專利名稱：用于保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
如果發(fā)動(dòng)機(jī)在輕負(fù)荷(即，在怠速期間或者在下坡行使時(shí))下運(yùn)行較長一段時(shí)間，那么諸如柴油機(jī)微粒過濾器的排氣后處理裝置和催化氮氧化物的裝置會(huì)變堵塞和/或損壞。這些裝置通常與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用，并且當(dāng)車輛排放標(biāo)準(zhǔn)提高時(shí)將有可能更頻繁地使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法適合于保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)，通過防止該系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)輕負(fù)荷時(shí)期變得堵塞和/或損壞。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明通過在發(fā)動(dòng)機(jī)輕負(fù)荷和/或低排氣溫度期間增加發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷來保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷優(yōu)選通過應(yīng)用一變速器的減速器裝置來增加。本發(fā)明的方法適用于計(jì)算一所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值以用于該后處理裝置的再生，計(jì)算一所需的減速器負(fù)荷以促使所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，并且實(shí)施所需的減速器負(fù)荷。根據(jù)一可選擇的實(shí)施例，可采用額外的步驟來維持不變的加速踏板與變速器輸出扭矩比值。更確切地說，本發(fā)明的方法適合于計(jì)算由所需的減速器負(fù)荷的施加導(dǎo)致的變速器輸出扭矩減少值，并且指令發(fā)動(dòng)機(jī)增加所需量的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩值以補(bǔ)償由減速器導(dǎo)致的變速器輸出扭矩的減少。
本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，將從在結(jié)合附圖時(shí)對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的下面詳細(xì)描述中容易地顯現(xiàn)。
附圖簡述

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的方法的方框圖；圖2是表示圖1方法的一部分的方框圖；圖3是表示圖1方法的一部分的方框圖；圖4a是在減速裝置應(yīng)用期間表示發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)速度之間關(guān)系的說明圖；圖4b是在減速裝置應(yīng)用期間表示發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)速度之間關(guān)系的說明圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明的方法適合于保護(hù)一排氣后處理系統(tǒng)(未示出)，諸如在共同擁有的美國專利US4,364,761中公開的柴油機(jī)微粒過濾器，在此參考并結(jié)合該專利的全部內(nèi)容，本發(fā)明所述的保護(hù)方法通過防止該系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)輕負(fù)荷時(shí)期(即，在怠速期間或者在下坡行使時(shí))變得堵塞和/或損壞來實(shí)現(xiàn)。通過燃燒微粒的高溫排氣，排氣后處理系統(tǒng)可進(jìn)行再生，或者清潔，否則這些微粒會(huì)累積并且堵塞該系統(tǒng)。排氣溫度通常隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而升高，并且排氣溫度通常隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的降低而下降。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)輕負(fù)荷和/或低排氣溫度期間，當(dāng)車輛最容易產(chǎn)生排氣后處理系統(tǒng)損壞時(shí)，本發(fā)明通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷來保護(hù)該系統(tǒng)。
參見圖1，本發(fā)明的控制算法10被示出。該控制算法10優(yōu)選存在于變速器控制模塊(TCM，未示出)中。該控制算法10適合于在發(fā)動(dòng)機(jī)輕負(fù)荷和/或低排氣溫度期間通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷來保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)。
控制算法10包括表示由TCM所實(shí)施的步驟的一系列的塊12-20。因?yàn)橐阎l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與排氣溫度密切相關(guān)，算法10優(yōu)選監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，目的是確定排氣后處理裝置是否需要再生。因此，算法10被描述為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)控，但是，需要理解的是可采用其它的參數(shù)用于該確定。例如，根據(jù)可選擇的實(shí)施例，可監(jiān)控排氣溫度來確定排氣后處理裝置是否需要再生。
在步驟12處，TCM監(jiān)控當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。在步驟14處，TCM確定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否在預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值之下。在步驟14處，如果當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大于或者等于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值，那么算法10返回到步驟12。在步驟14處，如果當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值，那么算法進(jìn)行到步驟16。根據(jù)本發(fā)明可選擇的實(shí)施例，步驟12-14可通過監(jiān)控當(dāng)前排氣溫度并且將其與預(yù)定的排氣溫度限制值比較來進(jìn)行實(shí)施。在步驟16處，TCM確定排氣后處理裝置是否需要再生，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。在步驟16處，如果排氣后處理裝置不需要再生，那么算法10返回到步驟12。在步驟16處，如果排氣后處理裝置需要再生，那么算法進(jìn)行到步驟18。在步驟18處，TCM確定車輛是否處于怠速。在步驟18處，如果車輛在怠速，那么算法10進(jìn)行到步驟20，在步驟20處，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加一計(jì)算值以對(duì)怠速時(shí)車輛的排氣后處理裝置進(jìn)行再生，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。在步驟18處，如果車輛不處于怠速，那么算法10進(jìn)行到步驟20’，在步驟20’處，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加一計(jì)算值以對(duì)行進(jìn)車輛的排氣后處理裝置進(jìn)行再生，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，TCM確定排氣后處理裝置是否需要再生的步驟16將如下進(jìn)行實(shí)施。排氣后處理裝置是否需要再生的確定通常是基于一時(shí)間限制值，在該時(shí)間限制值期間，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在小于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值的負(fù)荷下。已經(jīng)觀察到，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷暫時(shí)下降到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值之下，那么后處理裝置不太可能會(huì)變得堵塞。因此，如果當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下降到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值之下超過預(yù)定的時(shí)間段，那么排氣后處理裝置會(huì)在步驟20或20’進(jìn)行再生?？蛇x擇的，通過將壓力傳感器(未示出)設(shè)置在相對(duì)于排氣后處理裝置的上游和下游，可以執(zhí)行對(duì)排氣后處理裝置是否需要再生的判斷。如果后處理裝置是清潔的，則通過該裝置的壓力差值(P上游-P下游)較小。因此，如果該壓力差值變得過大(即大于預(yù)定限制值)，則后處理裝置會(huì)被堵塞并且在步驟20或20’處進(jìn)行再生。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加以再生發(fā)動(dòng)機(jī)后處理裝置的步驟20和20’將采用一減速系統(tǒng)或裝置(未示出)進(jìn)行實(shí)施，例如在共同擁有的美國專利No.5,482,148中所公開的減速系統(tǒng)或裝置，在此參考并結(jié)合該專利的全部內(nèi)容?？蛇x擇的，步驟20和20’可采用任何適合于增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的裝置來進(jìn)行實(shí)施。例如一液壓混合系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在維持一致的變速器輸出扭矩的過程中產(chǎn)生制動(dòng)扭矩并且從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。
如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，減速器為液力制動(dòng)器，該液力制動(dòng)器利用液壓流體之中的機(jī)械組件的相對(duì)旋轉(zhuǎn)來幫助車輛減速，其中該液壓流體存在于減速器中，而減速器使用在車輛中。車輛被減速是因?yàn)闇p速器施加負(fù)扭矩或制動(dòng)扭矩到變速器的輸入軸或者輸出軸上。通過輸入(和，在非空擋范圍期間，輸出)減速器所施加的制動(dòng)扭矩來增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷也是已知的。因此，步驟20和20’優(yōu)選通過驅(qū)動(dòng)一減速器以增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷從而使得排氣溫度上升并且排氣后處理裝置被再生來實(shí)施。
在步驟20和20’處，采用的減速器優(yōu)選是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的變速器輸入減速器，但是也可采用設(shè)置在變速器和驅(qū)動(dòng)軸之間的變速器輸出減速器。當(dāng)變速器在空擋時(shí)，沒有變速器輸出到達(dá)驅(qū)動(dòng)軸上，并且因此變速器輸出減速器變得不起作用。因?yàn)楫?dāng)變速器處于空擋時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和變速器輸入之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)變速器處與空擋時(shí)變速器輸入減速器能夠有利地施加制動(dòng)扭矩來增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。
參見圖2，更詳細(xì)地顯示了圖1的步驟20，在步驟20處通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加一計(jì)算值來對(duì)處于怠速的車輛的排氣后處理裝置進(jìn)行再生。在步驟22處，TCM計(jì)算一所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值，該負(fù)荷增加值適用于再生排氣后處理裝置。所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值通常有必要使當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大于步驟14的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值。但是，需要理解的是，所需發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值可選擇的為適合于再生排氣后處理裝置的任意值。在步驟24處，TCM計(jì)算一所需減速器負(fù)荷，該減速器負(fù)荷被設(shè)定成用于引導(dǎo)出步驟22的所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值。在步驟26處，TCM實(shí)施所需的減速器負(fù)荷。
參見圖3，更詳細(xì)地示出圖1的步驟20’，在步驟20’處將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加一計(jì)算值來再生行進(jìn)車輛的排氣后處理裝置。在步驟28處，以與上述步驟22的方式相類似的方式，TCM計(jì)算適用于再生排氣后處理裝置所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值。在步驟30處，TCM計(jì)算所需的減速器負(fù)荷，該減速器負(fù)荷被設(shè)定成用于引導(dǎo)出步驟28的所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值。在步驟32處，TCM施加所需的減速器負(fù)荷。在步驟34處，TCM計(jì)算由所需的減速器負(fù)荷導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的減少量。對(duì)于采用變速器輸入減速器的應(yīng)用而言，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的減少量可以通過將所需的減速器負(fù)荷除以扭矩變化率來進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于采用變速器輸出減速器的應(yīng)用而言，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的減少量可以通過將所需的減速器負(fù)荷除以當(dāng)前傳動(dòng)比和扭矩變化率的乘積來進(jìn)行計(jì)算。在步驟36處，發(fā)動(dòng)機(jī)被指令(優(yōu)選通過一串聯(lián)通信線路)增加一定數(shù)值的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，所增加的數(shù)值是補(bǔ)償在步驟34處計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的減少值所必需的。
行進(jìn)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷以在步驟20’所描述的方式增加，因?yàn)閼?yīng)用減速器同時(shí)操作者也輕微改變節(jié)氣門會(huì)改變踏板對(duì)扭矩的關(guān)系，并且會(huì)引起用戶的不滿意。因此，通過指令發(fā)動(dòng)機(jī)增加補(bǔ)償由減速器(在步驟36處)導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的減少值所必需的一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，踏板與扭矩的關(guān)系被維持，并且減速器的接合通常不會(huì)被用戶察覺(或者，最少維持連貫的驅(qū)動(dòng)性能)。
參見圖4a和4b，顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)速度之間關(guān)系的圖形。向下的斜線表示恒定的加速踏板位置的線。如圖4a所示，當(dāng)減速器被應(yīng)用時(shí)，如果加速踏板位置保持不變并且發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩保持不變，那么變速器輸出被減少從而使得加速踏板與變速器輸出扭矩之比被改變，這改變將會(huì)被用戶所察覺到。如圖4b所示，如果發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩被增加一值，該值是消除減速器扭矩減少量所必需的，則加速踏板與變速器輸出扭矩之比保持不變，以便于提供相同的驅(qū)動(dòng)性能。
根據(jù)本發(fā)明的可選擇的實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(未示出)可利用程序進(jìn)行編程以確保上述一致的踏板與變速器輸出扭矩之比，并且與這樣的程序相適應(yīng)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可進(jìn)一步適用于自動(dòng)增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以保護(hù)排氣后處理裝置。
在圖1-3所示的和在此所述的步驟不需要以所示的順序來實(shí)施，除非另外在此說明。
盡管已經(jīng)詳細(xì)說明實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，執(zhí)行本發(fā)明的各種可選擇的設(shè)計(jì)和實(shí)施例都在附加的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)的方法，其包括設(shè)定一預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值；監(jiān)控當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷；確定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否小于預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值；如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小于預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值，那么確定后處理系統(tǒng)是否需要再生；并且如果需要再生并且發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小于預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值，那么增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括在變速器輸入處施加一制動(dòng)扭矩。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括在變速器輸出處施加一制動(dòng)扭矩。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括應(yīng)用一減速器裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括計(jì)算再生排氣后處理裝置所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括計(jì)算一所需的減速器負(fù)荷，該減速器負(fù)荷設(shè)定成引導(dǎo)出所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括施加所需的減速器負(fù)荷。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括計(jì)算由施加所需的減速器扭矩導(dǎo)致的變速器輸出扭矩的減少值。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括命令發(fā)動(dòng)機(jī)增加一定數(shù)值的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，該數(shù)值是補(bǔ)償由減速器導(dǎo)致的變速器輸出扭矩減少量所必需的。
10.一種用于保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)的方法，其包括設(shè)定一預(yù)定的排氣溫度限制值；監(jiān)控當(dāng)前排氣溫度；確定當(dāng)前排氣溫度是否小于預(yù)定的排氣溫度限制值；如果排氣溫度小于預(yù)定的排氣溫度限制值，那么確定后處理系統(tǒng)是否需要再生；和如果需要再生并且發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小于預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值，那么增加當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，該當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加是通過應(yīng)用一減速器裝置；計(jì)算再生排氣后處理裝置所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值；計(jì)算所需的減速器負(fù)荷，該減速器負(fù)荷設(shè)定成引導(dǎo)出所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加值；和施加所需的減速器負(fù)荷。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括計(jì)算由施加所需的減速器負(fù)荷導(dǎo)致的變速器輸出扭矩的減少值。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括命令發(fā)動(dòng)機(jī)增加一定數(shù)值的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，該數(shù)值是補(bǔ)償由減速器導(dǎo)致的變速器輸出扭矩減少值所必需的。
13.一種用于保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)的方法，其包括設(shè)定一預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值；監(jiān)控當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷；確定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否小于預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值；如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小于預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值，那么確定后處理系統(tǒng)是否需要再生；和如果需要再生并且發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小于預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限制值，那么增加當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，該當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加是通過應(yīng)用一減速器裝置；計(jì)算再生排氣后處理裝置所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加值；計(jì)算所需的減速器負(fù)荷，該減速器負(fù)荷設(shè)定成引導(dǎo)出所需的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加值；和施加所需的減速器負(fù)荷。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括計(jì)算由施加所需的減速器負(fù)荷導(dǎo)致的變速器輸出扭矩的減少值。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述增加當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷包括命令發(fā)動(dòng)機(jī)增加一定數(shù)值的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，該數(shù)值是補(bǔ)償由減速器導(dǎo)致的變速器輸出扭矩減少值所必需的。
全文摘要
本發(fā)明的方法適合于通過防止該系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)輕負(fù)荷時(shí)期變得堵塞和/或損壞來保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明通過在發(fā)動(dòng)機(jī)輕負(fù)荷和/或低排氣溫度期間增加發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷來保護(hù)排氣后處理系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02D29/02GK1880737SQ200610089909
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者J·P·克雷斯 申請(qǐng)人:通用汽車公司