[发明专利]集成的再生及发动机控制

说明书

技术领域

本发明涉及对控制的集成，并且特别地涉及用于利用一种或多种数据链路协议来连接发动机控制器和后处理控制器的系统和方法。

背景技术

多年来，发动机利用电子发动机控制器来执行涉及发动机的各种功能。例如，所述控制器可用来减少发动机中的“爆燃”。“爆燃”是对排放物、燃料经济性和发动机寿命不利的异常燃料燃烧。另外，所述控制器也可用于控制发动机中的用于控制燃料喷射的气门。因此，电子发动机控制器是发动机驱动机械的重要组成部分。

发动机，包括柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机和本领域中的其它发动机，可排放空气污染物。该空气污染物可由气态物质和固态颗粒物质组成。颗粒物质可包括被称作碳黑的碳颗粒。另外，颗粒物质可含有粉尘，即一种可用在发动机的油中以减小所述油的酸性的物质。

可从排气流中过滤由发动机产生的颗粒物质。可利用多种技术来从排气流中过滤颗粒物质。所述技术中的一种包括利用排气装置，例如颗粒过滤器。颗粒过滤器捕捉排气流中的颗粒，使得排气流在进入空气时更清洁。

由过滤器捕捉的颗粒物质可累积在过滤器中，并且使得发动机的工作效率降低。随着颗粒物质在过滤器中累积，对发动机的背压会增加。因此，与具有无颗粒的过滤器的发动机相比，该发动机会为产生相同的功率而消耗更多燃料。

通过定期地清洁过滤器可避免以上的以及其它的问题。现有技术中有各种清洁过滤器的方法。一种方法包括将被捕捉在过滤器中的颗粒物质加热到使该颗粒物质燃烧或蒸发的温度。这种过滤器清洁可称作再生。可应用各种再生技术来再生颗粒过滤器。一种技术涉及可用于加热被捕捉在过滤器中的颗粒物质的柴油燃烧装置的应用。

再生过程可由后处理控制器控制以帮助控制并提高再生过程的效率。例如，控制器可通过控制用于再生的燃料量来提高效率。要控制用于再生的燃料量，可将控制器设计为确定需要被加热的颗粒物质的量并且仅使得为加热颗粒物质实际上要求的燃料的量被应用。

将发动机控制器与后处理控制器连接是有益的。这种互连会使得发动机控制器能够与后处理控制器分享信息。该信息可辅助后处理控制器有效地控制再生过程。另外，这种互连还可使得后处理控制器能够与发动机控制器分享信息。该信息可辅助使用者更有效地诊断后处理控制器的故障。

已经公开了各种在其中发动机控制单元与后处理控制单元之间交换信息的系统。在2004年10月28日公开的Hamahata等的美国专利申请公报US 2004/0211159 A1(“’159公报”)中公开了一种这样的系统。该公报说明了一种设备，其中过滤器控制单元在确定过滤器控制单元需要再生过滤器时，向发动机控制单元发送信号。响应该信号，发动机控制单元修改发动机操作以提高用于再生过滤器的排气温度。发动机控制单元还向过滤器控制单元发送包含温度差值的信号。过滤器控制单元根据该差值确定停止再生的时间。因此，这些信号的交换有助于过滤器的再生。

虽然’159公报的设备可用于控制过滤器的再生，然而该设备具有一些缺陷。该设备不利用任何用于在过滤器控制单元与发动机控制单元之间通信的数据链路协议。因此，如现有技术中所知的，对于每个在过滤器控制单元与发动机控制单元之间发送的信号，都需要在所述两单元之间进行独立的连接。因此，由于’159公报的设备未利用用于在过滤器控制单元与发动机控制单元之间通信的数据链路协议，对于每个会需要在过滤器控制单元与发动机控制单元之间交换的附加信号，该设备都将需要在所述两单元之间进行附加的连接。随着需要在过滤器控制单元与发动机控制单元之间交换的信号的数量增加，所述两个单元之间的连接的数量将必须以同样的数量增加。然而，出于对空间和成本的考虑，在过滤器控制单元与发动机控制单元之间增加电线的数量可能是不实际的。

在’159设备中，这种限制会限制可在过滤器控制单元与发动机控制单元之间交换的信号的数量。如’159公报中所示，在发动机控制单元与过滤器控制单元之间仅可得到两个连接的情况，仅可在所述两个单元之间允许两个信号(温度差值和再生信号)的通路。这些信号可能未为过滤器控制单元提供足够的信息来切实有效地控制再生过程。例如，过滤器控制单元没有关于发动机工作条件的信息。缺少该信息可导致过滤器单元使用的燃料多于或少于再生所必需的燃料，由此影响燃料效率。过滤器控制单元也可能不能向发动机控制单元发送表示其工作状态的信号。缺少这种从过滤器控制单元发送给发动机控制单元的信息，会因为没有对再生设备中的故障的显示而减少可以执行的用于诊断任何再生相关故障的诊断方法。