CN102654074A - 用于控制柴油发动机系统的方法 - Google Patents

用于控制柴油发动机系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102654074A
CN102654074A CN2012100164572A CN201210016457A CN102654074A CN 102654074 A CN102654074 A CN 102654074A CN 2012100164572 A CN2012100164572 A CN 2012100164572A CN 201210016457 A CN201210016457 A CN 201210016457A CN 102654074 A CN102654074 A CN 102654074A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soot
motor
machine oil
engine
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100164572A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102654074B (zh
Inventor
罗曼·德莫里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN102654074A publication Critical patent/CN102654074A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102654074B publication Critical patent/CN102654074B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/266Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606Particle filter loading or soot amount
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1432Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812Particle filter loading
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/11Oil dilution, i.e. prevention thereof or special controls according thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18Control of the engine output torque
    • F02D2250/21Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/38Control for minimising smoke emissions, e.g. by applying smoke limitations on the fuel injection amount

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明揭示了一种用于控制柴油发动机6的方法,其中当相关的排放控制装置(例如柴油微粒过滤器7)的运行状态或者杂质量(例如润滑所述柴油发动机6的机油中的燃料或者烟粒)超出各自的预定限制时控制该柴油发动机6以产生更少的烟粒。

Description

用于控制柴油发动机系统的方法
技术领域
本发明涉及柴油发动机的控制,特别涉及为了选择性地减少发动机烟粒产生的此种发动机的控制。
背景技术
众所周知,如果柴油发动机接收到增加扭矩的突然需求,由于发动机错误加燃料发动机将产生大量的烟粒。也就是说,为了满足请求的扭矩需求,需要特定量的燃料,但是由于发动机的低起始速度,开始摄入空气量低于有效燃烧该燃料量所需的空气量。
该错误加燃料在以下几个方面是不利的:
首先,浪费了燃料因此减小了发动机的燃料经济性;
第二,产生了不必要的排放,包括上面提及的烟粒;
第三,过度加燃料在发动机中产生未燃烧的燃料,其将被吸收进入润滑机油中;以及
第四,产生的烟粒会迅速填充任何提供的用以从发动机排放尾气中除去烟粒的微粒过滤器。
已知通过修改由发动机提供的目标扭矩来限制在这种瞬时事件期间产生的烟粒量。然而,由于主要的目标是最小化从发动机可获取的潜在扭矩输出的损失,因此仍然会产生较高水平的烟粒。
在发动机中的润滑机油中的燃料或者烟粒的量非常重要,因为润滑机油中的大量的燃料或者烟粒会减小润滑机油的润滑性能。另外,如果润滑机油中的燃料量变得非常高,若该高易燃的燃料/油混合物经由发动机通气系统被摄回入发动机,则该润滑机油中的高水平燃料可能导致发动机失控。
柴油微粒过滤器(DPF)的烟粒负荷对于柴油发动机的有效率的运行非常重要,因为随着DPF被烟粒填充,发动机背压上升因而来自发动机的可获取扭矩输出会倾向于下降。因此,众所周知需要定期通过燃烧存储在其中的烟粒而再生DPF。为此,通常会在燃烧循环中后期向发动机喷射燃料从而未燃烧的燃料朝向DPF移动,其在进入DPF之前在上游催化剂中自动点燃且升温的排气进入DPF并燃烧尽烟粒。
然而,该过程具有两个主要的缺点:
首先,浪费了再生DPF的燃料;且
第二,燃料后喷射导致了未燃烧的燃料冲击发动机的汽缸壁,在这里其会很容易地被吸收进入润滑机油中从而增加了润滑机油中的燃料量。
发明内容
本发明的一个目的是适应性地减少柴油发动机的烟粒产生量以便增加DPF再生事件之间的时间周期从而减少柴油发动机的寿命期间为这些事件使用的燃料量。
根据本发明的第一方面,提供了一种用于控制具有柴油发动机的发动机系统的方法包括:基于发动机系统的至少一个受烟粒影响的参数的状态适应性地改变发动机的运转以控制发动机的烟粒产生。
发动机系统可包括至少一个排放控制装置和用以润滑发动机的机油,且至少一个受烟粒影响的参数可以为排放控制装置的当前状态和发动机润滑机油的当前状态中的至少一个。
当排放控制装置的当前状态超出了预定限制时,可以控制发动机的运转以减少由发动机产生的烟粒。
基于排放控制装置的当前状态和发动机产生烟粒之间的预定的关系可以控制发动机运转以减少由发动机产生的烟粒。
排放控制装置可以为柴油微粒过滤器,排放控制装置的当前状态可以为柴油微粒过滤器的烟粒负荷且可以基于在柴油微粒过滤器中的烟粒负荷和发动机产生烟粒之间的预定关系而控制发动机的运转以减少由发动机产生的烟粒。
排放控制装置可为具有存储在添加剂贮存室中的添加剂供给的柴油微粒过滤器系统,排放控制装置的当前状态可以为贮存室中的添加剂的量且可以基于贮存室中的添加剂的量和发动机产生烟粒之间的关系而控制发动机运转以减少由发动机产生的烟粒。
可以在烟粒产生上限和烟粒产生下限之间控制发动机运转。
机油的当前状态可以为机油中的杂质量。
可以基于发动机润滑机油中的杂质量和发动机产生烟粒之间的预定关系控制发动机运转以减少由发动机产生的烟粒量。
润滑机油中的杂质量可以为杂质与机油的比率。
该杂质可以为机油中的燃料或者可以为机油中的烟粒。
可以基于排放控制装置的当前状态和发动机的润滑机油的当前状态控制发动机的运转。
方法可以包括在发动机运转瞬时阶段期间控制发动机运转以减少烟粒产生。
可替代地,该方法可包括在发动机运转的稳态运行阶段期间控制发动机以减少烟粒产生。
进一步可替代地,该方法可包括在发动机运转的瞬时阶段期间和在稳态运行阶段期间控制发动机以减少烟粒产生。
根据本发明的第二方面,提供了一种用于控制具有柴油发动机的发动机系统运行的装置,其中装置可操作用于基于发动机系统的至少一个受烟粒影响的参数适应性地改变发动机的运转以控制由发动机产生的烟粒。
该装置可以包括烟粒管理单元和发动机控制单元。
该发动机系统可进一步包括用以润滑发动机的机油和至少一个排放控制装置且至少一个受烟粒影响的发动机参数的状态可以为排放控制装置的当前运行状态和发动机润滑机油的当前状态中的至少一个。
该装置可以基于排放控制装置的当前状态和发动机的烟粒产生之间的预定关系控制发动机的运转以减少由发动机产生的烟粒。
该装置可操作用于当排放控制装置的当前状态超出了预定限制时减少来自发动机的烟粒产生。
该至少一个排放控制装置可以为柴油微粒过滤器,该排放控制装置的当前状态可以为该柴油微粒过滤器的烟粒负荷且该装置可基于在柴油微粒过滤器中的烟粒负荷和发动机的烟粒产生之间的预定关系控制发动机以减少由发动机产生的烟粒。
该排放控制装置可以为包含存储在添加剂贮存室中的添加剂供应的柴油微粒过滤器系统且该装置可基于在贮存室中储存的添加剂的量和发动机的烟粒产生之间的预定关系控制发动机以减少由发动机产生的烟粒。
机油的当前状态可以为机油中的杂质量。
装置可以基于发动机中的润滑机油中的杂质量和来自发动机的烟粒产生之间的预定关系减少由发动机产生的烟粒。
润滑机油中的杂质量可以为杂质与机油的比率。
杂质可以为机油中的燃料或者机油中的烟粒。
该装置可以基于排放控制装置的当前状态以及发动机的润滑机油的当前状态控制发动机。
该装置可以在发动机运转的瞬时阶段期间控制发动机以减少烟粒产生。
可替代地,该装置可以在发动机运转的稳态运行期间控制发动机以减少烟粒产生。
如又一个可替代方式,该装置可以在发动机运转的瞬时阶段期间以及稳态运行期间控制发动机以减少烟粒产生。
附图说明
下面将通过结合附图通过示例描述本发明,其中:
图1为根据本发明一方面的用于柴油发动机的控制装置的示意图。
图2为示出瞬时事件期间扭矩和时间的关系的图表。
图3为显示用于柴油发动机的运转状态的允许的扭矩和柴油微粒过滤器烟粒负荷之间的关系的图表。
图4为根据本发明另一方面的用于在瞬时事件期间控制柴油发动机的方法的高级流程图。
图5为在稳态运行期间控制由发动机产生的烟粒的装置的示意图;以及
图6为用于在稳态运行期间控制柴油发动机的方法的高级流程图。
具体实施方式
现特别参考图1,显示了用于控制柴油发动机6的装置1,柴油发动机形成为柴油发动机系统5的一部分,该柴油发动机系统5还包括设置用于接收来自发动机6的排气流且可操作地从流穿过其中的排气中滤除发动机6产生的烟粒的柴油微粒过滤器7。
装置1包括驱动扭矩需求装置10,烟粒管理单元11和发动机控制单元12。在本示例中该驱动扭矩需求装置10为加速踏板和提供指示加速踏板位置的输出的踏板传感器的形式。该传感器输出被提供给烟粒管理单元11,其中烟粒管理单元11被进一步设置以提供允许扭矩的输出指示至发动机控制单元12。应该理解该烟粒管理单元11和发动机控制单元12可以形成为主电子控制器的一部分而不必为单独的单元。
烟粒管理单元11从柴油发动机系统5接收关于柴油发动机系统的运行状态的信息,例如,由箭头14指示的发动机6的当前旋转速度。该信息14还可以包括关于机油中燃料(FIO)的量、柴油微粒过滤器(DPF)7的烟粒负荷、进入发动机6的空气质量流量(MAF)以及当前空气燃料比中的一个或多个信息。可替代的,这些信息中的一些可以在烟粒管理单元11产生作为估算值。
发动机控制单元12从柴油发动机系统5接收关于柴油发动机系统5的运行状态的信息,例如,发动机6的当前旋转速度,发动机6相对于上止点或下止点的旋转角度,至发动机6的空气质量流量(MAF)以及由箭头13指示的当前空气燃料比。
发动机控制单元12利用接收信息13,通过控制发动机6加燃料(即将喷射的燃料量,燃料喷射正时,以及在某些情况下利用的喷射次数)以及其他发动机运转参数(例如再循环排气量,控制质量流量,在增压发动机情况下的空气充气压力等)以控制发动机6的运行。发动机控制单元12运行以向发动机6加燃料并合适地控制这些其他的发动机运转参数以满足从烟粒管理单元11接收的允许扭矩需求和烟粒排放限制。
烟粒管理单元11被编程以执行图4所示的方法并大体可操作用以当DPF 7的烟粒负荷超出一预定水平或当润滑机油中的燃料量超出预定水平时减小允许扭矩水平。应当理解,可替代地,烟粒管理单元11可被设置为如果DPF 7的烟粒负荷低于预定水平且润滑机油中的燃料量低于预定水平则允许更高水平的烟粒产生。在任一种情况下,烟粒管理单元11可操作以基于DPF 7的烟粒负荷和发动机6的润滑机油中的燃料量中的至少一个适应性地改变在运行的瞬时阶段期间发动机6的运转以控制发动机6的烟粒产生。
现参考图2至图4,下面将详细描述用于控制烟粒产生的方法。
方法在步骤100处开始,其在安装在车辆中的燃油发动机的情况下为钥匙接通事件。该方法随后前进至步骤110处,其确定当前DPF负荷以及在润滑机油中的当前燃料量。
机油中的燃料量可以燃料机油比表示或者可以燃料的体积或质量表示。类似地,DPF负荷限制可以多种形式表示:例如烟粒质量,烟粒体积,排气压力值或者烟粒与总烟粒存储容量的比率。
当前DPF负荷和润滑机油中的当前燃料量的确定可以通过从柴油发动机系统5的相关的传感器(未显示)中接收的测量值直接获得,传感器例如但不限于:机油黏度传感器,机油温度传感器,形成信息14的一部分的位于DPF 7上游的排气压力传感器。可替代地,当前DRF负荷以及润滑机油中的当前燃料量的确定可以基于发动机6的已知工作周期和运行时间通过估算技术而获得。这种估算可以为存储在以DPF负荷和润滑机油中的燃料量相对于发动机运转的运行(例如总运行时间)为索引的一个或多个查值表中的数据的形式。例如,可以通过利用从查值表中获得的瞬时烟粒排放率且然后通过随时间积分而获得的结果而估算DPF 7中的烟粒量。
方法随后前进至步骤120,将确定的机油中的当前燃料量与预定限制比较。在如图4所示的示例中,通过对比当前机油中燃料(FIO)比率与预定比率(例如0.1),如果当前FIO比率大于0.1,方法分支至步骤200,否则其继续至步骤130。该FIO比率可以为范围0.06到0.15中的一个值。
在步骤130,该当前DPF负荷与预定DPF负荷限制作比较。不考虑用于比较目的的测量量值,如果DPF负荷当前值高于该限制,则该方法分支至步骤200,否则其前进至步骤140。
在步骤140,选择烟粒产生的正常限制。烟粒产生的正常水平为允许的烟粒产生的最大水平,其还会产生发动机6的允许扭矩的最大水平(也就是说,在没有产生不可接受的高水平烟粒产生量下的最优化扭矩输出的水平)。
简单参考图2,其中DT为指示突然请求来自发动机6的升高扭矩的线,线PT代表了该允许扭矩的正常最大水平。
该方法随后前进至步骤300,其中确定是否发生了钥匙切断事件,如果发生了钥匙切断事件,则方法在步骤500处终止,否则其返回步骤110并重复该方法。
现在参考回到步骤200,选择修改的烟粒产生限制。该烟粒产生限制会低于正常的水平,因为目的是为了减少烟粒产生以减少DPF 7的填充率从而延长再生事件之间的时间间隔并减少加入到润滑机油中的燃料量的比率。
在未显示在图4中的修改的方法中,当FIO的量超出了FIO的限制时,可以向发动机6的操作者提供提示。这可以通过简单的指示灯或者通过含有字母数字的显示屏指示需要更换机油。
继续步骤200,基于DPF 7的当前烟粒负荷,修改的烟粒限制(允许的扭矩输出)可以为单一值或者可变值。在任一情况下,存在低于其则不可能减少的下限。选择该下限(由图2中的线PTmin指示)使得不会对发动机6的扭矩输出作出严重妥协从而使得发动机6不能够执行期望的任务。例如在装配有发动机6的机动车辆的情况下,机动车辆应该可以在斜坡静止时起步,具有足够的扭矩用于超车目的,且发动机6应当不会在正常的从停止启动期间熄火。
图3示出了发动机6的允许扭矩输出如何基于DPF 7的负荷而对发动机6的单个运行状态进行变化。当DPF负荷低时允许保持在该允许的扭矩最大值PTmax。PTmax对应于图2中的线PT。
然后当DPF 7超出DPF限制时,该允许的扭矩逐渐减少直至在某个负荷水平时该扭矩的允许水平达到如图2和3所示的最小水平PTmin。在一个非限制性示例中,对于具有400NM最大扭矩输出的发动机,对于如图3所示的运行状态中,PTmax为300NM而PTmin为200NM。
尽管在图3中,允许扭矩上限和下限(PT max和PTmin)之间为线性关系,应当理解可以使用其他一些非线性的关系。
应当理解关于机油中的燃料量可以使用类似的可变的途径。在这种情况下,图3中的DPF中的烟粒轴线可由机油中的燃料轴线所替代。可替代的,该FIO限制可以设置为高的从而一旦其被超出会总是使用允许扭矩的下限PTmin。
在步骤200完成后方法前进至步骤300。在步骤300,确定是否发生了钥匙切断事件,如果发生了,则方法在步骤500处终止,否则其返回步骤110且重复该方法。
尽管上面描述的方法使用机油中的燃料量作为多个测试中的一个用于确定何时需要减小烟粒产生,应当理解该机油的当前状态可以利用另一个基于机油的杂质参数作为其替代或者与该FIO水平结合使用而推导出。
例如,如果另外的杂质为烟粒,则可以估算或测量机油中的烟粒量(SIO)并使用其替代FIO或者可以使用该两者参数。机油中的烟粒测量量为公知的,例如美国专利7,830509和欧洲专利EP-A-1500924。如可替代这种直接测量技术,可以基于随时间的发动机已知的运行状态估算烟粒量。机油中的高水平烟粒是不利的,因为它们减小了机油的润滑性能且在一些情况下可以阻塞小的机油供给或者供应导管。
因此在图4的步骤120,测试可以为是否SIO>SIO限制?且如果是则移动至步骤200,而如果否则移动至步骤130。
可替代的,在步骤120使用两者测试可以为:是否FIO>FIO限制?或者是否SIO>SIO限制?且如果满足测试中的任一者则移动至步骤200,且如果测试都不满足则移动至步骤130。
进一步的,在步骤130的用于排放控制装置的状态测试已经描述为DPF烟粒负荷形式的DPF状态但是其可以关于排放控制装置的一些其他形式,例如具有包含用于改善DPF再生的添加剂贮存室的DPF添加剂系统。
可以从贮存室中将添加剂添加至燃料中,例如在美国专利5,195,466中,添加至DPF的上游的排气流中或直接至进气侧的DPF中。应当理解,DPF越经常再生,会使用越多的添加剂,因此当使用的添加剂超出预定量时需要减少烟粒产生以便在贮存室填充之前延长时间间隔。进一步的,如果再生事件之间的时间间隔增加,则需要存储在车辆中的添加剂的量可潜在地被减少从而允许使用更小的贮存室。
在使用添加剂的情况下,排放控制装置的状态为贮存室中已经使用的添加剂的量或者在贮存室中剩余的添加剂的量,因此,如果使用的添加剂的量超出预定限制则需要减少发动机的烟粒产生以减少再生的频率从而保存添加剂。因此步骤130可以测试贮存室的使用的添加剂是否超出了限制且如果是则前进至步骤200而如果否则前进至步骤140。
另外在步骤130的测试可以为排放控制系统的状态的多个测试从而用于包含具有添加剂系统的DPF的发动机,步骤130处的测试为:
是否DPF的烟粒负荷>DPF烟粒限制?或
是否使用的添加剂>添加剂使用量限制?且
如果超出了这些限制中的任一者,方法分支到步骤200,否则其前进至步骤140。
因此简单总结,根据上述的本发明的优选的实施例,提供一种用于在瞬时事件期间通过适应性地改变由发动机产生的烟粒而减少DPF再生频率和减少吸收进入发动机中的润滑机油的燃料/烟粒比率的方法。
在这种瞬时事件期间的烟粒减少特别适合,因为在此类事件期间由于很难准确匹配发动机控制与实际发生的燃烧而更可能产生高烟粒。
在本发明的一个实施例中,随着DPF中的烟粒负荷水平的上升或者使用的添加剂的量的上升,通过发动机产生的烟粒的量降低从而减少了流入DPF中的烟粒量。在一个可替换的实施例中,DPF的烟粒负荷或者使用的添加剂一旦超出了预定限制,立刻将可产生的烟粒量削减至明显地减小流入至DPF的烟粒但是仍然有足够的扭矩用于发动机执行其基本的任务的水平。
烟粒输出变化优选为不仅仅基于DPF的负荷,还基于发动机的机油的燃料/烟粒的量。这是因为如果再生DPF则烟粒负荷会减少至低水平但是机油中的燃料量由于此再生而会增加。因此,如果发动机控制仅仅基于DPF负荷,可能会建立机油中的高水平燃料,并且不会采取措施以减少烟粒产生率以减少加入至机油的燃料率。
现在参考图5和图6,显示了本发明进一步的延伸示例,其中发动机在稳态工况运行。
图5显示了用于控制/减少来自发动机6的烟粒输出的装置的主要部件。该装置具有前述的烟粒管理单元611以及发动机控制单元612。在采用了瞬时和稳态烟粒减少两者的一个实施例中,随后烟粒管理单元611和烟粒管理单元11将可能形成为单个单元且类似地发动机控制单元612和发动机控制单元12将可能形成为单个单元。
现在参考回图5,烟粒管理单元611接收一系列输入610,该一系列输入落入两类:关于用于润滑发动机6的机油的运行状态的和关于排放控制装置(ECD)(在本示例中为包含具有添加剂贮存室(图1中608)的添加剂系统的DPF但在其他实施例中可以简单为DPF)的相关运行状态的。
烟粒管理单元611可操作以接收各种输入610(在本示例中包括机油中的燃料量,机油中的烟粒量,DPF的烟粒负荷和形成添加剂系统的一部分的贮存室中添加剂使用量),处理这些输入并产生用于发动机控制单元612的指令信号,指示其何时需要调节发动机6的运行以减少从其产生的烟粒输出。
应该理解该各种输入610可以通过利用基于传感器的技术测量得出或者可以基于已知的发动机6的运行估算出。该装置的运行将在下面结合图6进行详述,图6为通过装置(特别是通过烟粒管理单元611)执行的逻辑运行的高级流程图。
该方法在步骤1000开始(在车辆中装配柴油发动机的情况下为钥匙接通事件)。随后该方法前进至步骤1110,其中建立该排放控制装置的当前状态(当前DPF的烟粒负荷和从贮存室608中使用的用于DPF的添加剂的量)以及机油中的杂质的当前状态(在润滑机油中的燃料和烟粒的量)。
机油中的燃料/烟粒量可以燃料/烟粒与机油比表示或者可以由机油中的燃料/烟粒体积或质量表示。类似地,该DPF负荷限制可以烟粒质量,烟粒体积,排气压力值或者烟粒占总烟粒存储容量比表示,使用的添加剂的量可以体积,贮存室608的总存储容量的比例或者通过其他方便的方式表示。
如上所述,可以直接通过从关联于柴油发动机系统5的传感器(未显示)接收的测量值直接获得或者可以通过基于已知的发动机6的工作循环和运行时间的估算技术获得确定的当前DPF负荷,贮存室608中添加剂的当前使用量以及在润滑机油中的燃料/烟粒的当前量。该估算可以为存储在以DPF负荷、添加剂使用量、机油中的烟粒量和润滑机油中的燃料量相对于发动机运转的运行(例如总运行时间)为索引的一个或多个查值表中的数据的形式。例如,可以通过使用从查值表中获得的瞬时烟粒排放率并随后将获得的结果随时间积分而估算DPF 7中的烟粒量。
方法然后前进至步骤1120,其中确定该机油杂质的水平是否需要减少来自发动机6的烟粒产生量。
下面表1示出了取决于是否已知机油中的烟粒与燃料值两者还是仅仅已知其中一者可以在步骤1120使用的各种关系以及从步骤1120得出的输出。
表1
Figure BDA0000132056250000121
如果输出为前进至步骤1200,调节发动机的稳态运行以最优化来自发动机6的烟粒减少。烟粒减少可能会对发动机6的其它参数例如最大可获得扭矩或者排气排放性能有负面的影响。
如图5所指示的,针对稳态运行的调节可以利用对发动机6的一个或多个调节(例如但不限于,减少加燃料至发动机6,调节燃料正时,调节/增加喷射压力,调节/减少排气再循环流量,调节/增加空气质量流量,(以及如果增压发动机)调节/增加充气压力)而完成。取决于发动机6的当前工况以及发动机控制单元612采用的控制策略,发动机控制单元612可以利用这些调节中的仅一个或者多个。
如果在步骤1120进行的测试结果为否定,则方法前进至步骤1130,其中测试排放控制装置的当前状态。
下面表2显示了可以在步骤1130使用取决于是否已知DPF烟粒负荷和添加剂水平两者还是仅仅已知其中一者的各种关系以及从步骤1130的输出结果。
表2
Figure BDA0000132056250000131
如果输出为前进至步骤1200,如前利用上述的方法调节发动机的稳态运行以最优化来自发动机6的烟粒减少。
然而,如果步骤1130的输出为至步骤1140,选择正常的烟粒产生限制。烟粒产生的正常水平为会产生发动机6的最大允许扭矩水平和最佳排放以及燃油经济性的准许的烟粒产生的最大水平。
在完成步骤1140或1200后,方法前进至步骤1300。在步骤1300,确定是否发生钥匙切断事件,如果是,则方法在步骤1500终止,否则其返回步骤1110并重复该方法。
应当理解本发明不限于准确的步骤或者上述的方法的顺序,且步骤1120至1130的顺序可以重排或者在步骤具有多个测试的情况下,这些测试可以单独的步骤执行。
因此,当在发动机6稳态运行期间,或瞬时运行期间或者在稳态和瞬时运行期间已经满足某些关于机油杂质和/或排放控制装置状态的预定的限制可以使得减少烟粒产生的方式运行发动机系统5。例如但不限于,第一步可以为仅在发动机瞬时运行期间限制烟粒产生,但是随后当各种测试的参数中的一者达到更严峻的状态时还可以在发动机稳态工况使用烟粒减少。
应当理解,仅在瞬时运行期间使用烟粒减少控制由于涉及到非常短的时间段,对于发动机排放性能具有较小的的负面影响,但是由于需求燃料和供应燃料之间存在较大的潜在的误匹配而实现了产生烟粒量的显著减少。
本领域内技术人员应当理解尽管本发明通过示例结合一个或多个实施方式进行了描述,其并不限于所揭示的实施方式,且可以作出所揭示的实施方式的一个或多个变形或者替代实施方式而不会脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于控制发动机系统的方法,所述发动机系统具有柴油发动机,至少一个排放控制装置以及润滑所述发动机的机油,所述方法包括基于所述排放控制装置的当前状态和所述发动机的所述机油的当前状态适应性地改变所述发动机的运转以减少所述发动机的烟粒产生。
2.如权利要求1所述的方法,其中当所述排放控制装置的所述当前状态超出了各自的预定限制时控制所述发动机的运转以减少由所述发动机产生的烟粒。
3.如权利要求1所述的方法,其中基于所述排放控制装置的所述当前状态和来自所述发动机的烟粒产生之间的预定关系控制所述发动机的运转以减少由所述发动机产生的所述烟粒。
4.如权利要求2或权利要求3所述的方法,其中所述排放控制装置为柴油微粒过滤器且所述排放控制装置的所述当前状态为所述柴油微粒过滤器的烟粒负荷。
5.如权利要求2或权利要求3所述的方法,其中所述排放控制装置为具有存储在添加剂贮存室中的添加剂供给的柴油微粒过滤器系统且所述排放控制装置的所述当前状态为所述贮存室中的所述添加剂的量。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述机油的所述当前状态为在所述机油中的杂质的量。
7.如权利要求6所述的方法,其中基于所述机油中的杂质的量和来自所述发动机的所述烟粒产生之间的预定关系控制所述发动机的运转以减少由所述发动机产生的烟粒。
8.如权利要求6或7所述的方法,其中所述润滑机油中的所述杂质的量为杂质与机油的比率。
9.如权利要求6-8中任意一项所述的方法,其中所述杂质为所述机油中的燃料和所述机油中的烟粒中的一者。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的方法,其中基于所述排放控制装置的所述当前状态以及所述机油的当前状态而改变所述发动机的运转。
11.一种用于控制发动机系统的运行的装置,所述发动机系统具有柴油发动机,用以润滑所述发动机的机油以及至少一个排放控制装置,其中所述装置可操作用于基于所述至少一个排放控制装置的当前状态和所述机油的当前状态中至少一个的状态适应性地改变所述发动机的运转以减少由所述发动机产生的烟粒。
12.如权利要求11所述的装置,其中所述装置基于所述排放控制装置的所述当前运行状态和来自所述发动机的所述烟粒产生之间的预定关系控制所述发动机的运转以减少由所述发动机产生的烟粒。
13.如权利要求11或12所述的装置,其中当所述排放控制装置的所述当前状态超出了预定限制时所述装置减少来自所述发动机的所述烟粒产生。
14.一种如权利要求11至13中任意一项所述的装置,其中所述机油的所述当前状态为所述机油中的杂质量且所述杂质为所述机油中的燃料和所述机油中的烟粒中的一者。
15.一种如权利要求11至15的任意一项所述的装置,其中所述装置基于所述排放控制装置和所述机油的所述当前状态控制所述发动机。
CN201210016457.2A 2011-03-03 2012-01-18 用于控制柴油发动机系统的方法和装置 Active CN102654074B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1103596.1 2011-03-03
GB1103596.1A GB2488761B (en) 2011-03-03 2011-03-03 A method for controlling a diesel engine system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102654074A true CN102654074A (zh) 2012-09-05
CN102654074B CN102654074B (zh) 2017-03-01

Family

ID=43904469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210016457.2A Active CN102654074B (zh) 2011-03-03 2012-01-18 用于控制柴油发动机系统的方法和装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9151230B2 (zh)
CN (1) CN102654074B (zh)
DE (1) DE102012202971A1 (zh)
GB (1) GB2488761B (zh)
RU (1) RU2600818C2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110425023A (zh) * 2019-07-02 2019-11-08 一汽解放汽车有限公司 柴油颗粒过滤器的再生控制方法、装置、车辆及存储介质
CN110848039A (zh) * 2018-08-20 2020-02-28 卡特彼勒公司 发动机熄火缓解
CN114607493A (zh) * 2022-03-16 2022-06-10 潍柴动力股份有限公司 一种加速驻车再生的方法、装置、发动机和存储介质

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9528422B2 (en) * 2013-08-06 2016-12-27 GM Global Technology Operations LLC Particulate filter washcoat diagnosis based on exothermic substrate temperature
CN114117649B (zh) * 2022-01-25 2022-04-01 中国航发沈阳发动机研究所 一种航空发动机起动供油填充速率设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080295491A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Denso Corporation Exhaust gas purification device for internal combustion engine
CN101410596A (zh) * 2003-11-06 2009-04-15 万国引擎知识产权有限责任公司 用于催化的柴油机微粒过滤器的更新对策
CN101415915A (zh) * 2006-04-07 2009-04-22 排放控制技术有限公司 用于操作减排系统的方法和设备
CN101418725A (zh) * 2007-10-25 2009-04-29 三菱扶桑卡客车株式会社 柴油发动机的控制装置
US20110162620A1 (en) * 2010-07-21 2011-07-07 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4117148C1 (zh) 1991-05-25 1992-07-23 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
US6839620B1 (en) 2003-07-22 2005-01-04 Eaton Corporation Detecting soot during real time operation in diesel engine lubricant
DE102005000978B4 (de) * 2005-01-07 2011-06-01 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Steuerung des Schadstoffausstoßes eines selbstzündenden Verbrennungsmotors
JP4642546B2 (ja) * 2005-05-13 2011-03-02 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8209962B2 (en) * 2005-09-28 2012-07-03 Detroit Diesel Corporation Diesel particulate filter soot permeability virtual sensors
JP2007291954A (ja) 2006-04-25 2007-11-08 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
WO2007145553A1 (en) 2006-06-14 2007-12-21 Volvo Lastvagnar Ab Method and system for regenerating an exhaust gas purification unit.
US7637107B2 (en) * 2006-07-24 2009-12-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine backpressure compensation system for stable emissions
JP2008057333A (ja) 2006-08-29 2008-03-13 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンのフィルタ再生制御装置
US20080154478A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 International Engine Intellectual Property Company, Llc System and method for indicating quality of motor oil in a vehicle whose engine has an exhaust aftertreatment device that requires occasional regeneration
US7679742B2 (en) 2007-02-28 2010-03-16 Translume, Inc. Method, system and apparatus for monitoring variations in the size of particles present in a fluid
US7433776B1 (en) * 2007-04-18 2008-10-07 International Engine Intellecutal Property Company, Llc System and method for quantizing fuel dilution of engine motor due to post-injection fueling to regenerate an exhaust aftertreatment device
US8061127B2 (en) 2008-04-29 2011-11-22 Cummins, Inc. Thermal management of diesel particulate filter regeneration events
EP2143903B1 (en) * 2008-07-11 2012-12-19 Perkins Engines Company Limited Exhaust gas after-treatment contamination detection system
KR100980992B1 (ko) * 2008-07-21 2010-09-07 현대자동차주식회사 디젤엔진의 시동제어방법
GB2475319A (en) * 2009-11-16 2011-05-18 Gm Global Tech Operations Inc Protecting a diesel engine long-route EGR system from excessive soot contamination

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410596A (zh) * 2003-11-06 2009-04-15 万国引擎知识产权有限责任公司 用于催化的柴油机微粒过滤器的更新对策
CN101415915A (zh) * 2006-04-07 2009-04-22 排放控制技术有限公司 用于操作减排系统的方法和设备
US20080295491A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Denso Corporation Exhaust gas purification device for internal combustion engine
CN101418725A (zh) * 2007-10-25 2009-04-29 三菱扶桑卡客车株式会社 柴油发动机的控制装置
US20110162620A1 (en) * 2010-07-21 2011-07-07 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110848039A (zh) * 2018-08-20 2020-02-28 卡特彼勒公司 发动机熄火缓解
CN110425023A (zh) * 2019-07-02 2019-11-08 一汽解放汽车有限公司 柴油颗粒过滤器的再生控制方法、装置、车辆及存储介质
CN110425023B (zh) * 2019-07-02 2020-12-04 一汽解放汽车有限公司 柴油颗粒过滤器的再生控制方法、装置、车辆及存储介质
CN114607493A (zh) * 2022-03-16 2022-06-10 潍柴动力股份有限公司 一种加速驻车再生的方法、装置、发动机和存储介质
CN114607493B (zh) * 2022-03-16 2023-03-21 潍柴动力股份有限公司 一种加速驻车再生的方法、装置、发动机和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN102654074B (zh) 2017-03-01
GB2488761A (en) 2012-09-12
RU2012107678A (ru) 2013-09-10
US20120226429A1 (en) 2012-09-06
GB201103596D0 (en) 2011-04-13
DE102012202971A1 (de) 2012-09-06
RU2600818C2 (ru) 2016-10-27
GB2488761B (en) 2017-11-29
US9151230B2 (en) 2015-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2566872C2 (ru) Компенсация кислородосодержащих видов топлива в дизельном двигателе
RU2570956C2 (ru) Компенсация применения кислородосодержащего топлива в дизельном двигателе
CN103003548B (zh) 车辆气动增压器系统的操作方法和设备
CN102654074A (zh) 用于控制柴油发动机系统的方法
CN107002576B (zh) 用于内燃机的控制设备
CN102913363A (zh) 用于提前点火控制的方法和系统
DE102007059474B4 (de) Dieselabgassteuerung während eines Notlaufmodus
US9938943B2 (en) Device for dispensing a liquid additive into a fuel circulation circuit for an internal combustion engine, vehicle comprising such a device, and method for using said device
CN102913362A (zh) 用于提前点火控制的方法和系统
CN103085649A (zh) 多模式车辆推进系统的控制策略
CN103003545A (zh) 车辆气动助推器系统的操作方法和设备
CN102062011A (zh) 在瞬态工况期间控制发动机的方法
CN101254405B (zh) 具有计量添加剂供给的废气后处理系统的排放适应性
US8504280B2 (en) Fuel control diagnostic system and method
US9067160B2 (en) Exhaust gas purification system
CN108279125A (zh) 一种汽油机颗粒捕集系统快速积灰装置
RU2719504C2 (ru) Способ подачи топлива в двигатель
CN107061036A (zh) 一种汽车减速断油控制方法
WO2008124207A2 (en) Controlling locomotive smoke emissions and noise during transient engine operation
CN1924329B (zh) 利用氧传感器的柴油机的闭环a/f比控制
WO2014175816A1 (en) Method and system for control of an internal combustion engine
CN103790705B (zh) 一种定期向汽车油箱中的汽油加入添加剂的装置及方法
CN102465774A (zh) 用于增压发动机限制输出的系统和方法
CN112177781A (zh) 操作机动车辆的方法
CN107810313A (zh) 对用于排气后处理单元的还原剂的喷射进行控制的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant