CN103206291B - 控制压缩点火发动机的后处理部件内的再生的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制压缩点火发动机的后处理部件内的再生的系统和方法。用于控制发动机的后处理部件内的再生的方法包括：接收上游温度信号；接收下游温度信号；以及基于上游温度信号和下游温度信号之间的差值而计算温度差。将该温度差与预定温度变化极限比较以确定温度差是否小于或大于预定温度变化极限。如果温度差小于预定温度变化极限，则使用一次烟尘积聚模型计算在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值。如果温度差大于预定温度变化极限，则使用二次烟尘积聚模型计算在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值。将在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值和与后处理部件相关联的预定阈值相比较。

Description

控制压缩点火发动机的后处理部件内的再生的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于压缩点火发动机的后处理系统，并且更具体地涉及用于控制压缩点火发动机的后处理部件内的再生的系统和方法。
背景技术
来自压缩点火发动机的排气中的颗粒物的排放出于环境原因而受管制。因此，配有压缩点火发动机的车辆常常包括诸如颗粒过滤器、带催化剂的烟尘过滤器和吸附催化剂的后处理部件以用于从它们的排气流去除颗粒物和其它受管制组分(例如，氮氧化物或NOx)。颗粒过滤器和其它后处理部件可能是有效的，但也可能在其收集颗粒物时增加背压。
颗粒物可包括通常被称作烟尘的灰粉和未燃烧的碳颗粒。随着这种碳基颗粒物在后处理部件中的积聚，其可能增加排气系统中的背压。具有大的颗粒物排放率的发动机可能在相对短的时间段内逐步形成过高的背压水平，从而降低发动机效率和功率产生能力。因此，希望拥有在有效捕集排气中的颗粒物的同时最小化背压的颗粒过滤系统。
为了同时实现这些竞争性目标，后处理部件必须被定期监测并通过更换部件或除去积聚的烟尘来进行维护。从后处理部件清除积聚的烟尘可通过对CO2的氧化(即，燃尽)而实现并且在本领域被称为再生。为了避免服务中断，再生通常优先于后处理部件的更换。
可实现再生的一种方式是通过将过滤材料和/或所收集的颗粒物的温度增加至高于颗粒物的燃烧温度的水平。升高温度通过允许排气中的过量的氧气氧化颗粒物而有利于消耗烟尘。通过将颗粒物暴露于足够浓度的二氧化氮(NO2)也可在较低的温度下将颗粒物氧化并因此去除。来自诸如柴油发动机的压缩发动机的排气通常包含NOx，其主要由一氧化氮(NO)和大约5至20%的NO2组成，当在排气系统中存在氧化催化剂时，更高含量的NO2是常见的。因此，甚至在相对低的温度下也进行一定水平的再生。
再生过程可以是被动的或主动的。在被动系统中，只要热量(例如，由排气携带的热量)和烟尘(例如，截留在后处理部件中的烟尘)足以有利于氧化，和/或只要在排气中存在允许在较低温度下氧化的足够浓度的NO2，就会进行再生。在主动系统中，通过从外部源(例如，电加热器、燃料喷燃器、微波加热器，和/或来自发动机自身，例如利用缸内后期喷射或将燃料直接喷入排气流中)引入热量而在所需的时间引发再生。主动再生可在各种车辆操作和排放条件期间引发。这些有利的操作条件有静止车辆操作，例如，在例如再加燃料停止期间车辆停车时。发动机控制系统可用来预测主动地促进再生事件和实现对再生过程的控制可能是有利的时间。
通过在排气流流过后处理部件时监测排气流的性质，发动机控制系统可使用烟尘模型来推断(即预测)积聚在后处理部件中的烟尘的质量。控制系统可使用推断的烟尘质量数据来监测随时间推移的烟尘负荷，以确定或预测可能需要或希望再生的时间，以促进再生事件和/或实现对再生过程或其它补救措施的控制。在一个示例性烟尘模型中，可以使用在装载的后处理部件上的压降以及对在烟尘积聚和压降之间的关系的认知来估计在后处理部件中的烟尘负荷范围。这是可能的，因为当烟尘在后处理部件中积聚时，压降通常从在后处理部件洁净时经历的压降开始增加(在具体的温度和体积流量下)。
因为温度、压力和流量中的变化影响排气在其穿过后处理部件时经历的压降，所以对这些参数的测量的精度和可靠性是重要的。理想气体定律也可用来调整流量以改变温度和压力，从而进一步增加了准确确定这些参数的重要性。然而，遗憾的是，在确定后处理部件内部和周围的温度中遇到许多困难。例如，经验表明，排气温度可能显著偏离后处理部件中的材料温度，特别是在不稳定或瞬态操作期间。这是因为在典型的后处理部件中可能存在的显著的热惯性，当部件响应于瞬态操作条件时，热惯性可能伴随着相对较大的温度梯度。因此，由于对准确温度测量的较大依赖性，可能由后处理部件中出现的温度梯度而导致误差。
因此，希望提供用于确定促进主动再生的时间并用于控制颗粒过滤系统的主动再生的改进的系统和方法，尤其是在后处理部件内部或周围存在大的温度梯度的情况下具有改进的模型精度的系统和方法。
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，一种用于控制发动机的后处理部件内的再生的方法包括：接收表示后处理部件上游的温度的上游温度信号；接收表示后处理部件下游的温度的下游温度信号；以及基于在上游温度信号和下游温度信号之间的差值计算在后处理部件上的温度差。将在后处理部件上的温度差与预定温度变化极限比较以确定在后处理部件上的温度差是否小于或大于预定温度变化极限。
如果在后处理部件上的温度差小于预定温度变化极限，则使用一次烟尘积聚模型计算在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值。如果在后处理部件上的温度差大于预定温度变化极限，则使用二次烟尘积聚模型计算在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值。将在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值和与后处理部件相关联的预定阈值相比较，并且当在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值超出预定阈值时启动补救措施。
在本发明的另一个示例性实施例中，一种用于控制后处理部件内的再生的系统包括再生控制器，其具有联接到记忆存储装置的处理器。再生控制器被构造成：接收表示后处理部件上游的温度的上游温度信号；接收表示后处理部件下游的温度的下游温度信号；以及基于上游温度信号和下游温度信号之间的差值计算在后处理部件上的温度差。
再生控制器还被构造成：将在后处理部件上的温度差与预定温度变化极限比较以确定在后处理部件上的温度差是否小于或大于预定温度变化极限；如果在后处理部件上的温度差小于预定温度变化极限，则使用一次烟尘积聚模型计算在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值；并且如果在后处理部件上的温度差大于预定温度变化极限，则使用二次烟尘积聚模型计算在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值。再生控制器还被构造成：将在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值和与后处理部件相关联的预定阈值相比较；以及当在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值超出预定阈值时启动补救措施。
本发明提供下列技术方案。
技术方案1：一种用于控制发动机的后处理部件内的再生的方法，包括：
接收表示所述后处理部件上游的排气流的温度的上游温度信号；
接收表示所述后处理部件下游的所述排气流的温度的下游温度信号；
基于在所述上游温度信号和所述下游温度信号之间的差值而计算在所述后处理部件上的温度差；
将在所述后处理部件上的所述温度差与预定温度变化极限比较以确定在所述后处理部件上的所述温度差是否小于或大于所述预定温度变化极限；
如果在所述后处理部件上的所述温度差小于所述预定温度变化极限，则使用一次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值，并且如果在所述后处理部件上的所述温度差大于所述预定温度变化极限，则使用二次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值；
将在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值和与所述后处理部件相关联的预定阈值相比较；以及
当在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值超出所述预定阈值时启动补救措施。
技术方案2：根据技术方案1所述的方法，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降。
技术方案3：根据技术方案1所述的方法，其中，所述一次烟尘积聚模型基于指示所述排气流的流量的流量指数。
技术方案4：根据技术方案1所述的方法，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数和流量指数之间的关系，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降，所述流量指数指示所述排气流的流量。
技术方案5：根据技术方案1所述的方法，其中，所述二次烟尘积聚模型基于使用发动机停车条件逐步形成的烟尘率图。
技术方案6：根据技术方案2所述的方法，其中，所述压降指数表示在所述后处理部件上的压力比。
技术方案7：根据技术方案3所述的方法，其中，所述流量指数基于所述发动机的速度。
技术方案8：根据技术方案1所述的方法，其中，启动补救措施包括调整一个或多个发动机控制参数，以便修改所述发动机的操作，从而促进所述后处理部件中的被动再生。
技术方案9：根据技术方案8所述的方法，其中，所述调整被构造成提供在所述后处理部件处的最低温度以促进所述后处理部件中的再生。
技术方案10：根据技术方案8所述的方法，其中，所述调整包括修改所述发动机的加燃料和正时。
技术方案11：根据技术方案1所述的方法，其中，所述补救措施包括激活辅助加热元件以增加所述排气流的温度。
技术方案12：根据技术方案8所述的方法，其中，所述补救措施包括激活警示灯，所述警示灯指示操作者启动所述后处理部件中的再生。
技术方案13：一种用于控制发动机的后处理部件内的再生的系统，包括：
再生控制器，其具有联接到记忆存储装置的处理器，所述再生控制器被构造成：
接收表示所述后处理部件上游的排气流的温度的上游温度信号；
接收表示所述后处理部件下游的所述排气流的温度的下游温度信号；
基于在所述上游温度信号和所述下游温度信号之间的差值而计算在所述后处理部件上的温度差；
将在所述后处理部件上的所述温度差与预定温度变化极限比较以确定在所述后处理部件上的所述温度差是否小于或大于所述预定温度变化极限；
如果在所述后处理部件上的所述温度差小于所述预定温度变化极限，则使用一次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值；
如果在所述后处理部件上的所述温度差大于所述预定温度变化极限，则使用二次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值；
将在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值和与所述后处理部件相关联的预定阈值相比较；以及
当在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值超出所述预定阈值时启动补救措施。
技术方案14：根据技术方案13所述的系统，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降。
技术方案15：根据技术方案13所述的系统，其中，所述一次烟尘积聚模型基于指示所述排气流的流量的流量指数。
技术方案16：根据技术方案13所述的系统，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数和流量指数之间的关系，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降，所述流量指数指示所述排气流的流量。
技术方案17：根据技术方案13所述的系统，其中，所述二次烟尘积聚模型基于使用发动机停车条件逐步形成的烟尘率图。
技术方案18：根据技术方案14所述的系统，其中，所述压降指数表示在所述后处理部件上的压力比。
技术方案19：根据技术方案15所述的系统，其中，所述流量指数基于所述发动机的速度。
技术方案20：根据技术方案13所述的系统，其中，启动补救措施包括调整一个或多个发动机控制参数，以便修改所述发动机的操作，从而促进所述后处理部件中的被动再生。
当结合附图时，根据本发明的以下详细描述，本发明的上述特征和优点及其它特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
其它特征、优点和细节仅以举例方式出现在实施例的以下详细描述、参考附图的详细描述中，在附图中：
图1是示意图，示出了用于控制压缩点火发动机的后处理部件内的再生的示例性系统；以及
图2是工艺流程图，示出了用于控制压缩点火发动机的后处理部件内的再生的示例性方法。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，而并非意图限制本发明、其应用或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。
根据本发明的示例性实施例，如图1所示，用于控制压缩点火发动机的后处理部件内的再生的示例性系统100包括联接到排气系统104的压缩点火发动机102，来自发动机102的排气103穿过排气系统104并在排放到大气之前被处理。排气系统104包括至少一个后处理部件106，例如，用于从排气系统去除颗粒物和其它受管制的组分的颗粒过滤器。加热器108被构造用于增加热量到后处理部件106以在后处理部件106中引发再生。再生控制器110被构造成预测在后处理部件中进行再生可能有必要或有利的时间，并且在适当时主动促进再生事件。再生控制器110可以例如通过将热量从诸如加热器108的外部源引入到后处理部件106或通过造成燃料喷入发动机102或排气系统104中而促进这样的事件。
为了使再生控制器110能够更好地执行其功能，各种仪器被定位在发动机102和排气系统104内。这些仪器被构造成响应于发动机102和排气系统104中相关参数的变化并且将信号传输至再生控制器110，该信号指示发动机102和后处理部件106的操作。例如，在示例性实施例中，上游压力传感器112测量后处理部件106上游的排气流103的压力并产生上游压力信号114。类似地，下游压力传感器116测量后处理部件106下游的排气流103的压力并产生下游压力信号118。此外，上游温度传感器120测量后处理部件106上游的排气流103的温度并产生上游温度信号122。下游温度传感器124测量后处理部件106下游的排气流的温度并产生下游温度信号126。发动机速度传感器128感测发动机102的速度并产生发动机速度信号130。发动机流量传感器132感测在发动机102或排气系统104中流动的工作流体(例如，空气或空气和燃料或排气)的质量流量并产生发动机流量信号134。
再生控制器110接收诸如下列中的一个或多个的信息：来自上游压力传感器112、下游压力传感器116、上游温度传感器120、下游温度传感器124、发动机速度传感器128和发动机流量传感器132的上游压力信号114、下游压力信号118、上游温度信号122、下游温度信号126、发动机速度信号130和发动机流量信号134。再生控制器110的处理器136和与再生控制器110相关联的存储器138配合以执行指令，该指令被构造成：使再生控制器110能够监测后处理部件106中的烟尘负荷；确定或预测后处理部件106中的再生可能是必要的或期望的时间；促进后处理部件106中的再生事件；和/或实现对再生过程的控制或其它补救措施。
例如，在示例性实施例中，再生控制器110被构造成基于压降指数而估计后处理部件106中的颗粒物积聚量，该指数指示在排气流穿过后处理部件106时排气流压力的下降。在示例性实施例中，再生控制器110使用上游压力信号114和下游压力信号118来计算压降指数。此外，再生控制器110使用发动机速度传感器128的发动机速度信号或来自发动机流量传感器132的发动机流量信号134来生成流量指数。另外，再生控制器110使用上游温度信号122和下游温度信号126来计算温度指数，该指数指示排气流103的温度或当排气流穿过后处理部件106时排气流的温度变化。在温度信号中的一个或多个(例如，上游温度信号122和下游温度信号126中的一个)不存在或被认为不可靠的情况中，或者在可能需要关于后处理部件106内的温度方面的更多细节的情况中，可使用模拟模型来基于其它已知的温度估计在后处理部件内的一个或多个位置处的一个或多个温度。然后，基于另外的温度细节，可以生成更准确的温度指数。
一旦已生成流体流的性质，再生控制器110即可估计后处理部件106中的颗粒物的积聚量。在示例性实施例中，再生控制器110使用基于使用发动机停车条件逐步形成的烟尘率图的烟尘积聚模型。在另一个示例性实施例中，再生控制器110使用基于在压降指数、流量指数和温度指数之间的关系的烟尘积聚模型。如本领域技术人员将理解的，在恒定流量和温度下的压降(即变化)量的增加指示了烟尘或其它颗粒物在后处理部件106中的积聚。本领域的技术人员还将理解，流量指数可以被归一化成标准化温度和标准化压力(例如，根据理想气体定律)，以便消除与排气流103的温度和压力中的变化相关联的不准确度中的一些或全部。这是可能的，因为已知在压力损失和这样的修正流量之间可能存在一致的关系，尽管流的温度和/或压力可能变化。
已经认识到，在排气流103和/或后处理部件106中的一些极端或不稳定或瞬时的条件的存在可能导致确定的温度或其它相关参数的不准确。因此，在示例性实施例中，再生控制器110确定是否依赖诸如基于压力的烟尘模型的一次烟尘积聚模型或二次烟尘积聚模型或另一种备用技术。关于要使用哪种技术的决策可基于在后处理部件上游测量的温度和在后处理部件下游测量的温度以及后处理部件内的模型表面温度。例如，当在后处理部件上游测量的温度超出预定阈值时，再生控制器110可以选择成依赖备选的烟尘估计技术而不是使用在过高的温度下可能不可靠的基于压力的预测方法。在示例性实施例中，备选的烟尘估计技术依赖烟尘积聚模型，该模型基于根据发动机停车条件逐步形成的烟尘率图。在这样的条件下，再生控制器110也可禁用基于压力的烟尘模型，以避免生成或使用不可靠的烟尘积聚估计值。再生控制器110可选择成依赖备选的烟尘估计技术，只要在后处理部件上的温度差(或梯度)超出预定阈值。根据这样的实施例，再生控制器110可有利于设定和调整温度梯度和温度变化率的极限，在该极限以上，不执行或依赖基于压力的烟尘积聚模型来进行烟尘估计。
应当理解，存在用于量化和跟踪后处理部件中的压降的许多表达。例如，在一个实施例中，压降指数被计算为上游压力与下游压力的比率(即，PR=Pu/Pd)，以便表示在后处理部件上的压力比。在另一个实施例中，压降指数被计算为在上游压力和下游压力之间的差值(即，DP=Pu-Pd)，以便表示在后处理部件上的压力差。在又一个实施例中，压降指数被计算为在上游压力和下游压力之间的差值，其中该差值被除以上游压力的量值(即，作为标准化的压降，DPP=DP/Pu)，以便表示在后处理部件上的标准化的压力差。如本领域的技术人员将理解的，上述流量指数信号可由发动机速度传感器或空气流量传感器或任何其它传感器产生，该传感器被构造成感测指示排气流103的相对流量的发动机操作条件。
此外，再生控制器110被构造成确定上述参数中的任一个的变化率。例如，通过在第一时间捕获与第一参数(例如，上游压力信号114、下游压力信号118、上游温度信号122、下游温度信号126、发动机速度信号130、发动机流量信号134中的一个或上述指数中的一个)相关联的第一信号并且在第二时间捕获与相同参数相关联的第二读数可以计算变化率，其中第二时间在第一时间之后的递增量的时间发生。然后，再生控制器110可通过计算第二读数和第一读数之间的差值而确定与第一参数相关联的读数中的变化。从该变化，再生控制器110可确定与第一参数相关联的读数中的变化率。
当为了烟尘估计而要执行或依赖基于压力的烟尘积聚模型时，再生控制器110可至少部分地基于烟尘积聚模型来估计后处理部件中积聚的颗粒物。如上所述，该模型可能需要知道如上所述排气流103的压力、温度和流量。在示例性实施例中，由模型产生的估计值表示预测已积聚在后处理部件中的颗粒物的量。可基于经验数据的基于压力的烟尘积聚模型被构造成反映在已积聚在后处理部件中的颗粒物的量、压降指数、流量指数和温度指数之间的关系。
由于在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值将和与后处理部件相关联的预定阈值进行比较，并且由于当在后处理部件中积聚的颗粒物的调整估计值超出预定阈值时可以有利于补救措施，因此这过程中的不准确性将有可能不必要地或过迟地触发再生过程。因此，通过在任何时候当后处理部件上的温度差(或梯度)超出预定阈值时依赖备选的烟尘估计技术，再生控制器110可提高烟尘积聚的估计水平的可靠性，从而降低对过高的裕度的需要并潜在地消除不必要的维修。
根据本发明的示例性实施例，如图2所示，用于控制压缩点火发动机的后处理部件(例如颗粒过滤器)内的再生的示例性过程200通常包括接收与穿过后处理部件的排气流相关联的一个或多个参数的一个或多个值的步骤(步骤210)。在示例性实施例中，参数可表示上游压力、下游压力、上游温度、下游温度、发动机速度或发动机流量。该值可作为来自上游压力传感器112、下游压力传感器116、上游温度传感器120、下游温度传感器124、发动机速度传感器128和发动机流量传感器132的信号而被接收。该参数可以是指示排气流103在其穿过后处理部件106时的压力下降的压降指数、指示排气流的流量的流量指数或指示排气流的温度的温度指数。
除了接收一个或多个值之外，过程200包括评价在后处理部件上游测量的温度是否超出预定阈值(步骤220)。更具体而言，过程的该步骤包括：(a)接收表示后处理部件上游的温度的上游温度信号(步骤222)；(b)接收表示后处理部件下游的温度的下游温度信号(步骤224)；(c)基于上游温度信号和下游温度信号之间的差值计算在后处理部件上的温度差(步骤226)；以及(d)将在后处理部件上的温度差与预定温度变化极限比较以确定在后处理部件上的温度差是否小于或大于预定温度变化极限(步骤228)。
当在后处理部件上游测量的温度实际上确实超出预定阈值时，再生控制器110选择成依赖备选(即，二次)烟尘估计技术而不是使用在过高的温度下可能不可靠的基于压力的预测方法(步骤230)。如以上所讨论的，在示例性实施例中，再生控制器110可依赖根据基于发动机停车条件逐步形成的烟尘率图的烟尘积聚模型(步骤232)。为了方便使用备选的模型或技术，再生控制器110可能需要获取额外的参数(步骤234)。此外，再生控制器110可禁用基于压力的烟尘模型(步骤236)，以避免生成或使用不可靠的烟尘积聚估计值。另外，再生控制器110可有利于设定和调整温度梯度和温度变化率的极限，在该极限以上，不执行或依赖基于压力的烟尘积聚模型来进行烟尘估计(步骤240)。
当在后处理部件上游测量的温度不超出预定阈值时，再生控制器110可依赖诸如基于压降的烟尘积聚模型的主要烟尘估计技术来计算在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值(步骤250)。在一个实施例中，该计算至少部分地基于烟尘积聚模型和用于压降指数、流量指数和温度指数的值。然后将在后处理部件中积聚的颗粒物的估计值和与后处理部件相关联的一个或多个预定阈值相比较(步骤260)。当在后处理部件中积聚的颗粒物的调整估计值超出预定阈值时启动补救措施(步骤270)。
在示例性实施例中且根据一次估计技术，估计在后处理部件中积聚的颗粒物的量的步骤(步骤250)开始于计算或接收指示排气流在其穿过后处理部件时的压力下降的压降指数(步骤252)。在示例性实施例中，压降指数指示排气流103在其穿过后处理部件106时经历的压降的水平。在一个实施例中，压降指数被计算为上游压力与下游压力的比率(即，PR=Pu/Pd)，以便表示在后处理部件上的压力比。
在另一个实施例中，压降指数被计算为在上游压力和下游压力之间的差值(即，DP=Pu-Pd)，以便表示在后处理部件上的压力差。在又一个实施例中，压降指数被计算为在上游压力和下游压力之间的差值除以上游压力的量值(即，作为标准化的压降，DPP=DP/Pu)，以便表示在后处理部件上的标准化的压力差。估计在后处理部件中积聚的颗粒物的量的示例性步骤(步骤250)还包括确定指示排气流的相对流量的流量指数(步骤254)。流量指数信号可由发动机速度传感器或空气流量传感器或任何其它传感器产生，该传感器被构造成感测指示排气流的相对流量的发动机操作条件。
一旦确定了排气流103的压降指数和流量指数，估计在后处理部件中积聚的颗粒物的量的示例性步骤(步骤250)即可采用基于压力的烟尘积聚模型(步骤256)基于压降指数和流量指数来估计在后处理部件中积聚的颗粒物。然而，如以上所讨论的，当在后处理部件上游测量的温度超出预定阈值时，再生控制器110可以选择成依赖备选的烟尘估计技术而不是使用在过高的温度下可能不可靠的基于压力的预测方法(步骤230)。如以上所讨论的，在示例性实施例中，当温度超出阈值时，再生控制器110依赖基于根据发动机停车条件逐步形成的烟尘率图的烟尘积聚模型(步骤232)。
不论使用何种技术，都产生表示预测已在后处理部件中积聚的颗粒物的量的估计值。可基于经验数据的基于压力的烟尘积聚模型被构造成反映在已积聚在后处理部件中的颗粒物的量、压降指数和流量指数之间的关系。其它技术可以反映其它关系并且可以类似地与观测数据相关。
在示例性实施例中，启动补救措施的步骤(步骤270)包括调整一个或多个发动机控制参数以便修改发动机的操作以促进后处理部件中的被动再生(步骤272)。例如，一个或多个调整可被构造成提供促进后处理部件中的被动再生的在后处理部件106处的最低温度。备选地，一个或多个调整可包括修改发动机的加燃料和正时(步骤274)或激活辅助加热元件108以增加排气流的温度(步骤276)或激活警示灯以指示操作者启动后处理部件中的再生(或更换后处理部件)(步骤278)。
虽然已经结合示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变，并且可以用等同物替代本发明的要素。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，基于本发明的教导可进行许多修改以适应特定的情况或材料。因此，并非意图将本发明局限于本发明所公开的具体实施例，相反，本发明将包括属于本申请范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于控制发动机的后处理部件内的再生的方法，包括：
接收表示所述后处理部件上游的排气流的温度的上游温度信号；
比较所述上游温度与预定温度阈值以确定所述上游温度是否超出所述预定温度阈值；
如果所述上游温度不超出所述预定温度阈值，则使用一次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值，并且如果所述上游温度超出所述预定温度阈值，则使用二次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值；
将在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值和与所述后处理部件相关联的预定阈值相比较；以及
当在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值超出所述预定阈值时启动补救措施。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一次烟尘积聚模型基于指示所述排气流的流量的流量指数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数和流量指数之间的关系，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降，所述流量指数指示所述排气流的流量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二次烟尘积聚模型基于使用发动机停车条件逐步形成的烟尘率图。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述压降指数表示在所述后处理部件上的压力比。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述流量指数基于所述发动机的速度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，启动补救措施包括调整一个或多个发动机控制参数，以便修改所述发动机的操作，从而促进所述后处理部件中的被动再生。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述调整被构造成提供在所述后处理部件处的最低温度以促进所述后处理部件中的再生。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述调整包括修改所述发动机的加燃料和正时。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述补救措施包括激活辅助加热元件以增加所述排气流的温度。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述补救措施包括激活警示灯，所述警示灯指示操作者启动所述后处理部件中的再生。
13.一种用于控制发动机的后处理部件内的再生的系统，包括：
再生控制器，其具有联接到记忆存储装置的处理器，所述再生控制器被构造成：
接收表示所述后处理部件上游的排气流的温度的上游温度信号；
比较所述上游温度与预定温度阈值以确定所述上游温度是否超出所述预定温度阈值；
如果所述上游温度不超出所述预定温度阈值，则使用一次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值，
如果所述上游温度超出所述预定温度阈值，则使用二次烟尘积聚模型计算在所述后处理部件中积聚的颗粒物的估计值；
将在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值和与所述后处理部件相关联的预定阈值相比较；以及
当在所述后处理部件中积聚的颗粒物的所述估计值超出所述预定阈值时启动补救措施。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述一次烟尘积聚模型基于指示所述排气流的流量的流量指数。
16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述一次烟尘积聚模型基于压降指数和流量指数之间的关系，所述压降指数指示当排气流穿过所述后处理部件时所述排气流的压力的下降，所述流量指数指示所述排气流的流量。
17.根据权利要求13所述的系统，其中，所述二次烟尘积聚模型基于使用发动机停车条件逐步形成的烟尘率图。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述压降指数表示在所述后处理部件上的压力比。
19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述流量指数基于所述发动机的速度。
20.根据权利要求13所述的系统，其中，启动补救措施包括调整一个或多个发动机控制参数，以便修改所述发动机的操作，从而促进所述后处理部件中的被动再生。
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