CN100491704C - 柴油机微粒滤清器中微粒沉积量的推算装置及方法 - Google Patents

柴油机微粒滤清器中微粒沉积量的推算装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及设置在车辆柴油发动机(10)的排气道(7)中的柴油机微粒滤清器(1)的微粒沉积量的推算。当车速超过预定车速时，使用根据滤清器(1)的上游和下游之间的差压推算微粒沉积量的差压法；当车速未超过预定车速时，使用通过累积根据柴油发动机(10)的负荷和转速确定的增量推算微粒沉积量的累积法。当从差压法转换为累积法时，用差压法所确定的微粒沉积量被用作累积的初始值，因此可准确地确定微粒沉积量。

Description

柴油机微粒滤清器中微粒沉积量的推算装置及方法
技术领域
本发明涉及捕获柴油发动机排放的微粒的柴油机微粒滤清器，特别是涉及滤清器中的微粒沉积量的推算装置及方法。
背景技术
为了捕获在柴油发动机的排气道中包含的微粒，设置在柴油发动机的排气道中的柴油机微粒滤清器(以下简称DPF)使排气通过多孔滤清器材料从而使微粒被沉积在滤清器材料孔部分的壁表面上。随着沉积量的增加，DPF的排气流阻力增加，并且DPF的微粒捕获能力降低。当微粒沉积量达到预定量时，排气温度增加以燃烧在DPF中沉积的微粒，并由此去除来自DPF的微粒。该过程通常称做DPF再生。
根据DPF上游和下游排气的差压，在DPF中沉积的微粒的量可被检测。然而，差压根据通过DPF的排气流量变化，并且检测差压的差压传感器的检测精度在排气流量变化的影响下也发生变化。
由日本专利局在2003年公布的第JP2003-166411-A号专利提出了通过根据排气流量的变化速率校正差压传感器的输出来提高差压传感器的差压检测精度。
差压传感器具有误差随着排气流量的降低而增加的特性。依赖于排气流量的变化速率的、在现有技术中所执行的校正不与排气流量本身的差相对应。因此，例如，当现有技术适用于驱动车辆的柴油发动机时，在车辆以低速行驶时，差压检测误差不可避免地被增加。
差压检测误差的增加降低了确定DPF再生时间的精确度，因此如果DPF再生频率增加，则柴油发动机的油耗增加。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是准确地推算DPF中的微粒沉积量，并且使DPF的再生时间最优化。
为了实现上述目的，本发明提供了一种设置在车辆柴油发动机的排气道中的柴油机微粒滤清器的微粒沉积量的推算装置。该装置包括：差压传感器，检测在滤清器上游的排气道的排气压力和滤清器下游的排气道的排气压力之间的差压；第一传感器，检测柴油发动机的运行条件；第二传感器，检测和滤清器的排气流量有关的参数，和可编程控制器。可编程控制器被编程为：通过根据参数选择地应用其中根据差压推算微粒沉积量的第一推算法，和应用其中根据运行条件计算微粒沉积量的周期增量并且通过累积增量计算微粒沉积量的第二推算法，推算滤清器的微粒沉积量；和当应用第二推算法时，将在第一推算法中所推算的微粒沉积量设置为开始累积的初始值。
本发明也提供了一种推算设置在车辆柴油发动机的排气道中的柴油机微粒滤清器的微粒沉积量的推算方法。该方法包括：检测在滤清器上游的排气道的排气压力和滤清器下游的排气道的排气压力之间的差压；检测柴油发动机的运行条件；检测和滤清器的排气流量有关的参数；通过根据参数选择地应用其中根据差压推算微粒沉积量的第一推算法，和应用其中根据运行条件计算微粒沉积量的周期增量并且通过累积增量计算微粒沉积量的第二推算法，推算滤清器的微粒沉积量；和当应用第二推算法时，将在第一推算法中所推算的微粒沉积量设置为开始累积的初始值。
附图说明
图1是根据本发明的微粒沉积量推算装置的示意方框图；
图2是说明由根据本发明的控制器所执行的、微粒沉积量推算例程的流程图；
图3A和3B是说明由于执行微粒沉积量推算例程所引起的车速和微粒沉积量推算值变化的时序图；
图4与图2相似，但说明本发明的第二实施例；
图5与图2相似，但说明本发明的第三实施例；
图6是说明根据本发明的第四实施例的差压方法的微粒沉积量推算子例程的流程图；
图7是说明差压传感器的检测误差和排气流量之间的关系的示图；
图8是说明用于差压方法的微粒沉积量的特性曲线图的示图；
图9是说明用于累积方法的每单位时间的微粒沉积量的特性曲线图的示图。
具体实施方式
现在参照图1，柴油发动机10包括排气道7。DPF 1沿排气道7被设置。DPF 1使排气道7中的排气通过多孔滤清器材料，从而使排气中的微粒被沉积在DPF 1中。微粒已被清除的排气从DPF 1被排放到空气中。
当在DPF 1中的微粒沉积量达到预定量时，控制器3将再生信号输出到再生装置9，由此再生装置9提高柴油发动机10中的排气温度以燃烧沉积在DPF 1中的微粒。
为了提高柴油发动机10中的排气温度，可应用使用燃油喷射控制(如延迟燃油喷射正时、后喷射等)的方法和使用加热装置加热排气的方法。
当应用前一种方法时，再生装置9由燃油喷射装置构成，当应用后一种方法时，再生装置9由加热装置构成。
根据柴油发动机10的运行条件，通过可选择地应用下面将要详细说明的两种推算方法，即差压法和累积法，该推算被执行。
差压法是一种根据DPF 1的上游和下游之间的差压ΔP推算微粒沉积量的方法。如图8中所示，在DPF 1中的微粒的沉积量可被表示为函数，该函数将DPF 1的上游和下游之间的差压ΔP和DPF 1的排气流量Qexh用作参数。当排气流量Qexh恒定时，差压ΔP根据微粒沉积量的增加而增加。因此，通过使用具有如图8中所示的特性曲线的图，根据差压ΔP和排气流量Qexh，可确定微粒沉积量，该图事先定义了关于多个不同微粒沉积量，排气流量Qexh和差压ΔP之间的关系。该推算法以下将称作差压法。
根据由空气流量计11所检测的进气流量、DPF 1内的排气温度、差压ΔP和柴油发动机10的燃油喷射量Q，计算排气流量Qexh。使用这些参数计算排气流量Qexh的方法在美国专利第6698192号中是公知的。在DPF1中的排气温度被确定为由上游温度传感器4和下游温度传感器5所检测的温度的平均值。
累积法是一种通过累积每单位时间的微粒沉积量计算微粒沉积量的方法，每单位时间的微粒沉积量根据柴油发动机10的运行条件被确定。柴油发动机10的负荷和转速作为运行条件被应用。使用具有图9中所示的特性曲线的图，每单位时间在DPF 1中的微粒沉积量被计算，该图事先定义在柴油发动机10的负荷和转速与每单位时间DPF 1中的微粒沉积量之间的关系。
现在参照图7，随着排气流量Qexh的上升，在差压法中检测差压ΔP的差压传感器2的误差稳定地减少。因此当车辆以低车速行驶时，根据差压法的DPF 1中的微粒沉积量的推算精确度低于根据累积法的DPF 1中的微粒沉积量的推算精度。
此外，上游温度传感器4和下游温度传感器5的检测温度被用于根据差压法计算排气流量Qexh，但这些温度传感器通常具有较差的响应性。
排气流量的变化通常伴随着排气温度的变化。在上述的排气流量Qexh的计算方法中，排气温度被用作参数，因此当排气流量突然变化时，在计算结果中出现时间延迟。因此当排气流量突然变化时，根据差压法的DPF 1中的微粒沉积量的推算精确度被降低。
响应差压法和累积法的这些特性，控制器3根据运行条件将使用差压法的推算和使用累积法的推算选择地应用于DPF 1中的微粒沉积量的推算中。
这里，在差压法中，微粒沉积量根据在那个时间点的运行条件数据可被直接计算，而在累积法中，微粒沉积量通过将每单位时间的沉积量与过去的微粒沉积量相加被计算。因此，当从差压法转换为累积法时，通过将每单位时间的沉积量与根据在转换时的差压法所计算的微粒沉积量相加，累积法被应用。当从累积法转换为差压法时，通过差压法所计算的微粒沉积量立即被应用以替代通过累积法所计算的微粒沉积量。
下面，参照图2，将描述推算微粒沉积量的、由控制器3所执行的微粒沉积量推算例程。当柴油发动机10在运行时控制器3以10毫秒的间隔执行该例程。
在步骤S1中，控制器3确定由车速传感器13所检测的车速是否超过40公里/小时。如上所述，当使用差压法推算微粒沉积量时，精确度随着车速的降低而恶化，并且低于一定的车速，微粒沉积量推算精确度下降到低于应用累积方法的微粒沉积量推算精确度。在步骤S1中所应用的40公里/小时的车速，为该边界(boundary)车速的一个示例。
实际上，边界车速取决于差压传感器2和柴油发动机10的特性，因此其通过实验或模拟被确定。当步骤S1的确定为肯定时，控制器3执行步骤S2的处理，当步骤S1的确定为否定时，控制器3执行步骤S12-S14以根据累积方法计算微粒沉积量。
在步骤S2中，控制器3确定车速变化速率ΔVSP是否低于阈值TS2。如上所述，当排气流量突然变化时，使用差压法推算的DPF 1中的微粒沉积量的精确度恶化。
这里，排气流量根据车速的变化进行线性变化。因此，当关于微粒沉积量推算精确度比较差压法和累积法时，精确度改变的排气流量的边界变化速率被表示为车速的变化速率，并且其被设置为阈值TS2。使用车速变化速率是因为计算车速变化速率比计算排气流量的变化速率更容易。阈值TS2的具体数值通过实验或模拟被确定，但例如可以是1-2公里/小时/秒。
当在步骤S2中的确定为肯定时，控制器3执行步骤S3的处理，当在步骤S2中的确定为否定时，控制器3执行步骤S12-S14以根据累积法计算微粒沉积量。
在步骤S3中，控制器3确定车速VSP是否等于或低于基准车速Vtc。基准车速Vtc等于在下面将要描述的步骤S9中存储在非易失性存储器20中的车速。这里，通过读取在先前执行的步骤S9期间存储在非易失性存储器20中的基准车速Vtc，控制器3执行确定。
当步骤S3的确定为肯定时，控制器3执行步骤S4的处理，当步骤S3的确定为否定时，控制器3执行步骤S8-S10以根据差压法计算微粒沉积量。
在步骤S4中，控制器3确定从设置时间Ttc到当前时间T的逝去时间是否小于阈值TS1。设置时间Ttc为在下面将要描述的步骤S9中存储在非易失性存储器20中的时间。这里，通过读取在先前执行的步骤S9期间、存储在非易失性存储器20中的设置时间Ttc，控制器3执行确定。阈值TS1表示其中微粒沉积量显示基本不变的时间间隔。阈值TS1被设置为几分钟。在下文中将要详细地描述步骤S4的处理的含义。
当在步骤S4中的确定为肯定时，控制器3执行步骤S5-S7以根据累积法计算微粒沉积量。当在步骤S4中的确定为否定时，控制器3执行步骤S8-S10以根据差压法计算微粒沉积量。
在步骤S5中，控制器3参照事先存储在ROM中的、具有图9中所示的特性曲线的图，根据柴油发动机10的燃油喷射量Q和转速N确定每单位时间的微粒沉积量ΔPM。通过将单位时间设置为等于例程的执行间隔，ΔPM等于从先前例程执行到当前例程执行期间的微粒沉积量。
考虑到误差，该图被设置为提供比每单位时间的实际微粒沉积量略大的值。如果微粒沉积量被推算得太低，则在DPF 1再生开始的微粒沉积量超过再生应该开始的预定量，并且由过量的微粒沉积量的燃烧所产生的过热可能损坏DPF 1的滤清器材料。在图上设置略大的值有助于防止这种问题的出现。
下面，在步骤S6中，通过将在步骤S5中所确定的每单位时间的微粒沉积量ΔPM与存储在非易失性存储器20中的先前值PMbz相加，控制器3计算微粒沉积量的推算值PMb。
下面，在步骤S7中，控制器3将推算值PMb存储在非易失性存储器20中作为用于下一次执行例程的先前值PMbz。
在步骤S7的处理之后，控制器3执行步骤S11的处理。
与此同时，在步骤S8-S10中根据差压法推算的微粒沉积量被执行如下。
在步骤S8中，根据如上所述的DPF 1的上游和下游的差压ΔP、进气流量、DPF 1的排气温度和柴油发动机10的燃油喷射量Q，控制器3计算DPF 1的排气流量Qexh。然后，控制器3参照事先存储在ROM中的具有图8中所示的特性曲线的图，根据差压ΔP和排气流量Qexh确定微粒沉积量的推算值PMa。数值被事先设置在图上以提供比实际沉积量略大的值。
下面，在步骤S9中，控制器3将当前车速VSP和当前时间T存储在非易失性存储器20中分别作为基准车速Vtc和设置时间Ttc。仅当使用差压法推算微粒沉积量时步骤S9被执行。因此，设置时间Ttc表示通过差压法推算微粒沉积量最近被执行的时间。
如上所述的步骤S4被执行以确定在使用差压法进行微粒沉积量的最近推算之后逝去的时间是否已达到阈值TS1，或换句话说，是否才应用了差压法。
下面，在步骤S10中，控制器10将微粒沉积量的推算值PMa存储在非易失性存储器20中作为用于下一次例程执行的先前值PMbz。微粒沉积量本身的推算值PMa也可被用于随后的例程执行中，因此，该推算值PMa也被存储在非易失性存储器20中。
在步骤S7或步骤S10的处理之后，在步骤S11中控制器3将在步骤S8中确定的微粒沉积量的推算值PMa设置为微粒沉积量的输出值PM。在下文中将要详细地描述在步骤S11中所执行的处理的含义。在步骤S11之后，控制器3终止该例程。
在步骤S12-S14中的根据累积法的微粒沉积量的计算过程与步骤S5-S7中的微粒沉积量的计算过程相同，因此对其的描述已被省略。
在步骤S14的处理之后，在步骤S15中控制器3将在步骤S13中计算的微粒沉积量的推算值PMb设置为微粒沉积量的输出值PM。在步骤S15的处理之后，控制器3终止该例程。
在该例程中，当车速超过40公里/小时并且当车辆的变化速率ΔVSP小于阈值TS2时，步骤S8-S10中的差压法应用于推算微粒沉积量。
即使在这种情况下，在应用差压法后的逝去时间达到阈值TS1之前，如果车速VSP下降到低于存储在非易失性存储器20中的基准车速Vtc，则在步骤S5-S7中根据累积法计算微粒沉积量。换句话说，如果车速VSP在应用差压法期间下降，则根据累积法计算微粒沉积量的推算值PMb而非根据差压法计算微粒沉积量的推算值PMa，直到所降低的车速状态的持续时间达到阈值TS1为止。
然而，根据累积法在步骤S5-S7中计算的微粒沉积量的推算值PMb不被输出，而是将存储在非易失性存储器20中的微粒沉积量的推算值PMa设置为输出值PM。
换句话说，当车速在应用差压法期间下降时，在车速VSP下降前根据差压法所推算的微粒沉积量的推算值PMa作为输出值PM被输出直到对应于阈值TS1的时间量逝去为止。如上所述，根据差压法所计算的微粒沉积量的推算值PMa的数值在图上被设置为略大于实际沉积量的值。因此，只要在较短时间周期后速度降低一结束，则在速度降低之前的微粒沉积量的推算值PMa可被输出，而在推算量和实际沉积量之间不会出现较大的误差。
当速度降低状态的持续时间超过阈值TS1时，恢复在步骤S8-S10中使用差压法计算微粒沉积量的推算值PMa，并且该计算结果被设置为输出值PM。
在持续直到应用差压法后的逝去时间达到阈值TS1的期间，在S5和S6中使用累积法计算微粒沉积量的推算值PMb的原因如下(即使计算结果在该期间未被输出)：
仅当步骤S4的确定为肯定时，步骤S5-S7的处理被执行。在这种情况下，在步骤S10中的先前值PMbz不被更新。在这种状态下，当步骤S1或S2的确定为否定时，在步骤S12-S14中根据累积法微粒沉积量随后被计算。
由于在转换之后立即在步骤S12中使用先前值PMbz，所以在步骤S7中才更新的PMbz值比当更新停止时在步骤S10中所获得的PMbz值更准确。换句话说，在步骤S5和S6中微粒沉积量的推算值PMb被计算，并且，在步骤S7中该计算结果被存储在非易失性存储器20中以确保先前值PMbz的准确性，该先前值PMbz在步骤S12-S15中应用累积法时用作初始值。
仅在持续到车辆速度降低状态的持续时间达到阈值TS1期间的短时间内，步骤S5-S7被执行。因此，步骤S5-S7可被省略，并且步骤S4一变为肯定就执行步骤S11的处理。在这种情况下，当从步骤S8-S10中的差压法转换为步骤S12-S14中的累积法时，在一转换之后马上就进行的、用于在步骤S13中计算微粒沉积量推算值PMb的先前值PMbz取在应用差压法期间在步骤S10中存储在非易失性存储器20中的值。
参照图3A和3B，下面将描述通过执行上述例程所推算的DPF1中的微粒沉积量的变化。
在时间t0起动柴油发动机10，并且车辆开始行驶。通过执行步骤S12-S15直到车速达到40公里/小时为止，使用累积法推算微粒沉积量。在时间t0在步骤S13中最初使用的先前值PMbz为在柴油发动机10的先前操作结束时存储在非易失性存储器20中的值。这里，假定在时间t0先前值PMbz为0。
当车速超过40公里/小时时，步骤S1的确定变为肯定。此外，当在步骤S2中车速变化速率ΔVSP下降到低于阈值TS2时并且在步骤S3中车速VSP大于基准车速Vtc时，在时间t1推算微粒沉积量的方法被转换。更具体地说，在步骤S8-S10中使用差压法而非步骤S12-S15推算微粒沉积量。
由于差压法不取决于先前值PMbz，所以在从基于累积法的沉积量PMb1转换为基于差压法的沉积量PMa1之后，微粒沉积量的推算值以阶跃的方式进行变化。
使用差压法推算微粒沉积量直到车速下降到低于40公里/小时的时间t2。如上所述，在差压法中所使用的微粒沉积量推算值PMa的图提供了略大于实际沉积量的值，因此连接推算值PMb1和PMb2的直线总是略高于实际沉积量Y。
在时间t2，在车速已下降到低于40公里/小时之后，通过再次执行步骤S12-S15，使用累积法推算微粒沉积量。在时间t2，在步骤S13中使用的先前值PMbz为在刚结束的差压法步骤S10中被设置的值。在累积法中，先前值PMbz被用作沉积量累积的开始点，因此当从差压法转换为累积法时，在所推算的微粒沉积量中不会出现阶跃(step)。
之后，在根据车速的变化在累积法和差压法之间进行转换时，微粒沉积量被推算。在时间t6，微粒沉积量的输出值PM达到再生要被执行的预定量。因此控制器3通过执行另一个例程执行DPF1的再生。
在图3A和3B中未示出在使用差压法期间，和车辆的临时速度降低有关的处理。如上所述，当在使用差压法期间车速降低时，输出值PM被保持在速度降低前的PMa值直到速度降低的持续时间达到TS1为止，并且在此时，执行步骤S5-S7以更新在累积法中所使用的先前值PMbz。因此，即使当在使用差压法期间车速频繁变化时输出值PM也保持稳定，同时在转换为累积法之后所使用的先前值PMbz的准确性并没有受到不利的影响。
图中的虚线X说明单独使用累积法所推算的微粒沉积量的变化。在低车速下，累积法显示较高的推算精确度，但在高车速下，推算精确度下降到低于使用差压法的推算精确度。因此，如果在车速超过40公里/小时之后继续使用累积法推算微粒沉积量，则推算的沉积量的误差累积(如由图中的虚线X所示)使得所推算的沉积量达到在时间t3开始再生的预定量。相反，当根据车速选择地使用累积法和差压法时，可实现微粒沉积量的更高推算精确度。
下面，参照图4，将说明本发明的第二实施例。
第二实施例的硬件构成与第一实施例的硬件构成相同，但第二实施例与第一实施例的不同在于：其执行图4中所示的例程而非执行图2中的微粒沉积量推算例程。该例程的执行条件与图2中的例程的执行条件相同。在该例程和图2中的例程之间的不同与在累积法和差压法之间进行转换的条件有关。更具体地说，在该例程中，步骤S22、S23和S29被设置分别代替图2例程中的步骤S2、S3和S9。其它的步骤与图2例程中的步骤相同。
在步骤S22中，控制器3确定发动机转速的变化速率ΔN是否超过阈值TS3。阈值TS3与和车速变化速率ΔVSP有关的阈值TS2具有相同的含义。即，当关于微粒沉积量的推算精确度比较差压法和累积法时，精确度改变的排气流量的边界变化速率为被表示为发动机转速的变化速率ΔN的值。阈值TS3的具体数值通过实验或模拟被确定。
在步骤S23中，确定发动机转速N是否等于或低于基准发动机转速Ntc。
在步骤S29中，控制器3将当前发动机转速N和当前时间T存储在非易失性存储器20中分别作为基准发动机转速Ntc和设置时间Ttc。
在本实施例中，替代用于第一实施例的车速变化速率ΔVSP，发动机转速的变化速率ΔN被使用作为在累积法和差压法之间进行转换的参数。如上所述，当排气流量突然变化时，使用差压法的推算精确度恶化，因此最好使用累积法。在本实施例中，该情况根据发动机转速的变化速率ΔN而非根据车速变化速率ΔVSP被确定。
至于DPF1中的微粒沉积量的推算，本实施例也可获得与图3A和3B中所示的第一实施例的效果相同的有利效果。
下面，参照图5，将描述本发明的第三实施例。
第三实施例的硬件构成与第一实施例的硬件构成相同，但第三实施例与第一实施例的不同在于：其执行图5中所示的例程而非执行图2中的微粒沉积量推算例程。该例程的执行条件与图2中的例程的执行条件相同。该例程和图2中的例程之间的差别和当在应用差压法后运行条件变为累积法应用条件时所执行的处理有关。更具体地说，在该例程中，步骤S44和S49被设置来分别代替图2例程中的步骤S4和S9。其它步骤与图2中的例程步骤相同。
在步骤S44中，控制器3确定由里程表15所检测的此时的车辆的行驶距离D和基准行驶距离Dtc之间的差是否低于阈值TS4。在此时的行驶距离D和基准行驶距离Dtc之间的差表示在使用差压法进行微粒沉积量的最近推算后车辆的行驶距离。在图2中的例程步骤S4中，在使用差压法进行微粒沉积量的最近推算之后的逝去时间用于确定是否才使用了差压法。在该例程中，根据车辆的行驶距离进行同样的确定。就车辆的行驶距离而论，阈值TS4表示和逝去时间有关的阈值TS1。
在步骤S8中使用差压法推算微粒沉积量PMa之后，在步骤S49中控制器3将车辆的当前车速VSP和当前行驶距离D存储在非易失性存储器20中分别作为基准车速Vtc和基准行驶距离Dtc。
至于DPF 1中的微粒沉积量的推算，本实施例也可获得与图3A和3B中所示的第一实施例的效果相同的有利效果。
下面，参照图6，将描述本发明的第四实施例。
本实施例涉及使用差压法计算微粒沉积量，该计算在第一至第三实施例的步骤S8中被执行。在本实施例中，图6中所示的子例程在步骤S8中被执行。
首先，在步骤S31中，确定存储在非易失性存储器20中的微粒沉积量的先前值PMbz是否超过阈值TS5。阈值TS5取略小于预定量的值，该预定量被设置为开始DPF 1再生的微粒沉积量。这里，阈值TS5被设置在开始再生的预定量的90％。步骤S31被执行以确定DPF1是否接近再生时间。当步骤S31的确定为肯定时，在步骤S32中控制器3增加设置车辆中设置的变速器的速比(gear ratio)。换句话说，执行减档。通过执行减档，柴油发动机10的转速被增加，并且排气流量被增加。
当步骤S31的确定为否定时，或当步骤S32的处理被完成时，通过与第一至第三实施例的步骤S8中所执行的处理相同的处理，在步骤S33中控制器3根据差压法推算微粒沉积量。
根据本实施例，当使用差压法时，确定是否接近DPF 1的再生时间，如果接近DPF 1的再生时间，则通过执行减档排气流量被增加。如上所述，当排气流量较大时差压法表示显示有利的推算精确度。因此，通过当接近DPF 1的再生时间时增加排气流量，然后推算微粒沉积量，可提高微粒沉积量的推算精度，并可正确地确定再生时间。
本实施例可与第一至第三实施例中的任何一个组合。
在日本申请于2004年8月10日的第Tokugan.2004-233191号专利的内容以参考的方式被包含在这里。
尽管以上参照本发明的某些实施例已描述了本发明，但本发明不限于上述的实施例。在权利要求的范围内，本领域的技术人员可对上述的实施例进行各种修改和变化。
例如，在上述的每一个实施例中，推算DPF1的微粒沉积量的所需参数使用传感器被检测，但本发明可被适用于可使用要求的参数执行要求的推算的任何推算装置，而与参数是如何获取的无关。
申请了专有权或专用权的本发明的实施例被限定如下。

Claims (17)

1、一种微粒沉积量推算装置，该微粒沉积量推算装置推算设置在车辆柴油发动机(10)的排气道(7)中的柴油机微粒滤清器(1)的微粒沉积量，包括：
差压传感器装置(2)，检测在滤清器(1)上游的所述排气道(7)的排气压力和所述滤清器(1)下游的所述排气道(7)的排气压力之间的差压；
第一传感器装置(12、14)，检测所述柴油发动机(10)的运行条件；
第二传感器装置(13)，检测和所述滤清器(1)的排气流量有关的参数；
可编程控制器(3)，被编程为：
根据所述的参数可选择性地应用第一推算法和第二推算法推算滤清器(1)的微粒沉积量(S1、S8、S12、S13)，该第一推算法根据差压推算微粒沉积量，该第二推算法根据运行条件计算微粒沉积量的周期增量并且通过累积增量计算微粒沉积量；和
当应用所述第二推算法时，将在所述第一推算法中所推算的所述微粒沉积量设置为开始累积的初始值(S10、S13)。
2、如权利要求1中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还被编程为：当所述参数大于预定值时，使用所述第一推算法(S1、S8)；和当所述参数不大于所述预定值时使用所述第二推算法(S1、S12、S13)。
3、如权利要求2中所述的推算装置，其中，所述预定值被这样设置，即当所述参数大于所述预定值时，所述第一推算法的推算精确度高于所述第二推算法的推算精确度，当所述参数小于所述预定值时，所述第一推算法的所述推算精确度低于所述第二推算法的所述推算精确度。
4、如权利要求2中所述的推算装置，其中，所述参数是车速。
5、如权利要求4中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还被编程为即使所述车速大于所述预定值时，当所述车速变化速率超过预定阈值时也使用所述第二推算法(S2、S12、S13)。
6、如权利要求5中所述的推算装置，其中，所述第一传感器装置(12、14)包括检测所述柴油发动机(10)的发动机转速的传感器装置(12)，并且所述控制器(3)还被编程为即使所述车速大于所述预定值，当所述发动机转速的变化速率超过预定阈值时也使用所述第二推算法(S22、S12、S13)。
7、如权利要求4中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还包括存储所述推算的微粒沉积量的非易失性存储器(20)。
8、如权利要求7中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还被编程为：如果所述车速高于基准车速，则把使用第一推算法推算出的微粒沉积量存储到所述非易失性存储器(20)中；以及
从执行所述第一推算法之后所述车速在预定时间内下降为等于或低于基准车速时，输出存储在所述非易失性存储器(20)中的值作为微粒沉积量(S3、S4、S11)。
9、如权利要求8中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还被编程为：当在执行所述第一推算法后所述车速在所述预定时间周期内下降时，通过使用所述第二推算法推算第二微粒沉积量(S3-S7)；以及当所述车速下降到低于所述预定值时，使用所述第二微粒沉积量作为初始值，根据所述第二推算法累积所述增量(S13)。
10、如权利要求2中所述的推算装置，其中，第一传感器装置(12、14)包括检测柴油发动机(10)的发动机转速的传感器装置(12)，所述控制器(3)还包括存储所述推算的微粒沉积量的非易失性存储器(20)，且所述控制器(3)被编程为：
如果所述发动机转速高于基准发动机转速，则把使用第一推算法推算出的微粒沉积量存储到所述非易失性存储器(20)中；以及
从执行所述第一推算法之后所述发动机转速在预定时间内下降为等于或低于基准发动机转速时，输出存储在所述非易失性存储器(20)中的值作为微粒沉积量(S23、S4、S11)。
11、如权利要求10中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还被编程为：当在执行所述第一推算法后所述发动机转速在所述预定时间内下降时，通过使用所述第二推算法推算第二微粒沉积量(S23、S4-S7)；以及当所述车速下降到低于所述预定值时，使用所述第二微粒沉积量作为所述初始值，根据所述第二推算法累积所述增量(S13)。
12、如权利要求7中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还被编程为：如果所述车速高于基准车速，则把使用第一推算法推算出的微粒沉积量存储到所述非易失性存储器(20)中；以及
从执行所述第一推算法之后所述车速在预定行驶距离内下降为等于或低于基准车速时，输出存储在所述非易失性存储器(20)中的值作为微粒沉积量(S3、S44、S11)。
13、如权利要求12中所述的推算装置，其中，所述控制器(3)还被编程为：当在执行所述第一推算法后所述车速在所述预定行驶距离内下降时，通过使用所述第二推算法推算第二微粒沉积量(S3、S44、S5-S7)；以及当所述车速下降到低于所述预定值时，使用所述第二微粒沉积量作为所述初始值，根据所述第二推算法累积所述增量(S13)。
14、如权利要求7中所述的推算装置，其中，所述柴油发动机(10)包括通过变速器驱动车辆的发动机，并且所述控制器(3)还被编程为：确定在执行所述第一推算法前，在非易失性存储器(20)中的所述微粒沉积量是否超过预定沉积量(S31)，当在所述非易失性存储器(20)中的所述微粒沉积量超过所述预定沉积量时对所述变速器进行减档(S32)。
15、如权利要求1-14中的任何一个所述的推算装置，其中，所述第一推算法包括这样一种方法，在该方法中以这样的方式根据所述差压和所述排气流量推算微粒沉积量，即推算的微粒沉积量随着所述排气流量的降低和所述差压的增加而增加。
16、如权利要求1-14中的任何一个所述的推算装置，其中，所述第一传感器装置(12、14)包括检测所述柴油发动机(10)的发动机负荷的传感器(14)和检测所述柴油发动机(10)的发动机转速的传感器(12)；并且第二推算法包括这样一种方法，在该方法中以这样的方式根据所述发动机负荷和所述发动机转速推算所述增量，即所述增量随着所述发动机负荷的增加和所述发动机转速的增加而增加，并且通过累积所述推算的增量推算所述微粒沉积量。
17、一种微粒沉积量推算方法，该微粒沉积量推算方法推算设置在车辆柴油发动机(10)的排气道(7)中的柴油机微粒滤清器(1)的微粒沉积量，所述推算方法包括：
检测在所述滤清器(1)上游的所述排气道(7)的排气压力和所述滤清器(1)下游的所述排气道(7)的排气压力之间的差压；
检测所述柴油发动机(10)的运行条件；
检测和所述滤清器(1)的排气流量有关的参数；
根据所述的参数可选择性地应用第一推算法和第二推算法推算滤清器(1)的微粒沉积量(S1、S8、S12、S13)，该第一推算法根据差压推算微粒沉积量，该第二推算法根据运行条件计算微粒沉积量的周期增量并且通过累积增量计算微粒沉积量；和
当应用所述第二推算法时，将在所述第一推算法中所推算的所述微粒沉积量设置为开始累积的初始值(S10、S13)。
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