BR112020017863A2

BR112020017863A2 - Estimativa aprimorada da carga de fuligem mediante o uso de sensores de pressão diferencial duplos

Info

Publication number: BR112020017863A2
Application number: BR112020017863-2A
Authority: BR
Inventors: Sriram Srinivasan
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc.
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2020-12-22
Also published as: US20210003060A1; WO2019172875A1; CN111801489B; GB2585569A; DE112018007221T5; GB2585569B; GB202013893D0; US11035281B2; CN111801489A

Abstract

é apresentado um sistema de filtragem de escape que compreende um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de baixo fluxo. o sistema de filtragem de escape compreende um terceiro sensor de pressão e um quarto sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de alto fluxo. a vazão do gás de escape que flui através do sistema de filtragem de escape é periodicamente determinada. quando a vazão está abaixo de um limite de vazão predeterminado, o primeiro e o segundo sensores de pressão são usados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape é estimada mediante o uso da pressão medida pelo primeiro e pelo segundo sensores de pressão. quando a vazão está acima do limite de vazão predeterminado, o terceiro e o quarto sensores de pressão são usados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape é estimada mediante o uso da pressão medida pelo terceiro e pelo quarto sensores de pressão.

Description

"ESTIMATIVA APRIMORADA DA CARGA DE FULIGEM MEDIANTE O USO DE SENSORES DE PRESSÃO DIFERENCIAL DUPLOS" CAMPO TÉCNICO

[001] O presente pedido se refere de modo geral a sistemas e métodos para estimativa aprimorada da carga de fuligem mediante o uso de sensores de pressão diferencial duplos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Em motores de combustão interna, como motores a diesel, compostos de óxido de nitrogênio (NOx) podem ser emitidos no escape. Para reduzir emissões de NOx, um processo de redução catalítica seletiva (RCS) pode ser implementado para converter os compostos de NOx em compostos mais neutros, como nitrogênio diatômico e água, com o auxílio de um catalisador e um redutor. O catalisador pode estar incluído em uma câmara catalisadora de um sistema de escape, como aquele de um veículo ou de uma unidade de geração de energia. Um redutor pode ser tipicamente introduzido no fluxo de gás de escape antes da câmara de catalisador.

Para introduzir o redutor no fluxo de gás de escape para o processo de RCS, o redutor é introduzido através de um módulo de dosagem (dosador), que pode aspergir o redutor em uma tubulação de escape do sistema de escape a montante da câmara catalisadora. O sistema de RCS pode incluir um ou mais sensores para monitorar as condições no sistema de escape.

[003] Requisitos legais cada vez mais rigorosos, promulgados pelos diferentes órgãos reguladores inclusive, por exemplo, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA - "Environmental Protection Agency") e o Conselho de Recursos Atmosféricos da Califórnia (CARB - "California Air Resources Board"), exigem o desenvolvimento de robustos algoritmos de controle que não só facilitem um funcionamento ótimo do sistema de pós-tratamento, como também usem diagnósticos embarcados (OBD - "on-board diagnostics") para identificar rapidamente os cenários onde o desempenho do sistema é prejudicado. Ao mesmo tempo, é também vital assegurar que os algoritmos de OBD não diagnostiquem erroneamente uma condição de falha e causem ações de serviço desnecessárias.

[004] Um dos valores regulamentados no controle de emissões para os motores a diesel é a carga de matéria particulada (MP), ou fuligem, no filtro de partículas. Os sistemas de pós-tratamento de escape convencionais usam um filtro de partículas para motores a diesel (DPF) para aprisionar MP. Como a MP se acumula no filtro, o filtro precisa ser periodicamente "limpo". Também conhecida como regeneração de filtro, a "limpeza" é realizada mediante o aumento das temperaturas do DPF até um ponto no qual a MP é oxidada. Conhecer os um ou mais valores de carga de MP no DPF é de importância crítica para assegurar que os mecanismos de controle para regeneração de filtro sejam usados de maneira ótima. A carga de MP é convencionalmente estimada correlacionando-se a queda de pressão (com o uso de um sensor de pressão) observada através do filtro para uma certa quantidade de carga de MP e/ou usando-se uma estimativa baseada em modelo da carga de MP.

[005] Um dos problemas comuns encontrados em sistemas de DPF é a exatidão da estimativa de carga de MP. Estimativas de carga de MP inexatas levam a casos onde o sistema de pós-tratamento entra no modo de regeneração mais frequentemente do que seria esperado. Esse fenômeno é conhecido como regeneração excessiva (demasiado frequente). A regeneração de DPF excessiva é um problema sob uma perspectiva tanto de OBD como de desempenho, e é uma fonte comum de insatisfação do cliente e de riscos à garantia. Uma das fontes dessa inexatidão pode ser atribuída ao sensor de pressão. Esse componente sofre de um modo de falha em que não se pode confiar na leitura proveniente do sensor em condições de baixo fluxo (por exemplo, onde a vazão volumétrica é menor que 0,3 m3/s, em contraste com as condições de alto fluxo, onde a vazão volumétrica é acima de 0,75 m3/s). Isso leva a uma estimativa errônea da carga de MP o que, por sua vez,

resulta em erros de regeneração demasiado frequente (TFR - "Too Frequent Regeneration").

SUMÁRIO

[006] As implementações aqui descritas estão relacionadas à estimativa aprimorada de carga de fuligem mediante o uso de sensores de pressão diferencial duplos em um sistema de filtragem de escape de um sistema de controle e pós- tratamento de emissões.

[007] Uma modalidade se refere a um método para estimar a carga de fuligem em um sistema de filtragem de escape de um sistema de pós-tratamento de escape que está configurado para receber gás de escape proveniente de um motor. O método inclui fornecer um sistema de filtragem de escape que compreende um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de baixo fluxo, e um terceiro sensor de pressão e um quarto sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de alto fluxo.

O método inclui determinar periodicamente uma vazão do gás de escape que flui através do sistema de filtragem de escape. Quando a vazão está abaixo de um limite de vazão predeterminado, o primeiro e o segundo sensores de pressão são usados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape é estimada mediante o uso da pressão medida pelo primeiro e pelo segundo sensores de pressão. Quando a vazão está acima do limite de vazão predeterminado, o terceiro e o quarto sensores de pressão são usados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape é estimada mediante o uso da pressão medida pelo terceiro e pelo quarto sensores de pressão.

[008] Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,05 a 1,5 m3/s. Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,1 a 1,4 m3/s. Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,3 a 1,1 m3/s. Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,5 a 0,9 m3/s.

[009] Em algumas modalidades, quando a vazão estiver abaixo do limite de vazão predeterminado, a carga de fuligem é estimada com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo primeiro sensor e uma pressão medida pelo segundo sensor; e quando a vazão estiver acima do limite de vazão predeterminado, a carga de fuligem é estimada com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo terceiro sensor e uma pressão medida pelo quarto sensor.

[010] Em algumas modalidades, o método inclui comparar a carga de fuligem estimada a um limite de carga de fuligem predeterminado. Em algumas modalidades, o método inclui executar um processo de regeneração do filtro de escape quando a carga de fuligem estimada for mais alta do que o limite de carga de fuligem predeterminado. Em algumas modalidades, o limite de carga de fuligem é de ao menos 4,5 g/L. Em algumas modalidades, o limite de carga de fuligem está na faixa de 4,5 a 6 g/L.

[011] Em algumas modalidades, na etapa de determinar periodicamente a vazão, a vazão é atualizada a uma taxa de ao menos 5 Hz.

[012] Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões. Ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões. Ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões.

[013] Uma outra modalidade se refere a um sistema de filtragem de escape.

O sistema de filtragem de escape compreende um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de baixo fluxo. O sistema de filtragem de escape compreende um terceiro sensor de pressão e um quarto sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de alto fluxo. A vazão do gás de escape que flui através do sistema de filtragem de escape é periodicamente determinada. Quando a vazão está abaixo de um limite de vazão predeterminado, o primeiro e o segundo sensores de pressão são usados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape é estimada mediante o uso da pressão medida pelo primeiro e pelo segundo sensores de pressão. Quando a vazão está acima do limite de vazão predeterminado, o terceiro e o quarto sensores de pressão são usados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape é estimada mediante o uso da pressão medida pelo terceiro e pelo quarto sensores de pressão.

[014] Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,05 a 1,5 m3/s. Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,1 a 1,4 m3/s. Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,3 a 1,1 m3/s. Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,5 a 0,9 m3/s.

[015] Em algumas modalidades, o controlador está adicionalmente configurado para, quando a vazão estiver abaixo do limite de vazão predeterminado, estimar a carga de fuligem com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo primeiro sensor e uma pressão medida pelo segundo sensor. O controlador está adicionalmente configurado para, quando a vazão estiver acima do limite de vazão predeterminado, estimar a carga de fuligem com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo terceiro sensor e uma pressão medida pelo quarto sensor.

[016] Em algumas modalidades, o controlador está adicionalmente configurado para comparar a carga de fuligem estimada a um limite de carga de fuligem predeterminado. Em algumas modalidades, o controlador está adicionalmente configurado para executar um processo de regeneração do filtro de escape quando a carga de fuligem estimada for mais alta do que o limite de carga de fuligem predeterminado. Em algumas modalidades, o limite de carga de fuligem é de ao menos 4,5 g/L. Em algumas modalidades, o limite de carga de fuligem está na faixa de 4,5 a 6 g/L.

[017] Em algumas modalidades, na etapa de determinar periodicamente a vazão pelo controlador, a vazão é atualizada a uma taxa de ao menos 5 Hz.

[018] Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões. Ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões. Ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[019] Os detalhes de uma ou mais implementações são apresentados nos desenhos em anexo e na descrição abaixo. Outros recursos, aspectos e vantagens da revelação ficarão evidentes a partir da descrição, dos desenhos e das reivindicações, nos quais:

[020] A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemático de um sistema de pós- tratamento exemplificativo que compreende um sistema de liberação de redutor exemplificativo para um sistema de escape, de acordo com uma modalidade exemplificadora;

[021] A Figura 2 é um diagrama de blocos esquemático de um sistema de pós- tratamento exemplificativo que compreende um sistema de filtragem de escape, de acordo com uma modalidade exemplificadora;

[022] A Figura 3 é um diagrama de blocos esquemático de um método exemplificador para regeneração de filtro no sistema da Figura 2, de acordo com uma modalidade exemplificadora;

[023] A Figura 4 é um gráfico que mostra a exatidão da estimativa de carga de fuligem baseada em dP (DPSLE) como uma função do fluxo, de acordo com uma modalidade exemplificadora;

[024] A Figura 5 é um diagrama de blocos esquemático de um método para regeneração de filtro usando estimativa de carga de fuligem baseada em dP (DPSLE) de sensor duplo, de acordo com uma modalidade exemplificadora; e

[025] A Figura 6 é um diagrama de blocos esquemático de um controlador para estimativa de carga de fuligem, de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[026] Será reconhecido que algumas ou todas as Figuras são representações esquemáticas para propósitos de ilustração. As Figuras são fornecidas com o propósito de ilustrar uma ou mais implementações, com o entendimento explícito de que elas não serão usadas para limitar o escopo ou o significado das reivindicações.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[027] São apresentadas abaixo descrições mais detalhadas de vários conceitos relacionados a, e implementações de, estimativa aprimorada de carga de fuligem mediante o uso de sensores de pressão diferencial duplos. Os vários conceitos apresentados acima e discutidos com mais detalhes abaixo podem ser implementados de diversos modos, visto que os conceitos descritos não são limitados a nenhuma maneira específica de implementação. Os exemplos de implementações e aplicações específicas são fornecidos principalmente para propósitos de ilustração.

1. Visão geral

[028] São fornecidos métodos, aparelho, conjuntos e/ou sistemas para melhorar certas características de desempenho de um sistema de pós-tratamento que inclui, por exemplo, estimativa de carga de fuligem mediante o uso de sensores de pressão diferencial duplos. Conforme será entendido, em um sistema de pós- tratamento de escape compreendendo um filtro de partículas e dois conjuntos de sensores de pressão diferencial, a confiança na estimativa de carga de fuligem é otimizada. O primeiro conjunto de sensores de pressão diferencial é projetado para ser exato sob condições de baixo fluxo, e o segundo conjunto de sensores de pressão diferencial é projetado para ser exato sob condições de alto fluxo. Em algumas modalidades, a integridade da medição de pressão diferencial e da correspondente estimativa de carregamento de fuligem é mantida mediante o uso de dois conjuntos diferentes de medições de pressão em diferentes regiões de funcionamento.

2. Visão geral de sistema de pós-tratamento

[029] A Figura 1 representa um sistema de pós-tratamento 100 que tem um sistema de liberação de redutor exemplificativo 110 para um sistema de escape 190.

O sistema de pós-tratamento 100 inclui um filtro de partículas 102 (como um filtro de partículas para motores a diesel (DPF - "Diesel Particulate Filter")), o sistema de liberação de redutor 110, uma câmara ou um reator de decomposição 104, um catalisador de RCS 106 e um sensor 150.

[030] O filtro de partículas 102 é configurado para remover matéria particulada, como fuligem, do gás de escape que flui no sistema de escape 190. O filtro de partículas 102 inclui uma entrada, onde o gás de escape é recebido e uma saída, onde o gás de escape sai após filtrar substancialmente a matéria particulada do gás de escape e/ou converter a matéria particulada em dióxido de carbono.

[031] A câmara de decomposição 104 é configurada para converter um redutor, como ureia ou fluido de escape de diesel (FED), em amônia. A câmara de decomposição 104 inclui o sistema de liberação de redutor 110, que tem um dosador 112 configurado para dosar o redutor para dentro da câmara de decomposição 104.

Em algumas implementações, o redutor é inserido a montante da unidade catalisadora de RCS 106. As gotículas de redutor são submetidas, então, a processos de evaporação, termólise e hidrólise para formar amônia gasosa no sistema de escape

190. A câmara de decomposição 104 inclui uma entrada em comunicação fluida com o filtro de partículas 102 para receber o gás de escape que contém emissões de NOx e uma saída para que o gás de escape, emissões de NOx, amônia e/ou o redutor restante fluam para a unidade catalisadora de RCS 106.

[032] A câmara de decomposição 104 inclui o dosador 112 montado na câmara de decomposição 104 de modo que o dosador 112 possa dosar o redutor aos gases de escape que fluem no sistema de escape 190. O dosador 112 pode incluir um isolante 114 interposto entre uma porção do dosador 112 e a porção da câmara de decomposição 104 na qual o dosador 112 é montado. O dosador 112 é acoplado fluidamente a uma ou mais fontes de redutor 116 por meio do conduto de inserção de redutor 119. Conforme adicionalmente descrito com referência à modalidade da Figura 2, o conduto de inserção de redutor 119 inclui uma tubulação de transporte do redutor e uma válvula de controle de inserção do redutor. A linha de retorno do redutor 122 conecta o dosador 112 à fonte de redutor 116 e serve como um conduto para o excesso de redutor.

[033] Em algumas implementações, uma bomba 118 é usada para pressurizar o redutor da fonte de redutor 116 para liberação no dosador 112. A bomba 118 é acoplada fluidamente à fonte de redutor 116. Em algumas implementações, a bomba 118 é uma bomba de deslocamento reciprocante, como uma bomba de pistão, uma bomba do tipo êmbolo e/ou uma bomba de diafragma. Em outras implementações, a bomba 118 é uma bomba centrífuga. De acordo com várias modalidades, a bomba 118 pode ser unidirecional ou bidirecional. Quando a bomba 118 é bidirecional, o sistema de pós-tratamento 100 pode ser configurado de modo que uma porção do redutor seja retornada à fonte de redutor 116, por meio do conduto de inserção de redutor 119 ou um outro conduto adequado. Em algumas implementações, a bomba 118 é uma bomba de deslocamento variável, configurável para ajustar a quantidade do redutor dosado, conforme o redutor é avançado a partir da fonte de redutor 116.

[034] O dosador 112 e a bomba 118 são acoplados elétrica ou comunicativamente a um controlador 120. O controlador 120 é configurado para controlar o dosador 112 para dosar o redutor na câmara de decomposição 104. O controlador 120 pode ser também configurado para controlar a bomba 118. O controlador 120 pode incluir um microprocessador, um circuito integrado para aplicação específica ("ASIC" - application-specific integrated circuit), uma matriz de portas programável em campo ("FPGA" - field-programmable gate array), etc., ou combinações dos mesmos. O controlador 120 pode incluir memória que pode incluir, mas não se limita a, dispositivo de transmissão ou armazenamento eletrônico, óptico, magnético ou qualquer outro que tenha capacidade para fornecer instruções de programa a um processador, ASIC, FPGA, etc. A memória pode incluir um circuito integrado de memória, memória só de leitura programável eletricamente apagável ("EEPROM" - Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), memória só de leitura programável apagável ("EPROM" - erasable programmable read only memory), memória flash ou qualquer outra memória adequada a partir da qual o controlador 120 pode ler as instruções. As instruções podem incluir um código proveniente de qualquer linguagem de programação adequada. O controlador 120 pode ser comunicativamente acoplado a outros componentes do sistema, através de uma interface de comunicação elétrica ou eletrônica adequada.

[035] A unidade catalisadora de RCS 106 é configurada para auxiliar na redução de emissões de NOx por meio da aceleração de um processo de redução de NOx entre a amônia e o NOx do gás de escape para formar nitrogênio diatômico, água e/ou dióxido de carbono. A unidade catalisadora de RCS 106 inclui uma entrada em comunicação fluida com a câmara de decomposição 104 a partir da qual o gás de escape e o redutor são recebidos e uma saída em comunicação fluida com uma extremidade 192 do sistema de escape 190.

[036] O sistema de escape 190 pode incluir adicionalmente uma unidade catalisadora de oxidação (por exemplo, uma unidade catalisadora de oxidação de diesel (COD)) em comunicação fluida com o sistema de escape 190 (por exemplo, a jusante da unidade catalisadora de RCS 106 ou a montante do filtro de partículas 102) para oxidar hidrocarbonetos e monóxido de carbono no gás de escape.

[037] Em algumas implementações, o filtro de partículas 102 está posicionado a jusante da câmara de decomposição ou da tubulação de reator 104. Por exemplo, o filtro de partículas 102 e a unidade catalisadora de RCS 106 podem ser combinados em uma unidade única. Em algumas implementações, o dosador 112 pode, ao invés disso, ser posicionado a jusante de um dispositivo de turbocompressor ou a montante de um dispositivo de turbocompressor.

[038] O sensor 150 é acoplado ao sistema de escape 190 para detectar uma condição de funcionamento associada ao sistema de escape 190, como uma condição do gás de escape que flui através do sistema de escape 190. Em algumas implementações, o sensor 150 pode ter uma porção disposta no sistema de escape 190, como uma ponta do sensor 150 que pode estender-se até uma porção do sistema de escape 190. Em outras implementações, o sensor 150 pode receber gás de escape através de outro conduto, como uma tubulação de amostra que se estende a partir do sistema de escape 190. Embora o sensor 150 seja mostrado posicionado a jusante da unidade catalisadora de RCS 106, deve-se compreender que o sensor 150 pode estar posicionado em qualquer outra posição do sistema de escape 190, inclusive a montante do filtro de partículas 102, no filtro de partículas 102, entre o filtro de partículas 102 e a câmara de decomposição 104, na câmara de decomposição 104, entre a câmara de decomposição 104 e a unidade catalisadora de RCS 106, no interior da unidade catalisadora de RCS 106 ou a jusante da unidade catalisadora de RCS

106. Além disso, dois ou mais sensores 150 podem ser usados para detectar uma condição do gás de escape ou outros componentes do sistema de escape 190. Por exemplo, dois, três, quatro, cinco ou seis sensores 150, podem estar situados em uma das supracitadas posições do sistema de escape 190.

3. Implementações de sistemas e métodos para estimativa aprimorada de carga de fuligem mediante o uso de sensores de pressão diferencial duplos

[039] A Figura 2 é um diagrama de blocos esquemático de um sistema de pós- tratamento 200 exemplificativo que compreende um sistema de filtragem de escape 220, de acordo com uma modalidade exemplificadora. O sistema de pós-tratamento 200 compreende o sistema de filtragem de escape 220, um sistema RCS 240, e um conduto de gás de escape 202.

[040] O sistema de filtragem de escape 220 está posicionado a jusante do conduto de gás de escape 202 e está configurado para receber gás de escape que flui através do conduto, proveniente de um motor. O gás de escape contém matéria particulada, a qual é removida por filtragem pelo sistema de filtragem de escape 220.

Opcionalmente, o sistema de filtragem de escape 220 pode compreender um injetor de hidrocarboneto 204 que, em algumas modalidades, pode ser posicionado a montante dos componentes restantes do sistema de filtragem de escape 220. Em algumas modalidades, o injetor de hidrocarboneto compreende um mecanismo de liberação (como um tanque de armazenamento, um conduto de aplicação e ao menos uma válvula) e um dosador de hidrocarboneto configurado para dispensar a quantidade adequada de hidrocarboneto para dentro do fluxo de gás de escape que flui através do sistema de filtragem de escape 220.

[041] O sistema de filtragem de escape 220 compreende adicionalmente uma unidade catalisadora de oxidação 206 e um filtro de escape 208. Na modalidade exemplificadora, a unidade catalisadora de oxidação 206 é um DOC. O gás de escape flui, por meio do conduto 202, através da unidade catalisadora de oxidação 206. A unidade catalisadora de oxidação 206 está configurada para oxidar os hidrocarbonetos e o monóxido de carbono presentes no fluxo de escape, o qual então flui para e através do filtro de escape 208 posicionado a jusante da unidade catalisadora de oxidação 206. Em algumas modalidades, o filtro de escape 208 é um DPF. O filtro de escape 208 pode ser do tipo fluxo de parede ou fluxo contínuo, e pode compreender, por exemplo, cordierita, carbureto de silício, um outro material cerâmico e/ou fibras de metal. O filtro de escape 208 compreende uma entrada, na qual o gás de escape é recebido, e uma saída, da qual o gás de escape sai após o material particulado ser substancialmente removido por filtração do gás de escape e/ou a matéria particulada ser convertida em dióxido de carbono.

[042] O sistema de filtragem de escape 220 compreende uma pluralidade de sensores tendo ao menos um sensor 150. Na modalidade exemplificadora, a pluralidade de sensores inclui sensores eletrônicos e/ou elétricos. Os sensores 150 na pluralidade de sensores (por exemplo, o primeiro sensor de temperatura 222, o segundo sensor de temperatura 224, o terceiro sensor de temperatura 230, o primeiro sensor de pressão 226 e o segundo sensor de pressão 228) são acoplados eletronicamente ao controlador 232 e configurados para fornecer valores e/ou sinais referentes ao funcionamento dos componentes do sistema de filtragem de escape

220. Em particular, o primeiro sensor de pressão 226 é acoplado ao controlador 232 através de uma primeira linha portadora de sinal 236 e o segundo sensor de pressão 228 é acoplado ao controlador 232 através de uma segunda linha portadora de sinal

238. As linhas portadoras de sinal, como a primeira linha portadora de sinal 236 e a segunda linha portadora de sinal 238, podem ser estruturadas para transportar sinais elétricos (por exemplo, um fio para sinais compreendendo um metal) e/ou sinais eletrônicos (por exemplo, um barramento de dados implementado em uma mídia de semicondutor, como uma pastilha de silício, ou em outra mídia em estado sólido adequada, como uma mídia de fibra óptica) de e para o controlador 232.

[043] Alguns ou todos os sensores 150 na pluralidade de sensores (por exemplo, o primeiro sensor de temperatura 222, o segundo sensor de temperatura 224, o terceiro sensor de temperatura 230, o primeiro sensor de pressão 226 e o segundo sensor de pressão 228) podem ser implementados como um ou mais transdutores configurados para converter uma ou mais leituras de valor (por exemplo, temperatura ou pressão) em um ou mais sinais elétricos. Os sensores podem ser configurados para emitir um ou mais sinais de tensão com base nos um ou mais valores capturados. Em algumas modalidades, alguns ou todos os sensores 150 podem incluir um ou mais conversores analógicos/digitais para converter os um ou mais sinais de tensão em um ou mais sinais digitais para interpretação pelo processador do controlador 232.

[044] Alguns ou todos os sensores 150 na pluralidade de sensores podem ser configurados para determinar a temperatura no interior de diferentes regiões do sistema de filtragem de escape 220. Por exemplo, o primeiro sensor de temperatura 222 pode ser posicionado a montante do catalisador de oxidação 206, o segundo sensor de temperatura 224 pode ser posicionado a jusante do catalisador de oxidação 206, e o terceiro sensor de temperatura 230 pode ser posicionado a jusante do filtro de escape 208. Os valores de temperatura podem ser usados, de acordo com algumas modalidades, na estimativa da carga de fuligem no filtro de escape 208. Adicional ou alternativamente, alguns ou todos os sensores 150 na pluralidade de sensores podem ser configurados para determinar as pressões no interior de diferentes regiões do sistema de filtragem de escape 220. Por exemplo, o primeiro sensor de pressão 226 pode ser configurado para determinar um primeiro valor de pressão, e o segundo sensor de pressão 228 pode ser configurado para determinar um segundo valor de pressão em uma região diferente no interior ou em torno do filtro de escape 208. Em algumas modalidades e dependendo, por exemplo, da arquitetura e da configuração do filtro de escape 208, o primeiro sensor de pressão 226 pode ser posicionado a jusante do segundo sensor de pressão 228.

[045] Em algumas modalidades, o sistema de filtragem de escape 220 compreende ao menos dois conjuntos de sensores de pressão diferencial, sendo que todos os sensores de pressão diferencial em cada respectivo conjunto estão configurados para serem exatos dentro de uma certa faixa de valores de fluxo de escape (por exemplo, sob condições de baixo fluxo ou sob condições de alto fluxo).

Nessas modalidades, o sistema de filtragem de escape 220 pode compreender múltiplos primeiros sensores de pressão 226 e múltiplos segundos sensores de pressão 228. Por exemplo, o primeiro sensor de pressão 226 no sistema de filtragem de escape 220 pode ser um primeiro sensor de pressão diferencial de baixo fluxo e o segundo sensor de pressão 228 no sistema de filtragem de escape 220 pode ser um segundo sensor de pressão diferencial de baixo fluxo. Um outro primeiro sensor de pressão 226 no sistema de filtragem de escape 220 pode ser um primeiro sensor de pressão diferencial de alto fluxo e um outro segundo sensor de pressão 228 no sistema de filtragem de escape 220 pode ser um segundo sensor de pressão diferencial de alto fluxo. O filtro de escape 208 é periodicamente regenerado com base em eventos e/ou gatilhos determinados, por exemplo, com referência aos um ou mais métodos da Figura 3 e/ou da Figura 5. Em particular, conforme adicionalmente descrito com referência à Figura 5, o controlador 232 está configurado para avaliar as condições de fluxo através do filtro de escape 208 e, com base nessa avaliação, determinar se os sensores de pressão diferencial de baixo fluxo ou de alto fluxo precisam ser usados a fim de fornecer as leituras de pressão para estimar a carga de matéria particulada no filtro de escape 208. Em algumas modalidades, o primeiro sensor de pressão diferencial de baixo fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de baixo fluxo são calibrados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões.

O primeiro sensor de pressão diferencial de alto fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de alto fluxo são calibrados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões. Ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões. Em uma modalidade exemplificadora, o primeiro sensor de pressão diferencial de baixo fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de baixo fluxo são classificados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o primeiro sensor de pressão diferencial de alto fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de alto fluxo são classificados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões. Ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões. A primeira faixa de pressões pode incluir valores mais baixos que, ou iguais ao limite de vazão, e a segunda faixa de pressões pode incluir valores maiores que, ou iguais ao, limite de vazão.

[046] O sistema RCS 240 está configurado para receber o fluxo de gás de escape após este ter passado através do filtro de escape 208. De acordo com várias modalidades, o sistema RCS 240 pode compreender uma ou mais unidades RCS (como uma unidade RCS 212a e uma unidade RCS 212b), posicionadas em série ou em paralelo, e uma unidade catalisadora AMOx 214 opcional, a qual pode ser posicionada a jusante das uma ou mais unidades RCS. A montante das uma ou mais unidades RCS, o sistema RCS 240 está configurado para fornecer um redutor ou um precursor de redutor, como DEF, através de uma arquitetura de dosagem que compreende um dosador 210, como a arquitetura de dosagem de redutor descrita com referência à Figura 1. De acordo com várias modalidades, os redutores e/ou as formulações precursoras de redutor podem incluir sólidos, gases e/ou líquidos. Os exemplos de formulações precursoras e/ou carreadores de redutor sólido incluem sais de amônio e aminas metálicas. Em sistemas de liberação de redutor em estado sólido, um cartucho ou tubo com um material sólido, como um precursor de amônia ou uma substância com amônia absorvida, pode ser transportado a bordo. Durante o funcionamento do motor, o material carreador pode ser aquecido para liberar gás de amônia, o qual é adicionado por dosagem ao gás de escape. Os exemplos de formulações redutoras gasosas incluem amônia gasosa, misturas de amônia-ar e misturas de amônia-nitrogênio. Exemplos de formulações de redutor líquidas incluem amônia aquosa e ureia de grau automotivo, como AdBlue®, BlueTEC™ e outros produtos para fluido de escape de motor a diesel (DEF - "Diesel Exhaust Fluid"). Um DEF ISO 22241-1:2006 exemplificador é uma solução aquosa de ureia incluindo 32,5% de ureia e 67,5% de água desionizada. A ureia presente no DEF se converte em amônia, quando aquecida. A amônia reage com o NOx no fluxo de escape para reduzir quimicamente o NOx em água (H2O) e nitrogênio (N2). Uma bomba pode ser usada para pressurizar o redutor para liberação a partir da fonte de redutor para o módulo de dosagem e/ou para um catalisador de RCS.

[047] O sistema RCS 240 inclui opcionalmente um primeiro sensor de temperatura de RCS 242 a montante das uma ou mais unidades RCS e um segundo sensor de temperatura de RCS 244 a jusante das uma ou mais unidades RCS. Esses sensores podem ser eletricamente conectados a um controlador, como o controlador 232, para monitorar a temperatura das uma ou mais unidades RCS e, opcionalmente, para coordenar a regeneração das uma ou mais unidades RCS com a regeneração do filtro de escape 208, por meio do controle da temperatura do fluxo de escape, conforme descrito acima, ou através de um outro método adequado.

[048] O sistema RCS 240 libera o fluxo de escape purificado através do conduto 216 posicionado a jusante das uma ou mais unidades RCS.

[049] A Figura 3 é um diagrama de blocos esquemático de um método exemplificador 300 para regeneração de filtro no sistema da Figura 2, de acordo com uma modalidade exemplificadora. Quando o método 300 é executado, o filtro de escape é regenerado e a fuligem (matéria particulada) é queimada ou, de outro modo, removida mediante, por exemplo, o uso de um catalisador. O método 300 para regeneração de filtro compreende desencadear um evento de regeneração (em 302), executar um processo de regeneração (em 306) e executar cálculos de pós- regeneração (em 310).

[050] Em 302, o evento de regeneração é desencadeado mediante o uso de um método exemplificador mostrado em 304. Em algumas modalidades, o evento desencadeador de regeneração compreende estimar um valor de carga de MP. O valor de carga de MP pode ser estimado gerando-se uma estimativa de carga de fuligem baseada em dP (DPSLE - "dP-based Soot Load Estimate") e uma taxa de carga de fuligem baseada em massa (MBSLR - "Mass-Based Soot Load Rate") e, então, adicionando-se esses valores. A DPSLE é derivada mediante a amostragem da pressão diferencial com o uso do primeiro sensor de pressão (por exemplo, o primeiro sensor de pressão diferencial de baixo fluxo) e do segundo sensor de pressão (por exemplo, o segundo sensor de pressão diferencial de baixo fluxo) e, então, correlacionando-se o diferencial a uma certa quantidade de carga de contaminante no filtro de escape 208, conforme mostrado na Figura 4. A exatidão dessa medição é uma função do fluxo, conforme mostrado abaixo. O cálculo da MBSLR usa um modelo para estimar a quantidade de massa de fuligem expelida a jusante do motor, com base nas condições de funcionamento do motor. Em algumas modalidades, a MBSLR é calculada usando uma equação: fuligem proveniente do motor = carga de fuligem no DPF + fuligem queimada devido à oxidação passiva + fuligem queimada devido à oxidação ativa. O valor combinado resultante (soma de DPSLE e MBSLR) é comparado a um limite para determinar se um filtro, como o filtro de escape 208 da Figura 2, precisa ser regenerado. Em algumas modalidades, o valor para o limite é selecionado da faixa de 4,5 a 6 g/L. Em algumas modalidades, conforme ilustrado com referência aos componentes de um sistema exemplificador da Figura 2, o processo de regeneração é desencadeado capturando-se um primeiro valor de pressão P1 com o uso do primeiro sensor de pressão, capturando-se simultaneamente ou quase em tempo real um segundo valor de pressão P2 com o uso do segundo sensor de pressão, e calculando-se o delta (diferencial) de dP entre o primeiro valor de pressão e o segundo valor de pressão, para determinar se o valor de dP excede um limite predeterminado. Em algumas modalidades, o limite predeterminado está dentro de uma faixa de valores que representam as condições para desencadeamento do processo de regeneração, sendo que a faixo inclui um limite mais baixo (um limite mais baixo predeterminado para dP) e um limite mais alto (um limite mais alto predeterminado para dP). Valores exemplificadores para o limite mais baixo predeterminado de dP e para o limite mais alto predeterminado de dP são mostrados na Figura 4.

[051] Em 306, é executado o processo de regeneração. Em algumas modalidades, como parte do processo de regeneração, uma vez que este é desencadeado, a matéria particulada é submetida a combustão no interior do filtro de escape 208, de modo que a fuligem seja removida do filtro de escape 208 por queima.

Em uma modalidade exemplificadora, a combustão é obtida mediante a elevação da temperatura do filtro de escape 208 até ao menos 600 graus Celsius conforme medido, por exemplo, tomando-se os valores de temperatura produzidos pelo segundo sensor de temperatura 224 e/ou pelo terceiro sensor de temperatura 230, e monitorando seu diferencial. De acordo com várias modalidades, a temperatura do filtro de escape 208 pode ser elevada mediante a elevação da temperatura do fluxo de gás de escape que flui através do mesmo. Isso pode ser feito, por exemplo, através de injeção atrasada de combustível, usando bobinas de aquecimento resistivo e/ou usando energia de micro-ondas para aumentar a temperatura. Adicionalmente, um oxidante catalítico,

como um hidrocarboneto liberado através do injetor de hidrocarboneto 204, pode ser usado para aumentar ainda mais a temperatura de escape. Enquanto a regeneração de filtro está em andamento, o valor de carga de MP é periodicamente estimado, em 308, medindo-se a MBSLR e comparando-se a medição a um limite para determinar se o processo de regeneração precisa continuar.

[052] Em 310, é concluído o processo de regeneração. Após a conclusão do processo de regeneração, o valor de carga de MP é outra vez periodicamente estimado usando-se a estimativa de carga de fuligem baseada em dP (DPSLE) e a taxa de carga de fuligem baseada em massa (MBSLR) e, então, adicionando-se esses valores em 312. O valor combinado resultante é comparado a um limite para determinar se um filtro, como o filtro de escape 208 da Figura 2, precisa ser regenerado.

[053] A Figura 4 é um gráfico 400 que mostra a exatidão da estimativa de carga de fuligem baseada em dP (DPSLE) 404 como uma função do fluxo 402 e do diferencial de pressão 406, de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[054] A primeira abscissa (o eixo x1) mostra uma faixa de valores (402) para a vazão real em metros cúbicos por segundo (ACMS - "Actual Cubic Meters per Second", medida sem m3/s) indicativa da vazão volumétrica através do filtro, como o filtro de escape 208, por segundo. A segunda abscissa (o eixo x2) mostra uma faixa de valores (404) para a DPSLE. A ordenada (o eixo y) mostra o diferencial de pressão 406 de modo que cada linha no gráfico 400 represente o diferencial de pressão observado através do DPF em diferentes níveis de fluxo volumétrico em um único ponto de carregamento de fuligem.

[055] Conforme mostrado, embora possa ser observada uma separação entre um diferencial de pressão de 1 g/L e um diferencial de pressão de 10 g/L em valores mais altos de ACMS, essa margem cai conforme a vazão diminui. De modo benéfico, em uma configuração de sensor de pressão diferencial duplo, aqui revelada, um conjunto de sensores está configurado para ser exato sob valores mais altos de ACMS (isto é, sensores de alto fluxo), enquanto o outro conjunto de sensores está configurado para ser exato a valores mais baixos de ACMS (isto é, sensores de baixo fluxo). Mediante o uso desses sensores em combinação, o sistema de controle tem melhor capacidade para estimar o real carregamento de fuligem através do mapa de fluxo, reduzindo assim o potencial para diagnóstico errôneo de OBD, como os erros de regeneração demasiado frequente (TFR).

[056] A Figura 5 é um diagrama de blocos esquemático de um método 500 para regeneração de filtro usando estimativa de carga de fuligem baseada em dP (DPSLE) de sensor duplo, de acordo com uma modalidade exemplificadora. Na modalidade exemplificadora, são empregados dois conjuntos de sensores de pressão diferencial. O primeiro conjunto de sensores de pressão diferencial é projetado para ser exato sob condições de baixo fluxo, e o segundo conjunto de sensores de pressão diferencial é projetado para ser exato sob condições de alto fluxo. A iniciação e o gerenciamento do modo de regeneração para o sistema de filtragem de escape 220 são gerenciados pelo circuito de controle de regeneração 650 de um controlador, como o controlador 232 mostrado na Figura 2 e/ou o controlador 600 mostrado na Figura 6. Como parte desse processo, o controlador 232 está configurado para avaliar as condições de fluxo através do filtro de escape 208 e, com base nessa avaliação, determinar se os sensores de pressão diferencial de baixo fluxo ou de alto fluxo precisam ser usados a fim de fornecer as leituras de pressão para estimar a carga de matéria particulada no filtro de escape 208. Em uma modalidade exemplificadora, conforme adicionalmente descrito abaixo, um método para estimar a carga de fuligem inclui fornecer um sistema de filtragem de escape que inclui um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de baixo fluxo, bem como um terceiro sensor de pressão e um quarto sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de alto fluxo.

Em algumas modalidades, o primeiro sensor de pressão e o segundo sensor de pressão são, respectivamente, o primeiro sensor de pressão diferencial de baixo fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de baixo fluxo da Figura 2. O terceiro sensor de pressão e o quarto sensor de pressão são, respectivamente, o primeiro sensor de pressão diferencial de alto fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de alto fluxo da Figura 2. O método inclui determinar periodicamente uma vazão do gás de escape que flui através do sistema de filtragem de escape. Em algumas modalidades, a vazão é atualizada a uma taxa de ao menos 5 Hz. Quando a vazão está abaixo de um limite de vazão predeterminado, o primeiro e o segundo sensores de pressão são ativados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape.

Quando a vazão está acima do limite de vazão predeterminado, o terceiro e o quarto sensores de pressão podem ser ativados para medir a pressão no sistema de filtragem de escape. Em algumas modalidades, o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,05 a 1,5 m3/s. De acordo com várias modalidades, o limite é um valor ou uma faixa de valores selecionados de uma faixa de valores mais estreita: por exemplo, 0,1 a 1,4 m3/s, 0,3 a 1,1 m3/s, e/ou 0,5 a 0,9 m3/s. Uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape é determinada calculando-se uma diferença na pressão medida por um par de sensores atualmente ativos.

[057] Em 502, o primeiro sensor de pressão diferencial de alto fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de alto fluxo (descritos com referência à Figura 2), os quais são projetados e/ou configurados para fornecer leituras de pressão com uma margem de erro aceitável sob condições de alto fluxo, são ativados para capturar os valores de pressão P3 e P4, respectivamente.

[058] Em 504, o primeiro sensor de pressão diferencial de baixo fluxo e o segundo sensor de pressão diferencial de baixo fluxo (descritos com referência à Figura 2), os quais são projetados e/ou configurados para fornecer leituras de pressão com uma margem de erro aceitável sob condições de baixo fluxo, são ativados para capturar os valores de pressão P1 e P2, respectivamente.

[059] P1, P2, P3 e/ou P4 são avaliados pelo controlador 232. O controlador 232 compreende um circuito de estimativa de carga de fuligem 640, o qual está configurado para calcular um delta entre ou P1 e P2 (em condições de baixo fluxo) ou P3 e P4 (em condições de alto fluxo).

[060] Conforme descrito acima, em algumas modalidades, as etapas 502 e 504 podem ser alternativamente (uma em relação à outra) executadas com base em determinar periodicamente uma vazão do gás de escape que flui através do sistema de filtragem de escape, e comparar a vazão a um limite para determinar se os sensores de baixo fluxo ou de alto fluxo precisam ser ativados. Por exemplo, em algumas modalidades, em 506, o circuito de controle de regeneração 650 do controlador 232 está configurado para determinar se as atuais condições de fluxo são de baixo ou de alto fluxo. Em algumas modalidades, a etapa 506 é executada antes da execução da etapa 502 e/ou da etapa 504. Em algumas modalidades, a etapa 506 é executada simultaneamente a uma dentre a etapa 502 ou a etapa 504, de modo que as atuais condições de fluxo sejam continuamente e/ou periodicamente amostradas, e o sistema alterne de sensores de alto fluxo para sensores de baixo fluxo, conforme necessário. Como parte de determinar se as atuais condições de fluxo são de baixo ou alto fluxo, o circuito de controle de regeneração 650 determina a vazão real em metros cúbicos por segundo (ACMS) atual, indicativa da vazão, ou o volume de gases de escape fluindo através do filtro de escape 208 por unidade de tempo, como por segundo. De acordo com várias modalidades, essa determinação é feita mediante ativação e tomada de medições com o uso de uma arquitetura adequada de medição do fluxo mássico de escape, a qual pode compreender um dispositivo medidor de fluxo configurado para medir o fluxo de escape através do filtro de escape 208 a intervalos de tempo predeterminados. Com base na taxa de ACMS, o circuito de controle de regeneração 650 determina se precisam ser usados os valores de pressão fornecidos pelos sensores de pressão diferencial de baixo fluxo ou de alto fluxo.

[061] Em 508, o circuito de controle de regeneração 650 fornece um resultado da determinação acima ao circuito de estimativa de carga de fuligem 640.

[062] Em 510, o delta entre ou P1 e P2, ou P3 e P4, dependendo da determinação feita em 502 a 506, é avaliado pelo circuito de estimativa de carga de fuligem 640 em relação a um limite de DPSLE predeterminado. Se o valor de delta for mais alto do que o limite de DPSLE predeterminado e as condições de fluxo indicarem uma baixa vazão através do filtro de escape 208, o sistema de filtragem de escape 220 está configurado para entrar em um modo de regeneração de filtro, conforme descrito com referência à Figura 3. De acordo com várias modalidades, o limite de DPSLE sob condições de baixo fluxo pode ser diferente do limite de DPSLE sob condições de alto fluxo. Em algumas modalidades, parâmetros adicionais podem ser avaliados para iniciar o processo de regeneração do filtro, inclusive a temperatura de escape, a vazão mássica de escape e similares.

[063] A Figura 6 é um diagrama esquemático em bloco de um controlador 600 para estimativa de carga de fuligem, de acordo com uma modalidade exemplificadora.

O controlador 600 está configurado para executar os processos do método 500 da Figura 5 em um ou mais sistemas de pós-tratamento exemplificadores da Figura 1 e/ou da Figura 2. O controlador exemplificador 600 compreende ao menos um processador 610, uma memória 620 e um circuito de interface 630. O controlador 600 é configurado conforme descrito em referência à Figura 1. Conforme será entendido pelo versado na técnica, os vários componentes programáveis do controlador 600 incluem um circuito de estimativa de carga de fuligem 640 e um circuito de controle de regeneração do filtro 650 configurados para operar conforme descrito, por exemplo, com referência à Figura 5. Esses circuitos podem compreender instruções armazenadas em memória não temporária, como a memória 620. As instruções são compiladas e/ou executadas pelo processador 610 e comunicadas a vários outros componentes do sistema por meio do circuito de interface 630 através, por exemplo, do conjunto de circuitos de comunicações compreendendo as linhas portadoras de sinal 236 e 238, discutidas com referência à Figura 2.

[064] Embora este relatório descritivo contenha diversos detalhes de implementação específicos, estes não devem ser interpretados como limitações ao escopo do que pode ser reivindicado, mas sim como descrições de recursos específicos para implementações específicas. Certos recursos descritos neste relatório descritivo, no contexto de implementações separadas, podem ser também implementados de maneira combinada em uma implementação única. Por outro lado, vários recursos descritos no contexto de uma implementação única podem ser também implementados em múltiplas implementações, separadamente ou em qualquer subcombinação adequada. Além disso, embora os recursos possam ser descritos acima como agindo em determinadas combinações e mesmo inicialmente reivindicados dessa forma, um ou mais recursos de uma combinação reivindicada podem, em alguns casos, ser removidos da combinação, e a combinação reivindicada pode ser direcionada a uma subcombinação ou a uma variação de uma subcombinação.

[065] De modo similar, embora as operações sejam representadas nos desenhos em uma ordem específica, isso não deve ser entendido como exigindo que tais operações sejam executadas na ordem específica mostrada ou em ordem sequencial, ou que todas as operações ilustradas sejam executadas, a fim de alcançar resultados desejáveis. Em determinadas circunstâncias, a separação de vários componentes do sistema nas implementações descritas acima não deve ser entendida como exigindo tal separação em todas as implementações, e deve-se entender que os componentes e sistemas descritos podem geralmente ser integrados em um único produto ou embalados em múltiplos produtos incorporados em meios tangíveis.

[066] O termo "controlador" abrange todos os tipos de aparelhos, dispositivos e máquinas para processamento de dados, inclusive, a título de exemplo, um processador programável, um computador, um sistema em um circuito integrado, ou múltiplos destes, uma porção de um processador programado ou combinações dos itens anteriormente mencionados. O aparelho pode incluir circuitos lógicos de propósito especial, por exemplo, um FPGA ou um ASIC.

[067] O aparelho pode incluir também, em adição ao hardware, um código que cria um ambiente de execução para o programa de computador em questão, por exemplo um código que constitui um firmware de processador, uma pilha de protocolo, um sistema de gerenciamento de base de dados, um sistema operacional, um ambiente de tempo de execução multiplataforma, uma máquina virtual ou uma combinação de um ou mais dentre os mesmos. O aparelho e o ambiente de execução podem efetuar várias infraestruturas de modelo de computação diferentes, como infraestruturas de computação distribuída e computação em grade.

[068] Conforme utilizados na presente invenção, os termos "substancialmente" e termos similares se destinam a ter um significado amplo em harmonia com o uso comum e aceito pelos versados na técnica à qual o assunto desta revelação se refere. Deve-se compreender, pelos versados na técnica que revisam a presente revelação, que esses termos se destinam a permitir uma descrição de certos recursos descritos e reivindicados, sem restringir o escopo desses recursos às exatas faixas numéricas fornecidas. Consequentemente, esses termos devem ser interpretados como indicando que modificações ou alterações insubstanciais ou inconsequentes do assunto descrito e reivindicado são consideradas como estando dentro do escopo da invenção, conforme mencionado nas reivindicações anexas.

Adicionalmente, nota-se que limitações nas reivindicações não devem ser interpretadas como constituindo limitações de "meios mais funções" sob as leis de patentes dos Estados Unidos da América, caso o termo "meios" não seja usado nas mesmas.

[069] O termo "acoplado" e similares, conforme usado na presente invenção, significa a união de dois componentes direta ou indiretamente um ao outro. Tal união pode ser estacionária (por exemplo, permanente) ou móvel (por exemplo, removível ou liberável). Tal união pode ser obtida com os dois componentes ou os dois componentes e quaisquer componentes intermediários adicionais sendo integralmente formados uns com os outros como um único corpo unitário, ou com os dois componentes ou os dois componentes e quaisquer componentes intermediários adicionais sendo fixados uns aos outros.

[070] Os termos "fluidamente acoplado", "em comunicação fluida" e similares, como usados aqui, significam que os dois componentes ou objetos têm uma rota formada entre os dois componentes ou objetos na qual pode fluir um fluido, como água, ar, redutor gasoso, amônia gasosa, etc., com ou sem componentes ou objetos intermediários. Exemplos de acoplamentos fluidos ou configurações para possibilitar uma comunicação fluida podem incluir tubulações, canais ou quaisquer outros componentes adequados para possibilitar o fluxo de um fluido a partir de um componente ou objeto para outro.

[071] É importante notar que a construção e a disposição do sistema mostrado nas várias implementações exemplificadoras são de caráter apenas ilustrativo e não restritivo. Deseja-se que estejam protegidas todas as alterações e modificações que estão dentro do espírito e/ou escopo das implementações descritas. Deve-se compreender que alguns recursos podem não ser necessários e que implementações desprovidas das várias características podem ser contempladas como dentro do escopo do pedido, sendo o escopo definido pelas reivindicações a seguir. Na leitura das reivindicações pretende-se que, quando forem usadas as palavras como "um", "uma", "ao menos um/uma" ou "ao menos uma porção", não haja intenção de limitar a reivindicação a somente um item, exceto quando especificamente declarado em contrário na reivindicação.

Quando forem usadas as expressões "ao menos uma porção" e/ou "uma porção", o item pode incluir uma porção e/ou a totalidade do item,

exceto quando especificamente declarado em contrário.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para estimar a carga de fuligem em um sistema de filtragem de escape de um sistema de pós-tratamento de escape que está configurado para receber gás de escape proveniente de um motor, sendo o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer um sistema de filtragem de escape que compreende: um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de baixo fluxo; um terceiro sensor de pressão e um quarto sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de alto fluxo; determinar periodicamente uma vazão do gás de escape que flui através do sistema de filtragem de escape; quando a vazão estiver abaixo de um limite de vazão predeterminado, usar o primeiro e o segundo sensores de pressão para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e estimar uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape mediante o uso da pressão medida pelo primeiro e pelo segundo sensores de pressão; e quando a vazão estiver acima do limite de vazão predeterminado, usar o terceiro e o quarto sensores de pressão para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e estimar uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape mediante o uso da pressão medida pelo terceiro e pelo quarto sensores de pressão.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de vazão predeterminado está na faixa de 0,05 a 1,5 m3/s.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:

quando a vazão estiver abaixo do limite de vazão predeterminado, a carga de fuligem é estimada com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo primeiro sensor de pressão e uma pressão medida pelo segundo sensor de pressão; e quando a vazão estiver acima do limite de vazão predeterminado, a carga de fuligem é estimada com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo terceiro sensor de pressão e uma pressão medida pelo quarto sensor de pressão.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente comparar a carga de fuligem estimada a um limite de carga de fuligem predeterminado.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente executar um processo de regeneração do filtro de escape quando a carga de fuligem estimada for mais alta do que o limite de carga de fuligem predeterminado.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de carga de fuligem predeterminado é de ao menos 4,5 g/L.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de carga de fuligem predeterminado está em uma faixa de 4,5 a 6 g/L.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa de determinar periodicamente a vazão, a vazão é atualizada a uma taxa de ao menos 5 Hz.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões, em que ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões, em que ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões.

11. Sistema de filtragem de escape de um sistema de pós-tratamento de escape que está configurado para receber gás de escape proveniente de um motor, sendo o sistema de filtragem de escape CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de baixo fluxo; um terceiro sensor de pressão e um quarto sensor de pressão, cada qual configurado para medir a pressão no sistema de filtragem de escape sob condições de alto fluxo; e um controlador configurado para: determinar periodicamente a vazão de gás de escape fluindo através do sistema de filtragem de escape; quando a vazão estiver abaixo de um limite de vazão predeterminado, ativar o primeiro e o segundo sensores de pressão para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e estimar uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape mediante o uso da pressão medida pelo primeiro e pelo segundo sensores de pressão; e quando a vazão estiver acima do limite de vazão predeterminado, ativar o terceiro e o quarto sensores de pressão para medir a pressão no sistema de filtragem de escape, e estimar uma carga de fuligem do sistema de filtragem de escape mediante o uso da pressão medida pelo terceiro e pelo quarto sensores de pressão.

12. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de vazão predeterminado está em uma faixa de 0,05 a 1,5 m3/s.

13. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de vazão predeterminado está em uma faixa de 0,1 a 1,4 m3/s.

14. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de vazão predeterminado está em uma faixa de 0,3 a 1,1 m3/s.

15. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de vazão predeterminado está em uma faixa de 0,5 a 0,9 m3/s.

16. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para: quando a vazão estiver abaixo do limite de vazão predeterminado, estimar a carga de fuligem com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo primeiro sensor de pressão e uma pressão medida pelo segundo sensor de pressão; e quando a vazão estiver acima do limite de vazão predeterminado, estimar a carga de fuligem com base em uma diferença entre uma pressão medida pelo terceiro sensor de pressão e uma pressão medida pelo quarto sensor de pressão.

17. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para comparar a carga de fuligem estimada a um limite de carga de fuligem predeterminado.

18. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para executar um processo de regeneração do filtro de escape quando a carga de fuligem estimada for mais alta do que o limite de carga de fuligem predeterminado.

19. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de carga de fuligem predeterminado é de ao menos 4,5 g/L.

20. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o limite de carga de fuligem predeterminado está em uma faixa de 4,5 a 6 g/L.

21. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato que, na etapa de determinar periodicamente a vazão por meio do controlador, a vazão é atualizada a uma taxa de ao menos 5 Hz.

22. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são calibrados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões, em que ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões.

23. Sistema de filtragem de escape, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro e o segundo sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma primeira faixa de pressões, e o terceiro e o quarto sensores de pressão são classificados para uso na medição de uma segunda faixa de pressões, em que ao menos uma porção da segunda faixa de pressões é maior que ao menos uma porção da primeira faixa de pressões.