CN102817686B - 颗粒过滤器监测方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及颗粒过滤器监测方法和系统，具体地，提供一种监测颗粒过滤器的再生的方法。所述方法包括：评估再生事件是否基于固定的阈值条件；基于所述评估，选择性地设置通过或失败状态；以及产生显示通过或失败状态的信息。

Description

颗粒过滤器监测方法和系统
技术领域
本发明的示范性实施例涉及用来监测车辆中颗粒过滤器的再生的方法、系统和计算机程序产品。
背景技术
从内燃发动机特别是柴油机排出的废气，是一种非均质混合物，其包括气态排放物如一氧化碳(CO)，未燃烧的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)以及构成颗粒物质的凝聚相物质(液态和固态)。典型地布置在催化剂载体或基底中的催化剂组分物设置在发动机排气系统中用来使这些排气组分中的某些或全部转换成非受限的排气组分。
颗粒过滤器(PF)将颗粒物从排气中去除。颗粒物聚集在PF中。聚集的颗粒物引起发动机经受的排气系统背压增加。为了解决这种增加，PF需要周期性地被清洁或再生。车辆应用中PF的再生是典型地自动的，并由发动机或其他控制器基于发动机和/或排气系统传感器产生的信号来控制。
因此，期望提供用来监测再生PF的频率的系统和方法。
发明内容
在一个示范性实施例中，提供一种监测颗粒过滤器再生的方法。该方法包括评估再生事件是否基于固定的阈值条件；基于该评估，选择性地设置通过或失败状态；以及产生显示该通过或失败状态的信息。
本发明进一步提供如下方案：
1.一种监测颗粒过滤器再生的方法，包括：
评估再生事件是否基于固定的阈值条件；
基于所述评估，选择性地设置通过或失败状态；以及
产生显示通过或失败状态的信息。
2.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于时间的条件。
3.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于距离的条件。
4.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述固定的阈值条件是燃料计数器条件。
5.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述选择性地设置通过或失败状态包括：当再生事件基于所述固定的阈值条件时选择性地设置通过或失败状态为通过。
6.根据方案5所述的方法，其特征在于，所述选择性地设置通过或失败状态包括：当再生事件基于测量的或建模的条件时，基于对烟灰质量的评估来选择性地设置通过或失败状态。
7.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述信息包括显示所述状态的诊断代码。
8.一种再生监测系统，包括：
条件评估模块，其评估再生事件是否基于固定的阈值条件，并且基于所述评估选择性地设置通过或失败状态；和
报告模块，其产生显示所述状态的信息。
9.根据方案8所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于时间的条件。
10.根据方案8所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于距离的条件。
11.根据方案8所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是燃料计数器条件。
12.根据方案8所述的系统，其特征在于，所述条件评估模块在所述再生事件基于固定的阈值条件时通过选择性地设置通过或失败状态为通过来选择地设置通过或失败状态。
13.根据方案12所述的系统，其特征在于，所述条件评估模块在所述再生事件基于测量的或建模的条件时，通过基于对烟灰质量的评估来选择性地设置通过或失败状态来选择性地设置通过或失败状态。
14.根据方案8所述的系统，其特征在于，所述信息包括显示所述状态的诊断代码。
15.一种排气系统，包括：
颗粒过滤器；和
控制模块，其评估颗粒过滤器的再生事件是否基于固定的阈值条件，并且基于所述评估选择性地设置通过或失败状态。
16.根据方案15所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于时间的条件、基于距离的条件和燃料计数器条件中的至少一个。
17.根据方案15所述的系统，其特征在于，所述控制模块在所述再生事件基于固定的阈值条件时通过选择性地设置通过或失败状态为通过来选择地设置通过或失败状态。
18.根据方案17所述的系统，其特征在于，所述控制模块在所述再生事件基于测量的或建模的条件时，通过基于对烟灰质量的评估来选择性地设置通过或失败状态来选择性地设置通过或失败状态。
19.根据方案15所述的系统，其特征在于，所述控制模块产生包括显示所述状态的诊断代码的信息。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将结合附图从本发明的以下详细描述中显见。
附图说明
其他目标、特征、优点和细节，在以下对实施例的详细描述中仅通过例子来显示，详细描述参考如下附图：
图1是根据典型实施例的包括排气系统的车辆的功能框图；
图2是根据典型实施例的显示排气系统的再生监测系统的数据流图；以及
图3是根据典型实施例的显示可由排气系统执行的再生监测方法的流程图。
具体实施方式
下面的描述仅仅是本质上示例性的，并不局限于本公开、其应用或用途。应理解的是，整个附图中相同的参考标记代表相似或相应的部分和特征。在此所使用，术语模块是指专用集成电路(ASIC)，电子电路，执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器，组合逻辑电路，和/或提供所描述功能的其他合适组件。
现在参考图1，示范性实施例引向排气处理系统10，其用来降低车辆14的内燃发动机例如发动机12的受限的排气组分。如所明白，发动机12可以是任何类型的发动机，包括但不限于柴油机，汽油直喷发动机，均质充量压燃发动机或其他发动机类型。
排气处理系统10通常包括一个或多个排气通道16，和一个或多个排气处理装置。在各实施例中，排气处理装置包括至少颗粒过滤装置(PF)18。如所明白，其他排气处理装置(未示出)可布置于PF18的上游和/或下游。这样的排气处理装置可以包括但不限于氧化催化装置，选择性催化还原装置，或者其他处理装置。
在图1中，排气通道16，其可能包括若干段，传输从发动机12的排气到排气处理系统10的各排气处理装置。PF装置18接收排气并且操作以过滤排气中的碳和其他颗粒。在各实施例中，PF18可使用陶瓷壁流整体式过滤器来制成。该过滤器可封装在壳或罐中，其具有与排气通道16流体联通的进口和出口。该陶瓷壁流整体可具有由纵向延伸壁限定出的多个纵向延伸的通道。所述通道包括：进口通道的子集，其具有开放进口端和封闭出口端；和出口通道的子集，其具有封闭进口端和开放出口端。
通过进口通道的进口端进入过滤器装置的排气被强行移动穿过临近的纵向延伸壁到出口通道。正是通过该壁流机理，排气被过滤出碳和其他颗粒。被过滤出的颗粒沉积在进口通道的纵向延伸壁上，并且随着时间将会增加对由发动机12经受的排气背压的影响。应明白，陶瓷壁流整体过滤器实际上仅是示范性的，并且PF装置18可包括其他过滤装置例如缠绕或者填充的纤维过滤器，开孔泡沫，或烧结金属纤维。
颗粒物在PF18中的聚集被周期性地清洁或再生。再生包括通常在高温度(例如高于600℃)环境氧化或燃烧聚集的碳和其他颗粒。再生可通过控制发动机12和/或一个或多个排气组件来执行使得排气温度增加。通过PF18的排气温度的增加提供再生所需的所述高温度环境。
控制模块20基于感测的和/或建模的数据控制发动机12和/或一个或多个排气组件。所感测的数据可以从发动机12和/或排气处理系统10的一个或多个传感器22a-22n接收。
在各实施例中，控制模块20监测再生的频率以确定该频率是否大于频率阈值。在监测再生的频率时，控制模块20评估该再生是否由固定的阈值条件例如时间阈值、距离阈值、燃料计数器阈值或其他固定的阈值条件来触发。当该再生由固定的阈值条件触发时，通过限定，该再生不可能太频繁。在各实施例中，该控制模块20基于该再生是否由固定的阈值条件来触发设定诊断代码24。例如，控制模块20在该再生基于固定的阈值条件来触发时可以设定诊断代码24来显示测试通过。控制模块20可以根据不同的报告方法(包括但不限于使用车内通信报告信息和/或车外报告信息)来报告诊断代码24。
现在参照图2，数据流图显示出再生监测系统的不同实施例，其可嵌入到控制模块20中。根据本发明的再生监测系统的不同实施例可包括任何数量的嵌入到控制模块20中的子模块。如可明白的，在图2中显示的子模块可结合和/或进一步分隔成PF18的相似监测再生(图1)。对该系统的输入可通过传感器22a-22n(图1)从内燃发动机12感测，接收自其他控制模块(未示出)，和/或通过在控制模块20中的其他子模块(未示出)确定/建模。在不同的实施例中，控制模块20包括条件评估模块30，和报告模块32。
条件评估模块30接收作为输入的再生状态34和触发类型36。在不同的实施例中，再生状态34显示再生是否正在发生，已经发生或还没发生。在不同的实施例中，触发类型36显示正在发生或已经发生的触发再生的条件类型。所述条件类型可包括，例如，固定的阈值条件，例如，时间条件(例如，当再生没有发生达X时间时，触发再生)，距离条件(例如，当再生没有发生达X英里时，触发再生)，燃料计数器条件(例如，当再生没有发生达X量的已燃燃料时，触发再生)，或基于其他固定的阈值条件，和基于测量的/建模的条件(例如，基于在颗粒过滤器中的测量的或建模的烟灰量来触发再生)。
条件评估模块30基于触发类型36和再生状态34设置通过/失败状态38。例如，如果再生状态34显示再生正在发生或已经发生，并且触发类型36显示基于固定的阈值条件，则该条件评估模块30设置通过/失败状态38为通过(PASS)。因此，自动通过所述诊断以防止任何错误故障。
在其他实施例中，如果再生状态34显示所述再生正在发生或者已经发生，且触发类型36显示基于测量的/建模的状态，则条件评估模块30评估在系统10中各位置处的烟灰质量40来确定诊断是否应通过或者失败。例如，条件评估模块30可以将发动机输出的预测烟灰质量与增量(Δ)压力传感器预测的烟灰质量相比较，来确定诊断是否应通过或者失败。条件评估模块30基于确定诊断是否应通过或者失败来设置通过/失败状态38。
报告模块32接收通过/失败状态38作为输入。基于通过/失败状态38，报告模块32设定与颗粒过滤器关联的诊断代码24的值，并报告诊断代码24。在不同的实施例中，诊断代码24可以通过在车辆14(图1)的串口数据总线(未示出)上产生信息来报告，其中所述信息可以通过使用车辆14(图1)的远程信息处理系统(未示出)传送到远处，或者可以由连接到车辆14(图1)的技术员工具(未示出)来检索。
现在参考图3，同时继续参考图1和2，流程图显示出再生监测方法，其可以通过根据本发明的图1的控制模块20执行。如可明白的是，根据本发明，该方法中的操作顺序并不限于图3所示的次序执行，而是在使用时并根据本发明可以一个或多个不同的顺序来执行。
在不同的实施例中，所述方法可以基于预定事件而被调度运行，和/或在发动机12的运行期间连续运行。
在一个例子中，该方法可在100处开始。在110处评估再生状态，在120处评估触发类型。如果在110处再生状态显示再生正在发生或者已经发生，并且在120处再生类型显示再生是基于规定的阈值条件被触发，则在130处所述通过/失败状态被设定为通过。因此，故障代码基于该通过/失败状态被设定来显示并且被报告，例如，在140处如上讨论。方法可在150处结束。
然而，如果在110处再生状态显示出该再生正在发生或已经发生，并且在120处触发类型显示该再生是基于测量的或建模的条件被触发的，则在发动机系统中的不同位置处所预测的烟灰质量被评估以确定在160处诊断是否应该通过或者失败，并在170处所述通过/失败状态基于所述评估设定。随后，故障代码基于所述通过/失败状态而被设定以显示并且被报告，例如，在140处如上讨论。方法可在150处结束。
然而，如果在110处再生状态显示再生还没有发生，则方法可在150处结束。
虽然本发明参考示范性实施例已经被描述，但本领域技术人员将理解的是，可以在不偏离发明的范围内作出各种修改并且等价物可以替换其元素。此外，在不偏离本发明的本质范围内，可做成许多修改以将特定情况或材料适应本发明教导。因此，该发明不仅限于披露的具体实施例，而是该发明将包括落在本发明应用范围内的所有实施例。

Claims (19)

1.一种监测颗粒过滤器再生的方法，包括：
评估再生事件是否基于固定的阈值条件；
基于所述评估，选择性地设置通过或失败状态；以及
产生显示通过或失败状态的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于时间的条件。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于距离的条件。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的阈值条件是燃料计数器条件。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择性地设置通过或失败状态包括：当再生事件基于所述固定的阈值条件时选择性地设置通过或失败状态为通过。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选择性地设置通过或失败状态包括：当再生事件基于测量的或建模的条件时，基于对烟灰质量的评估来选择性地设置通过或失败状态。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息包括显示所述状态的诊断代码。
8.一种再生监测系统，包括：
条件评估模块，其评估再生事件是否基于固定的阈值条件，并且基于所述评估选择性地设置通过或失败状态；和
报告模块，其产生显示所述状态的信息。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于时间的条件。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于距离的条件。
11. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是燃料计数器条件。
12. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述条件评估模块在所述再生事件基于固定的阈值条件时通过选择性地设置通过或失败状态为通过来选择地设置通过或失败状态。
13. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述条件评估模块在所述再生事件基于测量的或建模的条件时，通过基于对烟灰质量的评估来选择性地设置通过或失败状态。
14. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信息包括显示所述状态的诊断代码。
15.一种排气系统，包括：
颗粒过滤器；和
控制模块，其评估颗粒过滤器的再生事件是否基于固定的阈值条件，并且基于所述评估选择性地设置通过或失败状态。
16. 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述固定的阈值条件是基于时间的条件、基于距离的条件和燃料计数器条件中的至少一个。
17. 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述控制模块在所述再生事件基于固定的阈值条件时通过选择性地设置通过或失败状态为通过来选择地设置通过或失败状态。
18. 根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述控制模块在所述再生事件基于测量的或建模的条件时，通过基于对烟灰质量的评估来选择性地设置通过或失败状态。
19. 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述控制模块产生包括显示所述状态的诊断代码的信息。
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