未经处理的内燃机排放物(例如柴油机排放物)例如包括各种诸如 NOx、碳氢化合物、一氧化碳等的废水。此外，某特定类型的内燃机—— 诸如柴油机——的未经处理的排放物还包括颗粒状的碳基物质或“烟黑 (soot)”。涉及烟黑排放标准的联邦政府规则日益严格，由此促进了对从发 动机排放物中除去烟黑的装置和/或方法的需求。
发动机系统释放的烟黑量可通过使用诸如过滤器或收集器(trap)等排 放物减少装置而得以减少。为了除去其中的烟黑，这样的过滤器或收集器 需要定期再生。该过滤器或收集器可通过使用燃烧器或电加热器来燃烧收 集在过滤器中的烟黑而得以再生。

根据本发明的一个方面，一种排放物减少组件，包括一对燃料燃烧式 燃烧器。这两个燃料燃烧式燃烧器均处于单一控制单元的控制之下。该燃 料燃烧式燃烧器可通过该控制单元选择性的进行操作而再生颗粒过滤器。
根据本发明的另一方面，一种在过滤器再生期间监控燃料燃烧式燃烧 器的方法包括：确定燃烧器所产生的热的温度以及基于此调节供应至该燃 烧器的燃料量。可使用预定的温度范围，且如果温度在该预定的温度范围 之外则调节供应至燃烧器的燃料量。还公开了配置成以这样的方式控制燃 料燃烧式燃烧器的电子控制器。通过使用温度传感器可获得温度测量值。
根据本发明的另一方面，公开一种用于控制燃料燃烧式燃烧器的操作 的控制单元。该控制单元包括壳体，该壳体具有朝该壳体的内部腔室开设 的空气入口。一空气泵定位在该壳体的内部腔室中并具有朝控制单元壳体 的内部腔室开设的空气入口。该空气泵在内部腔室中产生减小的气压，从 而将空气抽吸到壳体中并进入泵的入口。该空气流冷却电子控制器以及置 于壳体内的其他部件。在一个示例性的实施方式中，空气泵从壳体的内部 腔室抽吸空气并将该空气供应至燃料燃烧式燃烧器的燃烧室，从而促进燃 烧器的操作。还公开了一种将空气送进燃料燃烧式燃烧器的相关方法。
根据本发明的另一方面，公开一种操作排放物减少组件的燃料燃烧式 燃烧器的方法。该方法包括响应于燃烧器关闭请求的检出而向燃料燃烧式 燃烧器供应减少的燃料。这样的减少的燃料供应持续预定的时间段，在该 时间段之后，不再向燃烧器供应燃料。在此处所述的示例性的实施方式中， 与火花的产生一起，助燃空气和雾化空气二者的供应在燃料切断后持续一 时间段。在一时间段后，不再向燃烧器供应助燃空气，但继续供应雾化空 气并保持火花产生。在一时间段后，切断雾化空气的供应并停止火花产生。 在此所述的示例性实施方式中，净化空气供应基本上连续地供应至燃料燃 烧式燃烧器以减小或者甚至阻止燃烧器的燃料入口喷嘴的堵塞。还公开了 一种配置成以这样的方式控制排放物减少组件的部件的电子控制器。
根据本发明的另一方面，一种监控作为颗粒过滤器中烟黑累积的函数 的发动机性能的方法，其包括：确定所述过滤器中的烟黑累积特性；分析 该特性；以及如果该特性表明预定的发动机性能状况则产生一个错误信号。 在一个示例性的实施方式中，所述过滤器中的烟黑累积速率可被监控。所 述过滤器中的烟黑累积速率的增加(超过预定界限)可表明诸如过量用油 或卡塞/泄漏燃料注入器等的发动机状况。还在此公开了一种配置成以这样 的方式监控烟黑累积的电子控制器。
根据本发明的另一方面，使用烟尘检测器来检测控制单元的内部腔室 中的燃料颗粒和/或烟尘的出现。如果检测到燃料颗粒和/或烟尘的出现，则 可将控制单元关闭，由此潜在地避免对控制单元的破坏。还公开了一种监 控这样的烟尘检测器的输出的方法。
根据本发明的另一方面，温度传感器用于监控控制单元的内腔中的温 度。如果该温度超过预定的上温度界限，则可将控制单元关闭，从而潜在 地避免对控制单元的破坏。还公开了一种监控这样的温度传感器的输出的 方法。
根据本发明的另一方面，使用燃料压力传感器来监控与控制单元的燃 料泵相关的燃料返回管路中的燃料压力。如果该返回管路中的燃料压力超 过预定的上压力界限，则可将控制单元关闭，从而潜在地避免对控制单元 的破坏。还公开了一种监控这样的燃料压力传感器的输出的方法。
根据本发明的另一方面，一种监控颗粒过滤器中的灰积聚情况的方法， 包括：在过滤器再生之后确定过滤器中的颗粒累积；以及如果颗粒累积超 过预定的阈值则产生一个错误信号。在过滤器再生之后保留在过滤器中的 颗粒物质可能是因为灰的缘故。同样，通过在过滤器再生之后相对较快地 (如果不是立即地)监控过滤器中的颗粒物质量，可确定什么时候过滤器 需要维护来除去灰。还公开了一种配置成以这样的方式监控灰积聚的电子 控制器。
根据本发明的另一方面，排放减少组件的电子控制器电耦连于内燃机 的发动机控制单元。该电子控制器可经由诸如控制器局域网络或“CAN” 接口等的通信接口耦连于该发动机控制单元。以此方式，信息可在排放减 少组件的电子控制器与发动机控制单元之间共享。
根据本发明的另一方面，一种操作燃料燃烧式燃烧器的方法，包括： 在过滤器再生循环过程中监控颗粒过滤器的出口处的温度；以及如果该过 滤器出口温度超过所述预定界限则调节燃料燃烧器的操作。在一个实施方 式中，如果过滤器出口温度超过所述预定的温度界限，则将燃料燃烧式燃 烧器关闭。先于燃烧器的关闭或代替燃烧器的关闭，如果过滤器出口温度 超过预定温度界限，则可减小供应至燃料燃烧式燃烧器的燃料量。
根据本发明的另一方面，一种开始排放减少组件的燃料燃烧式燃烧器 的方法包括：一旦检测到点火即降低供应向燃烧器的燃料速率。组件预加 热时该燃料速率保持在较低的水平。一旦进行了预加热，燃料水平增加到 预定的操作燃料水平。
根据本发明的另一方面，燃料燃烧式燃烧器的电极在燃料引入燃烧器 之前通电预定时间段，从而除去沉积在电极上的烟黑或其他残余物。
根据本发明的另一方面，监控发动机的操作状况以便于无空气的过滤 器再生。在一个具体的实施方案中，过滤器再生在发动机操作状况处于预 定范围内时发生。
根据本发明的另一方面，通过燃料燃烧式燃烧器的进气口进入的废气 流分成前进通过燃烧室的燃烧流以及绕过燃烧室的绕流。
根据本发明的另一方面，装载在颗粒过滤器中的烟黑作为排放质量流 量的函数而受到监控。
附图说明
图1为其上安装了排放减少组件的公路用卡车的后视图；
图2为图1的排放减少组件的烟黑减少组件的其中之一的立体图；
图3为从图2的线3-3的箭头方向观察的烟黑减少组件的端部的正视 图；
图4为从箭头方向观察的沿图3的线4-4所取的图2的烟黑减少组件 的剖视图；
图5为图4的烟黑减少组件的燃料燃烧式燃烧器的放大剖视图；
图6为图1的排放减少组件的控制单元的立体图，注意为了清楚说明 已经将盖移除；
图7为图6的控制单元的侧视图；
图8为图1的排放减少组件的图示；
图9为在过滤器再生循环中监控排放减少组件的燃料燃烧式燃烧器的 操作的控制程序的流程图；
图10为说明图9的控制程序的方式的示例性温度图表；
图11为在过滤器再生循环中监控过滤器出口温度的控制程序的流程 图；
图12为监控作为图1的排放减少组件的颗粒过滤器中的烟黑累积的函 数的发动机性能的控制程序流程图；
图13为说明图12的控制程序的方式的示例性的ΔP-时间图；
图14为监控图1的排放减少组件的颗粒过滤器中的灰积聚的控制程序 的流程图；
图15为用于关闭图1的排放减少组件的燃料燃烧式燃烧器的控制程序 的流程图；
图16为说明图15的控制程序的方式的示例性的燃料水平-时间图；
图17为用于监控控制单元的燃料返回管路中的燃料压力的控制程序 的流程图；
图18为用于监控从控制单元的烟尘检测器的输出的控制程序的流程 图；
图19为用于监控从控制单元的温度传感器的输出的控制程序的流程 图；
图20为另一排放减少组件的图示；
图21为类似于图20的视图，但示出配置有位于过滤器基底的上游的 柴油机氧化催化剂的排放减少组件；
图22和23为更详细地示出图20和21的组件的燃料燃烧式燃烧器的 图示；
图24为更详细地示出图20和图21的组件的燃烧室的一部分的立体 图；
图25为从图24的箭头25-25的方向观察的燃烧室的部分的正视图；
图26为气体分配器的正视图；
图27为类似于图22和23的视图，但示出了燃烧室的不同实施方式；
图28为气体分配器的正视图；
图29为示出在发动机的发动机控制单元的控制下的发动机与排放减 少组件的图示；
图30为用于开始图1的排放减少组件的燃料燃烧式燃烧器的控制程序 的流程图；
图31为说明图30的控制程序的方式的示例性的燃料水平-时间图；
图32为用于清洁燃料燃烧式燃烧器的电极的控制程序的流程图；
图33为用于再生无空气的燃料燃烧式燃烧器的控制程序的流程图；
图34为用于触发过滤器再生的控制程序的流程图；
图35为另一排放减少组件的图示；
图36-43为类似于图5的视图，但示出了有所修改的燃料燃烧式燃烧 器；
图44为可绕燃烧室定位的板的展开图；以及
图45为示出绕燃烧室定位的图44的板的部分立体图。

如下文更详细描述的，与内燃机(诸如公路用卡车12的柴油机)一起 使用的排放减少组件10包括一对处于控制单元18的控制下的烟黑减少组 件14、16。如图1所示，烟黑减少组件14、16中每一个分别具有燃料燃烧 式燃烧器20、22和颗粒过滤器24、26。燃料燃烧式燃烧器20、22定位在 相应的颗粒过滤器24、26的上游(相对于发动机废气流来说)。在发动机 运转过程中，废气流过颗粒过滤器24、26而将烟黑收集在该过滤器中。处 理过的废气通过废气管28、30释放到大气中。在发动机运转过程中，控制 单元18时常选择性地操作燃料燃烧式燃烧器20来再生颗粒过滤器以及燃 料燃烧式燃烧器22来再生颗粒过滤器26。
现在参照图2-5，更详细地示出了烟黑减少组件14。应该理解，烟黑 减少组件14与烟黑减少组件16基本相同。这样的话，涉及图2-5的烟黑 减少组件14的讨论也与烟黑减少组件16有关。
如图5所示，烟黑减少组件14的燃料燃烧式燃烧器20包括壳体32， 该壳体32具有定位在其中的燃烧室34。壳体32包括废气入口36。如图1 所示，废气入口36固定于T形排气管38，该排气管38将废气从卡车12 的柴油发动机引导至烟黑减少组件14、16。
燃烧室34中限定有多个气体进入开口40。发动机废气可经该进入开 口40流进燃烧室34。以此方式，防止出现在燃烧室34的内部的点火火焰 遭遇整个发动机废气流，同时允许受控的发动机废气量进入燃烧室34以提 供氧来促进供应至燃烧器20的燃料的燃烧。未进入燃烧室34的废气通过 限定在罩盖44中的多个开口42引导出壳体32的出口46。
燃料燃烧式燃烧器20包括具有一对电极48、50的电极组件。如下文 更为详细讨论的，电极48、50电耦连于控制单元18的点火器。当给电极 48、50通电时，在电极48、50之间的间隙52中产生火花。燃料通过燃料 进入喷嘴54进入燃料燃烧式燃烧器20并通过电极48、50之间间隙52前 进，从而由电极48、50所产生的火花点燃燃料。应该理解，进入喷嘴54 的燃料通常是受控的空气/燃料混合物的形式。
燃料燃烧式燃烧器20还包括助燃空气进口56。如下文更详细讨论的， 与控制单元18相关联的空气泵产生加压空气流，该加压空气流经由空气管 路58(如图1)被送进到助燃空气进口56。在颗粒过滤器24的再生过程中， 空气流通过助燃空气进口56引入到燃料燃烧式燃烧器20，用以为燃料的持 续燃烧提供氧(除了废气中存在的氧之外)。
如图2和图4所示，颗粒过滤器24定位在燃料燃烧式燃烧器20的壳 体32的出口46下游(相对于废气流来说)。颗粒过滤器24包括过滤器基 底60。如图4所示，基底60定位在壳体62中。过滤器壳体62固定于燃烧 器壳体32。这样的话，离开燃烧器壳体32的气体被导引到过滤器壳体62 中并通过基底60。颗粒过滤器24可以是任何类型的市售颗粒过滤器。例如， 颗粒过滤器24可以实现为诸如“深床(deep bed)”或“壁流式”过滤器等 的废气颗粒过滤器。深床过滤器可以实现为金属网孔过滤器、金属或陶瓷 泡沫过滤器、陶瓷纤维网孔过滤器等。另一方面，壁流式过滤器可以是堇 青石或碳化硅陶瓷过滤器，其中该过滤器带有插在其前部和后部的交替的 通道，从而强迫气体通过所述壁进入一个通道，而从另一个通道出来。此 外，过滤器基底60可注入有催化材料，诸如例如贵金属催化材料。例如， 催化材料可以以铂、铑、钯、包括其结合物以及任何其他的类似催化材料 实现。使用催化材料降低了点燃所收集的烟黑颗粒所需的温度。
过滤器壳体62固定于集合器66的壳体64。具体来说，过滤器壳体62 的出口88固定于集合器壳体64的进口68。这样的话，经处理的(即，经 过过滤的)脱离过滤器基底60(以及由此脱离过滤器壳体62)的废气前进 到集合器66中。然后，该经处理的废气前进到排气管28中并由此通过气 体出口70释放到大气。应该理解，如果卡车12配备有后续的排放减少装 置(未图示)，则气体出口70可耦连于这样的装置的入口(或耦连于入口 的管道)。
现在参照图6-8，更详细地示出了控制单元18。控制单元18包括壳 体72，该壳体72限定了内部腔室112。多个与控制单元18相关联的部件 定位在壳体72的内部腔室112中。为了便于说明，在图6和图7中已经将 密封的盖74(见图1)从壳体移除从而将壳体72中的部件露出。控制单元 18包括电子控制单元(ECU)或“电子控制器”76。电子控制器76定位在 壳体72的内部腔室112中。实际上，电子控制器76是负责解译由关联于 排放减少组件10(在一些情况下是发动机80)的传感器送出的电信号并负 责致动与排放减少组件10相关联的电子受控部件的主计算机。例如，其中， 电子控制器76可用于确定何时烟黑减少组件14、16的颗粒过滤器24、26 之一需要再生、计算并控制要引入燃料燃烧式燃烧器20、22的空气和燃料 的数量和比例、确定烟黑减少组件14、16中的各个位置的温度、操作多个 空气和燃料阀以及与关联于卡车12的发动机80的发动机控制单元78通信。
为此，电子控制器76包括多个电子部件，这些电子部件通常与机电系 统的控制中所用的电子单元有关。例如，在通常包括在这样的装置中的其 它部件之外，电子控制器76还可包括诸如微处理器82的处理器以及诸如 可编程只读存储装置(“PROM”)的存储装置84，其中可编程只读存储装 置包括可擦除PROM(EPROM或EEPROM)。其中，存储装置84用于存 储例如软件程序(或多个程序)形式的指令，当由处理器82执行时，其使 电子控制器76控制排放减少组件10的操作。
电子控制器76还包括模拟接口电路86。模拟接口电路86将来自各传 感器(例如温度传感器)的输出信号转换成适于呈现于微理器82的输入的 信号。具体来说，模拟接口电路86通过利用模拟-数字(A/D)转换器(未 图示)或类似物将传感器所产生的模拟信号转换成微处理器82所用的数字 信号。应该理解，A/D转换器可以实现为离散的装置或多个装置，或者可 集成到微处理器82中。应该理解，如果与排放减少组件10相关联的传感 器中的任意一个或多个产生数字输出信号，则可绕开模拟接口电路86。
类似地，模拟接口电路86将微处理器82的信号转换为适于呈现于关 联于排放减少组件10的电气受控部件(例如燃料喷射器、空气阀、点火器、 泵马达等)的输出信号。具体来说，模拟接口电路86通过利用数字-模拟 (D/A)转换器(未图示)之类的器件将微处理器82所产生的数字信号转 换成与排放减少组件10相关联的电子受控部件所用的模拟信号。应该理解， 类似于上述A/D转换器，D/A转换器可以实现为离散的装置或多个装置， 或者可集成到微处理器82中。应该理解，如果与排放减少组件10相关联 的电气受控部件中的任意一个或多个对模拟输入信号进行操作，则可绕开 模拟接口电路86。
因此，可操作电子控制器76来控制燃料燃烧式燃烧器20和22的操作。 具体来说，电子控制器76执行其中包括闭环控制模式的程序，在该模式中， 电子控制器76监控与排放减少组件10相关联的传感器的输出，用以控制 向与之相关联的电气受控部件的输入。为此，电子控制器76和关联于排放 减少组件的传感器通信，用以确定其中的烟黑减少组件14，16中的各位置 的温度以及跨过过滤器基底60的压降。装备有该数据，电子控制器76每 秒进行许多计算，包括查寻预编程的表中的值，以便执行算法来实现诸如 下列功能，即，确定什么时候操作燃料喷射器或操作燃料喷射器多长时间、 控制向电极48和50的功率电平输入、控制通过助燃空气入口56前进的空 气等。
控制单元18还包括空气泵90。空气泵90由电机92驱动，该电机90 在电子控制器76的控制下。电机92驱动滑轮94，滑轮94又驱动空气泵 90。信号线路96将空气泵90电气地耦连到电子控制器76。空气泵90的出 口98经由空气管路104耦连到受电子控制的空气阀102的入口100。空气 阀102的第一出口106经由空气管路58其中之一耦连到燃料燃烧式燃烧器 20的助燃空气入口56，而空气阀102的第二出口108经由另一空气管路58 耦连到燃料燃烧式燃烧器22的助燃空气入口56。
空气阀102经由信号线路110电气地耦连到电子控制器76。这样，电 子控制器76可控制阀102的位置。具体来说，电子控制器76可将空气阀 102定位在第一阀位置或第二阀位置，在第一阀位置，来自空气泵90的助 燃空气导向燃料燃烧式燃烧器20，在第二阀位置，来自空气泵90的助燃空 气导向燃料燃烧式燃烧器22。如下文更详细描述的，控制器76操作空气阀 102而将助燃空气导向与正在进行再生的颗粒过滤器24、26相关联的燃料 燃烧式燃烧器20、22。
如图6和7所示，空气泵90的入口114朝控制壳体72的内部腔室112 敞开。由此，空气泵90从控制壳体72的内部腔室112抽吸空气。所述控 制壳体72具有空气入口116。空气入口116朝内部腔室112敞开。空气过 滤器118固定于壳体72并定位成过滤通过空气入口116抽吸到内部腔室112 中的空气。当操作时，空气泵90在内部腔室112中产生减小的空气压力， 从而经由过滤器118/空气入口116从大气环境抽吸空气到内部腔室112。然 后，将内部腔室112中的空气抽吸到泵入口114并泵至空气阀102。当盖 74固定在位时(如图1)，壳体72基本上密封，从而基本上所有由空气泵 90抽吸到内部腔室112中的空气都被吸引通过过滤器118(由此通过空气 入口116)。
由于泵入口114和壳体入口116均向内部腔室112敞开(与例如通过 空气软管或其他类型的导管彼此耦连相反)，当空气从壳体入口116向泵入 口114前进时在内部腔室112中产生空气流。由于控制器76在内部腔室112 中暴露于至少一部分空气流中，这样的布置便于电子控制器76的冷却。具 体来说，电子控制器76在其操作过程中产生热。来自电子控制器76的热 被传递到通过内部腔室112的空气中，从而冷却了电子控制器76。这样的 布置便于控制器76在壳体72中的放置(与将控制器76定位在壳体72外 部从而暴露于大气环境温度中相反)。此外，在特定实施方式中，以这种方 式冷却电子控制器76不再需要散热片或其他散热装置。
电子控制单元18还包括燃料输送组件120，该燃料输送组件120配置 为将所需的空气和燃料的混合物(“空气/燃气混合物”)供应至燃料燃烧式 燃烧器20、22。具体来说，燃料燃烧式燃烧器20、22燃烧或以其他方式处 理空气和燃料混合物形式的燃料。正如本说明书所限定的，术语“空气/燃 料混合物”限定为表示任意量空气和任意量燃料的混合物，包括只有燃料 的“混合物”。此外，术语“空气与燃料比”意在表示这样的空气/燃料混合 物中的空气组分和燃料组分之间的关系。
以下更详细的描述燃料输送组件120的一个例示实施方式。但是，应 该理解，这样的描述实际上是示例性的，该燃料输送组件120可以各种不 同的配置实现。
在此处例示的实施方式中，燃料输送组件120包括燃料泵122，该燃 料泵经由燃料管路126从卡车12的燃料箱124抽吸柴油机燃料。燃料过滤 器128过滤从燃料箱124抽吸的燃料。如图6和7所示，电机驱动的滑轮 94驱动燃料泵122的输入轴130。由此，电机92驱动空气泵90和燃料泵 122两者。
燃料泵122将加压的燃料流供应到一对受电子控制的燃料喷射器132、 134。如图8所示，信号线路136将燃料喷射器132电气地耦连到电子控制 器76，从而，使控制器76可控制喷射器132的操作。类似地，信号线路 138将燃料喷射器134电气地耦连到电子控制器76，从而，使控制器76可 控制喷射器134的操作。
受电子控制的燃料启动阀140使燃料从燃料泵122选择性地供应到燃 料喷射器132、134。具体地，当定位在打开阀位置时，燃料启动阀140使 燃料可前进到燃料喷射器132、134。但是，当燃料启动阀140定位在关闭 阀位置时，燃料不能供应到燃料喷射器132、134。由泵122抽吸的燃料中 没有供应至喷射器132、134的燃料经由燃料返回管路142返回卡车燃料箱 124。燃料启动阀140经由信号线路144电气地耦连于电子控制器76。电子 控制器76在信号线路144上生成输出信号用以控制燃料启动阀140的操作 (例如定位)。
燃料喷射器132、134由电子控制器76选择性地进行操作而将大量的 燃料喷射到混合腔室146中，燃料在此与空气混合而产生具有所需空气与 燃料比的空气/燃料混合物，然后，将该空气/燃料混合物通过一对燃料管路 148、150输送到燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料入口喷嘴54。具体地， 电子控制器76在信号线路136上产生输出信号，使得燃料喷射器132将特 定所需量的燃料喷射到混合腔室146中，燃料在此与空气混合并经由燃料 管路148输送到燃料燃烧式燃烧器20的燃料入口喷嘴54。类似地，电子控 制器76在信号线路136上产生输出信号，使得燃料喷射器134将特定所需 量的燃料喷射到混合腔室146中，燃料在此与空气混合并经由燃料管路150 输送到燃料燃烧式燃烧器22的燃料入口喷嘴54。
在此处所述的示例性的实施方式中，输送到混合腔室146的空气从与 卡车12相关联的加压空气源150供应。例如，该加压空气源150可以是卡 车的气动制动泵。来自空气源150的加压空气经由空气管路152供应至控 制单元18。一对电子控制的空气阀154、156控制供应到混合腔室146的空 气量。
空气阀154供应洁净空气流，如下文更详细描述的，在卡车12的发动 机80的运转过程中，该洁净空气流通常恒定地供应到混合腔室146。这样 的空气流防止了残余物(例如烟黑)在燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料入 口喷嘴54中的累积。这样的洁净空气流可以在短时间间隔内以较高压力产 生脉动，用以减少烟黑或其他残余物对喷嘴54的阻塞。例如，在软件控制 下，洁净空气流可产生脉动，使得空气例如以60psi供应15秒、然后切断 (或压力减小)供应45秒、而后再次产生脉动，以此类推。已经发现，这 样的空气压力的迅速增加产生了利于移除烟黑的力或“震动”。
如图8所示，空气阀156以与洁净空气阀154平行的流布置定位。空 气阀156供应空气流，该空气流与来自洁净空气阀154的空气流汇总。该 联合的空气流用于燃料燃烧式燃烧器20、22操作过程中的燃料雾化。由此， 在颗粒过滤器24、26其中之一的再生过程中，雾化空气阀156和洁净空气 阀154二者均定位在其各自的打开位置，用以将空气供应到混合腔室146， 从而雾化由燃料喷射器132、134喷射进混合腔室146中的燃料。
洁净空气阀154经由信号线路158电气地耦连到电子控制器76。电子 控制器76在信号线路158上产生输出信号，用以控制洁净空气阀154的操 作(例如定位)。类似地，雾化空气阀156经由信号线路160电气地耦连到 电子控制器76。电子控制器76在信号线路160上产生输出信号，用以控制 雾化空气阀156的操作(例如定位)。
如图8所示，离开空气阀154、156的空气经由空气管路162供应至混 合腔室146。压力变换器164感测空气管路162中的空气压力。变换器164 的输出经由信号线路166传送到电子控制器76。变换器164的输出可由电 子控制器76利用，用以验证所需空气流正被供应至混合腔室146。例如， 在此处所述的示例性的实施方式中，供应至燃料燃烧式燃烧器20、22的空 气/燃料混合物的空气与燃料比在供应至混合腔室146的空气量基本保持恒 定的情况下通过改变喷射进混合腔室146中的燃料量而改变。由此，压力 变换器164的输出可由电子控制器76进行监控，用以确定所需的基本恒定 的空气流被供应至混合腔室146。
如上所述，燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料供给通过改变添加到基本 恒定的雾化空气流中的燃料量而进行调节。例如，为了增加供应至燃料燃 烧式燃烧器20的燃料量(即，减少供应至燃烧器20的空气/燃料混合物的 空气与燃料比)，电子控制器76操作燃料喷射器132，在引入混合腔室146 中的空气量保持基本恒定的情况下增加喷射到燃料混合腔室146中的燃料 量。类似地，为了增加供应至燃料燃烧式燃烧器22的燃料量(即，减少供 应至燃烧器22的空气/燃料混合物的空气与燃料比)，电子控制器76操作燃 料喷射器134，在引入混合腔室146中的空气量保持基本恒定的情况下增加 喷射到燃料混合腔室146中的燃料量。
相反，为了减少供应至燃料燃烧式燃烧器20的燃料量(即，增加供应 至燃烧器20的空气/燃料混合物的空气与燃料比)，电子控制器76操作燃料 喷射器132，在引入混合腔室146中的空气量保持基本恒定的情况下减少喷 射到燃料混合腔室146中的燃料量。为了减少供应至燃料燃烧式燃烧器22 的燃料量(即，增加供应至燃烧器22的空气/燃料混合物的空气与燃料比)， 电子控制器76操作燃料喷射器134，在引入混合腔室146中的空气量保持 基本恒定的情况下减少喷射到燃料混合腔室146中的燃料量。
如图8所示，压力调节器168调节混合腔室146中的流体压力。具体 地，压力调节器168确保在混合腔室146中不超出预定压力。例如，在许 多商用系统中，来自卡车加压空气源150的空气为90psi。压力调节器168 将输送到混合腔室146的空气压力降低到较低水平，例如40psi。
控制单元18还包括一对点火装置或点火器170、172。点火器170、172 分别经由信号线路174、176电气地耦连到电子控制器76。由此，控制器 76可以选择性地在信号线路174、176上产生控制信号来控制点火器170、 172的操作。点火器170经由高电压线缆178电气地耦连到燃料燃烧式燃烧 器20的电极48、50，而点火器172经由高电压线缆180电气地耦连到燃料 燃烧式燃烧器22的电极48、50。点火器170的致动使得在燃料燃烧式燃烧 器20的电极48、50之间的间隙52间产生火花，从而点燃通过燃料入口喷 嘴54进入燃烧器20的空气/燃料混合物。类似地，点火器172的致动使得 在燃料燃烧式燃烧器22的电极48、50之间的间隙52中产生火花，从而点 燃通过燃料入口喷嘴54进入燃烧器22的空气/燃料混合物。
点火器170、172可以实现为任意类型的适于在电极48、50的间隙52 间产生火花的装置。例如，点火器170、172可以用一个或多个Stephen P. Goldschmidt和Wilbur H.Crawley于2003年12月16日提交的题为“Power Supply and Transformer”的美国专利申请10/737,333号(代理人文件号 9501-73714，ArvinMeritor公司文件号03MRA0454)中所公开的装置来实 现。该专利申请全文在此引入作为参考。
如上所述，电子控制器76监控与烟黑减少组件14、16相关联的多个 传感器的输出。例如，烟黑减少组件14、16每个都包括火焰温度传感器182、 控制温度传感器184以及出口温度传感器186。温度传感器182、184、186 分别经由信号线路188、190、192电气地耦连到电子控制器76。如图2-5 所示，温度传感器182、184、186可以实现为延伸穿过烟黑减少组件14、 16的壳体的热电偶，但也可采用其他形式的传感器。
电子控制器76监控火焰温度传感器182的输出，用以检测或以其他方 式确定燃料燃烧式燃烧器20、22的燃烧室34中的点燃火焰的存在。具体 地，当电子控制器76启动燃料燃烧式燃烧器20、22的点火时，控制器76 可监控火焰温度传感器182的输出，用以确保进入燃烧器20、22的空气/ 燃料混合物由来自电极48、50的火花点燃。如果火焰温度传感器182的输 出不符合预定的标准，则产生错误信号。
电子控制器76监控控制温度传感器的输出，用以调节燃料燃烧式燃烧 器20、22的燃料供给，以保持施加于颗粒过滤器24、26的热的温度处于 预定的范围内。例如，温度控制范围可设计成允许足以充分再生颗粒过滤 器24、26的热并同时防止过滤器24、26处于可能破坏过滤器24、26的过 高温度下。应该理解，温度控制范围可以针对满足其它目的而设计。
用于在过滤器再生过程中控制燃料燃烧式燃烧器20、22的示例性温度 控制程序200示于图9和10中。控制程序200以步骤202开始，步骤202 中，电子控制器76确定燃烧器所产生的热的温度。具体来说，电子控制器 76扫描或以其他方式读取信号线路190，用以监控控制温度传感器184的 输出。一旦电子控制器76已经确定燃料燃烧式燃烧器20、22所产生的热 的温度，程序前进到步骤204。
在步骤204中，电子控制器76确定燃料燃烧式燃烧器20、22所产生 的热的温度是否处于预定的温度控制范围中。具体来说，如在此所述的， 可建立预定的温度控制范围。在此处所述的示例性实施方式中，可结合预 定的上控制界限和下控制界限(如图10)利用目标温度(例如，在未对颗 粒过滤器24、26进行催化的情况下为650摄氏度，在对过滤器24、26进 行催化的情况下为350摄氏度)。由此，在步骤204中，电子控制器76确 定是否感测到的燃料燃烧式燃烧器20、22所产生的热的温度处于预定的温 度控制范围内(即，小于上界限而大于下界限)。如果燃料燃烧式燃烧器20、 22所产生的热的温度处于预定的温度控制范围内，则控制程序200循环回 步骤202来继续监控控制温度传感器184的输出。但是，如果燃料燃烧式 燃烧器20、22所产生的热的温度未处于预定的温度控制范围中，则产生控 制信号——如果燃料燃烧式燃烧器20、22所产生的热的温度高于上控制界 限则前进到步骤206，而如果燃料燃烧式燃烧器20、22所产生的热的温度 低于下控制界限则前进到步骤208。
在步骤206中，电子控制器76减少供应至燃料燃烧式燃烧器20、22 的燃料。为此，电子控制器76通过减少由燃料喷射器132、134喷射进混 合腔室146中的燃料量而增加了供应至燃烧器20、22的空气/燃料混合物的 空气与燃料比。例如，为了减少供应至燃料燃烧式燃烧器20的燃料，电子 控制器76在信号线路136上产生减少由燃料喷射器132喷射进混合腔室146 中的燃料量的控制信号，从而增加了经由燃料管路148供应至燃烧器20的 空气/燃料混合物的空气与燃料比。类似地，为了减少供应至燃料燃烧式燃 烧器22的燃料，电子控制器76在信号线路138上产生减少由燃料喷射器 134喷射进混合腔室146中的燃料量的控制信号，从而增加了经由燃料管路 150供应至燃料燃烧式燃烧器22的空气/燃料混合物的空气与燃料比。一旦 已经减少了供应至燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料，控制程序前进到步骤 210。
在步骤210中，电子控制器76确定步骤206中的超范围状况是否重复 发生。更具体地，控制器76确定是否预定数目的温度读数已经位于所述控 制范围之外。具体来说，电子控制器76监控先前的燃料调节结果来确定燃 料燃烧式燃烧器20、22是否已经回到预定温度控制范围内的操作。如果控 制器76确定预定数的温度读数已经位于所述控制范围之外，则电子控制器 76得出燃料燃烧式燃烧器20、22不能恢复控制的结论，产生错误信号，进 而控制程序200前进到步骤212。否则，控制程序200循环回步骤202来继 续监控过滤器再生过程中的燃料燃烧式燃烧器20、22的操作。
在步骤212中，电子控制器76关闭燃料燃烧式燃烧器20、22。具体 来说，由于电子控制器76在步骤210中得出燃料燃烧式燃烧器20、22不 能恢复控制的结论，所以控制器76停止向所影响的燃烧器20、22供应燃 料，停止在电极48、50间产生火花，或以其他方式停止所影响的燃烧器20、 22的操作。
回到步骤204，如果燃料燃烧式燃烧器20、22所产生的热的温度低于 下控制界限，则控制程序前进到步骤208。在步骤208中，电子控制器76 增加供应至燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料。为此，电子控制器76通过 增加由燃料喷射器132、134喷射进混合腔室146中的燃料量而减少了供应 至燃烧器20、22的空气/燃料混合物的空气与燃料比。例如，为了增加供应 至燃料燃烧式燃烧器20的燃料，电子控制器76在信号线路136上产生增 加由燃料喷射器132喷射进混合腔室146中的燃料量的控制信号，从而减 少了经由燃料管路148供应至燃烧器20的空气/燃料混合物的空气与燃料 比。类似地，为了增加供应至燃料燃烧式燃烧器22的燃料，电子控制器76 在信号线路138上产生增加由燃料喷射器134喷射进混合腔室146中的燃 料量的控制信号，从而减少了经由燃料管路150供应至燃烧器22的空气/ 燃料混合物的空气与燃料比。一旦已经增加了供应至燃料燃烧式燃烧器20、 22的燃料，控制程序前进到步骤210，而以前述方式确定是否燃料燃烧式 燃烧器的控制已经恢复。
输出温度传感器186的输出也可由电子控制器76利用来控制颗粒过滤 器24、26的再生过程中的燃料燃烧式燃烧器20、22的操作。具体来说， 如图11所示，在过滤器再生过程中，控制程序250可由电子控制器76执 行。控制程序250以步骤252开始，步骤252中，电子控制器76确定颗粒 过滤器24、26出口处的温度。具体来说，电子控制器76扫描或以其他方 式读取信号线路192，用以监控出口温度传感器186的输出。一旦电子控制 器76已经确定颗粒过滤器24、26出口处的温度，程序前进到步骤254。
在步骤254中，电子控制器76确定所感测到的过滤器出口温度是否高 于预定的上温度界限。如果过滤器出口温度低于上温度界限，则控制程序 250循环回步骤25来继续监控出口温度传感器186的输出。但是，如果过 滤器出口温度高于上控制界限，则控制程序250前进到步骤256。
在步骤256中，电子控制器76关闭燃料燃烧式燃烧器20、22。具体 来说，由于电子控制器76在步骤254中得出过滤器出口温度高于上控制界 限的结论，所以控制器76停止向所影响的燃烧器20、22供应燃料，停止 在电极48、50间产生火花，或以其他方式停止所影响的燃烧器20、22的 操作。然后，控制程序250前进到步骤258。
在步骤258和260中，电子控制器76确定过滤器出口温度是否已经冷 却至低于上控制界限的温度。具体来说，在步骤258中，电子控制器76扫 描或以其他方式读取信号线路192，用以监控出口温度传感器186的输出， 以确定颗粒过滤器24、26出口处的温度。一旦电子控制器76已经确定颗 粒过滤器24、26出口处的温度，程序250前进到步骤260。
在步骤260中，电子控制器76确定所感测到的过滤器出口温度是否仍 然高于预定的上温度界限。如果过滤器出口温度仍然高于上控制界限，则 控制程序250循环回步骤258来继续监控出口温度传感器186的输出。但 是，如果过滤器出口温度现在低于上温度界限，则控制程序250前进至步 骤262。
在步骤262中，电子控制器76重启燃料燃烧式燃烧器20、22。具体 来说，由于电子控制器76在步骤260中得出过滤器出口温度现在低于上控 制界限的结论，所以控制器76开始向受影响的燃烧器20、22供应燃料， 在电极48、50之间产生火花，以及以其他方式重新开始受影响的燃烧器20、 22的操作。然后，控制程序250循环回步骤250来监控燃烧器20、22的操 作。
电子控制器76还监控多个与烟黑减少组件14、16相关联的压力传感 器的输出。例如，烟黑减少组件14、16每个包括过滤器入口压力传感器264 和过滤器出口压力传感器266(如图8)。压力传感器264和266分别经由 信号线路268和270电气地耦连到电子控制器76。压力传感器264、266可 以任何形式的压力传感装置实现，诸如例如市场上可获得的压力传感器。
颗粒过滤器24、26的再生可作为压力传感器264、266的输出函数开 始。例如，可利用压力传感器264、266来感测穿过颗粒过滤器24、26的 压差(即，穿过过滤器的“压降”)，用以确定何时过滤器24、26需要再生。 具体地，当穿过颗粒过滤器24、26其中之一的压降增加到预定值时，对该 过滤器24、26开始过滤器再生过程。应该理解，压力传感器264、266可 以实现为单一传感器。具体来说，可以使用测量压差的单一传感器。这样 的传感器具有两个输入端口，其中一个输入端口测量过滤器上游的压力， 另一个输入端口测量过滤器下游的压力。在操作中，这样的传感器测量其 端口间的压差并产生关于该压差的信号。此外，还应该理解，在特定的实 施方式中，可在过滤器24、26的任一个上使用单一过滤器。在这样的配置 中，监控该单一压力传感器的输出来确定何时压力超出预定的上阈值或低 于预定的下阈值(与监控穿过过滤器的压降相反)。
应该理解，用于启动过滤器再生的控制模式可以各种不同方式进行设 计。例如，可利用基于定时的控制模式，其中颗粒过滤器24、26的再生作 为时间的函数开始。例如，颗粒过滤器24、26的再生可以预定的定时间隔 进行。
压力传感器264、266的输出还可与其他信息结合使用来触发颗粒过滤 器24、26的再生。例如，可使用作为发动机80的排放质量流量函数的穿 过过滤器24、26的压降来触发过滤器的再生。为此，首先用实验方法产生 颗粒过滤器24、26的数据表(例如映射)。为了产生这样的映射，穿过过 滤器24、26的压降作为不同颗粒(烟黑)负载情况下的排放质量流量的函 数而被映射。具体地，过滤器24、26首先被注入指定量的烟黑。该烟黑量 可表示使再生成为必要的期望负载。例如，如果要求在特定类型的颗粒过 滤器24、26负载达到例如5.0g/l时进行再生，则用于以实验方法产生映射 的过滤器首先预装载有这样量的烟黑(即5.0g/l)。一旦预装载好，则在多 个不同排放质量流量情况下用实验方法测量穿过过滤器的压降。然后可产 生查找表(例如映射)，其包括多个以实验方法得出的压降值，每个压降值 对应于多个不同排放质量流量值中的一个值。这样的映射可被编程到控制 器76中。
然后，这样的以实验方法得出的压降值的映射可用于确定何时触发再 生。具体来说，在发动机80的运转过程中，控制器76可确定穿过过滤器 24、26的当前压降以及发动机80的排放质量流量。如在此所述的，压降可 通过监控压力传感器264、266的输出而确定。如下面更详细描述的，控制 器76可通过监控质量流量传感器892(如图8)的输出而确定排放质量流 量，所述质量流量传感器892诸如热丝(hot wire)质量流量传感器。应该 理解，控制器76可与质量流量传感器892直接通信，或者经由CAN接口 314(该CAN接口314将在下面详细描述)从发动机控制单元78获得传感 器892的输出。可选择地，排放质量流量可通过使用诸如发动机转速(RPM)、 涡轮增压压力以及进入歧管温度等的发动机操作参数(与诸如发动机排量 等其他已知参数一起)由控制器76以常规方式进行计算。应该理解，控制 器76本身可计算质量流量，或者可经由CAN接口314从发动机控制单元 78获得所计算的质量流量。
一旦控制器76已经确定了穿过颗粒过滤器24、26的压降和发动机80 的排放质量流量，则控制器76查询查找表(即映射)以得到以实验方法形 成的界限值，该界限值对应于所感测(计算)到的发动机80的排放质量流 量。然后，控制器76比较所感测到的穿过颗粒过滤器24、26的压降和所 获得的界限值。如果所感测到的穿过颗粒过滤器24、26的压降超出所获得 的界限值，则控制器76确定过滤器24、26需要再生并开始再生循环。
图34示出了用于基于作为排放质量流量的函数的穿过过滤器的压降 而触发过滤器再生的示例控制程序860。程序860以步骤862开始，步骤 862中，电子控制器76确定穿过过滤器24、26的压降(ΔP)。具体地，控 制器76监控压力传感器264、266的输出并在其后计算穿过过滤器的压降 (ΔP)。然后，控制程序860前进到步骤864。
在步骤864中，控制器76确定发动机80的排放质量流量。如上所述， 控制器76可通过监控质量流量传感器892的输出而确定排放质量流量，或 通过利用诸如发动机RPM、涡轮增压以及进入歧管温度等的发动机操作参 数(与诸如发动机排量等其他已知参数一起)计算而确定该排放质量流量。 在任一情况下，一旦控制器确定了排放质量流量，则控制程序前进到步骤 866。
在步骤866中，控制器76查询查找表(即过滤器映射)以获得以实验 方法形成的界限值，该界限值对应于所感测(计算)的排放质量流量(如 在步骤864中确定的)。一旦控制器76从查找表获得界限值，则控制程序 860前进到步骤868。
在步骤868中，控制器76比较所感测到的穿过过滤器24、26的压降 (如在步骤862中确定的)与所获得的界限值。如果所感测到的穿过颗粒 过滤器24、26的压降超出所获得的界限值，则控制器76得出过滤器24、 26需要再生的结论，控制程序860前进到步骤870。如果所感测到的穿过 颗粒过滤器24、26的压降未超过所获得的界限值，则控制程序860返回步 骤860而继续监控过滤器24、26中的累积。
在步骤870中，控制器76开始过滤器的再生。具体地，电子控制器 76操作燃料燃烧式燃烧器20、22以在此所述的众多方式中任一方式再生颗 粒过滤器24、26。一旦完成过滤器再生，控制程序870结束。
压力传感器264、266的输出也可用于监控发动机80的性能。具体来 说，颗粒过滤器24、26中的烟黑累积特征可表示某种发动机性能特征。例 如，颗粒过滤器24、26中的过多的或其他不正常的烟黑累积可能表示发动 机80用油过多。颗粒过滤器24、26中的过多的或其他不正常的烟黑累积 可表示也可能表示发动机燃料喷射器卡塞或泄漏。电子控制器76可配置成 监控和分析压力传感器264、266的输出以确定是否存在任何这样的发动机 状况。
应该理解，如果给定的设计利用压力传感器以外的方法或装置区定颗 粒过滤器24、26中的烟黑累积，可以监控或分析由这样的方法或装置获得 的输出来确定是否存在任何这样的发动机状况。由此，尽管下面将更详细 地描述用于基于压力传感器264、266的输出监控作为过滤器24、26中的 烟黑累积的函数的发动机性能的控制模式的示例实施方式，也应该理解这 样的描述并非意在仅限制于基于压力传感器的系统。
现在参照图12，示出了用于监控作为作为过滤器24、26中的烟黑累 积的函数的发动机性能的控制程序300。该程序以步骤302开始，步骤302 中，电子控制器76确定过滤器24、26中的烟黑累积速率。具体来说，在 发动机80运转过程中，穿过过滤器24、26的压降(ΔP)由控制器76连 续监控。具体地，以预定的频率读取压力传感器264、266的输出，从而可 计算压降(ΔP)并随后将其存储在存储装置(例如RAM或其他与电子控 制器82相关联的存储装置)的表中。可随着时间流逝追踪压降(ΔP)。例 如，追踪作为时间的函数的穿过过滤器24、26其中之一的压降(ΔP)的 图形表示示于图13中。在此处所述的例示实施方式中，可通过随时间追踪 压降(ΔP)而确定烟黑累积的速率，如图13的图形表示中的线312所示。 一旦已经确定烟黑颗粒过滤器24、26中的烟黑累积速率，则程序300前进 到步骤304。
在步骤304中，电子控制器76分析颗粒过滤器24、26中的烟黑累积 速率。在此处所述的示例性的实施方式中，控制器76通过分析由随时间追 踪压降(ΔP)所产生的线312的斜率来分析颗粒过滤器24、26中的烟黑 累积速率。例如，如果线312的斜率保持相对地恒定(即，处于所认为的 表示恒定斜率的预定界限内)，诸如在图13中以虚线所指示的，则电子控 制器76得出颗粒过滤器24、26内的烟黑累积速率没有改变的结论。但是， 如果线312的斜率增加超出预定界限(如图13中实线所示)，则电子控制 器76得出颗粒过滤器24、26内的烟黑累积速率有改变的结论。应该理解， 可利用其他方法来分析过滤器24、26中的烟黑累积速率，此处所述方法实 际上仅仅是示例性的。一旦电子控制器76已经分析了颗粒过滤器24、26 中的烟黑累积情况，则控制程序300前进到步骤306。
在步骤306中，电子控制器76确定颗粒过滤器24、26内的烟黑累积 速率是否表明预定的发动机状况。具体地，可查询存储在存储装置84(或 其他与电子控制器82相关联的存储装置)中的查找表来确定在步骤304中 所分析的烟黑累积速率是否符合预定的标准。例如，查找表的内容用于确 定步骤304的分析是否表明烟黑累积速率没有改变或在预定的容许界限中 改变。如果这样的话，控制器76得出烟黑累积速率没有表明发动机状况的 结论，该控制程序循环回步骤302来继续监控过滤器24、26中的烟黑累积 情况。查找表的内容还可用于确定步骤304中进行的分析是否表明在预定 界限之外的烟黑累积速率的改变。如果这样的话，控制器76得出烟黑累积 速率可表明发动机状况的结论，且控制程序300前进到步骤308。
在步骤308中，电子控制器76产生错误信号。例如，电子控制器76 可产生一输出信号，该输出信号导致产生视觉、听觉或其他类型的警报来 呈现给操作者(例如卡车12的司机)。该错误信号可仅仅导致用与步骤302 -306的过滤器分析相关的信息更新电子日志或类似物。
如步骤310中所指示的，错误信号可与关联于发动机80的发动机控制 单元(ECU)78通信。下面将更详细描述这样做的细节。但是，应该理解， 这样的描述并不限于控制程序300的步骤308中所产生的错误信号的传送， 而是此处所述的任何错误信号(与控制器76产生的任意其他错误信号一起) 均可传送给发动机控制单元78。此外，如在下文更详细讨论的，发动机控 制单元78可将诸如发动机操作信息等的信息传达至控制器76。
在常规的方式中，诸如卡车12的发动机80的发动机系统包括发动机 控制单元，该发动机控制单元本质上是负责解译发动机传感器所传送的电 子信号并致动受电子控制的发动机部件来控制发动机的主计算机。例如， 发动机控制单元可操作用于确定每个发动机气缸的每个喷射周期的开始和 结束，或响应于诸如发动机曲轴位置和转速(RPM)、发动机冷却剂和进气 温度以及绝对进气增压压力等发所感测到的参数而确定燃料测量和喷射定 时。
控制器76所产生的错误信号(或响应于该错误信号产生的后续信号) 可传达至发动机控制单元78。具体地，排放减少组件10的电子控制器76 可配置为经由接口314与发动机控制单元78通信。接口314可以是任意类 型的能够实现电子控制器76和发动机控制单元78之间的电子通信的通信 接口。适于用作接口314的一个接口类型为控制器局域网或“CAN”接口。 CAN接口是连接用于实时控制应用的系统或子系统中的装置、传感器和致 动器的微控制器串行总线网。CAN接口由Robert Bosch GmbH在1986年首 先开发出来，CAN接口的细节在ISO11898(用于最高1兆比特/秒的应用) 和ISO11519(用于最高125千比特/秒的应用)的文献中记录，这两个文 献在此结合作为参考。
利用CAN接口314，诸如发动机转速和涡轮增压压力等的信息可从发 动机控制单元78获得而为电子控制器76所用。在执行特定控制程序的过 程中，控制器76可使用这样的信息。通过使用来自发动机控制单元78的 信息，排除了用以确定这种仅用于电子控制器的信息的冗余传感器阵列。
此外，CAN接口314允许错误信号(例如错误标志)或类似物向发动 机控制单元78的传递，以便发动机控制单元78在其操作过程中使用。例 如，表明发动机问题的错误信号(如对控制过程300的描述)可传达到发 动机控制单元78。装备有该信息，发动机控制单元78可被编程以进行另外 的发动机分析、向卡车操作者产生错误信号(例如卡车仪表盘上的指示器 点亮)、或是将错误消息存储在可由维护技术人员访问的错误日志中。如果 需要，CAN接口314还允许发动机制造者在排放减少组件10的操作中采取 一定程度的控制。
由此，应该理解，控制单元18的控制器76监控燃料燃烧式燃烧器20、 22(或其他排放减少组件10的部件)的操作，用以确定是否符合在此所述 的预定状况(或其他状况)其中任一个。然后，控制器76可产生诸如错误 信号等表明这样的状况的信号并将该信号经由CAN接口314传达到发动机 控制单元78。此外，CAN接口314可由发动机控制单元78利用来将诸如 与发动机操作相关的信息等的信息传达到控制器76。例如，与发动机转速 或涡轮增压压力相关的信息经由CAN接口314传达到控制器76。除了发动 机操作信息，如果这样配置，发动控制单元78还可产生用于控制燃料燃烧 式燃烧器20、22的操作的控制信号并将其传达到控制器76。例如，可对发 动机控制单元78进行编程来启动颗粒过滤器24、26的再生循环。在这样 的情况下，发动机控制单元78可产生控制信号并将该控制信号传达到控制 器76，从而使得控制器76开始颗粒过滤器24、26其中之一的再生。
如图29所示，控制单元18的电子控制器76可与发动机控制单元78 集成。由此，除了控制发动机80的操作之外，发动机控制单元78还控制 排放减少组件10的操作。以此方式，发动机控制单元78本质上还是负责 解译由关联于排放减少组件10的传感器送出的电信号并负责致动关联于排 放减少组件10的电子受控部件的主计算机。例如，发动机控制单元78可 操作用于确定每个再生周期的开始和结束，确定引入燃料燃烧式燃烧器20、 22的燃料与空气的量和燃料与空气比，以及此处所述的由排放减少组件10 的控制器76实现的其他功能。
这样的话，发动机控制单元78包括多个电子部件，这些电子部件共同 关联于发动机系统的控制中所用的电子单元。例如，电子控制单元78可包 诸如微处理器728的处理器以及诸如可编程只读存储装置(PROM)的存储 装置730，其中可编程只读存储装置包括可擦除PROM(EPROM或 EEPROM)。
存储装置730被提供用于存储例如一个软件程序(或多个程序)形式 的指令，当由处理器执行时，其使发动机控制器78可控制发动机80和排 放减少组件10二者的操作。这样的话，如图29所示，发动机控制单元78 电气地耦连到发动机80和排放减少组件10两者上。具体来说，发动机控 制单元78经由信号线路718电气地耦连到发动机80，而发动机控制单元 78经由信号线路720电气地耦连到排放减少组件10。尽管信号线路718、 720每个都示意性地示出为单一线路，但应该理解，信号线路718、720可 配置为任意类型的允许分别在发动机控制单元78与发动机80或排放减少 组件10之间的一个方向或两个方向上的电信号传递的信号携载组件。例如， 信号线路718、720中任一个或两者可以实现为具有多根信号线路的线束， 该线束分别在发动机控制单元78与发动机80或排放减少组件10之间传递 电信号。在这样的布置中，多个与排放减少组件10相关联的发动机传感器 734或736的操作所产生的信号经由相应的线束传递到发动机控制单元78， 而由发动机控制单元78所产生的信号通过对应的线束传递到发动机80或 排放减少组件10。应该理解，可使用任意数量的其他布线配置。例如，对 于信号线路718、720中任一个或两者的设计，可使用各自单独的信号线或 可使用利用信号多路复用器的系统。此外，信号线路718、720可集成为使 用单一线束或系统将发动机80和排放减少组件10电气地耦连到发动机控 制单元78。
发动机控制单元78还包括模拟接口电路732。模拟接口电路732将来 自各模拟发动机传感器734和排放减少传感器736的输出信号转换成适于 呈现于微处理器728的输入的信号。具体来说，模拟接口电路732通过利 用模拟-数字(A/D)转换器(未图示)等将传感器734、736所产生的模拟 信号转换成微处理器728所用的数字信号。应该理解，A/D转换器可以实 现为离散的装置或多个装置，或者可集成到微处理器728中。还应该理解， 如果传感器734、736中的任意一个或多个产生数字输出信号，则可绕开模 拟接口电路732。
应该理解，与发动机控制单元78通信的排放减少传感器736可以是此 处所述的关于排放减少组件10的任意传感器。例如与烟黑减少组件14、16 相关联的压力传感器264、266和温度传感器182、184、186可耦连到发动 机控制单元78。此外，控制单元18的传感器和检测器164、426、460、510 可耦连到发动机控制单元78。
模拟接口电路732还将来自微处理器728的信号转换为适于呈现于与 发动机80相关联的电气受控部件744和与排放减少组件10相关联的电子 受控部件746的输出信号。具体来说，模拟接口电路732通过利用数字-模 拟(D/A)转换器(未图示)或类似物将微处理器728所产生的数字信号转 换成：由诸如燃料喷射器组件、点火器组件、风扇组件等与发动机相关联 的电气受控部件744所用的模拟信号，以及由诸如泵电机92、空气阀102、 燃料喷射器132、134、阀140、154、156以及点火器170、172等与排放减 少组件10相关联的电子受控部件746所用的模拟信号。应该理解，类似于 上述A/D转换器，D/A转换器可以实现为离散的装置或多个装置，或者可 集成到微处理器728中。应该理解，如果与发动机80相关联的电子受控部 件744和与排放减少组件10相关联的电子受控部件746中的任意一个或多 个对模拟输入信号进行操作，则可绕开模拟接口电路732。
因此，可操作发动机控制单元78来控制发动机80和排放减少组件10 二者的操作。具体来说，发动机控制单元78以闭环控制模式操作，在该配 置中，发动机控制单元78监控传感器734、736的输出，用以控制向受控 部件744、746的输入，从而管理发动机80和排放减少组件10的操作。具 体来说，发动机控制单元78与传感器734通信，用以确定其中的发动机冷 却剂温度、歧管空气压力、曲轴/飞轮的位置和速度以及废气中的氧气量。 装备有这些数据，发动机控制单元78每秒进行许多计算，包括查寻预编程 的表中的值，以便执行程序来实现如下功能，即，改变点火定时或确定在 特定气缸中燃料喷射器保持打开多长时间。
与这样的发动机80的控制同时，发动机控制单元78还执行用于控制 排放减少组件10的操作的程序。具体来说，发动机控制单元78与传感器 736通信，用以确定其中的颗粒过滤器中的烟黑累积水平以及各温度和压力 读数等。装备有这些数据，发动机控制单元78每秒进行许多计算，包括查 寻预编程的表中的值，以便执行算法来实现如下功能，即，向燃料燃烧式 燃烧器20、22供应燃料和空气、使电极48、50通电等。
由此，发动机控制单元78控制发动机80和排放减少组件10二者的操 作。具体来说，在发动机80的操作过程中，发动机控制单元78执行燃料 喷射器控制程序，该程序产生许多喷射脉冲形式的喷射信号，这些喷射信 号被传达到发动机燃料喷射器组件的各个喷射器。燃料喷射器响应于喷射 脉冲的接收而打开预定的时间段，从而将燃料喷射到发动机80的对应气缸 中。执行燃料喷射程序的同时，发动机控制单元78执行燃烧器控制程序， 该程序产生许多控制信号，这些控制信号被传达到各个与排放减少组件10 相关联的电子受控部件746，从而控制燃料燃烧式燃烧器20、22的操作。 例如，产生并传达信号，用于改变供应至燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料 量、给电极48、50通电等。
此外，发动机控制单元78还监控来自与排放减少组件10相关联的各 个传感器736的输入，以便在组件10的闭环控制中利用该输入。例如，利 用传达到发动机控制单元78的信号来监控烟黑减少组件14、16中的特定 区域的温度、穿过颗粒过滤器24、26的压降、以及此处所述的许多其他功 能。
应该理解，这样的程序(即，燃料喷射器控制程序和燃料重整器控制 程序)可以实现为分开的软件程序或可结合为一个单一的软件程序。
现在参照图14，示出用于监控颗粒过滤器24、26中的灰积聚情况的 控制程序350。当多个过滤器再生发生时，随着时间流逝，灰累积在颗粒过 滤器24、26中。通过监控(例如测量和记录数据日志)在每个过滤器再生 过程之后的穿过颗粒过滤器24、26的压降(ΔP)，可确定什么时候需要清 除过滤器的灰。具体地，如此处更详细描述的，在每个过滤器再生循环不 久，获得穿过颗粒过滤器24、26的压降(ΔP)并将其存储在存储器中。 一旦穿过颗粒过滤器24、26的压降超出预定的上界限，则产生表明需要通 过从过滤器除灰来维护过滤器的错误信号。
控制程序350以步骤352开始，步骤352中，电子控制器76再生颗粒 过滤器24、26其中之一。具体来说，如此处所更详细描述的，电子控制器 76操作燃料燃烧式燃烧器20、22来产生用以再生颗粒过滤器24、26的热。 一旦完成再生循环，则控制程序350前进到步骤354。
步骤354中，电子控制器76测量穿过最近再生的颗粒过滤器24、26 的压降(ΔP)。具体地，读取最近再生的过滤器的压力传感器264、266的 输出，从而可计算压降(ΔP)。
此后，控制程序前进到步骤356，在步骤356，将穿过最近再生的颗粒 过滤器24、26的压降(ΔP)值存储在存储装置(例如RAM或其他与电子 控制器82相关联的存储装置)的表中。然后，控制程序350前进到步骤358。
在步骤358中，电子控制器76确定穿过最近再生的颗粒过滤器24、 26的压降(ΔP)是否高于预定的上界限。如果穿过最近再生的颗粒过滤器 24、26的压降(ΔP)低于该上界限，则控制程序350结束，直到在下一个 过滤器再生循环完成之后被重新启动。但是，如果穿过最近再生的颗粒过 滤器24、26的压降(ΔP)高于该上控制界限，则控制程序350前进到步 骤360。
在步骤360中，电子控制器76产生错误信号。例如，电子控制器76 可产生一输出信号，该输出信号导致产生视觉、听觉或其他类型的警报来 呈现给操作者(例如卡车12的司机)。可选择地，该错误信号可仅仅导致 用与步骤352-358的过滤器分析相关的信息更新电子日志或类似物。应该 理解，步骤360中产生的错误信号可配置为与任意类型的警告或错误追踪 装置一起使用以符合指定的系统设计的需求。
如在步骤362中指示的，如果电子控制器76如此配备，则错误信号(或 响应于错误信号生成的后续信号)可经由CAN接口314被传达到发动机控 制单元78。装备有该信息，发动机控制单元78可被编程以进行另外的过滤 器分析、向卡车操作者产生指示受影响的过滤器24、26需要维护(即，灰 尘移除)的错误信号(例如卡车仪表盘上的指示器点亮)、或是将错误消息 存储在可由维护技术人员访问的错误日志中。然后结束控制程序350。
如上所述，电子控制器76可使用多个不同的控制模式来确定何时颗粒 过滤器24、26其中之一需要再生。例如，可利用基于传感器的模式或基于 定时的模式。在任一情况下，当控制器76确定了颗粒过滤器24、26其中 之一需要再生时，开始再生循环，其中电子控制器76分别操作燃料燃烧式 燃烧器14、16来再生过滤器24、26。为此，操作空气泵90和空气阀102 来向适当的燃烧器20、22供应助燃空气。同时地，经由燃料输送组件120 向适当的燃烧器20、22供应燃料。具体来说，为了向然料燃烧式燃烧器20 供应燃料，操作燃料喷射器132将燃料喷射进混合腔室146，其中燃料在通 过空气阀154、156供应至混合腔室146的雾化空气流中雾化。所产生的空 气/燃料混合物经由燃料管路148导至燃料燃烧式燃烧器20的燃料入口喷嘴 54。另一方面，为了向然料燃烧式燃烧器22供应燃料，操作燃料喷射器134 将燃料喷射进混合腔室146，其中燃料在通过空气阀154、156供应至混合 腔室146的雾化空气流中雾化。所产生的空气/燃料混合物经由燃料管路150 导至燃料燃烧式燃烧器22的燃料入口喷嘴54。
经由燃料入口喷嘴54进入燃烧器20、22的空气/燃料混合物通过电极 48、50点燃。在操作燃料燃烧式燃烧器20的情况下，致动点火器170而在 燃料燃烧式燃烧器20的电极48、50之间的间隙52间产生火花，从而点燃 离开燃料入口喷嘴54的空气/燃料混合物。在操作燃料燃烧式燃烧器22的 情况下，致动点火器172而在燃料燃烧式燃烧器22的电极48、50之间的 间隙52间产生火花，从而点燃离开燃料入口喷嘴54的空气/燃料混合物。
如上所述，电子控制器76监控火焰温度传感器182的输出，用以检测 或以其他方式确定所致动的燃料燃烧式燃烧器20、22的燃烧室34中的点 燃火焰的出现。具体地，当电子控制器76启动燃料燃烧式燃烧器20、22 的点火时，控制器76监控火焰温度传感器182的输出，用以确保进入燃烧 器20、22的空气/燃料混合物由来自电极48、50的火花点燃。如果火焰温 度传感器的输出不符合预定的标准，则产生错误信号。
一旦燃料燃烧式燃烧器20、22致动，则其开始产生热。这样的热导向 下游(相对于废气流)并与颗粒过滤器24、26的上游面相接触。该热点燃 并燃烧收集在过滤器基底60中的烟黑颗粒，从而再生颗粒过滤器24、26。 例示地，600-650摄氏度范围的热可足以再生未催化的过滤器，而300- 350摄氏度范围的热可足以再生经催化的过滤器。
在例示实施方式中，颗粒过滤器24、26的再生可能仅仅耗时几分钟。 此外，应该理解，一旦被分别来自燃料燃烧式燃烧器24、26的热启动，颗 粒过滤器24、26的再生就可以自维持。具体地，一旦过滤器24、26加热 到收集于其中的烟黑颗粒开始点燃的温度，收集在其中的烟黑颗粒的初始 部分的点燃可使其余烟黑颗粒点燃——其方式很大程度上以与雪茄从一端 到另一端的缓慢燃烧的方式相同。本质上，当烟黑颗粒“燃烧”时，在“燃 烧区”释放一定的热量。局部地，烟黑层(在燃烧区中的)现在比紧邻的 围绕部热得多。由此，热传递到还未点燃的燃烧区下游的烟黑层。所传递 的能量可足以启动使得未点燃的烟黑达到其点燃温度之上的温度的氧化反 应。这样，来自燃料燃烧式燃烧器20、22的热可能仅需用于开始过滤器24 的再生过程(即，开始收集在其中的烟黑的点火过程)。
在再生循环中，燃料燃烧式燃烧器20、22可以此处关于图9-11描述 的方式被控制。具体地，可利用控制过程200和250以此处所述方式来监 控烟黑减少组件14、16中的温度。
现在参照图30和31，示出了用于在再生循环开始时启动燃料燃烧式 燃烧器20、22的控制程序750。该程序以步骤752开始，步骤752中，该 程序确定是否已经执行启动燃料燃烧式燃烧器20、22的请求(即燃烧器启 动请求)。应该理解，燃烧器启动请求可采取许多不同的形式，例如包括通 过响应于所感测的、定时的或以其他方式确定的颗粒过滤器24、26之一需 要再生的指示由软件控制程序产生启动请求。例如，可利用基于传感器的 模式、基于映射的模式或基于定时的模式来产生启动请求。由此，在步骤 752中，如果控制程序750检测到燃烧器启动请求，则产生控制信号并且程 序750前进到步骤754。如果控制程序750未检测到燃烧器启动请求，则程 序750循环回步骤752来继续为这样的请求进行监控。
在步骤754中，电子控制器76向燃料燃烧式燃烧器20、22供应相对 较高的燃料量，以便有助于在燃烧室34中点燃火焰。具体地，将空气/燃料 混合物供应至燃烧器20、22，在该处，在存在控制单元18所供应的助燃空 气的情况下，该混合物由电极48、50之间的火花点燃。该初始燃料供应水 平以图31的箭头764图示示出。然后，控制程序750前进到步骤756。
在步骤756中，控制器76确定是否已经进行点火。控制器76可以任 意不同方式这样做。例如，电子控制器76可监控火焰温度传感器182的输 出，用以检测或以其他方式确定燃料燃烧式燃烧器20、22的燃烧室34中 的点燃火焰的出现。具体地，当电子控制器76启动燃料燃烧式燃烧器20、 22的点火时，控制器76可监控火焰温度传感器182的输出，用以确保进入 燃烧器20、22的空气/燃料混合物由来自电极48、50的火花点燃。一旦已 经检测到点燃，则控制程序750前进到步骤758。点火检测图示示于图31 中的点766处。
在步骤758中，电子控制器76减少供应至燃料燃烧式燃烧器20、22 的燃料。这样的话，电子控制器76通过减少由燃料喷射器132、134喷射 进混合腔室146中的燃料量而增加了供应至燃烧器20、22的空气/燃料混合 物的空气与燃料比。例如，为了减少供应至燃料燃烧式燃烧器20的燃料， 电子控制器76在信号线路136上产生控制信号，用于减少由燃料喷射器132 喷射进混合腔室146中的燃料量，从而增加经由燃料管路148供应至燃料 燃烧式燃烧器20的空气/燃料混合物的空气与燃料比。类似地，为了减少供 应至燃料燃烧式燃烧器22的燃料，电子控制器76在信号线路138上产生 控制信号，用于减少由燃料喷射器134喷射进混合腔室146中的燃料量， 从而增加经由燃料管路150供应至燃料燃烧式燃烧器22的空气/燃料混合物 的空气与燃料比。
电子控制器76以此减少的燃料水平操作燃料燃烧式燃烧器20、22一 时间段，用以预热烟黑减少组件14、16的部件。这样的预热期间可基于时 间(即，持续一预定时间段)或可基于传感器(即，持续直至温度传感器 182、184、186其中一个或多个感测到预定温度)。该预热期间以图31的箭 头768图示示出。一旦该时间段过去(即，一旦系统已经预热)，则控制程 序750前进到步骤760。
在步骤760中，电子控制器76使供应至燃料燃烧式燃烧器20、22的 燃料斜坡式增加或以其它方式增加。为此，电子控制器76通过增加由燃料 喷射器132、134喷射进混合腔室146中的燃料量而减少了供应至燃烧器20、 22的空气/燃料混合物的空气与燃料比。例如，为了增加供应至燃料燃烧式 燃烧器20的燃料，电子控制器76在信号线路136上产生控制信号，用于 增加由燃料喷射器132喷射进混合腔室146中的燃料量，从而减少经由燃 料管路148供应至燃烧器20的空气/燃料混合物的空气与燃料比。类似地， 为了增加供应至燃料燃烧式燃烧器22的燃料，电子控制器76在信号线路 138上产生控制信号，用于增加由燃料喷射器134喷射进混合腔室146中的 燃料量，从而减少经由燃料管路150供应至燃烧器22的空气/燃料混合物的 空气与燃料比。
在步骤760中，供应至燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料可以预定的斜 率增加。例如，如图31的箭头770图示示出的，燃料水平可以预定的斜率 逐渐增加到特定的预定燃料水平，如图31的点772所示。这样的预定燃料 水平可与所要求的再生温度相对应。一旦燃料水平已经斜坡式上升，则控 制程序750前进到步骤762。
在步骤762中，控制器76调节供应至燃料燃烧式燃烧器20、22的燃 料水平以便过滤器再生。具体地，如上述关于图9和10所述的，在过滤器 再生循环过程中，燃烧器20、22的燃料供给通过闭环控制调节。这样的燃 烧器20、22的燃料供给的闭环调节大体示于图31的箭头418所指示的区 域中。一旦处于闭环控制下，则启动控制程序750结束。
现在参照图32，示出用于在再生循环开始时启动燃料燃烧式燃烧器 20、22的另一启动控制程序780。该程序以步骤782开始，步骤782中， 该程序780确定是否已经执行启动燃料燃烧式燃烧器20、22的请求(即燃 烧器启动请求)。应该理解，燃烧器启动请求可采取许多不同的形式，例如 包括响应于所感测的、定时的或以其他方式确定的颗粒过滤器24、26之一 需要再生的指示由软件控制程序产生启动请求。例如，可利用基于传感器 的模式、基于映射的模式或基于定时的模式来产生启动请求。由此，在步 骤782中，如果控制程序780检测到燃烧器启动请求，则产生控制信号并 且程序780前进到步骤784。如果控制程序780未检测到燃烧器启动请求， 则程序780循环回步骤782来继续用于这样的请求的监控。
在步骤784中，控制器76在燃料供应至燃烧器之前给要再生的燃料燃 烧式燃烧器20、22的电极组件通电。具体地，在燃料燃烧式燃烧器20的 启动过程中，在燃料供应至燃烧器20之前，控制器76操作点火器170开 始在燃烧器20的电极48、50之间产生火花。在启动燃料燃烧式燃烧器22 的情况下，在燃料供应至燃烧器22之前，电子控制器76操作点火器172 开始在燃烧器22的电极48、50之间产生火花。
控制器76在将燃料引入燃烧器之前持续为燃料燃烧式燃烧器20、22 的电极组件通电预定的时间段。这样的时间段的持续时间可配置为符合指 定的系统设计的需要。具体来说，已经发现在燃料引入之前为电极组件通 电预定的时间段清洁了电极48、50上污垢表面(即，移除了累积在其上的 烟黑或其他物质)。由此，可以在引入燃料之前从电极上除去累积在电极48、 50上的任何物质(例如烟黑、柴油机燃料、水、油等)，从而增强了燃料燃 烧式燃烧器20、22的操作。一旦已经过去该预定的时间段，则控制程序780 前进到步骤786。
在步骤786中，电子控制器76向燃料燃烧式燃烧器20、22供应燃料 和空气，用以以上述方式再生颗粒过滤器24、26。具体地，将空气/燃料混 合物供应至燃料燃烧式燃烧器20、22，在该处，在存在控制单元18所供应 的助燃空气的情况下，该混合物由电极48、50之间的火花点燃。燃料燃烧 所产生的热再生颗粒过滤器24、26。
应该理解，如果需要，控制程序750、780可结合起来。例如，电极组 件可在引入燃料用于点燃(如控制程序750的步骤754中所述的)之前通 电一时间段(如控制程序780的步骤784中所述的)。
现在参照图15和16，示出用于在再生循环过程中关闭燃料燃烧式燃 烧器20、22的控制程序400。控制程序以步骤402开始，步骤402中，电 子控制器76将燃料和空气供应至燃料燃烧式燃烧器20、22，用以以上述方 式再生颗粒过滤器24、26。具体地，将空气/燃料混合物供应至燃料燃烧式 燃烧器20、22，在该处，在存在控制单元18所供应的助燃空气的情况下， 该混合物由电极48、50之间的火花点燃。如关于图9和10所述的，在这 样的过滤器再生循环过程中，燃烧器20、22的燃料供给通过闭环控制调节。 这样的燃烧器20、22的燃料供给的闭环调节大体示于图16的箭头418所 指示的区域中。
在过滤器再生循环过程中，控制程序400在步骤404确定是否已经执 行关闭燃料燃烧式燃烧器20、22的请求(即，燃烧器关闭请求)。应该理 解，燃烧器关闭请求可采取许多不同的形式，例如包括响应于所感测的、 定时的或以其他方式确定的颗粒过滤器20、22已经再生或过滤器再生正在 自维持(如上所述)而由软件控制程序产生关闭请求，由软件控制程序或 类似物产生的自动关闭请求，定时关闭请求或任意其他手动、软件或硬件 驱动的关闭请求。在特定的实施方式中，燃烧器关闭请求可响应于关联于 卡车12的发动机80的点火开关(ignition key)从开启位置调到关闭位置而 产生。由此，在步骤404中，如果控制程序400检测到燃烧器关闭请求， 则产生控制信号且程序400前进到步骤406。关闭请求的检出图示于图16 的点420处。如果控制程序400未检测到燃烧器关闭请求，则程序400循 环回步骤402来继续过滤器再生循环。
在步骤406中，电子控制器76减少供应至燃料燃烧式燃烧器20、22 的燃料。为此，电子控制器76通过减少由燃料喷射器132、134喷射进混 合腔室146中的燃料量而增加了供应至燃烧器20、22的空气/燃料混合物的 空气与燃料比。例如，为了减少供应至燃料燃烧式燃烧器20的燃料，电子 控制器76在信号线路136上产生控制信号，用于减少由燃料喷射器132喷 射进混合腔室146中的燃料量，从而增加经由燃料管路148供应至燃烧器 20的空气/燃料混合物的空气与燃料比。类似地，为了减少供应至燃料燃烧 式燃烧器22的燃料，电子控制器76在信号线路138上产生控制信号，用 于减少由燃料喷射器134喷射进混合腔室146中的燃料量，从而增加经由 燃料管路150供应至燃料燃烧式燃烧器22的空气/燃料混合物的空气与燃料 比。
电子控制器76以此减少的燃料水平操作燃料燃烧式燃烧器20、22一 预定时间段。这样的时间段以图16的箭头422图示示出。一旦该预定时间 段过去，则控制程序前进到步骤408。
在步骤408中，切断向燃烧器20、22的燃料供应。具体地，电子控制 器76停用燃料输送组件120，从而停止向燃烧器20、22的燃料供应。为了 切断向燃料燃烧式燃烧器20的燃料供应，电子控制器76关闭燃料启动阀 140并停止在信号线路136上产生控制信号，从而使燃料喷射器132停止向 混合腔室146内喷射燃料。一旦保持在燃料管路148中的燃料由燃烧器20 消耗，便没有额外的燃料进入燃烧器20的燃料入口喷嘴54。类似地，为了 切断向燃料燃烧式燃烧器22的燃料供应，电子控制器76关闭燃料启动阀 140并停止在信号线路138上产生控制信号，从而使燃料喷射器134停止向 混合腔室146内喷射燃料。一旦保持在燃料管路150中的燃料由燃烧器22 消耗，便没有额外的燃料进入燃烧器22的燃料入口喷嘴54。
在步骤408中，电子控制器76保持向燃烧器20、22供应助燃空气和 雾化空气，还保持点火器170、172的操作。具体地，在燃料燃烧式燃烧器 20关闭的情况下，即使不再向燃烧器20供应燃料，电子控制器76仍经由 空气管路58继续向燃烧器20供应助燃空气以及经由燃料管路148继续供 应雾化空气。控制器76继续操作点火器170来继续在燃烧器20的燃烧室 34中产生火花。在燃料燃烧式燃烧器22关闭的情况下，即使不再向燃烧器 22供应燃料，电子控制器76仍经由空气管路58继续向燃烧器22供应助燃 空气以及经由燃料管路150继续供应雾化空气。控制器76继续操作点火器 172来继续在燃烧器22的燃烧室34中产生火花。这样的连续的空气供应和 火花产生确保了系统中的剩余燃料由燃烧器20、22燃烧，从而减少——如 果不是消除——未燃烧的碳氢化合物的排放。
电子控制器76继续供应助燃空气和雾化空气并如上所述操作点火器 预定的时间段。这样的时间段以图16中的箭头424图示示出。一旦过了该 预定的时间段，则控制程序前进到步骤410。
在步骤410中，电子控制器76切断向燃料燃烧式燃烧器20、22的助 燃空气流。具体地，电子控制器76停止电机92的操作，从而停止空气泵 90的操作。在关闭空气泵90之后，电子控制器76继续供应雾化空气并继 续如上所述操作点火器一预定的时间段。一旦过了该预定的时间段，则控 制程序前进到步骤412。
在步骤412中，电子控制器76切断向燃料燃烧式燃烧器20、22的雾 化空气流。具体地，电子控制器76关闭雾化空气阀156，从而减小了流至 混合腔室146以及燃烧器20、22的空气流。需要指出的是，洁净空气阀154 保持打开，由此，减小了的洁净空气流继续前进到混合腔室146中并由此 供应至燃料燃烧式燃烧器20、22。如上所述，来自洁净空气阀154的洁净 空气流在卡车12的发动机80的操作过程中通常被恒定地供应至混合腔室 146，用以防止残余物(例如黑烟)在燃料燃烧式燃烧器20、22的燃料入 口喷嘴54中的累积。
在步骤412中，电子控制器76停止燃料燃烧式燃烧器20、22的燃烧 室34内的火花的产生。具体地，电子控制器76停止点火器170(在燃烧器 20的情况下)和点火器172(在燃烧器172的情况下)的操作，从而停止 在燃料燃烧式燃烧器20、22的电极48、50的电极间隙52间产生火花。然 后，控制程序400结束。
如上所述，在关闭控制程序400的执行过程中(也连同其他时间)，有 电子控制器76向燃料燃烧式燃烧器20、22之一供应助燃空气但未向其任 一方供应燃料的情况。同样如上所述，电机92驱动燃料泵122和空气泵90 二者。因此，当电机92驱动空气泵90供应助燃空气时，燃料泵122也被 驱动。在电子控制器76向燃料燃烧式燃烧器20、22供应助燃空气但未向 其任一方供应燃料的情况期间，由燃料泵122泵送的燃料经燃料返回管路 142返回卡车燃料箱124。如图8所示，燃料压力传感器426感测燃料返回 管路142中的燃料压力。燃料压力传感器426的输出经由信号线路428传 达到电子控制器76。如果燃料返回管路142被约束为使得燃料不能轻易地 流回燃料箱124，则燃料泵122的密封件上的压力可能会增加，从而可能需 要修理或更换泵122。
如图17所示，电子控制器76执行控制过程450来监控返回燃料管路 142。控制程序450以步骤452开始，步骤452中，电子控制器76确定燃 料返回管路142中的燃料压力。具体地，电子控制器76扫描或读取信号线 路428以获得来自燃料压力传感器426的输出。然后，控制程序450前进 到步骤454。
在步骤454中，电子控制器76确定所感测的燃料压力是否高于预定的 上压力界限。如果燃料压力低于上压力界限，控制程序450循环回步骤452 而继续监控燃料压力传感器426的输出。但是，如果燃料压力高于上控制 界限，则控制程序450前进到步骤456。
在步骤456中，电子控制器76关闭与控制单元18相关联的部件。具 体来说，由于电子控制器76在步骤454中得出燃料返回管路142中的燃料 压力高于上控制界限的结论，所以控制器76停止驱动电机92的操作，从 而停止燃料泵122的操作。然后，控制程序450前进到步骤458。
在步骤458中，电子控制器76产生错误信号。例如，电子控制器76 可产生一输出信号，该输出信号导致产生视觉、听觉或其他类型的警报来 呈现给操作者(例如卡车12的司机)。可选择地，该错误信号可仅仅导致 用与步骤452-456的燃料压力分析相关的信息更新电子日志或类似物。应 该理解，步骤458中产生的错误信号可配置为与任意类型的警告或错误追 踪装置一起使用以符合指定的系统设计的需求。此外，如在电子控制器76 如此配备，则错误信号(或响应于错误信号生成的后续信号)可经由CAN 接口314传达到发动机控制单元78。装备有该信息，发动机控制单元78可 被编程来进行另外的分析、向卡车操作者产生指示控制单元18已经关闭的 错误信号(例如卡车仪表盘上的指示器点亮)、或是将错误消息存储在可由 维护技术人员访问的错误日志中。然后结束控制程序450。
再参照图8，控制单元18可配备由一个或多个用于检测控制壳体72 的内部腔室112中的预定环境情况出现的传感器。例如，控制单元18可配 置为包括烟尘检测器460。烟尘检测器460的输出经由信号线路462传达到 电子控制器76。如此处所更详细描述的，烟尘检测器460可用于检测控制 壳体72的内部腔室112中的燃料颗粒或烟尘的出现。如果检测到存在燃料 颗粒或烟尘，可关闭系统并产生错误信号。烟尘检测器460可以实现为任 意类型的烟尘检测器。在此处所述的控制单元18的示例性实施方式中，烟 尘检测器460以诸如市售的IR检测器等非电离型烟尘检测器实现。
如图18所示，电子控制器76执行控制程序500来监控控制壳体72 的内部腔室112中的燃料颗粒或烟尘的出现。控制程序500以步骤502开 始，步骤502中，电子控制器76扫描或读取信号线路462以从烟尘检测器 460获得输出。一旦控制器76已经从烟尘检测器460获得输出，则控制程 序500前进到步骤504。
在步骤504中，电子控制器76确定烟尘检测器460的输出是否表明控 制壳体72的内部腔室112中存在燃料颗粒或烟尘。如果烟尘检测器460的 输出未表明控制壳体72的内部腔室112中出现燃料颗粒或烟尘，则控制程 序500循环回步骤502来继续监控检测器460的输出。但是，如果烟尘检 测器460的输出表明控制壳体72的内部腔室112中出现燃料颗粒或烟尘， 则产生控制信号且控制程序500前进到步骤506。
在步骤506中，电子控制器76关闭与控制单元18相关联的部件。具 体来说，由于电子控制器76在步骤454中得出烟尘检测器460的输出表明 控制壳体72的内部腔室112中出现燃料颗粒或烟尘的结论，所以控制器76 停止驱动电机92的操作，从而停止燃料泵122和空气泵90的操作。然后， 控制程序500前进到步骤508。
在步骤508中，电子控制器76产生错误信号。例如，电子控制器76 可产生一输出信号，该输出信号导致产生视觉、听觉或其他类型的警报来 呈现给操作者(例如卡车12的司机)。可选择地，该错误信号可仅仅导致 用与步骤502和504的分析相关的信息更新电子日志或类似物。应该理解， 步骤508中产生的错误信号可配置为与任意类型的警告或错误追踪装置一 起使用以符合指定的系统设计的需求。此外，如在电子控制器76如此配备， 则错误信号(或响应于错误信号生成的后续信号)可经由CAN接口314传 达到发动机控制单元78。装备有该信息，发动机控制单元78可被编程来进 行另外的分析、向卡车操作者产生指示控制单元18已经关闭的错误信号(例 如卡车仪表盘上的指示器点亮)、或是将错误消息存储在可由维护技术人员 访问的错误日志中。然后结束控制程序500。
如图8中所示，控制单元18可配备由一个或多个用于检测控制壳体 72的内部腔室112中的预定环境情况出现的传感器。例如，控制单元可配 置为包括温度传感器510。温度传感器510的输出经由信号线路512被传达 到电子控制器76。如下文所更详细描述的，温度传感器510可用于检测控 制壳体72的内部腔室112中的温度。如果控制壳体72的内部腔室112中 的温度超过预定的上温度界限(例如125摄氏度)，可关闭系统并产生错误 信号。温度传感器510可以实现为任意类型的电子温度传感器。在此处所 述的控制单元18的示例性实施方式中，温度传感器510以诸如市售的热电 偶实现。
如图19所示，电子控制器76执行控制程序550来监控控制壳体72 的内部腔室112中的温度。控制程序550以步骤552开始，步骤552中， 电子控制器76扫描或读取信号线路512以从温度传感器510获得输出。一 旦控制器76已经从温度传感器510获得输出，则控制程序550前进到步骤 554。
在步骤554中，电子控制器76确定所感测到的控制壳体72的内部腔 室112中的温度是否高于预定的上温度界限(例如125摄氏度)。如果控制 壳体72的内部腔室112中的温度低于上温度界限，则控制程序550循环回 步骤552来继续监控温度传感器510的输出。但是，如果控制壳体72的内 部腔室112中的温度高于上控制界限，则产生控制信号且控制程序550前 进到步骤556。
在步骤556中，电子控制器76关闭与控制单元18相关联的部件。具 体来说，由于电子控制器76在步骤554中得出控制壳体72的内部腔室112 中的温度高于上控制界限的结论，所以控制器76停止驱动电机92的操作， 从而停止燃料泵122和空气泵90的操作。然后，控制程序550前进到步骤 558。
在步骤558中，电子控制器76产生错误信号。例如，电子控制器76 可产生一输出信号，该输出信号导致产生视觉、听觉或其他类型的警报来 呈现给操作者(例如卡车12的司机)。可选择地，该错误信号可仅仅导致 用与步骤552和554的温度分析相关的信息更新电子日志或类似物。应该 理解，步骤558中产生的错误信号可配置为与任意类型的警告或错误追踪 装置一起使用以符合指定的系统设计的需求。此外，如果电子控制器76如 此配备，则错误信号(或响应于错误信号生成的后续信号)可经由CAN接 口314被传达到发动机控制单元78。装备有该信息，发动机控制单元78可 被编程来进行另外的分析、向卡车操作者产生指示控制单元18已经关闭的 错误信号(例如卡车仪表盘上的指示器点亮)、或是将错误消息存储在可由 维护技术人员访问的错误日志中。然后结束控制程序550。
现在参照图20，示出排放减少组件600。排放减少组件600包括多个 与排放减少组件10通用的部件。利用共同的参考标号来指明两个组件间的 通用部件。
排放减少组件600包括控制器76、处于控制器76的控制下的诸如燃 料泵122的燃料供应单元、以及燃料燃烧式燃烧器606。该组件600可水平 地、竖直地或竖直倒置地安装在卡车12中。柴油机氧化催化剂608可以可 选地定位在过滤器基底60的上游，如图20所示。柴油机氧化催化剂608 (或任何其他形式的氧化催化剂)可用于氧化任何未燃烧的碳氢化合物或 一氧化碳(CO)，从而产生传递至过滤器基底60的下游的额外的热。可选 择地，如图21所示，排放减少组件600可不配置柴油机氧化催化剂608。
如上所述，过滤器基底60可注入有催化材料，诸如例如贵金属催化材 料。例如，催化材料可以以铂、铑、钯、包括其结合物以及任何其他类似 催化材料实现。使用催化材料降低了点燃所收集的烟黑颗粒所需的温度。
与组件10不同，在此处所述示例性实施方式中，排放减少组件600 未利用从诸如空气泵90的空气泵泵送的补充空气。由此，燃烧过程由废气 中的氧支持。
燃料燃烧式燃烧器606在图22和23中更详细示出。热废气通过废气 入口612进入壳体610。要提到的是，与组件10中废气通过垂直于通过其 壳体的流向的入口36进入不同，废气入口612基本与壳体610的流向同轴。 由此，壳体610的气体入口612和气体出口614沿相同总体轴线设置(如 图20和21)。
进入壳体610的废气分成两个流。内部流616进入腔室618，然后经 多个孔622、624流入燃烧室620。孔622、624的孔排布示于图24和25中。 该孔排布配置为使得流过孔622的废气在燃烧室620内涡旋，由此利于所 喷射的燃料、废气以及燃烧气体的混合。可利用一排或多排孔622来产生 所希望的流动/涡旋。如图24和25所示，燃烧室620的上游壁628中也可 限定多个孔626，以使得部分废气流可在没有首先前进通过腔室618的情况 下进入腔室620。
电极48、50的端部放置于喷嘴54的下游，用以在存在废气的情况下 点燃燃料。废气包含4％-20％的氧，氧利于燃料的燃烧。通过孔624的废 气与可能包含未燃烧的燃料、碳氢化合物、CO以及其他可燃气体的热燃烧 气体混合。在废气中存在氧的情况下，这些气体进一步燃烧。废气流流过 许多孔630，从而绕过燃料燃烧式燃烧器606。该废气的绕流供应额外的氧， 用于离开内燃室620的燃烧气体的燃烧。
火焰支架632放置在燃烧区下游，用以阻止火焰到达柴油机氧化催化 剂608(或没有柴油机氧化催化剂的配置中的过滤器基底60，如图21所示)。 气体分配器634可定位在燃烧区的下游，以便有利于热燃烧气体和绕过燃 料燃烧式燃烧器606的废气的混合，由此增强跨过柴油机氧化催化剂608 和/或过滤器基底60的入口的温度分布。分配器634可绕燃烧室620的部分 壁定位，如图22所示。可以此方式定位的气体分配器634的示例性设计示 于图26中。可选择地，如图27所示，气体分配器634可定位在燃烧室620 的出口的下游。可以此方式定位的气体分配器634的示例性设计示于图28 中。
现在参照图27，更详细地示出燃料燃烧式燃烧器的另一示例性设计。 在此实施方式中，一些废气流经孔622，该孔622的孔排布类似于图24所 示的孔排布，从而形成内燃室内的气体涡旋。包含未燃烧的燃料、碳氢化 合物、CO以及其他可燃气体的热火焰在图27的组件中相对于图22的组件 的进一步的下游处燃烧。
如图27所示，另外的火焰支架636可定位在火焰支架632和燃料燃烧 式燃烧器606之间。火焰支架636可如实线所示设计成凹入配置或如虚线 所示设计成凸起配置。
还可想到此处描述的排放减少组件的示例性设计的其他变体。例如， 如上所述，空气泵90可以实现为包括相对高流动/高效率的空气泵的任意类 型空气泵。还可使用在高发动机负载情况下增加输出的可变空气流泵。可 选择地，还可使用仅在高发动机负载情况下操作的可变空气流泵。泵90可 用离心压缩机或罗茨鼓风机实现。
还可改变燃烧室34、620的大小以满足指定系统设计的需要。例如， 可使用相对大(16”直径)的燃烧室34、620来延缓废气速度从而增强燃 料燃烧式燃烧器的燃烧效率。也可使用相对平缓/有效的空气流配置——诸 如图20和21所示的“轴向”配置来增强给定设计的流动特性。
如果需要，还可改变燃料喷射进燃料燃烧式燃烧器20、22、606的方 式。例如，可使用分段燃料喷射的方式，其中第一燃料量喷射进燃烧器， 以形成初始火焰。然后，使用初始火焰点燃所喷射的第二燃料量。
还可利用经调整的燃料流动方式来增加燃料喷洒的表面面积。例如， 可使用抖动的燃料平均数，其中所喷射的燃料量在所希望的平均燃料量周 围抖动。例如，喷射燃料率可在25％和75％之间抖动，以产生50％的平均 燃料率。
还可控制发动机80以及其相关部件的操作，以利于此处所述的排放减 少组件的操作。例如，在未利用补充空气的排放减少组件(例如图20和21 的组件)的操作情况下，发动机80的EGR阀的位置可与颗粒过滤器的再 生相一致。例如，为了增加废气的温度和含氧量，发动机的EGR阀可短暂 关闭。可料想到，过滤器再生可能需要大约十分钟时间。在这个短时间段 中，可关闭EGR阀。在此情况下，过滤器的再生可与发动机空转状况相一 致。
在另一实施方式中，可控制发动机80使得实际上EGR水平在过滤器 再生过程中被增加。在此情况下，可利用诸如氢气等的燃料或燃料添加剂 来稳定燃料燃烧式燃烧器的火焰。氢气可以由储气罐或机载燃料转化炉供 应。
沿着类似的管路，可监控发动机80以及相关联的部件的操作，以利于 此处所述的排放减少组件的操作。例如，在排放减少组件的操作未利用补 充空气(即，例如图20和21的组件的无空气燃烧器)的情况下，可监控 发动机的操作使得例如过滤器的再生在所期望的、预定的发动机操作状况 下发生。例如，在排放减少组件未利用补充空气(例如图20和21的组件) 的情况下，希望在存在含有相对高的氧浓度的废气的情况下进行过滤器的 再生。通常，这是发动机80处于较低载荷状况时的情况，诸如当发动机80 在空转状况或接近空转状况(例如600-1000RPM，取决于发动机)下操作 时。
如下面更详细描述的，有多种方式确定何时对于未利用补充空气的排 放减少组件的过滤器再生存在所要求的、预定的发动机状况。例如，可利 用预定的发动机速度范围，在该情况下，过滤器的再生仅仅在发动机于预 定的发动机速度范围内操作时进行。在此情况下，控制器76可监控发动机 速度传感器890(如图8)或类似装置的输出来确定发动机速度。应该理解， 控制器可直接与发动机速度传感器890通信，或可经由CAN接口314从发 动机控制单元78获得传感器890的输出。
此外，可利用预定的发动机载荷范围来确定何时对于未利用补充空气 的排放减少组件的过滤器再生存在所要求的、预定的发动机状况。在该情 况下，过滤器的再生仅仅在发动机处于预定的发动机载荷范围内操作时进 行。为此，控制器76可首先感测或以其他方式确定特定发动机参数(例如 RPM、涡轮增压等)，然后查询或以其他方式获取预编程的发动机载荷映射 而确定发动机上的载荷。应该理解，控制器76可以以这样的发动机载荷映 射进行预编程，或可经由CAN接口314从编程在发动机控制单元78中的 发动机载荷映射获得发动机载荷。
另外，可使用发动机的排放质量流量来确定何时对于未利用补充空气 的排放减少组件的过滤器再生存在所要求的、预定的发动机状况。例如， 可利用预定的排放质量流量范围，在该情况下，过滤器的再生仅仅在发动 机处于预定的排放质量流量范围内操作时进行。在此情况下，控制器76可 监控诸如热丝质量流量传感器等的质量流量传感器892(如图8)的输出来 确定排放质量流量。应该理解，控制器76可直接与排放质量流量传感器892 通信，或可经由CAN接口314从发动机控制单元78获得传感器892的输 出。可选择地，排放质量流量可利用诸如发动机RPM、涡轮增压压力以及 进入歧管温度(连同其他诸如发动机排量等的已知参数)以常规方式由控 制器76计算。应该理解，控制器76本身可计算质量流量，或其可经由CAN 接口314从发动机控制单元78获得所计算的质量流量。
现在参照图33，示出用于控制未利用补充空气的排放减少组件(即， 无空气排放减少组件)的再生的控制程序850。程序850以步骤852开始， 步骤852中，该程序确定是否已经执行启动无空气燃料燃烧式燃烧器20、 22的请求(即燃烧器启动请求)。应该理解，燃烧器启动请求可采取许多不 同的形式，例如包括通过响应于所感测的、定时的或以其他方式确定的颗 粒过滤器24、26之一需要再生的指示而由软件控制程序产生启动请求。例 如，可利用基于传感器的模式、基于映射的模式或基于定时的模式来产生 启动请求。由此，在步骤852中，如果控制程序850检测到燃烧器启动请 求，则产生控制信号并且程序850前进到步骤854。如果控制程序850未检 测到燃烧器启动请求，则程序850循环回步骤852来继续用于这样的清求 的监控。
在步骤854中，控制器76确定发动机80是否在预定的发动机状况中 操作。例如，如果利用预定的发动机速度范围，其中，过滤器的再生仅仅 在发动机处于预定的发动机速度范围内操作时进行，则控制器76监控发动 机速度传感器890的输出或以其它方式确定发动机速度。此后，控制器76 确定该发动机速度是否在预定的速度范围内。可选择地，如果利用预定的 发动机载荷范围，在此情况下过滤器的再生仅仅在发动机处于预定的发动 机载荷范围内操作时进行，则控制器76感测或以其他方式确定特定发动机 参数(例如RPM、涡轮增压等)，然后查询或以其他方式获取预编程的发动 机载荷映射而确定发动机上的载荷。此后，控制器76确定该发动机载荷是 否处于预定的发动机载荷范围内。此外，如果利用预定的排放质量流量范 围，在该情况下过滤器的再生仅仅在发动机于预定的排放质量流量范围内 操作时进行，则控制器76感测、计算或以其他方式确定发动机的排放质量 流量。此后，控制器76确定该排放质量流量是否处于预定的排放质量流量 范围内。因而，在步骤854中，如果控制器76确定了发动机80在预定的 发动机状况内操作，则控制程序850前进到步骤856。但是，如果控制器 76确定了发动机80未在预定的发动机状况内操作，则控制程序850循环回 步骤854，以继续监控发动机来确定何时其在该状况内操作。
在步骤856中，控制器76开始过滤器的再生。具体地，电子控制器 76操作燃料燃烧式燃烧器20、22而以本文所述多个方式中任一个再生颗粒 过滤器24、26。但是，应该理解，是在没有助燃空气辅助的情况下(即， 没有利用诸如来自空气泵90的补充空气供应的情况下)操作燃料燃烧式燃 烧器20、22。由此，存在于发动机废气中的氧气维持输送至燃料燃烧式燃 烧器20、22的燃料的燃烧。燃料燃烧所产生的热再生颗粒过滤器24、26。 一旦完成过滤器再生，则控制程序850结束。
应该理解，如果需要，还可通过辅助的补充空气使用控制程序850来 再生过滤器。还应该理解，可以以过滤器的再生在甚至缺乏启动请求的情 况下发生的方式对控制程序850进行修改。例如，控制器76可配置成在发 动机80在预定的操作状况下操作时再生颗粒过滤器24、26之一或二者， 而不考虑过滤器24、26是否加载到预定界限。以此方式，控制器76可利 用在排出废气中存在的任意时刻的富氧状况。
现在参照图35，示出排放减少组件800的另一示例性实施方式。组件 800包括喷嘴802，该喷嘴延伸到排出导管中，用以将燃料喷射到废气流中。 电极48、50以大致竖直布置定位(由附图方向观察)。
可以多种位置相对电极48、50定位火焰支架636。例如，如图35所 示，火焰支架636可定位在喷嘴802的下游、但位于电极48、50的上游。 可选择地，火焰支架636可定位在喷嘴802和电极48、50的下游。此外， 火焰支架632可设计成凹入配置(如图35所示)或凸出配置(未图示)。
流分配器644可定位在柴油机氧化催化剂608和/或过滤器基底60的 上游，以便混合靠近喷嘴802的燃烧区的热燃烧气体和其余废气，由此增 强跨柴油机氧化催化剂608和/或过滤器基底60的入口的温度分布。流分配 器644可以实现为任意类型的流分配器。在示例性的实施方式中，流分配 器644可以任一上述的流分配器634实现。
现在参照图36，示出燃料燃烧式燃烧器20、22的另一示例性实施方 式。示于图36的实施方式与前述实施方式相类似，且使用相同的参考标号 表示类似部件。已经对燃料燃烧式燃烧器20、22进行了修改，以减少通过 燃烧室34的废气流。已经发现，这样的修改(或许显著地)减少了碳氢化 合物和一氧化碳的逃脱，同时也减少了其他排放。
本质上，通过废气入口36进入的废气流被分成两个流，其中一个前进 通过燃烧室34(即，燃烧流)，另一个绕过燃烧室34(即，绕流)。由此， 通过图36的燃料燃烧式燃烧器20、22的燃烧室34的废气流相对例如图5 的燃烧器得以减少。这样，绕过燃烧室34(即，前进通过罩盖44的开口 42)的废气流的百分比相对图5的设计来说有所增加。
如将在下文更详细描述的，燃料燃烧室34的设计可进行改变来对流过 其中的废气进行控制(即，控制通过燃烧室的废气流的速度和方向)。此外， 还可使用诸如分流板(diverter plate)等的部件来以此方式控制废气流。
以此方式控制通过燃料燃烧式燃烧器20、22的废气流的一个示例性实 施方式示于图36中。在此情况下，燃烧室34包括大体圆环形的外壁902， 该外壁具有两个半壁部分904、906。第一半壁部分904背向废气入口36， 而第二半壁部分906面向废气入口36。如图36所示，第一半壁部分904中 限定有多个气体入口开口40。第一半壁部分904的气体入口开口40的集合 表面区域限定第一空区域，而第二半壁部分906的气体入口开口的集合表 面区域限定第二空区域。第二半壁部分的第二空区域比第一半壁部分的第 一空区域小。由此，相对于例如图5的燃料燃烧式燃烧器的设计来说，减 少的通过废气入口36进入燃料燃烧式燃烧器20、22的废气部分流入燃烧 室34。这样，相对图5的设计来说，燃烧流(即，进入燃烧室34的废气流) 的量有所减少。应该理解，这样的配置不仅减少了进入燃烧室34的废气量， 还减少了进入燃烧室34的废气的速度(例如相对于图5的设计来说)。此 外，这样的配置还减少了直接流入燃烧室34(即，通过半壁部分906)并 由此撞击在其中所产生的火焰上的通过废气入口36进入燃料燃烧式燃烧器 20、22的废气流。
现在参照图37，示出燃料燃烧式燃烧器20、22的另一实施方式，其 中，燃烧室34的第二半壁部分906基本没有气体入口开口40。例如，第二 半壁部分906的气体入口开口的集合表面区域限定了为零的空区域。这样， 通过废气入口36进入燃料燃烧式燃烧器20、22的废气未直接流进燃烧室 34，因此未撞击在燃烧室中产生的火焰上。而是，废气的燃烧流通过形成 在燃烧室34的第一半壁部分904(即，未面对废气入口36的表面)中的气 体入口开口40进入燃烧室34。进入废气入口36的废气流的余部(balance) 绕过燃烧室34。
应该理解，半壁部分904、906任一方上的气体入口开口40的大小和 位置可配置为在燃烧室34内产生任意所需流动特性(例如速度和方向)。
尽管所划分的流(即，燃烧流和绕流)的比例如上所述是形成在燃烧 室34的外壁902中的气体入口开口40的函数，但进入废气入口36的废气 流可以其他方式划分。例如，可将板或“小片”固定到燃烧室34，用以阻 挡任意数量的可能已存在于燃烧室34中的气体入口开口40。这样的板912 的示例在图44中示出。板912可绕例如图5所示燃烧器设计的燃烧室34 的外壁902定位。板912的两个端部914固定在一起时所形成的接缝918 面对废气入口36。如图45所示，当板912以此方式安装时，进入废气入口 36的废气流撞击在板912没有孔的区域(总体上以阴影区域916示出)上， 从而阻止废气流直接撞击到燃烧室34中的火焰上。
通过控制通过燃烧室34的废气流，燃料燃烧式燃烧器20、22所产生 的火焰的稳定性可得以增强。实际上，已经发现，当火焰的速度大于移动 通过燃烧室34的废气的速度时，更容易维持稳定的火焰。相反，当移动通 过燃烧室34的废气的速度大于火焰速度时，会导致火焰的不稳定性。
如上述提到的，可预定气体入口开口40的大小、数量和位置，以产生 所希望的通过燃烧室的流。在一示例性的实施方式中，燃料燃烧式燃烧器 20、22配置为使得大约70％的通过入口36进入的废气前进通过燃烧室34 (废气的余部绕过燃烧室34)。在另一示例性实施方式中，燃料燃烧式燃烧 器20、22配置为使得大约50％-70％的通过入口36进入的废气前进通过 燃烧室34(废气的余部绕过燃烧室34)。在又一示例性实施方式中，燃料 燃烧式燃烧器20、22配置为使得低于50％的通过入口36进入的废气前进 通过燃烧室34(废气的余部绕过燃烧室34)。可想到这些示例性的流布置 之外的流布置。
如上述提到的，代替地或附加地，除去燃料室34的外壁902上的气体 入口开口40，进入气体入口36的废气流可以各种不同方式分成所希望的燃 烧流和绕流。例如，可使用多个分流板将所希望量的废气流引导通过燃料 室34，同时引导该流的余部绕过该燃料室。这样的板910的示例如图38- 43所示，但也可以想到其他配置。应该理解，该板910可配置为将所希望 的流部分引导通过燃烧室34，同时防止排出系统中的背压增加。
限定在旁通罩盖44中的开口42的大小、形状和/或位置也可进行改变， 以产生所希望的流特性。例如，开口42的大小、形状和/或位置可配置为适 应过滤器基底60的上游面上的“热点”或“冷点”。实际上，可在过滤器 基底60上进行热分析，以确定这样的热点或冷点存在于何处。然后，可基 于这样的分析改变限定在旁通罩盖44中的开口42的大小、形状和/或位置。
例如，冷点上游(相对于废气流来说)的开口42的大小可缩减。这样 通过减少流过冷点的废气量而增加了过滤器再生过程中冷点上的温度。
相反地，热点上游(相对于废气流来说)的开口42的大小可增加。这 样通过增加流过热点的废气量而减小了过滤器再生过程中热点上的温度。
由此，可构想到构建包括多个不同大小的开口42的旁通罩盖44以适 应过滤器基底60的上游表面上的变化的表面温度。
尽管已经通过附图中的示例和此处的详细描述示出了具体的示例性实 施方式，但上述揭露易于进行各种修改和变化。但是，应该理解，并非意 在将上述揭露限定于所揭露的特定形式，而是相反，涵盖了落入本发明的 原则和范围内的所有修改、等同和变化。
从此处所述的装置、系统和方法的各个特征可产生多个本发明的优点。 要指出的是，本发明的装置、系统和方法的可选择的实施方式可不包括所 述的所有特征，但仍具有至少部分这些特征的优点。本领域普通技术人员 可容易地推出其自己构想的结合本发明一个或多个特征并落入本发明原则 和范围的装置、系统和方法。
例如，应该理解，此处所述的控制程序的许多步骤的次序可进行改变。 此外，控制程序的许多步骤可彼此并列进行。