專利名稱：排氣處理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實施例公開了用于排氣系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。更具體地，涉及用于評估排氣系統(tǒng)的微粒過濾器的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
從內(nèi)燃機(例如，柴油發(fā)動機)排出的排氣是多種不同物質(zhì)的混合物，包含氣體排放物，諸如一氧化碳(C0)，未燃燒的碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx)以及構(gòu)成微粒物質(zhì)的凝相材料(液體和固體)。設(shè)置微粒過濾器以從排氣過濾所述材料。當微粒過濾器已經(jīng)充滿微粒時，就對微粒過濾器進行再生。如果在再生處理過程中溫度過高，則微粒過濾器可能出現(xiàn)裂紋或熔化。因此，期望經(jīng)常評估微粒過濾器的效率，以確定微粒過濾器是否損壞。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示例性實施例中，提供一種評估排氣處理系統(tǒng)的微粒過濾器的方法。所述方法包括基于微粒過濾器中的微粒物質(zhì)水平選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個；當啟動數(shù)據(jù)收集時，基于線性回歸模型計算微粒過濾器阻力；以及當啟動阻力評估時，基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。根據(jù)下面結(jié)合附圖進行的實現(xiàn)本發(fā)明的詳細描述，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點將是明顯的。本發(fā)明還提供了如下方案
方案1. 一種評估排氣處理系統(tǒng)的微粒過濾器的方法，包括
基于微粒過濾器中的微粒物質(zhì)水平選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一
個；
當啟動數(shù)據(jù)收集時，基于線性回歸模型計算微粒過濾器阻力；以及當啟動阻力評估時，基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。
如方案1所述的方法，其中，選擇性地啟動還基于再生狀態(tài)。 如方案1所述的方法，其中，選擇性地啟動還基于微粒過濾器溫度。 如方案1所述的方法，其中，評估微粒過濾器的效率還基于所收集數(shù)據(jù)的
如方案1所述的方法，其中，計算微粒過濾器阻力還基于排氣壓力。 如方案1所述的方法，其中，計算微粒過濾器阻力還基于排氣流。 如方案1所述的方法，其中，線性回歸模型包括線性回歸變換函數(shù)和卡爾
一種排氣處理控制系統(tǒng)，包括 第一模塊，其基于微粒過濾器中的微粒物質(zhì)水平選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個；
第二模塊，當啟動數(shù)據(jù)收集時，其基于線性回歸模型計算微粒過濾器阻力；以及方案2
方案3
方案4深度和寬度。
方案5
方案6
方案7曼濾波器函數(shù)。
方案8第三模塊，當啟動阻力評估時，其基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。方案9.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，第一模塊基于再生狀態(tài)選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個。方案10.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，第一模塊基于微粒過濾器溫度選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個。方案11.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，第三模塊基于所收集數(shù)據(jù)的深度和寬度評估微粒過濾器的效率。方案12.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，第二模塊基于排氣溫度計算微粒過濾器阻力。方案13.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，第二模塊基于排氣流計算微粒過濾器阻力。方案14.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，線性回歸模型包括線性回歸變換函數(shù)和卡爾曼濾波器函數(shù)。方案15. —種車輛，包括 發(fā)動機；
微粒過濾器，其從發(fā)動機接收排氣；以及
控制模塊，其基于線性回歸模型選擇性計算微粒過濾器阻力，并且基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。方案16.如方案15所述的車輛，其中，線性回歸模型包括線性回歸變換函數(shù)和卡爾曼濾波器函數(shù)。方案17.如方案15所述的車輛，其中，控制模塊基于排氣流計算微粒過濾器阻力。方案18.如方案15所述的車輛，其中，控制模塊基于排氣壓力計算微粒過濾器阻力。方案19.如方案15所述的車輛，其中，控制模塊基于所收集數(shù)據(jù)的深度和寬度評估微粒過濾器的效率。方案20.如方案15所述的車輛，其中，控制模塊基于再生狀態(tài)選擇性地計算微粒過濾器阻力。


在下面實施例的詳細描述中，僅通過示例方式呈現(xiàn)其他目的、特征、優(yōu)點和細節(jié)， 所述詳細描述參照附圖，其中
圖1是根據(jù)示例性實施例的排氣系統(tǒng)的示意性說明；
圖2是示出根據(jù)示例性實施例的微粒過濾器評估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖3是示出根據(jù)示例性實施例的微粒過濾器評估系統(tǒng)的示例性線性回歸模型的示以及
圖4是示出根據(jù)示例性實施例的微粒過濾器評估方法的流程圖。
具體實施例方式下面的詳細描述僅是示例性的，且不意在限制本公開、應用或使用。應該理解，在整個附圖中，相應的標號指示相同或相應的部件和特征。如在此使用，術(shù)語模塊是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享、專用或組)和內(nèi)存、組合邏輯電路和/或提供描述的功能的其它適合的部件?，F(xiàn)參照圖1，示例性實施例針對車輛10，其包括整體以12示出的排氣處理系統(tǒng)。排氣處理系統(tǒng)12減少整體以14所示的內(nèi)燃機系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣成分?？梢岳斫猓梢栽诟鞣N發(fā)動機系統(tǒng)14中實現(xiàn)在此描述的排氣處理系統(tǒng)12。這些發(fā)動機系統(tǒng)14可以包括，例如但不限于，柴油發(fā)動機，汽油直噴系統(tǒng)，均質(zhì)充氣壓燃發(fā)動機系統(tǒng)。如圖1所示，排氣處理系統(tǒng)12通常包括一個或多個排氣導管15，其從發(fā)動機系統(tǒng) 14接收排氣17。排氣導管15將一個或多個排氣處理設(shè)備連接到發(fā)動機系統(tǒng)14。排氣處理設(shè)備包括至少一個微粒過濾器(PF) 16。另外，排氣處理設(shè)備可以包括，例如但不限于，一個或多個氧化催化劑(未示出)和/或一個或多個選擇性催化還原設(shè)備(未示出)。PF 16運行以過濾出排氣17的碳和其他微粒?？梢岳斫猓琍F 16可以是本領(lǐng)域已知的各種微粒過濾器。在各種實施例中，PF16包括過濾器18，可以使用壁流單個過濾器或其他設(shè)備(例如，纏繞的或包裝的多個纖維過濾器、開孔泡沫、燒結(jié)金屬纖維等)構(gòu)建濾波器 18?？梢杂门蛎泬|包裹過濾器18，膨脹墊在被加熱時膨脹，以保護基板并使其絕緣，并且可以用剛性外殼或罐封裝過濾器18。車輛10還包括各種傳感器22-28，其檢測和測量排氣處理系統(tǒng)12和/或發(fā)動機系統(tǒng)14的可觀測狀態(tài)。傳感器22- 基于可觀測狀態(tài)產(chǎn)生傳感器信號。在各種實施例中，傳感器22，M是壓力傳感器。第一壓力傳感器22感測PF 16的整體以30示出的入口處或附近的排氣17的壓力，并且基于該壓力產(chǎn)生排氣壓力信號32。第二壓力傳感器M感測PF 16的整體以34示出的出口處或附近的排氣17的壓力，并且基于該壓力產(chǎn)生排氣壓力信號 36。在各種其他實施例中，傳感器22，對是單個壓力傳感器，在PF 16的入口 30處或附近感測第一壓力，在PF 16的出口 34處或附近感測參考壓力。在各種實施例中，傳感器沈，觀是溫度傳感器。第一溫度傳感器沈感測PF 16 的入口 30處或附近的排氣17的溫度，并且基于該溫度產(chǎn)生第一溫度信號38。第二溫度傳感器觀感測PF 16的出口 34處或附近的排氣17的溫度，并且基于該溫度產(chǎn)生第二溫度信號40?？刂颇K42接收信號32，36，38，40，并且控制發(fā)動機系統(tǒng)14和/或排氣處理系統(tǒng)12從而根據(jù)本領(lǐng)域已知的再生方法再生PF 16。在各種實施例中，控制模塊42還基于感測或建模得到的數(shù)據(jù)以及還基于在此描述的PF評估方法和系統(tǒng)評估PF 16的效率。在各種實施例中，控制模塊42接收信號32，36，38，40，并且通過計算流動阻力確定PF 16 的效率?？刂颇K42基于排氣壓力和排氣流動的線性回歸分析計算流動阻力。基于PF 16 的效率，控制模塊42對PF 16進行診斷?，F(xiàn)參照圖2，數(shù)據(jù)流程圖示出可以在圖1的控制模塊42中嵌入的PF評估系統(tǒng)的各種實施例。根據(jù)本公開的PF評估系統(tǒng)的各種實施例可以包括任何數(shù)量的嵌入控制模塊42 中的子模塊?？梢岳斫?，圖2所示的子模塊可以被組合和/或進一步分割，以類似地評估PF 16的效率(圖1)?？刂颇K42的輸入可以是從發(fā)動機系統(tǒng)14 (圖1)感測的，從車輛10內(nèi)的其他控制模塊(未示出)接收的，和/或通過控制模塊42中的其他子模塊(未示出)確定 /建模得到的。在各種實施例中，控制模塊42包括啟動模塊50、線性回歸模塊52和評估模塊54。啟動模塊50接收指示排氣處理系統(tǒng)12 (圖1)的當前運行狀態(tài)的輸入數(shù)據(jù)。例如，輸入數(shù)據(jù)可以包括，但不限于，再生狀態(tài)56、PF入口溫度58、PF出口溫度60、里程數(shù)62、 排氣流64、時間66和/或燃料68。基于部分輸入數(shù)據(jù)、全部輸入數(shù)據(jù)或各種輸入數(shù)據(jù)的組合，啟動模塊50確定當前運行狀態(tài)何時足以啟動數(shù)據(jù)收集或阻力評估，并且基于此設(shè)置啟動狀態(tài)70。在各種實施例中，啟動狀態(tài)70可以是具有指示沒有啟動的值、指示數(shù)據(jù)收集啟動的值和指示阻力評估啟動的值的列舉。在各種實施例中，在再生狀態(tài)56指示再生完成時，以及在PF 16 (圖1)的性質(zhì)相對穩(wěn)定時，啟動模塊50設(shè)置啟動狀態(tài)70以指示數(shù)據(jù)收集啟動。性質(zhì)可以包括，但不限于， 溫度和微粒物質(zhì)累積。例如，可以評估與PF 16 (圖1)中的微粒物質(zhì)相關(guān)的微粒物質(zhì)水平或數(shù)據(jù)(即，排氣流64、里程數(shù)62、時間66和/或燃料68)，以確定在出現(xiàn)再生之后微粒物質(zhì)的累積何時相對穩(wěn)定。例如，當微粒物質(zhì)等級處于一定范圍內(nèi)(例如，由最低進入閾值和最高離開閾值限定的范圍)時，認為微粒物質(zhì)水平是穩(wěn)定的。在另一示例中，可以評估PF溫度58，60，以確定出現(xiàn)再生之后PF溫度何時相對溫度。例如，當PF入口溫度58和PF出口溫度60中的差異在一定溫度范圍內(nèi)(例如，由最低進入閾值和最高離開閾值限定的范圍)時，認為PF溫度是穩(wěn)定的。在各種實施例中，當PF性質(zhì)超過穩(wěn)定極限時，啟動模塊50設(shè)置啟動狀態(tài)70以指示阻力評估啟動。例如，當在數(shù)據(jù)收集階段過程中微粒物質(zhì)水平和/或里程數(shù)超過各自的閾值時(例如，已經(jīng)滿足離開標準)，認為PF性質(zhì)超過穩(wěn)定極限。在各種實施例中，啟動模塊50初始化啟動狀態(tài)70以指示未啟動。當不滿足將啟動狀態(tài)70設(shè)置為數(shù)據(jù)收集啟動或阻力評估啟動的條件時，啟動模塊50設(shè)置啟動狀態(tài)70為未啟動。線性回歸模塊52接收作為輸入的啟動狀態(tài)70，以及指示排氣處理系統(tǒng)12 (圖1) 的當前運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。在各種實施例中，所述數(shù)據(jù)包括但不限于，入口排氣壓力72、出口排氣壓力74、微粒過濾器溫度75和排氣流76。在各種實施例中，排氣流76可以是通過排氣系統(tǒng)12 (圖1)估計或測量的排氣流76的體積。在各種實施例中，微粒過濾器溫度75是在PF 16 (圖1)的入口 30 (圖1)處測量的溫度。當啟動狀態(tài)70指示啟動數(shù)據(jù)收集時，線性回歸模塊52利用線性回歸模型90 (圖 3)計算PF阻力78。例如，如圖3所示，線性回歸模型90計算入口排氣壓力72與出口排氣壓力74之間的德耳塔(delta)壓力92，并且基于排氣流76和微粒過濾器溫度75將線性變換函數(shù)94應用于德耳塔壓力92。然后，線性回歸模型90將卡爾曼過濾器函數(shù)96應用于使用排氣流76線性化的德耳塔壓力98，以確定PF阻力78 (其中，PF阻力78是直線的斜率)。再參照圖2，在各種實施例中，當排氣流處于一定范圍內(nèi)(例如，由最低排氣流閾值和最高排氣流閾值限定的范圍)時，線性回歸模塊52計算PF阻力78。在各種實施例中，線性回歸模塊52還可以在排氣流76處于所述范圍內(nèi)時追蹤收集的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)深度和寬度 80。例如，排氣流范圍可以分段成多個區(qū)域，并且可以追蹤用于計算PF阻力的排氣流數(shù)據(jù)作為每個區(qū)域的數(shù)據(jù)深度和寬度80。評估模塊M接收作為輸入的啟動狀態(tài)70、PF阻力78和數(shù)據(jù)深度和寬度80。當啟動狀態(tài)70指示啟動阻力評估時，評估模塊M確定是否已經(jīng)捕獲足夠的數(shù)據(jù)來評估計算的PF阻力78。例如，將數(shù)據(jù)深度和寬度80與數(shù)據(jù)閾值進行比較。如果數(shù)據(jù)深度和寬度超過閾值，則獲得了足夠的數(shù)據(jù)。然后，評估模塊M將計算的PF阻力78與阻力閾值進行比較。如果計算的PF阻力78小于或等于阻力閾值，則確定PF 16 (圖1)高效地操作。如果計算的PF阻力大于阻力閾值，則確定PF 16 (圖1)低效地操作?；谛蚀_定，評估模塊M可以設(shè)置診斷代碼82和/或產(chǎn)生通知信號84。例如， 如果對于X連續(xù)次數(shù)，對于X連續(xù)秒或者對于Y個樣本中的X個，確定一次或多次低效，則可以產(chǎn)生通知信號84。在各種實施例中，通知信號84可以是激活車輛10 (圖1)的音頻系統(tǒng)(未示出)的音頻信號。在各種其他實施例中，通知信號84可以是激活車輛10 (圖1)的警報燈(未示出)的指示信號。在各種其他實施例中，通知信號84包括適當?shù)脑\斷故障碼 82，并且服務工具可以檢索通知信號84，或者通過車輛10 (圖1)的遠程信息處理系統(tǒng)將通知信號84發(fā)送到遠程位置?，F(xiàn)參照圖4，并且繼續(xù)參照圖1和圖2，流程圖示出根據(jù)本公開圖1的控制模塊42 可以執(zhí)行的排氣處理控制方法。根據(jù)本公開可以理解，該方法的操作順序不限于圖4所示的執(zhí)行順序，而是可以按照應用和根據(jù)本公開以一種或多種不同的順序改變來執(zhí)行。在各種實施例中，可以調(diào)度所述方法以基于預定事件運行，和/或在發(fā)動機系統(tǒng) (如圖4的示例所示)的操作期間連續(xù)運行(例如，以預定時間間隔)。在一個示例中，方法在100開始，在110至170評估數(shù)據(jù)收集啟動標準和阻力評估標準。如果再生狀態(tài)56指示在110完成再生，在120微粒物質(zhì)水平在閾值之上，在130里程數(shù)62在閾值之上，在140 PF入口溫度58在閾值之上，在150微粒物質(zhì)水平在第二閾值之下，在160里程數(shù)62在第二閾值之下，并且PF入口溫度58和PF出口溫度60處于一定范圍內(nèi)，則已經(jīng)滿足數(shù)據(jù)收集的啟動標準，并且方法進行到180-200的數(shù)據(jù)收集。然而，如果再生狀態(tài)56指示在110完成再生，在120微粒物質(zhì)水平在閾值之上，在 130里程數(shù)62在閾值之上，在140 PF入口溫度58在閾值之上，在150微粒物質(zhì)水平大于或等于第二閾值，或者在160里程數(shù)62大于或等于第二閾值，則已經(jīng)滿足阻力評估的啟動標準，并且方法進行到220-M0的阻力評估。然而，如果再生狀態(tài)56沒有指示在110完成再生，在120微粒物質(zhì)水平小于閾值， 在130里程數(shù)62小于閾值，在140 PF入口溫度58小于閾值，或者在170 PF入口溫度58和 PF出口溫度60在一定范圍之外，則不滿足啟動標準，并且不啟動該啟動狀態(tài)。方法在210結(jié)束。如果啟動數(shù)據(jù)收集，則在180評估流動范圍。如果排氣流76處于流動范圍內(nèi)，則在190記錄數(shù)據(jù)深度和寬度80，并且在200基于線性回歸模型90計算PF阻力78。其后， 方法在210結(jié)束。然而，如果在180排氣流76處于流動范圍之外，則方法在210結(jié)束。如果啟動阻力評估，則在220評估數(shù)據(jù)深度和寬度80。如果在220數(shù)據(jù)深度和寬度80大于或等于數(shù)據(jù)閾值，則在230評估PF阻力78。否則，方法在210結(jié)束。如果在230 PF阻力78大于或等于阻力閾值，則在240確定PF低效，并且執(zhí)行適當?shù)脑\斷措施。然而，如果在230 PF阻力78小于阻力閾值，則方法在210結(jié)束。盡管已經(jīng)參照示例性實施例描述了本公開，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種修改，并且等同物可以替換其元件。另外，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以進行多種改變以使具體的情況或材料適應本發(fā)明的教導。因此，本發(fā)明不限制在作為實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施例公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落入本申請的范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種評估排氣處理系統(tǒng)的微粒過濾器的方法，包括基于微粒過濾器中的微粒物質(zhì)水平選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個；當啟動數(shù)據(jù)收集時，基于線性回歸模型計算微粒過濾器阻力；以及當啟動阻力評估時，基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇性地啟動還基于再生狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇性地啟動還基于微粒過濾器溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，評估微粒過濾器的效率還基于所收集數(shù)據(jù)的深度和寬度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，計算微粒過濾器阻力還基于排氣壓力。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，計算微粒過濾器阻力還基于排氣流。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，線性回歸模型包括線性回歸變換函數(shù)和卡爾曼濾波器函數(shù)。
8.一種排氣處理控制系統(tǒng)，包括第一模塊，其基于微粒過濾器中的微粒物質(zhì)水平選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個；第二模塊，當啟動數(shù)據(jù)收集時，其基于線性回歸模型計算微粒過濾器阻力；以及第三模塊，當啟動阻力評估時，其基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，第一模塊基于再生狀態(tài)選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個。
10.一種車輛，包括 發(fā)動機；微粒過濾器，其從發(fā)動機接收排氣；以及控制模塊，其基于線性回歸模型選擇性計算微粒過濾器阻力，并且基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。
全文摘要
本發(fā)明涉及排氣處理方法和系統(tǒng)。提供一種評估排氣處理系統(tǒng)的微粒過濾器的方法。所述方法包括基于微粒過濾器中的微粒物質(zhì)水平選擇性地啟動數(shù)據(jù)收集和阻力評估中的至少一個；當啟動數(shù)據(jù)收集時，基于線性回歸模型計算微粒過濾器阻力；以及當啟動阻力評估時，基于微粒過濾器阻力評估微粒過濾器的效率。
文檔編號F01N9/00GK102312711SQ20111017844
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者V. 岡策 E., S. 劉 Z. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司