專利名稱：過濾柴油機(jī)引擎廢氣微粒的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及柴油機(jī)廢氣系統(tǒng)，并且更具體地，涉及柴油機(jī)微粒過濾器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
環(huán)境限制和管理規(guī)定的增多使得柴油機(jī)引擎制造商和包裝商開發(fā)能夠改善和減小這種引擎的運(yùn)行對(duì)環(huán)境的影響的技術(shù)。因此，許多設(shè)計(jì)工作投入到對(duì)引擎自身內(nèi)的燃燒過程的運(yùn)行進(jìn)行控制，以試圖增加燃油經(jīng)濟(jì)性并減小排放(例如NOx和微粒)。然而，給定柴油機(jī)引擎在其上運(yùn)行的運(yùn)行變量和參數(shù)，并且給定NOx和微粒的產(chǎn)生之間的折衷方案， 許多引擎制造商和包裝商發(fā)現(xiàn)在他們的系統(tǒng)中應(yīng)用廢氣后處理設(shè)備是有用的或必要的。這些設(shè)備用于對(duì)來自柴油機(jī)引擎的廢氣氣流進(jìn)行過濾，從而把某些排放去除或減少到可接受的水平。這種設(shè)備在把廢氣微粒(或碳黑)釋放到環(huán)境中去之前從廢氣氣流中去除這種碳黑方面特別有用。一種這樣的廢氣后處理設(shè)備稱作柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)。DPF位于廢氣系統(tǒng)中， 使得來自柴油機(jī)引擎的所有廢氣氣體從其中流過。該DPF被構(gòu)造為使得廢氣氣體中的碳黑顆粒沉積到DPF的過濾器襯底中。按照這種方式，從廢氣氣體中過濾掉碳黑微粒，使得引擎或引擎系統(tǒng)能夠符合或超過所應(yīng)用的環(huán)境管理規(guī)定。在這種設(shè)備顯著地對(duì)環(huán)境有益的同時(shí)，同任何過濾器一樣，隨著PDF持續(xù)累積這些微粒，會(huì)出現(xiàn)問題。在一段時(shí)間后，DPF滿載碳黑，使得廢氣氣體在經(jīng)過日益受限的過濾器時(shí)受到顯著的壓力降落。作為利用過于受限的過濾器進(jìn)行運(yùn)行的結(jié)果，引擎熱效率降低， 因?yàn)橐姹仨氃絹碓脚Φ墓ぷ饕园褟U氣氣體泵入滿載的DPF。除了熱效率降低外，可能產(chǎn)生第二個(gè)潛在更危險(xiǎn)的問題。由于累積在DPF中的碳黑是可燃的，如果并且當(dāng)累積的碳黑最終不受控制地點(diǎn)燃并且燃燒時(shí)，使用滿載的DPF持續(xù)運(yùn)行將升高不受控制的廢氣火苗的嚴(yán)重潛在可能性。為了避免這兩個(gè)問題，若干可能的過濾器加熱設(shè)備之一被典型地包含到DPF的上游，以周期性地清潔過濾器。這些過濾器加熱設(shè)備被周期性地使用，從而把廢氣氣流的溫度人工升高到所累積的碳黑將自燃的點(diǎn)。當(dāng)在DPF的碳黑負(fù)載變得過多之前開始進(jìn)行時(shí)，點(diǎn)燃和燃燒將按照安全且受控的方式進(jìn)行。以這種受控的方式燃燒碳黑的處理被稱作再生。 產(chǎn)生增加DPF中的溫度所必須的補(bǔ)充的熱量的控制方法對(duì)于安全和可靠的再生是至關(guān)重要的。通常，用于再生的可接受的溫度范圍是600°C到900°C。該范圍之下的溫度不足以點(diǎn)燃累積的碳黑，并且該范圍之上的溫度可能導(dǎo)致過濾器介質(zhì)的熱損傷。人們已經(jīng)想出許多方法來提供開始再生所需的輔助加熱。例如，能夠這樣修改柴油機(jī)引擎的運(yùn)行參數(shù)，使得廢氣溫度升高到足以適當(dāng)運(yùn)行下游微粒過濾器的水平。還可以在廢氣即將穿過位于微粒過濾器上游的柴油氧化催化劑(diesel oxidation catalyst, DOC)之前，把碳?xì)浠衔锶剂蠂娚涞讲裼蜋C(jī)引擎的廢氣中。DOC通過催化劑的催化反應(yīng)把過量的碳?xì)浠衔锶剂限D(zhuǎn)變成熱量，從而在廢氣氣體穿過微粒過濾器之前提高廢氣氣體的溫度。利用設(shè)置在廢氣路徑中的輔助電加熱器或微波加熱器，還可以在廢氣氣流中產(chǎn)生補(bǔ)
4充熱量。在廢氣氣體穿過微粒過濾器之前，該補(bǔ)充熱量被添加到廢氣氣體中。作為利用微波或電加熱器的替代方式，過濾器再生的另一種方法在DPF之前使用燃油燃燒器來加熱廢氣氣體。這種燃燒器需要柴油供給、輔助空氣供給以及點(diǎn)燃系統(tǒng)。碳黑在過濾器中的累積速度主要依賴于引擎的運(yùn)行狀況。因此，除了對(duì)用于加熱廢氣氣體以進(jìn)行再生的特定方法或設(shè)備進(jìn)行選擇外，引擎制造商或包裝商還必須確定何時(shí)開始再生處理。如果開始再生過早，此時(shí)DPF僅輕微負(fù)載，該處理將是低效的。如果直到DPF 嚴(yán)重負(fù)載時(shí)才開始再生，如上所述，整個(gè)引擎效率已經(jīng)過度降低，并且存在碳黑可能自燃和 /或燃燒不安全且不受控的危險(xiǎn)。為了正確地確定何時(shí)開始再生處理，已經(jīng)開發(fā)出來若干種傳感器和控制算法。這些傳感器和控制算法能夠用于估計(jì)DPF的碳黑負(fù)載，使得僅在碳黑負(fù)載能導(dǎo)致引擎效率降低之后但在出現(xiàn)能實(shí)際導(dǎo)致這種效率降低和增加的自燃可能性的過度負(fù)載之前，開始再生。然而，這些控制算法通常依賴于對(duì)一定觸發(fā)事件的監(jiān)控，其基于與某些預(yù)定限制的比較而產(chǎn)生布爾(即，真/假)響應(yīng)。這些布爾響應(yīng)形成了控制算法的輸入。該方法的一個(gè)缺點(diǎn)在于可能具有非常不連續(xù)的響應(yīng)。即，一個(gè)觸發(fā)事件能確定何時(shí)開始再生，而沒有把各種其它相關(guān)因素考慮進(jìn)來。此外，通過把再生的開始基于某些觸發(fā)事件的布爾響應(yīng)，存在例如故障或損壞的傳感器能比所需頻率頻繁得多地開始再生事件的可能，或者能比所期望的時(shí)間更長地延遲再生。依賴于模擬響應(yīng)并且把多種相關(guān)參數(shù)的值考慮進(jìn)來的控制系統(tǒng)能夠避免該問題。因此，期望具有一種控制再生處理的開始的系統(tǒng)和方法，其中該系統(tǒng)和方法能計(jì)算多種因素的模擬響應(yīng)，使得有效地控制再生事件并且在真正需要時(shí)開始再生事件。本發(fā)明的實(shí)施例提供了這樣一種控制再生處理的開始的系統(tǒng)和方法。通過本發(fā)明的描述，本發(fā)明的這些優(yōu)點(diǎn)、其它有益效果以及附加的發(fā)明特征，將變得更加清晰。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種柴油機(jī)微粒過濾系統(tǒng)，包括過濾器， 被構(gòu)造為捕獲來自柴油機(jī)引擎的廢氣微粒；再生設(shè)備，被構(gòu)造為在來自柴油機(jī)引擎的廢氣氣體到達(dá)所述過濾器之前對(duì)廢氣氣體進(jìn)行加熱；以及控制器，被構(gòu)造為控制所述再生設(shè)備的運(yùn)行；其中，所述控制器還被構(gòu)造為在多個(gè)規(guī)范化的參數(shù)值的加權(quán)平均值超過閾值時(shí)開啟所述再生設(shè)備。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種控制柴油機(jī)微粒過濾系統(tǒng)的運(yùn)行的方法，包括在過濾器中捕獲來自柴油機(jī)引擎的廢氣的微粒；為多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)產(chǎn)生規(guī)范化的值，所述參數(shù)表示開始再生事件的必要性；為多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)分配權(quán)重因子，所述權(quán)重因子被施加到相應(yīng)的規(guī)范化的值；計(jì)算所述多個(gè)參數(shù)的加權(quán)平均值；以及當(dāng)所述加權(quán)平均值超過閾值時(shí)開始再生事件。結(jié)合附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清晰。


說明書中包含的附圖構(gòu)成說明書的一部分并且例示本發(fā)明的若干方面，同描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。其中圖1是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柴油機(jī)引擎微粒過濾系統(tǒng)的框圖；以及圖2是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于確定何時(shí)開始再生事件的參數(shù)的框圖。雖然本發(fā)明將結(jié)合一定的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，但是無意把本發(fā)明限制到這些實(shí)施例。相反，如所附權(quán)利要求限定的那樣，意欲覆蓋本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)包括的所有的替代、修改和等價(jià)方式。
具體實(shí)施例方式圖1例示了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)建的柴油機(jī)微粒過濾器系統(tǒng)100的實(shí)施例，其被構(gòu)造為確定適當(dāng)?shù)臅r(shí)間來開始柴油機(jī)微粒過濾器(DPF) 102的再生。柴油機(jī)微粒過濾器系統(tǒng)100包括安裝在廢氣出口 104之前或上游的DPF 102，以從柴油機(jī)引擎107的廢氣氣體中過濾掉微粒。為了從DPF 102中清除已經(jīng)收集的微粒，例如碳黑，在DPF 102的上游但是柴油機(jī)引擎107的廢氣出口 106的下游，設(shè)置有再生設(shè)備108。這種再生設(shè)備108可以為任何輔助加熱源，例如燃油燃燒器、電燃燒器、微波燃燒器、D0C，或者甚至通過修改柴油機(jī)引擎 107的運(yùn)行來產(chǎn)生熱量。引擎廢氣氣體流過再生設(shè)備108的開口 114，然后在經(jīng)由廢氣出口 104進(jìn)入外界環(huán)境之前穿過DPF 102。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，在可能具有也可能不具有離子感測(cè)能力的單獨(dú)的控制器中可以包括高能火花和漏電流監(jiān)控。如圖所示，后處理控制器IM 能夠與引擎控制單元(ECU)^e通信。也能夠想象到，柴油機(jī)微粒過濾器系統(tǒng)100具有遍布系統(tǒng)不同位置處的多個(gè)傳感器136a-136f，用于收集溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、化學(xué)和/或氧氣濃度，等等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，后處理控制器1 經(jīng)由CAN總線138接收來自傳感器136a-136f的傳感器輸入數(shù)據(jù)，以及經(jīng)由相同的CAN總線138向再生設(shè)備108和E⑶126 發(fā)送命令。圖2是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于確定開始再生事件的參數(shù)的框圖。在該實(shí)施例中，再生決定202通過三個(gè)輸入來確定1)CAN通信系統(tǒng)204的輸出；幻用戶界面206 的輸出；以及幻組合源模塊208的輸出。交通工具操作員可以經(jīng)由用戶界面206請(qǐng)求再生事件?？梢酝ㄟ^連接到CAN通信總線138的設(shè)備產(chǎn)生再生事件請(qǐng)求。組合源模塊208被構(gòu)造為基于一組規(guī)范化(normalized)的輸入值的加權(quán)平均值與閾值的比較來開始再生事件。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，再生決定202可以被構(gòu)造為通過多個(gè)輸入中的任意一個(gè)而開始。例如，用戶請(qǐng)求、或者來自連接到CAN通信系統(tǒng)的設(shè)備的請(qǐng)求、或者來自組合源模塊 208的再生信號(hào)，都能夠獨(dú)自開始再生事件。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，再生決定202基于這三個(gè)輸入的加權(quán)平均值。組合源模塊208具有五個(gè)輸入模塊1)碳黑模型模塊210 ；2)背壓 (backpressure)模塊212 ；3)超時(shí)模塊214 ；4)有利條件模塊216 ；以及5)ECU信號(hào)模塊 218。這五個(gè)輸入?yún)?shù)的規(guī)范化的值或縮放值(scaled value)以加權(quán)平均值的方式進(jìn)行組合。權(quán)重可以為常數(shù)并且可以基于各種因素，這些因素包括例如傳感器可靠性或準(zhǔn)確性。 當(dāng)這些參數(shù)的加權(quán)平均值超過一定預(yù)定閾值時(shí)，開始再生事件。然而，如下面將要解釋的那樣，還可以部分地基于運(yùn)行狀況來動(dòng)態(tài)地設(shè)定權(quán)重。碳黑模型模塊210提供基于映射或模型的碳黑產(chǎn)量值的積分，并且生成規(guī)范化的碳黑產(chǎn)量值。例如，可以把組合源模塊208的值選擇為100，作為所需再生的臨界值。如果例如DPF 102中4g/L的碳黑負(fù)載是期望的再生負(fù)載，則可以對(duì)碳黑負(fù)載信號(hào)進(jìn)行縮放或規(guī)范化，使得碳黑模型模塊210輸出值為100，當(dāng)在過濾器中具有4g/L的碳黑負(fù)載時(shí)，該值乘以縮放因子。然后，由碳黑模型模塊210產(chǎn)生的值成為從組合源模塊208輸出的加權(quán)平均值的一部分?？梢酝ㄟ^來自柴油微粒過濾器系統(tǒng)的傳感器輸入來確定碳黑產(chǎn)生。在本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例中，碳黑模型210從引擎控制單元(E⑶)1 獲取數(shù)據(jù)。來自E⑶126的數(shù)據(jù)可以是交通工具所有者/操作者專有的。典型地，該ECU數(shù)據(jù)通過把碳黑產(chǎn)量值與引擎速度、溫度、引擎負(fù)載等進(jìn)行關(guān)聯(lián)而向后處理控制器1 提供碳黑產(chǎn)量值。背壓模塊212確定DPF 102兩端的壓力差來預(yù)測(cè)碳黑負(fù)載，以及產(chǎn)生壓力差的規(guī)范化的值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以基于運(yùn)行狀況動(dòng)態(tài)地調(diào)整用于背壓模塊212的權(quán)重因子。例如，在以較高廢氣流量運(yùn)行的柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的交通工具中，壓力差的幅度值足以通過典型地用于汽車應(yīng)用中的低分辨率傳感器來準(zhǔn)確地測(cè)量。在這些較高流量下，滿載碳黑的DPF 102和干凈的DPF 102之間的壓力差讀數(shù)的差比較顯著并且能夠被準(zhǔn)確地測(cè)量。 但是，在以較低廢氣流量運(yùn)行的同一交通工具中，滿載碳黑的DPF 102和干凈的DPF 102之間的壓力差讀數(shù)的差可能位于傳感器的噪聲水平之內(nèi)。對(duì)這種流動(dòng)現(xiàn)象的補(bǔ)償涉及增加高廢氣流量下的背壓模塊212的權(quán)重因子以及減小低廢氣流量下的權(quán)重因子。當(dāng)確定適當(dāng)?shù)臋?quán)重因子時(shí)應(yīng)當(dāng)加以考慮的運(yùn)行狀況是環(huán)境溫度。例如，如果傳感器中存在水分，非常冷的溫度有可能損壞壓力傳感器136a-136f。背壓模塊212可以被構(gòu)造為當(dāng)環(huán)境溫度降低到足夠低的時(shí)候減小權(quán)重。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，其中組合源模塊208的值100是再生的臨界值，以及其中 DPF 102兩端的壓力差是開始再生的期望壓力差，背壓模塊212被構(gòu)造為當(dāng)DPF 102 兩端的壓力差達(dá)到20kPa時(shí)輸出的值為100乘以適當(dāng)?shù)目s放因子。然后，由背壓模塊212 輸出的規(guī)范化的值成為從組合源模塊208輸出的加權(quán)平均值的一部分。如上解釋的那樣， 該規(guī)范化的值隨著廢氣流量而波動(dòng)。超時(shí)模塊214自上次成功再生事件開始監(jiān)控時(shí)間量，以及產(chǎn)生規(guī)范化的時(shí)間值。 該模塊允許在預(yù)定的時(shí)間段之后開始再生事件，從而保證再生事件的最小次數(shù)。按照這種方式，再生事件將在充分長時(shí)間段之后開始，而不論運(yùn)行狀況如何。有利條件模塊216提供基于映射或模型的值，該值表示開始再生事件的條件的有利性。所使用的映射或模型被構(gòu)造為基于一定參數(shù)產(chǎn)生規(guī)范化的有利條件值。例如，在引擎速度較低且環(huán)境溫度較高以及廢氣氣體具有較高氧氣濃度的情況下，引擎速度負(fù)載映射可以確定再生事件的條件是不利的，因?yàn)镈PF 102會(huì)被過快地加熱，可能對(duì)DPF102造成損傷。相反，在引擎速度較高且環(huán)境溫度較低以及廢氣氣體中的氧氣濃度也較低的情況下，引擎速度負(fù)載映射可以確定再生事件的條件是不利的，因?yàn)閷⒒ㄙM(fèi)太長時(shí)間來產(chǎn)生足夠的熱量以從DPF102去除碳黑。在這兩種情況中，有利條件模塊216輸出的值表示不利條件(例如較低值或可能為負(fù)值)，從而有效地延遲開始再生事件。當(dāng)引擎速度、溫度以及氧氣濃度組合起來得到有利再生的條件時(shí)，有利條件模塊 216輸出，例如較高值或可能為任意正值，從而有效地加速開始再生事件。然而，即使再生條件是不利的，其它因素(即來自其它模塊的縮放輸出)可能表示需要再生事件。這樣，即使條件是不利的，也將開始再生事件。類似地，即使再生條件是有利的，其它模塊的縮放輸出的值可能不足以開始再生事件。在這種情況中，即使在有利條件下也不開始再生事件。E⑶信號(hào)模塊218規(guī)定E⑶1 信號(hào)的集成以確定，例如燃料消耗、碳黑產(chǎn)生速率等，然后產(chǎn)生規(guī)范化的E⑶126信號(hào)值。在某些交通工具中，存在中央處理器，通常稱作引擎控制單元(ECU) 126，其被構(gòu)造為運(yùn)行算法以確定各種參數(shù)，例如燃料消耗、油料消耗以及碳黑產(chǎn)生。來自E⑶1 的數(shù)據(jù)可以被傳送給后處理控制器124。在一些實(shí)施例中，由ECU 126運(yùn)行的算法是交通工具的所有者/操作者專有的。E⑶信號(hào)模塊218可以被構(gòu)造為從專有E⑶1 獲取信號(hào)以及規(guī)范化這些信號(hào)值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，來自五個(gè)模塊中的每一個(gè)的規(guī)范化的輸出乘以權(quán)重因子。對(duì)加權(quán)值求和，然后除以權(quán)重因子之和。組合源模塊208把加權(quán)平均值與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，如果加權(quán)平均值更大，則開始再生事件。使用若干規(guī)范化的值的加權(quán)平均值的一個(gè)有益效果是通常在再生決定中可能被認(rèn)為是次要因素的那些因素，諸如有利條件，能夠傾覆比例并且觸發(fā)再生事件，即使其它(通常更關(guān)鍵)參數(shù)的規(guī)范化的值接近(但沒有超過)再生的閾值。這有助于優(yōu)化再生開始處理。因此，能夠在柴油機(jī)引擎107的性能出現(xiàn)明顯下降之前進(jìn)行再生。此外，上述自適應(yīng)性權(quán)重因子(其允許在柴油機(jī)引擎107運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)重因子)允許后處理控制器IM通過減小來自已經(jīng)被確定為損壞或不準(zhǔn)確的傳感器的輸出的權(quán)重，對(duì)這些傳感器進(jìn)行補(bǔ)償。例如，在一定運(yùn)行條件下，某些參數(shù)的權(quán)重可以被調(diào)整為最小化甚至消除這些參數(shù)值對(duì)開始再生的決定的貢獻(xiàn)。該系統(tǒng)還足夠靈活，以允許在再生決定202中采用附加輸入。例如，交通工具操作者可以安裝專用碳黑傳感器(未示出)來增加過濾器中碳黑負(fù)載的確定的準(zhǔn)確性。在這種情況中，碳黑傳感器模塊可以被構(gòu)造為規(guī)范化碳黑傳感器的輸出以及把該值提供給組合源模塊208.像其它模塊那樣，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整碳黑傳感器模塊的權(quán)重，從而把傳感器的相關(guān)運(yùn)行狀況和可能的準(zhǔn)確性考慮進(jìn)來。所有的參考文獻(xiàn)，包括出版物、專利申請(qǐng)以及本文中引用的專利都通過引用包含于此，以達(dá)到每個(gè)參考文獻(xiàn)都單獨(dú)并且具體的指明通過引用被包含于此并且全部列出的程度。描述本發(fā)明的上下文(特別是下面權(quán)利要求的上下文)中的術(shù)語“一個(gè)”、“一種” 以及“所述”和類似稱謂應(yīng)當(dāng)被理解為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在此另外指明或者明顯與上下文矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”以及“含有”應(yīng)當(dāng)被理解為開放性術(shù)語(即意味著“包括，但不限于”)，除非另外注明。本文中數(shù)值范圍的引用僅用來表示落在該范圍內(nèi)的每一個(gè)單個(gè)數(shù)值的簡寫方法，除非另外指明，并且每個(gè)單獨(dú)數(shù)值被包含到說明書中，就像其被單獨(dú)引用一樣。本文中描述的所有方法能夠以任何適當(dāng)次序執(zhí)行，除非另外指明或者明顯與上下文矛盾。任何及所有例子的使用，或者本文中提供的示例性語言(例如，“例如”)，都僅用來更好地例示本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，除非另外要求。說明書中的語言不應(yīng)當(dāng)被理解為表示任何未要求保護(hù)的元素對(duì)本發(fā)明的施行是必要的。本文中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括發(fā)明人所知的執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式。 閱讀過上述描述之后，這些優(yōu)選實(shí)施例的變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。發(fā)明人認(rèn)為本領(lǐng)域技術(shù)人員能適當(dāng)?shù)夭捎眠@些變化，并且發(fā)明人打算按照與本文具體描述的方式不同的方式來執(zhí)行本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括適用法律許可的附于此的權(quán)利要求所引用的主題內(nèi)容的全部修改和等價(jià)方式。此外，上述元素的任何組合按照任何可能變化被包含于本發(fā)明中，除非另外指明或者與上下文明顯矛盾。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)微粒過濾系統(tǒng)，包括過濾器，被構(gòu)造為捕獲來自柴油機(jī)引擎的廢氣微粒；再生設(shè)備，被構(gòu)造為在來自柴油機(jī)引擎的廢氣氣體到達(dá)所述過濾器之前對(duì)廢氣氣體進(jìn)行加熱；以及控制器，被構(gòu)造為控制所述再生設(shè)備的運(yùn)行；其中，所述控制器還被構(gòu)造為在多個(gè)規(guī)范化的參數(shù)值的加權(quán)平均值超過閾值時(shí)開啟所述再生設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，基于運(yùn)行狀況來動(dòng)態(tài)地調(diào)整所述多個(gè)規(guī)范化的參數(shù)值的權(quán)重。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)行狀況包括柴油機(jī)引擎的廢氣流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)行狀況包括環(huán)境溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)規(guī)范化的參數(shù)值包括以下至少一個(gè)規(guī)范化的碳黑產(chǎn)量值、規(guī)范化的超時(shí)值、規(guī)范化的背壓值、規(guī)范化的有利條件值、以及規(guī)范化的E⑶信號(hào)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)規(guī)范化的參數(shù)值包括規(guī)范化的碳黑模型值、規(guī)范化的超時(shí)值、規(guī)范化的背壓值、規(guī)范化的有利條件值、以及規(guī)范化的ECU 信號(hào)值中的每一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，通過燃油消耗速率和碳黑產(chǎn)生速率之一來至少部分地確定所述規(guī)范化的E⑶信號(hào)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，開啟所述再生設(shè)備包括開始再生事件， 其中通過自上次成功的再生事件時(shí)起的時(shí)間量來至少部分地確定所述規(guī)范化的超時(shí)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，通過所述過濾器兩端的壓力差來至少部分地確定所述規(guī)范化的背壓值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，通過柴油機(jī)引擎廢氣中的氧氣濃度來至少部分地確定所述規(guī)范化的有利條件值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，通過環(huán)境溫度來至少部分地確定所述規(guī)范化的有利條件值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，通過柴油機(jī)引擎的速度來至少部分地確定所述規(guī)范化的有利條件值。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，通過對(duì)過濾器的碳黑負(fù)載的計(jì)算來至少部分地確定所述規(guī)范化的碳黑模型值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒過濾系統(tǒng)，其中，所述再生設(shè)備包括柴油氧化催化劑、 電加熱器、微波加熱器以及燃油加熱器之一。
15.一種控制柴油機(jī)微粒過濾系統(tǒng)的運(yùn)行的方法，包括在過濾器中捕獲來自柴油機(jī)引擎的廢氣的微粒；為多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)產(chǎn)生規(guī)范化的值，所述參數(shù)的值表示開始再生事件的必要性；為多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)分配權(quán)重因子，所述權(quán)重因子被施加到相應(yīng)的規(guī)范化的值；計(jì)算所述多個(gè)參數(shù)的加權(quán)平均值；當(dāng)所述加權(quán)平均值超過閾值時(shí)開始再生事件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，為多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)分配第一權(quán)重因子的步驟包括基于運(yùn)行狀況分配權(quán)重因子。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，基于運(yùn)行狀況分配權(quán)重因子的步驟包括基于柴油機(jī)引擎的廢氣流量來分配權(quán)重因子。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，基于運(yùn)行狀況分配權(quán)重因子的步驟包括基于環(huán)境溫度來分配權(quán)重因子。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，為所述多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)分配權(quán)重因子的步驟包括由于運(yùn)行狀況的變化而把第一權(quán)重因子改變?yōu)椴煌诘谝粰?quán)重因子的第二權(quán)重因子。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，為多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)產(chǎn)生規(guī)范化的值的步驟包括為碳黑模型值、超時(shí)值、背壓值、有利條件值以及E⑶信號(hào)值中的至少一個(gè)產(chǎn)生規(guī)范化的值。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，為多個(gè)參數(shù)的每一個(gè)產(chǎn)生規(guī)范化的值的步驟包括為碳黑模型值、超時(shí)值、背壓值、有利條件值以及ECU信號(hào)值中的每一個(gè)產(chǎn)生規(guī)范化的值。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，產(chǎn)生規(guī)范化的碳黑模型值的步驟包括產(chǎn)生通過對(duì)過濾器的碳黑負(fù)載的計(jì)算來至少部分地確定的值。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，產(chǎn)生規(guī)范化的背壓值的步驟包括產(chǎn)生通過所述過濾器兩端的壓力差來至少部分地確定的值。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，產(chǎn)生規(guī)范化的有利條件值的步驟包括產(chǎn)生通過柴油機(jī)引擎廢氣中的氧氣濃度、環(huán)境溫度以及柴油機(jī)引擎速度之一來至少部分地確定的值。
全文摘要
一種柴油機(jī)微粒過濾系統(tǒng)，包括過濾器，被構(gòu)造為捕獲來自柴油機(jī)引擎的廢氣微粒；再生設(shè)備，被構(gòu)造為在廢氣氣體到達(dá)所述過濾器之前對(duì)來自柴油機(jī)引擎的廢氣氣體進(jìn)行加熱；以及控制器，被構(gòu)造為控制所述再生設(shè)備的運(yùn)行；其中，所述控制器還被構(gòu)造為在多個(gè)規(guī)范化的參數(shù)值的加權(quán)平均值超過閾值時(shí)開啟所述再生設(shè)備。
文檔編號(hào)F01N3/023GK102365432SQ201080015300
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
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