn)槿绻罅康臒熈Ｒ呀?jīng) 實(shí)際上再生，則傳感器曲線會(huì)與曲線306相似，而不是316。在示例中， 基于傳感器的估計(jì)繼續(xù)沿曲線318填充煙粒，而基于模型的估計(jì)繼續(xù)沿 曲線320填充煙粒。

這有幾個(gè)可能的原因，至少包括可能在尾氣214中不使用氧氣濃度 作為輸入值的簡(jiǎn)化模型、濾煙器126上有惰化的催化劑、以及導(dǎo)致模型 所使用的任何溫度傳感器未檢測(cè)到冷卻的濾煙器126上的水漬。另外， 內(nèi)燃機(jī)102可出現(xiàn)故障情況或?qū)е聝?nèi)燃機(jī)102生成的煙粒比煙粒估計(jì) 器目前預(yù)測(cè)值要多的工作狀態(tài)。無論圖3B中模型失效的真實(shí)原因是什 么，基于傳感器模型的許多故障模式，例如濾煙器126上煙粒的不均勻分布，傾向于讓基于傳感器的模型讀數(shù)低于實(shí)際煙粒量，所以當(dāng)基于傳感 器的才莫型讀數(shù)較高時(shí)，其有可能是正確的。圖3B工作示例的次級(jí)保護(hù)模

塊212可通過提供保護(hù)性煙粒估計(jì)值218而響應(yīng)。提供保護(hù)性煙粒估計(jì) 值218可包括使用如曲線316所示基于傳感器的煙粒估計(jì)值，或設(shè)置信 任因子使其強(qiáng)烈傾向于基于傳感器的煙粒估計(jì)值而不是基于模型的煙粒 估計(jì)值，盡管基于傳感器的估計(jì)值讀數(shù)高于綜合估計(jì)值。

見圖2，保護(hù)性再生定時(shí)器202可進(jìn)一步包含一診斷工具220。診 斷工具220可配置為在再生請(qǐng)求指示器處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行診斷測(cè)試。 診斷工具220可包括一個(gè)燃油劑量模塊222、 一個(gè)催化劑測(cè)試模塊224 和一個(gè)煙粒驗(yàn)證;漠塊226。

燃油劑量;f莫塊222可配置為確定輸送裝置128是否正常工作。燃油 劑量^f莫塊222可檢查來自輸送裝置128的診斷信號(hào)，檢查催化組件122 中溫度上升時(shí)的響應(yīng)時(shí)間或者檢查電壓和電子信號(hào)是否與正常工作的輸 送裝置128 —致。燃油劑量模塊222的功能是很重要的，因?yàn)樵谝恍] 有活動(dòng)再生的情況下即可再生濾煙器126的應(yīng)用中，輸送裝置128不得 以很長(zhǎng)間隔執(zhí)行測(cè)試，或者在對(duì)濾煙器126沒有任何再生好處的情況下， 必須在輸送裝置128上燃燒碳?xì)浠衔镞M(jìn)行特定測(cè)試。燃油劑量模塊 222可基于對(duì)輸送裝置128的檢查設(shè)置診斷指示器。

催化劑測(cè)試模塊224可配置為觀察催化組件122上的溫度上升值 232以及比較觀察到的溫度上升值232和預(yù)期的溫度上升值。在一個(gè)實(shí) 施例中，預(yù)期的溫度上升值在穩(wěn)定狀態(tài)下使用尾氣流114數(shù)量和加熱能 力、輸送裝置128注入的碳?xì)浠衔锏臄?shù)量、碳?xì)浠衔锏?a href='/zhuanli/list-23385-1.html' target='_blank'>燃燒熱以及 預(yù)期的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)換效率一即應(yīng)燃燒的碳?xì)寤衔锉壤辉诖呋M件 122的上游尾氣流114的當(dāng)前溫度下估計(jì)。

根據(jù)到環(huán)境的熱損失、催化組件122底物的加熱能力以及溫度傳感 器響應(yīng)時(shí)間，催化劑測(cè)試模塊224可配置為在比較估計(jì)和觀察到的溫度 前等待幾秒鐘。在一個(gè)實(shí)施例中，催化組件122需要約15秒達(dá)到預(yù)期 溫度，但熟知技術(shù)的人利用各種大氣溫度下的幾個(gè)簡(jiǎn)單測(cè)試就可為具體應(yīng) 用得出時(shí)間延遲值。在一個(gè)實(shí)施例中，比較估計(jì)和觀察溫度前的幾秒鐘延

20遲時(shí)間的長(zhǎng)度取決于運(yùn)行時(shí)間并基于大氣溫度和尾氣流速。

燃油劑量模塊222的工作很重要，因?yàn)樵谝恍]有再生的情況下即 可再生濾煙器126的應(yīng)用中，催化組件122不得以很長(zhǎng)間隔執(zhí)行測(cè)試， 或者在對(duì)濾煙器126沒有任何再生好處的情況下，必須在催化組件122 上燃燒碳?xì)浠衔镞M(jìn)行特定測(cè)試。指示觀察溫度上升值232顯著低于預(yù) 期溫度上升值的測(cè)試可能表明催化劑惰化。催化劑測(cè)試模塊224可基于 對(duì)催化組件122的檢查而設(shè)置診斷指示器。

煙粒驗(yàn)證模塊226可配置為觀察濾煙器126上的溫度上升值以及 比較觀察到的溫度上升值和預(yù)期的溫度上升值。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)期的 溫度上升值是使用濾煙器126內(nèi)溫度生成的速率、尾氣流114和濾煙器 126上游尾氣流114的溫度估計(jì)的。使用煙粒的預(yù)期氧化速度、以及由 輸送裝置128注入的應(yīng)進(jìn)入濾煙器126并在126中燃燒的碳?xì)浠衔?的預(yù)期數(shù)量，可以計(jì)算得到濾煙器126內(nèi)溫度生成的速率。例如，如果 催化組件122預(yù)計(jì)燃燒85%的注入燃油，而濾煙器126預(yù)計(jì)燃燒進(jìn)入 濾煙器126的90%的^友氫化合物，則（忽略催化組件124)濾煙器126 應(yīng)預(yù)計(jì)燃燒由輸送裝置128注入1000份燃油中的（0.9 * 0.15 * 1000 =)135份。

煙粒的預(yù)期氧化速度可按照當(dāng)前的濾煙器條件228估計(jì)?？赡芟嚓P(guān) 的條件包括總煙粒負(fù)荷、可用氧化劑的濃度以及濾煙器126的溫度。各 種估計(jì)煙粒氧化速度的方法也在技術(shù)上熟知，而通過參考在此綜合的專利 申請(qǐng)律師簽號(hào)8-02-12832《估計(jì)顆粒消耗的裝置、系統(tǒng)和方法》的原理， 對(duì)此計(jì)算很有幫助。

根據(jù)到環(huán)境的熱損失、濾煙器126的加熱能力以及溫度傳感器響應(yīng) 時(shí)間，煙粒驗(yàn)證模塊226可配置為在比較估計(jì)和觀察到的溫度前等待幾 秒鐘。在一個(gè)實(shí)施例中，濾煙器126需要約30秒達(dá)到預(yù)期溫度，但熟知 技術(shù)的人利用各種大氣溫度下的幾個(gè)簡(jiǎn)單測(cè)試就可為具體應(yīng)用得出時(shí)間 延遲值。在一個(gè)實(shí)施例中，比較估計(jì)和觀察溫度前的幾秒鐘延遲時(shí)間的長(zhǎng) 度取決于運(yùn)行時(shí)間并基于大氣溫度和尾氣流速。

煙粒驗(yàn)證才莫塊226的工作很重要，因?yàn)樵跒V煙器126中直接測(cè)量煙粒的機(jī)會(huì)不多。高于預(yù)期的觀察溫度上升值230可能指示濾煙器126中 滯留了比主要煙粒估計(jì)值更多的煙粒。低于預(yù)期的觀察溫度上升值230 可能指示濾煙器126中滯留了比主要煙粒估計(jì)值更少的煙粒。在一個(gè)實(shí)施 例中，如果煙粒驗(yàn)證模塊226指示主煙粒估計(jì)器低估了煙粒，保護(hù)性再 生事件的頻率可通過降低再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206使用的第一個(gè)閾值的最 大值而增加。同樣，在一個(gè)實(shí)施例中，如果煙粒驗(yàn)證模塊226指示主煙 粒估計(jì)器正確估計(jì)了煙粒，保護(hù)性再生事件的頻率可通過增加再生啟動(dòng)定 時(shí)模塊206使用的第一個(gè)閾值的最大值而降低。

圖4是一個(gè)示意結(jié)構(gòu)圖，描繪了依照本發(fā)明的一個(gè)保護(hù)性再生定時(shí) 器202的實(shí)施例。保護(hù)性再生定時(shí)器202可包括一個(gè)基準(zhǔn)再生模塊 410、 一個(gè)工作檢測(cè)模塊204、 一個(gè)再生估計(jì)模塊416、 一個(gè)再生啟動(dòng)定 時(shí)模塊206、 一個(gè)再生停止定時(shí)模塊208和一個(gè)再生請(qǐng)求指示器412。

基準(zhǔn)再生模塊410可配置為解讀基準(zhǔn)再生計(jì)劃214。再生啟動(dòng)定時(shí) 模塊206可配置為基于基準(zhǔn)再生計(jì)劃214累加第一個(gè)計(jì)數(shù)器406。例 如，基準(zhǔn)再生計(jì)劃214可以是一個(gè)基于時(shí)間的再生計(jì)劃，而再生啟動(dòng)定 時(shí)模塊206可對(duì)第一個(gè)計(jì)數(shù)器406累加零，從而有效禁用保護(hù)性再生功 能。

在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)再生計(jì)劃214可包括應(yīng)用可不太有機(jī)會(huì)主動(dòng) 再生濾煙器126的指示一例如參見通過參考在此綜合的專利申請(qǐng)律師簽 號(hào)8-02-12899《確定再生可用性配置的裝置、系統(tǒng)和方法》一而再生啟 動(dòng)定時(shí)模塊206可對(duì)第一個(gè)計(jì)數(shù)器406累加相對(duì)較大的數(shù)字，從而導(dǎo)致 保護(hù)性再生定時(shí)器202相對(duì)頻繁地提供一個(gè)再生事件請(qǐng)求42G。在進(jìn)一 步的示例中，基準(zhǔn)再生計(jì)劃214可包括一個(gè)指示所有再生嘗試均應(yīng)暫停 的參數(shù)一例如在卡車停在裝卸臺(tái)旁時(shí)一而再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206可在此 期間對(duì)第一個(gè)計(jì)數(shù)器406累加零，從而防止保護(hù)性再生定時(shí)器202產(chǎn)生 一個(gè)再生事件請(qǐng)求420。按照上述示例，解讀基準(zhǔn)再生計(jì)劃214的基準(zhǔn) 再生模塊410的其他用途對(duì)于熟知技術(shù)的人來說很明顯，而所有這些用 途均在本發(fā)明的預(yù)期范圍內(nèi)。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可包括一個(gè)工作檢測(cè)模塊204,其配置為接收工作信息402。工作信息402可包括確定內(nèi)燃機(jī)102的工作狀態(tài)是否 能產(chǎn)生閾值數(shù)量的煙粒。另夕卜，工作信息402可包含向工作檢測(cè)模塊204 提供的足夠信息以估計(jì)內(nèi)燃機(jī)102的工作狀態(tài)是否能產(chǎn)生閾值數(shù)量的煙 粒。工作檢測(cè)模塊204可配置為在內(nèi)燃機(jī)102的工作狀態(tài)產(chǎn)生閾值數(shù)量 的煙粒時(shí)設(shè)置內(nèi)燃機(jī)工作指示器。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可包括一個(gè)再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206。再生啟 動(dòng)定時(shí)模塊206可配置為基于內(nèi)燃機(jī)工作指示器404和基準(zhǔn)再生計(jì)劃 214累加第一個(gè)計(jì)數(shù)器406。再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206可進(jìn)一步配置為在 第一個(gè)計(jì)數(shù)器406達(dá)到閾值406時(shí)設(shè)置再生請(qǐng)求指示器412。第一個(gè)計(jì) 數(shù)器406可配置為在再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206設(shè)置再生請(qǐng)求指示器412 時(shí)重置到一個(gè)值。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，第一個(gè)計(jì)數(shù)器406可在計(jì)數(shù)器406第一次工 作時(shí)設(shè)置到第一個(gè)計(jì)數(shù)器的初始值408。例如，第一個(gè)計(jì)數(shù)器的初始值 408可以是一個(gè)低于第一個(gè)計(jì)數(shù)器406標(biāo)準(zhǔn)重置值的值，從而讓第一個(gè) 保護(hù)性再生事件請(qǐng)求420需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。對(duì)于全新的濾煙器126, 因其需要相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)在周邊開始累積煙粒，在此類應(yīng)用中這一點(diǎn)非

常有用。在另一個(gè)示例中，第一個(gè)計(jì)數(shù)器的初始值408可以是一個(gè)高于 第一個(gè)計(jì)數(shù)器406標(biāo)準(zhǔn)重置值的值，從而讓第一個(gè)保護(hù)性再生事件請(qǐng)求 420需要相對(duì)較短的時(shí)間。對(duì)于全新的濾煙器126,因其會(huì)發(fā)生相對(duì)較早 的"去青（de-greening)"再生事件，在此類應(yīng)用中這一點(diǎn)非常有用。

保護(hù)性再生定時(shí)器202可進(jìn)一步包括一個(gè)再生估計(jì)模塊416,其配 置為估計(jì)一組當(dāng)前的濾煙器條件228是否指示再生正在進(jìn)行中。再生估 計(jì)模塊416可通過再生狀態(tài)414傳遞再生事件的發(fā)生。再生啟動(dòng)定時(shí)模 塊206可配置為在再生估計(jì)模塊416指示再生發(fā)生時(shí)對(duì)第一個(gè)計(jì)數(shù)器 406累加第一個(gè)負(fù)值。再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206可配置為在再生估計(jì)模塊 416指示再生發(fā)生時(shí)對(duì)第一個(gè)計(jì)數(shù)器406累加第一個(gè)正值。第一個(gè)負(fù)值 可由當(dāng)前濾煙器條件組228計(jì)算得到。使用負(fù)值累加到第一個(gè)計(jì)數(shù)器 406代表著從濾煙器126周邊清除煙粒，因而對(duì)濾煙器126進(jìn)行保護(hù)性 再生的需求在此期間內(nèi)下降。見圖5,當(dāng)前濾煙器條件組228可包含氧化劑水平，例如閾值氧氣 水平502、氧氣濃度510、閾值氮氧化物水平504和氮氧化物濃度512。 當(dāng)前濾煙器條件組228可進(jìn)一步包含周邊溫度估計(jì)值506、周邊煙粒濃 度估計(jì)值508、濾煙器溫度估計(jì)值514和煙粒負(fù)荷估計(jì)值516。

濾煙器周邊的溫度估計(jì)是熟知技術(shù)人熟練掌握的技能，而所提供的簡(jiǎn) 單估計(jì)方法（使用大量濾煙器溫度和大氣溫度間加權(quán)平均值）是為了闡明 和便于使用本發(fā)明。例如，濾煙器126的周邊溫度可估計(jì)為Tp=a* (Tsf-Tamb)+Tamb,其中Tp為濾煙器126周邊的溫度，Tsf是大體積濾煙 器溫度，而Tamb是大氣溫度。0. 5的oc值會(huì)在很多情況下有效，而對(duì)于絕 緣的濾煙器126來說，甚至可能略高。熟知技術(shù)的人可快速用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn) 為具體應(yīng)用確定更準(zhǔn)確的a值。熟知技術(shù)的人也可基于Tsf、 Tamb和尾氣 流114流速快速構(gòu)建一個(gè)a值查詢表，如果具體應(yīng)用要求更高的準(zhǔn)確性。 更高的準(zhǔn)確性僅在燃油經(jīng)濟(jì)性和濾煙器126的保護(hù)同樣關(guān)鍵的應(yīng)用中要 求。

同樣，熟知技術(shù)的人可使用估計(jì)的濾煙器126周邊的溫度和基于模 型的煙粒估計(jì)器計(jì)算周邊煙粒濃度估計(jì)值508。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用 一個(gè)簡(jiǎn)化模型，其中包括基于溫度的煙粒氧化速度的估計(jì)值以及反應(yīng)發(fā)生 所要求的閾值氧氣水平。例如，模型可要求尾氣中含最低5%的氧氣，而 反應(yīng)速度隨溫度呈現(xiàn)指數(shù)變化。周邊煙粒濃度估計(jì)值508的反饋值可能 不可用，所以;溪型的不確定性可能隨時(shí)間而提高，而此增長(zhǎng)的不確定性可 用于設(shè)置第一個(gè)計(jì)數(shù)器閾值406。例如，如果周邊煙粒濃度估計(jì)值508的 不確定性在兩周內(nèi)超出可接受水平，則第一個(gè)計(jì)數(shù)器閾值406可以是一 個(gè)少于兩周的閾值時(shí)間。周邊煙粒濃度估計(jì)值508可在發(fā)生成功的保護(hù) 性再生事件后重置。

見圖4,保護(hù)性再生定時(shí)器202可進(jìn)一步包括一個(gè)再生停止定時(shí)模 塊208。再生停止定時(shí)模塊208可配置為基于活動(dòng)的再生請(qǐng)求指示器 "2累加第二個(gè)計(jì)數(shù)器418。再生停止定時(shí)模塊208可進(jìn)一步配置為在 再生估計(jì)模塊416估計(jì)正在進(jìn)行再生時(shí)對(duì)第二個(gè)計(jì)數(shù)器418累加第二 個(gè)正值，并在再生估計(jì)模塊416估計(jì)未進(jìn)行再生時(shí)對(duì)第二個(gè)計(jì)數(shù)器418累加第二個(gè)負(fù)值。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)再生停止定時(shí)模塊208對(duì)第二個(gè)計(jì)數(shù)器418累 加第二個(gè)負(fù)值時(shí)，再生停止定時(shí)模塊208不會(huì)對(duì)第二個(gè)計(jì)數(shù)器418累加 低于零的值或初始值。正累加表示煙粒成功地從濾煙器126上氧化脫離， 而負(fù)累加表示未能從濾煙器126上氧化煙粒，而煙粒相應(yīng)累積回濾煙器 126上。第二個(gè)正值可由當(dāng)前濾煙器條件組228計(jì)算。如果第二個(gè)計(jì)數(shù) 器達(dá)到第二個(gè)計(jì)數(shù)器閾值418,則再生停止定時(shí)模塊208可配置為重置 再生請(qǐng)求指示器412。第二個(gè)計(jì)數(shù)器閾值418應(yīng)依照"以足夠長(zhǎng)的時(shí)間 再生濾煙器126以實(shí)現(xiàn)完全再生，包括基本清除濾煙器126周邊的煙 粒"的目的而設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹?。根?jù)感興趣的具體應(yīng)用，此數(shù)字對(duì)于熟知 技術(shù)的人來說已經(jīng)確定，但許多應(yīng)用一般最低為30-60分鐘。

這里的示意流程圖一般為邏輯流程示意圖。因此，描述順序和標(biāo)記的 步驟只是表示了所介紹方法的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)此處所描繪方法的一個(gè)或 多個(gè)步驟或其部分，可以擴(kuò)展到功能、邏輯或效果相當(dāng)?shù)钠渌襟E和方法。 另外，這里采用的格式和符號(hào)僅用于解釋此方法的邏輯步驟，而且應(yīng)理解 為并不限制本方法的范圍。雖然流程圖中可釆用各種箭頭和線條類型，但 應(yīng)理解為它們并不限制相應(yīng)方法的范圍。實(shí)際上， 一些箭頭或其他連接符 號(hào)僅用于指示本方法的邏輯流程。例如， 一個(gè)箭頭可表示所描述方法列舉 的步驟間未指定長(zhǎng)度的等待或監(jiān)控時(shí)間。另外，具體方法中的順序可能會(huì)， 也可能不會(huì)與所顯示相應(yīng)步驟的順序嚴(yán)格保持一致。

圖6是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明增強(qiáng)濾煙器保護(hù)的方法 600的一個(gè)實(shí)施例。此方法可以是一個(gè)配置為執(zhí)行本方法功能的計(jì)算機(jī)編 程產(chǎn)品。方法600可從解讀602基準(zhǔn)再生計(jì)劃的基準(zhǔn)再生模塊410開 始。再生估計(jì)模塊416可估計(jì)604 —組濾煙器條件228是否指示再生 正在進(jìn)行。然后工作檢測(cè)模塊204可在內(nèi)燃機(jī)102的工作狀態(tài)產(chǎn)生閾值 數(shù)量的煙粒時(shí)設(shè)置608內(nèi)燃機(jī)工作指示器404。如果內(nèi)燃機(jī)工作指示器 404指示內(nèi)燃機(jī)102未產(chǎn)生煙粒，則方法600可結(jié)束。

方法600可在再生啟動(dòng)定時(shí)器工作616時(shí)繼續(xù)。如果內(nèi)燃機(jī)工作指 示器404指示內(nèi)燃機(jī)102產(chǎn)生煙粒，則再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206可累加

25610第一個(gè)計(jì)數(shù)器406。第一個(gè)計(jì)數(shù)器406可從方法600以前的執(zhí)行中 設(shè)置第一個(gè)計(jì)數(shù)器406的值。再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206可檢查612第一 個(gè)計(jì)數(shù)器406是否達(dá)到閾值。如果沒有，方法600可結(jié)束。如果第一個(gè) 定時(shí)器406達(dá)到閾值，則再生啟動(dòng)定時(shí);溪塊206可設(shè)置614再生請(qǐng)求 指示器412。

方法600可在再生停止定時(shí)器工作624時(shí)繼續(xù)。請(qǐng)注意，如果再生 停止定時(shí)器的工作624在執(zhí)行方法600時(shí)保持活動(dòng)狀態(tài)，則工作624 再生停止定時(shí)器可在方法600的后續(xù)執(zhí)行中保持激活，而無需啟動(dòng)616 再生啟動(dòng)定時(shí)器。執(zhí)行此功能的邏輯對(duì)于熟知技術(shù)的人來說很清楚，并會(huì) 使圖6出現(xiàn)不必要的混亂，所以未在圖6上顯示。

再生停止定時(shí)模塊208可累加618第二個(gè)計(jì)數(shù)器418。第二個(gè)計(jì)數(shù) 器418可從方法600以前的執(zhí)行中設(shè)置第二個(gè)定時(shí)器418的值。再生停 止定時(shí)模塊208可檢查620第二個(gè)計(jì)數(shù)器418是否達(dá)到閾值。如果沒 有，方法600可結(jié)束。如果第二個(gè)定時(shí)器418達(dá)到閾值，則再生停止定 時(shí)模塊208可重置622再生請(qǐng)求指示器412。

圖7是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明增強(qiáng)濾煙器保護(hù)替代方 法700的一個(gè)實(shí)施例。替代方法700顯示的實(shí)施例與方法600的實(shí)施 例基本相同，不同的只是替代方法700可包括一個(gè)執(zhí)行702診斷測(cè)試的 診斷工具220。診斷測(cè)試可包括燃油劑量模塊222 (檢查燃油劑量計(jì)的工 作）、催化劑測(cè)試才莫塊224 (檢查催化組件的預(yù)期溫度上升）和/或煙粒驗(yàn) 證模塊226 (根據(jù)觀察的溫度上升值230和當(dāng)前濾煙器條件組228驗(yàn)證 濾煙器126的預(yù)期煙粒負(fù)荷）。

圖8是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明操作一個(gè)再生啟動(dòng)定時(shí) 器616的方法的實(shí)施例。再生啟動(dòng)定時(shí)器616的工作可從再生啟動(dòng)定時(shí) 模塊206檢查802第一個(gè)計(jì)數(shù)器406是否初始化開始。如果第一個(gè)計(jì) 數(shù)器406未初始化，則再生啟動(dòng)定時(shí)模塊206可初始化804計(jì)數(shù)器 406到第一個(gè)計(jì)數(shù)器初始值408。然后再生啟動(dòng)定時(shí)器616的工作可按 照?qǐng)D6所示進(jìn)^"。

圖9是一個(gè)示意流程圖，描繪了依照本發(fā)明操作一個(gè)再生停止定時(shí)

26器624的方法的實(shí)施例。再生停止定時(shí)器624可從再生停止定時(shí)模塊 208檢查902再生是否正在進(jìn)行開始。如果再生未進(jìn)行，則再生停止定 時(shí)模塊208可累加904 —個(gè)無效再生定時(shí)器。此無效再生定時(shí)器可開始 從工作624的以前執(zhí)行中設(shè)置無效再生定時(shí)器的值。再生停止定時(shí)模塊 208可檢查906無效再生定時(shí)器是否達(dá)到指定時(shí)間。如果無效再生定時(shí) 器已經(jīng)達(dá)到指定時(shí)間，則再生停止定時(shí)模塊208可重置622再生請(qǐng)求。

無效再生定時(shí)器的指定時(shí)間的設(shè)計(jì)旨在防止應(yīng)用在不可能成功再生 的情況下連續(xù)嘗試再生，從而使性能和燃油經(jīng)濟(jì)性下降。因此，指定時(shí)間 的選擇是一個(gè)由應(yīng)用需求所推動(dòng)的營(yíng)銷決策。在設(shè)計(jì)道路牽引卡車的實(shí)施 例中，兩小時(shí)的指定時(shí)間對(duì)一些應(yīng)用來說是可接受的。在再生嘗試的燃油 經(jīng)濟(jì)性和性能影響不是問題的應(yīng)用中，指定時(shí)間應(yīng)設(shè)置成一個(gè)非常長(zhǎng)的時(shí) 間以便不會(huì)繞過保護(hù)性再生。熟知技術(shù)的人能夠權(quán)衡具體應(yīng)用的成本和優(yōu) 勢(shì)并為具體應(yīng)用確定一個(gè)合適的無效再生定時(shí)器指定時(shí)間。

再生停止定時(shí)模塊208可基于當(dāng)前濾煙器條件228確定908第二 個(gè)計(jì)數(shù)器的累加。這允許再生停止定時(shí)模塊208執(zhí)行較長(zhǎng)或較短的保護(hù) 性再生，即使特定再生有著與較慢或較快再生一致的當(dāng)前濾煙器條件 228。另外，再生停止定時(shí)模塊208可基于當(dāng)前濾煙器條件228對(duì)第二 個(gè)計(jì)數(shù)器418累加負(fù)值。例如，如果內(nèi)燃機(jī)102產(chǎn)生的煙粒多于再生的 煙粒，則再生停止定時(shí)模塊208可對(duì)第二個(gè)計(jì)數(shù)器418累加負(fù)值以強(qiáng)制 保護(hù)性再生隨后在停止保護(hù)性再生事件前氧化過多的煙粒。

然后再生停止定時(shí)模塊208可累加618第二個(gè)計(jì)數(shù)器418，并檢查 620第二個(gè)計(jì)數(shù)器418是否達(dá)到第二個(gè)閾值。如果第二個(gè)定時(shí)器418達(dá) 到第二個(gè)閾值，則再生停止定時(shí)模塊208可重置622再生請(qǐng)求。

上述討論中可以看出，本發(fā)明明確地為增強(qiáng)濾煙器保護(hù)提供了 一個(gè) 系統(tǒng)、方法和裝置。本發(fā)明通過請(qǐng)求額外的煙粒再生以清除可能在當(dāng)前可 用的再生計(jì)劃下漏掉的煙粒，克服了過去在技術(shù)上的限制。另外，本發(fā)明 在系統(tǒng)中提供了一般無法實(shí)現(xiàn)的診斷機(jī)會(huì)，而且本發(fā)明為目前技術(shù)中已知 容易低估煙粒的情況提供了 一個(gè)保護(hù)性的煙粒估計(jì)。本發(fā)明的所有功能合 在一起能夠降低不受控制的再生事件發(fā)生的機(jī)會(huì)以及相應(yīng)的對(duì)濾煙器的損壞。

在不偏離其精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以通過其它特定形 式實(shí)施。在各種情況下，上述實(shí)施例僅應(yīng)視為示例而非限制。因此，發(fā)明 的范圍應(yīng)該通過附加的申請(qǐng)專利范圍來表示，而非使用上述描述表示。與 申請(qǐng)專利范圍等效的含義及范圍內(nèi)的所有變更均應(yīng)包含在其范圍之內(nèi)。