专利名称：使用微粒物质传感器的排放控制的制作方法
使用微粒物质传感器的排放控制
技术领域：
本发明涉及一种使用微粒物质传感器的排放控制。
背景技术：
发动机排放控制系统可使用多种排气传感器。一个不例传感器可被称为微粒物质(PM)传感器，其指示在排气中的PM质量和/或浓度。在一个示例中，可通过随时间聚积碳烟微粒并且提供聚积度的指示作为对排气碳烟水平的测量来运转PM传感器。一旦满了，可以通过以升高温度去除存储的碳烟使传感器再生。可经由传感器加热器调节温度，并提供当前反馈以维持合适的温度。然而，本发明的发明人在此已经意识到由于缺少当前反馈或者工况中其它的不准确和改变可能仍然再次出现过高的温度(over-temperature )和过低的温度(under-temperature )状况。例如,排气流温度的改变能影响传感器温度变得太高，从而可·能使传感器劣化，或影响传感器温度变得太低，导致无效的碳烟去除并且因此使传感器的读数不准确。
发明内容因此，通过运转加热器以燃烧掉(burn-off)聚积在传感器上的碳烟以及基于加热器运转期间产生的传感器输出而调节加热器水平来控制PM传感器加热器，可解决至少一些上述问题。例如，在碳烟去除的操作期间，传感器输出能帮助了解传感器温度，而不是发动机排气的碳烟水平。在传感器燃烧期间，传感器的传导率或电阻率可能随传感器的温度而改变从而使传感器指示正在以太高还是太低的温度运转传感器。这样，能使加热器更高效地运转，从而避免可能浪费能量(从而降低燃料经济性)和/或使传感器性能劣化的过度加热。应注意，存在多种可使用的PM传感器读数例如传导率、电阻率等，并且此外可通过多种方式(例如上拉(PU 11 -up )或下拉(PU 11-down )电路、放大器等)处理传感器的输出。根据本发明，提供一种系统，包括设有具有加热器的碳烟传感器的发动机排气；接收碳烟传感器输出的控制器，并且非传感器再生循环期间，基于非再生输出而调节发动机运转；并且第一传感器再生循环期间，基于非再生输出而调节发动机的运转、激活加热器并从传感器接收再生输出，并且第二传感器再生循环期间，激活传感器加热器至基于第一传感器再生循环期间接收的再生输出的水平。根据本发明的一个实施例，碳烟传感器包括基质；以及两个或多个间隔一定间隙的电极。根据本发明的一个实施例，PM聚积在基质上使得PM桥接间隙，从而提供聚积碳烟的指示。根据本发明的一个实施例，基质是陶瓷基质并且两个或多个非反应性的钼电极。根据本发明的一个实施例，控制器基于碳烟去除后加热器仍然激活时的再生输出而增加或减小水平。根据本发明的一个实施例，当再生输出没有达到最小输出时系统中的控制器增加水平。根据本发明的一个实施例，当再生输出从最小输出增加时系统中的控制器减小水平。根据本发明，提供一种用于PM传感器再生的方法，包括加热传感器以燃烧掉第一再生循环期间聚积的碳烟；并且基于第一再生循环期间产生的传感器输出调节第二再生循环的加热器水平；其中，传感器指示排气中PM的质量并且因此指示微粒过滤器的工况。根据本发明的一个实施例，进一步包括非再生模式期间监测传感器输出以确定微粒过滤器的工况。根据本发明的一个实施例，非再生模式期间，如果传感器输出达到阈值碳烟水平 则提供指示以再生微粒过滤器。应理解，上述概要提供用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式
中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围仅由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的确定的实施方式。
图I显示了发动机的示意图；图2显示了 PM传感器的示意图；图3显示了说明指示正常温度范围内的PM传感器加热器随时间运转的图表；图4显示了说明指示高温的PM传感器加热器随时间运转的图表；图5显示了说明指示低温的PM传感器加热器随时间运转的图表；图6显示了说明用于估算排气碳烟水平以及调节发动机运转的示例方法的流程图；图7显示了说明用于处理PM传感器输出的示例方法的流程图；图8显示了说明用于控制PM传感器再生的示例方法的流程图；图9显示了示例PM传感器的响应以及相应的调节。
具体实施方式下面的描述涉及PM传感器再生系统及其运转。如下文更详细的描述，PM传感器测量内燃发动机的排气系统内的PM (碳烟)的质量或浓度。周期性地，微粒聚积在PM传感器基底上并且必须加热传感器以燃烧掉、氧化或以其它方式去除聚积的PM。这样，可通过控制PM传感器的温度而再生PM传感器。在这样的传感器再生循环期间，传感器的输出不再指示排气中的碳烟负荷，而是能用于确定当前是否维持适当的再生工况。例如，传感器输出能指示过高的温度和/或过低的温度，其随后可用于控制传感器加热的水平以更好地维持合适的温度控制。图I是显示了多缸发动机10的一个汽缸的示意图，该汽缸可设置在机动车辆的驱动系统中。可至少部分地通过包含控制器12的控制系统以及通过车辆驾驶员132经由输入装置130的输入而控制发动机10。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即汽缸)30可包括带有位于其中的活塞36的燃烧室壁32。在一些实施例中，汽缸30内活塞36的面可具有碗状物。活塞36可和曲轴40相连使得活塞的往返运动转化为曲轴的转动运动。曲轴40可经由中间传动系统和车辆的至少一个驱动轮相连。此外，起动马达可通过飞轮连接至曲轴40以开始发动机10的起动运转。燃烧室30可经由进气通道42从进气歧管44接收进气并且可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可通过各自的进气门52和排气门54选择性地和燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可 包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。可通过控制器12经由电动气门驱动器(EVA, electric valve actuator) 51控制进气门52。类似地，可通过控制器12经由EVA53控制排气门54。某些工况期间，控制器12可改变提供给驱动器51和53的信号以控制各自进气门和排气门的打开和关闭。可分别通过气门位置传感器55和57确定进气门52和排气门54的位置。在替代的实施例中，可通过一个或多个凸轮驱动进气门和排气门中的一个或多个，并且可使用凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个而改变气门的运转。例如，汽缸30可替代地可包括经由EVA控制的进气门和通过包含CPS和/或VCT的凸轮驱动进行控制的排气门。燃料喷射器66显示为直接连接至燃烧室30以直接向其中喷射燃料。可通过通常的共轨系统或其它柴油燃料喷射系统进行燃料喷射。可通过包括燃料箱、燃料泵以及燃料导轨的高压燃料系统(未显示)将燃料运送至燃料喷射器66。进气通道42可包括设有节流板64的节气门62。在这个特定的示例中，可通过控制器12经由提供给包括在节气门62中的电动马达或执行器的信号而改变节流板64的位置，这种配置通常称为电子节气门控制(ETC, electronic throttle control)。这样,可运转节气门62以改变提供给燃烧室30及其它发动机汽缸的进气。可通过节气门位置信号TP将节流板64的位置提供给控制器12。进气通道42可包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122以便将各自的信号质量空气流量MAF和歧管空气压力MAP提供给控制器12。此外,在公开的实施例中，排气再循环(EGR,exhaust gas recirculation)系统可将期望的部分排气从排气通道48经由EGR通道140引导至进气通道44。可通过控制器12经由EGR阀142改变提供至进气通道48的EGR量。此外，EGR传感器144可设置在EGR通道内并且可提供排气的压力、温度和浓度中的一个或多个的指示。可替代地，可通过基于来自MAF传感器(上游)、MAP (进气歧管)、MAT (歧管气体温度)和曲轴转速传感器的信号的计算值而控制EGR。此外，可基于排气氧传感器和/或进气氧传感器(进气歧管)而控制EGR。在某些工况下，EGR系统可用于调节燃烧室内空气和燃料混合物的温度。虽然图I显示了高压EGR系统，附加地或可替代地，当将EGR从涡轮增压器涡轮的下游导向涡轮增压器压缩器的上游时可使用低压EGR系统。这样，发动机10可进一步包括例如涡轮增压器或机械增压器的压缩装置，该涡轮增压器或机械增压器至少包括沿进气歧管44设置的压缩器162。对于涡轮增压器，可至少部分通过沿排气通道48设置的涡轮164 (例如经由轴)驱动压缩器162。对于机械增压器，可通过发动机和/或电机至少部分地驱动压缩器162，并且可不包括涡轮。所以，控制器12可改变经由涡轮增压器或机械增压器提供至发动机一个或多个汽缸的压缩量。排气传感器126显不为连接至排放控制系统70上游的排气通道48。传感器126可以是任何合适的用于提供排气空燃比指示的传感器例如线性氧传感器或通用或宽域排气氧传感器(UEG0)、双态氧传感器或EGO、HEGO (加热EG0)、以及NOx、HC或CO传感器。排放控制系统70显示为沿排气传感器126上游的排气通道48设置。系统70可以是选择性催化还原(SCR)系统、三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其它的排放控制装置或它们的组合。例如，系统70可以是包括SCR催化剂71和柴油微粒过滤器(DPF，dieselparticulate filter)72的SCR系统。在一些实施例中，DPF 72可位于催化剂的下游(如图
I中显示的)，而在其它实施例中DPF 72可位于催化器的上游(图I中未显示)。排放控制系统70可进一步包括排气传感器226。例如，传感器226可以是任何合适的用于提供排气组分浓度的指示的传感器例如NOx、NH3、EGO、或PM传感器。在一些实施例中，传感器226可位于DPF 72的下游(如图I显示的)，而在其它实施例中传感器226可位于DPF 72的上游。例如，传感器226可位于SCR 71和DPF 72之间、涡轮164和SCR71之间和/或涡轮164的上游。此外，应理解可在任何合适的位置设置一个以上的传感器226。参考图2中更详细地描述，传感器226可以是PM传感器并且可测量DPF 72下游的微粒物质的质量或浓度。此外，在一些实施例中，在发动机10运转期间，可通过使发动机的至少一个汽缸在特定空燃比内运转可周期性地重置排放控制装置70。如图I所示，控制器12显示作为微型计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口 104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在这个特别的实施例中显示为只读存储芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可从和发动机10相连的传感器接收各种信号，除上文讨论过的信号之外，还包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)、来自和冷却套筒114相连的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、来自和曲轴40相连的霍耳效应(Hall effect)传感器118 (或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)、来自节气门位置感应器的节气门位置(TP)、来自传感器122的歧管绝对压力(MAP)、发动机转速信号(RPM)可由控制器12根据PIP信号得到。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管里真空或压力的指示。应注意，可使用上述传感器的各种组合，例如有MAF传感器没有MAP传感器或者反之亦然。在化学计量工况期间，MAP传感器能提供发动机扭矩的指示。此外，该传感器可与探测到的发动机转速一起提供导入汽缸的充气(包括空气)的估算。在一个示例中，传感器118 (其还用作发动机转速传感器)可对曲轴的每个转动产生预定量的等距脉冲。存储介质只读存储器106可编程有电脑可读数据，其代表了可由处理器102执行用于执行下文描述的方法和其它所期望的但没有具体列举的变型。如上文所述，图I仅显示了多缸发动机的一个汽缸，并且其中每个汽缸可类似地包括它自身的一组进气/排气门、燃料喷射器等。现在参考图2，显示了 PM传感器200的示例实施例的示意图。PM传感器200可以是图I中的排气传感器226并且因此可共享那些已经对排气传感器206描述的共有特征和/或配置。PM传感器200可配置用于测量排气中PM的质量和/或浓度并且因此可连接至排气管。应理解，传感器200通过示例的方式以简化形式显示并且它可能有其它配置。如显示的，PM传感器200可包括基质202和两个电极204。基质202可由任何合适的材料制成。例如，基质202可以是陶瓷基质，当然应理解可采用其它材料。两个电极204可位于基质202上或者与其紧邻。如显示的，如206处指示的，两个电极204可间隔较小间隙。例如电极204可以是非反应性的钼电极，但是应理解电极也可由其它合适的材料制成。例如图2中的PM传感器设计可导致聚积在基质202上的碳烟达到使得间隙206被聚积的碳烟所桥接的程度。在这种情况下，电极204之间的传导率从陶瓷基质的接近零的传导性下降。因此电极之间的传导性是传感器测量的排气区域中聚积的微粒物质的指示。PM传感器200可连接至PM传感器加热器208，该PM传感器加热器208可用于加热PM传感器200以燃烧掉聚积的碳烟。这样，可使PM传感器200再生。但是，如下文更详细的描述，PM控制器加热器208对温度的控制是谨慎的(prudent)以免损害PM传感器200 的完整性(integrity)。简洁地参考图1，控制器12可接收来自传感器200的输入数据、处理输入数据、以及基于编程于其中对应于用于再生PM传感器200的一个或多个程序的指令或代码来触发对处理的输入数据的响应。本说明书中参考图6-9描述示例控制程序。应理解,PM传感器再生不同于PM过滤器再生(例如DPF再生)。PM传感器再生尤其涉及传感器的再生。这样，PM传感器恢复至更适合传送与排气相称的准确信息的工况。这类信息可包括涉及DPF状态的诊断，并且因此至少可以部分地确定DPF是否需要再生。类似于本说明书中描述的PM传感器再生，通常通过升高DPF的温度到预定水平并且确保进入DPF的排气是一定的组分而实现DPF的再生。返回PM传感器的再生，并且如下文更详细描述的，PM传感器可使用加热器以清除(例如燃烧掉、氧化或其它方式去除)聚积的PM并且恢复传感器的能力以指示排气碳烟的水平。然而，由于发动机排气中高度变化的气流和温度工况，碳烟去除期间用于维持期望的传感器温度的能量或加热水平可能显著改变。如本说明书关于图6-9的进一步描述的一个示例中可使用根据监测或推断的(基于发动机转速、负载、补充燃料、点火正时、EGR水平等的)排气流速和温度设置(schedule)脉宽调制(PWM, pulse width modulated)占空比的前馈表格执行对PM传感器加热器的能量或加热器水平的控制。例如，如关于图8解释的，为了解决用于设置能量的测量的流量和温度的误差并且也为了补偿加热器阻抗的部件与部件(part-to-part)的变化和随时间的变化(shift-over-time),可基于碳烟再生期间的传感器输出而使用适应性调节。此外,如果需要，加热器控制也可包括电流监视以实现能量的调节。可替代地，可使用电流监视硬件而运转系统。解决流量和温度测量中可能的误差(和/或当设置PM传感器加热器操作时的其它错误)的一个示例调整为基于传感器再生循环期间传感器的输出或接收的读数。随后这类信息可用于调节加热器的运转(例如加热器的能量水平)以用于改善的温度控制以及传感器更有效的再生(如参考图3-5的描述)。如上文所述，图2中显示的示例PM传感器200能在陶瓷基质上聚积少量的碳烟，该基质上设置有两个非反应性的间隔较小间隙的钼电极。当微粒聚积在基质202上时，它们桥接间隙206并且导致电极204之间的传导性从陶瓷基质的接近零的传导率下降。因此电极之间的传导性是传感器测量的排气区域中聚积的PM的指示。作为聚积装置，PM传感器最终填充有很多微粒以致新的微粒不再增加传导性(或减小电阻率)。当填满时，加热传感器以燃烧或其它方式去除聚积的PM，例如通过激活经调节配送至加热器电量的PWM电压而控制的传感器加热器208。可以通过PWM电压控制传感
器温度。传感器的温度越高，微粒去除的越快；但是，过高的温度可能会损坏传感器。所以，可使用调整程序。调整程序利用PM传感器基质和安装在其上的电极的电特性。当PM传感器变热时，陶瓷基质在电极之间的间隙中的通常较低的传导率增加。由于传导性的改变以及以高温从传感器去除PM的运转原理，热传感器的传导率变为元件温度的指示器而不是传感器上PM量的指示器。调整使用这些传感器运转的原理以在加热循环期间探测PM传感器的高温或低温并且随时间调整加热器的能量以达到期望的温度范围。
·
例如，当陶瓷基质的传导性(已经从电极上去除PM之后但加热器仍然激活时测量的)超过确定的阈值时可探测过高的加热器温度。在这些情况下，可减小给加热器的能量，例如在随后的再生循环中当前的工况下减小确定的增量实现较低的温度。可替代地，传感器加热期间当聚积的PM没有完全从传感器上去除时可能探测的加热器的温度太低。当在预定的加热时间内填满的传感器最初的高传导率不能返回至干净传感器的接近零值时，观察到这种工况。这种情况下，给加热器的能量可增加确定的增量以在后续的传感器清洁循环中实现较高的温度。图3-5说明了常温、高温和低温监测的示例。如上文指出的，图3-5中的示例只是传感器输出信号处理配置的一个示例。替代的配置可使用上拉型接口电路，这种情况下可倒置图3-5中显示的传感器输出信号。现在参考图3，显示了典型的PM传感器加热器信号随时间的响应。如显示的，传感器信号从0开始并且随传感器电极上的PM聚积有正的斜率。一旦传感器信号达到大约80，启动加热器充分地加热传感器从而去除PM。如指示的，加热器启动时间段是具体指定的，并且在这段时间之外关闭加热器。当加热器的温度增加时，聚积的PM变得传导率更强，将传感器信号增加至100。一旦传感器足够热，聚积的PM迅速氧化或离开传感器。当去除了所有的PM时，传感器的信号返回到O。传感器返回到0后，维持运转加热器以检查是否由于温度较高而使陶瓷基质的传导率增加。在这种情况下，所有PM去除且加热器运转时传感器信号为0，表明传感器再生的温度在适当的范围内。现在参考图4，显示了以过高再生温度运转的PM传感器信号随时间的响应。如显示的，传感器信号从0开始并且类似于图3随PM的聚积而增加。大约为80时，启动加热器，增加PM的传导性直至PM离开传感器。当所有PM已经从电极去除时，信号返回到O。所有PM离开后继续启动加热器以检查基质传导性的增加。这种情况下，由于加热器太热传感器信号开始增加10左右。这样，加热器调整算法将探测过高温度的工况并对以后的传感器再生循环减小加热器的能量以尝试降低加热器的温度。现在参考图5，显示了以过低温度运转的PM传感器加热器信号随时间的响应。如显示的，传感器信号从0开始并且类似于图3和图4随PM的聚积而增加。在大约80时，启动加热器，增加PM的传导性直至PM离开传感器。当加热PM时PM的传导性增加直到传感器足够热以开始去除PM。这种情况下，PM缓慢地离开表面并且在允许的加热时间期满后，一些PM仍然在传感器上。这能通过加热后传感器信号一直不返回至它的初始值而探测到。此处，加热器调整算法将在随后的再生循环中增加加热器的能量以尝试增加加热器的温度。此外，当温度太低时，可能发生不完全的再生。所以，不仅PM传感器加热器可能传送不准确的读数，而且可能导致更加频繁的再生和更不频繁的传感器读数。通过使用如上文所述的传感器差异读数，能减小由于温度太低导致的不完全再生循环的不准确性。现在参考图6，描述了基于发动机工况和PM传感器读数而估算排气碳烟水平以及响应该碳烟水平调节发动机和/或车辆工况的程序。首先，在610处，程序确定传感器是否正在感测排气碳烟水平。例如，传感器可能没有正在再生、加热器可能关闭、没有劣化、加热器没有完全变热等。如果对610的答案为是则程序继续至612，在612处基于传感器输出而估算排气碳烟水平。在一个示例中，通过一个或多个滤波器(例如差分滤波器)处理传感器输出以指示排气流中当前的碳烟水平。差分滤波器抵消出现在传感器上的碳烟负荷的积分或求和从而使得传感器输出能指示排气流中瞬时碳烟水平。图7提供了 612期间传感器处 理的附加信息及进一步的示例，图7可和图6协调运转。可替代地，如果PM传感器输出没有指示排气碳烟的水平，程序继续至614以基于先前的PM传感器读数以及自从上一次PM传感器指示排气碳烟的读数起的排气碳烟水平的估算的变化而估算当前的排气碳烟水平。可基于各种工况(例如发动机转速、负载、冷却剂温度等)而估算该变化。这样，即使当PM传感器输出没有指示排气碳烟水平时，先前的读数也可用于获取当前排气碳烟水平更准确的估算。然后，程序从612或614至616，在616处基于排气碳烟水平而调节发动机运转。例如，程序可确定是否再生DPF、调节发动机的燃料补充以降低排气碳烟水平等。现在参考图7，提供了用于处理PM传感器输出也用于启动传感器再生的程序。首先，在710处，程序确定PM传感器的读数是否指示了在传感器上存储的碳烟水平高于最大再生阈值(R1)。如果是，这表明PM传感器上的碳烟负荷已经达到或接近于最大水平，超出该最大水平则不能再处理传感器输出以确定排气碳烟水平。如果否，程序继续至712以处理PM传感器输出以估算排气碳烟水平，并且更新当前工况的估算(见614)。在一个示例中，区分(differentiate) PM碳烟传感器输出以确定排气碳烟水平。在另一个示例中，程序可基于从前次读数起的PM传感器输出的改变和从前次读数起的持续时间以及其它因素(例如传感器上碳烟的存储效率)而估算排气碳烟水平。如对710的答案为是时，程序继续至714以启动PM传感器再生循环，在此参考图8进行进一步描述。如本说明书下文所解释的，可通过增加温度而启动PM传感器再生，例如通过增加发动机的排气温度和/或启动PM传感器加热器。然后，程序在716处设置标志以指示PM传感器对感测排气碳烟水平没有激活。继续参考用于PM传感器再生的一个示例方法，图8提供了 PM传感器再生的控制，以及获知(learning)用于控制传感器加热水平的适应性修正以提供快速再生同时减少由于排气温度扰动弓I起的过高温度状况。具体地，在810处，程序基于当前工况的前馈值和适应性地获知的调节而以选择的PWM设置运转PM加热器。前馈值可以是基于当前的排气温度和流速。适应性调节可包括从先前PM传感器再生循环得知的信息，如本说明书中为当前工况所解释的。同样，可基于排气温度和流速和/或基于其它工况(例如发动机转速、冷却剂温度、发动机负载以及其它)而存储适应性调节。此外，例如适应性调节可包括增益调节和偏移调节。在一个示例中，可在不失效存储器上存储适应性的参数。然后，在812处，程序监视再生期间PM传感器的输出以识别外部干扰引起的较高/较低的温度工况、组分的改变(drift)、不正确的前馈指令等。如之前参考图3-5解释的，例如PM传感器再生循环期间程序可监视PM传感器的传导性。监视期间维持加热器的运转。如一个示例，程序可监视PM传感器的传导性升高到最大阈值之上(指示传感器温度的增加和PM传感器再生开始)。然后，当PM传感器输出下降时，程序可监视它是否下降得足够低达到最小的传导性值(指示碳烟燃烧掉)。如果没有下降的足够低，由于温度太低(并且因此加热器PWM水平当前为太低)而未去除足够多的碳烟，并且程序可增加当前工况设置的适应性项。如果传感器的传导性确实下降至或低于最小值(指示基本上所有存储在传感器上的碳烟已经去除)，程序进一步监视传感器输出是否比阈值速率升高的快。如果是，温度太高，从而指示PWM水平太高。所以，程序可减小当前工况设置的适应性项以在随后的PM传感器再生循环期间在这些工况下使PWM设置降低。此外，如果传感器的传导性下降至或低于最小值并且在下降之后的期间内没有以太快的速率升高或者升高至太高水平，程序确定没有对适应性项作出调节。例如，参考图9提供了 812中确定的附加示例。然后，在814处，程序从812基于PM传感器从期望轨迹的偏离程度确定适应性修正的调节。继续图8，在816处程序确定适应性修正是否已经调节至最大极限值。如果是，程序继续至818以设置指示PM传感器劣化的诊断标志。例如，程序可设置诊断代码、使仪表盘上的灯发光、在车辆信息中心显示信息或者它们的组合。可替代地，在820处，程序更新存储在不失效存储器中的数据以用于在当前工况设置下使用从814确定的适应性值的随后的PM传感器再生。例如，适应性项可根据排气温度和流速而索引。这样，有可能在PM传感器再生期间维持足够高的温度以减小再生时间，同时避免过高温度的工况。此外，每个再生循环期间有可能使PM传感器更加完全的再生以增加可使用传感器指示排气碳烟水平的总体时间。如本说明书中描述的，图6-8描述的各种程序可协调一起运转。图9根据图6-8中的程序说明了运转的综合表示，包括再生循环期间各种示例PM传感器响应的适应性调 节。如上文所述，一旦PM传感器达到高读数(high reading),通过传感器加热器维持再生循环。取决于再生期间PM传感器的响应，在随后的循环中相应地调节传感器加热的水平。在910中，提供了再生循环期间PM传感器响应的第一示例。在这个示例中，PM传感器可升高到最大输出然后下降到通过继续运转的加热器维持的最小输出。这种情况下，可认为加热器水平适合于随后的循环，并且因此不必作适应性调节(如912中显示的)。在914中，提供了再生循环期间PM传感器响应的另一个示例。在这个示例中，PM传感器可升高到最大输出然后下降一点。换言之，再生循环期间即使加热器维持启动PM传感器响应不会也充分下降。如916中显示的，可通过增加对随后循环的适应性调节而调节传感器加热器。在918中，提供了再生循环期间PM传感器响应的另一个示例。在这个示例中，PM传感器可升高到最大输出然后下降到最小输出，但是再生循环期间可能通过加热器继续运转而从最小升高。如920中显示的，这样的传感器加热器响应可能对随后的循环太高，并且因此可通过减小随后循环的适应性调节而调节传感器加热器。应理解，可通过任何合适的方式确定基于传感器输出的调节而不脱离本发明范围。作为示例，调整操作可配置用于给定的估算的排气流速和排气温度(其可基于转速、负载、燃料正时、EGR、冷却剂温度等估算)，基于当前工况的当前适应性信息确定前馈加热器脉宽调制(FF PWM, feed forward heater pulse width modulation)的水平和修正(增益/偏移)。然后，基于当前再生循环期间当前流速和估算的排气温度下的传感器输出而偏置(lean)给定工况下的调整量。然后基于传感器输出信息而调节当前的适应性信息。作为示例，假设以排气温度Tl和排气流速Ml而运转，例如存储在表格中的FF PWM是50%并且之前获知的调节是+5%。那么，以55%PWM执行再生循环并且监测传感器输出。这种情况下，如果传感器读数指示加热器过热，那么例如将适应性信息从+5%调节至+4%。这样在之后以Tl和Ml执行的传感器再生循环中，加热器以54%PWM水平运转。
这样，依靠PM传感器基质和安装在其上的电极的电特性的用于探测和补偿运送至PM传感器的能量的算法，可用于解决用于控制PM传感器再生的流量和温度测量中可能的误差。应当理解本说明书公开的配置和程序实际是示例性的，并且那些具体的实施例不应当认为是限制，因为可能有很多的变型。例如，上述技术能运用于V6、直列4缸、直列6缸、V12、对置4缸和其它发动机类型。本发明的主题包括本说明书中所公开的各种系统和配置以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖的、非显而易见的组合和子组合。权利要求特别指出了某些认为是新颖的非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”要素或第一要素或其等效。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的要素的合并，既不需要也不排除两个或更多这样的要素。公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可通过修改当前的权利要求或在这个或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。这样的权利要求，不管在保护范围上和原始权利要求相比是宽、窄、同样的或不同的，也认为包括在本发明所公开的主题中。
权利要求
1.一种用于控制微粒物质传感器加热器的方法，包括 运转所述加热器以燃烧掉聚积在所述传感器上的碳烟；并且 基于所述加热器的运转期间产生的传感器输出而调节加热器水平。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，基于从峰值碳烟水平读数下降之后的所述传感器输出而调节所述加热器水平，并且从所述峰值读数之前、下降过程中、至下降之后所述加热器都为激活的。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，基于所述传感器输出是否从所述峰值完全减小到最小碳烟水平读数而调节所述加热器水平。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，当所述传感器输出从峰值碳烟水平输出完全减小到最小碳烟水平输出、并从所述最小碳烟水平输出增加时减小所述加热器水平，并且从增加至所述峰值读数之前至从所述最小碳烟输出水平增加过程中所述加热器都为激活的。
5.根据权利要求I所述的方法，进一步包括传感器再生期间响应于微粒传感器的传导率的改变而激活所述加热器。
6.根据权利要求I所述的方法，进一步包括响应于传感器再生循环期间氧化微粒传感器的碳烟之后微粒传感器传导率增加而在第二微粒传感器再生循环期间减少供应给所述加热器的能量的量。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，再生循环期间响应于微粒传感器传导率达到最大阈值而激活所述加热器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在整个再生循环期间及在传感器再生循环期间从微粒传感器氧化碳烟后所述传导率增加时维持激活所述加热器。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括基于发动机工况调整提供给所述加热器的能量的量。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括传感器再生循环期间独立于所述传感器的传导率而调节发动机运转。
全文摘要
提供了用于控制PM传感器加热器的方法。方法包括运转加热器以燃烧掉聚积在传感器上的碳烟；并且基于加热器运转期间产生的传感器输出而调节加热器水平。这样，使用现有的传感器输出可实现改善的加热器控制。
文档编号F01N11/00GK102797545SQ20121015080
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月15日 优先权日2011年5月25日
发明者M·赫普卡, M·J·范尼马斯塔特, R·F·诺瓦克 申请人:福特环球技术公司