CN1598259A - 含dpm过滤器的柴油发动机，估算dpm过滤器捕集的dpm量的方法 - Google Patents

含dpm过滤器的柴油发动机，估算dpm过滤器捕集的dpm量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1598259A
CN1598259A CNA2004100797481A CN200410079748A CN1598259A CN 1598259 A CN1598259 A CN 1598259A CN A2004100797481 A CNA2004100797481 A CN A2004100797481A CN 200410079748 A CN200410079748 A CN 200410079748A CN 1598259 A CN1598259 A CN 1598259A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dpm
collected
filter
amount
spirogram
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
CNA2004100797481A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100351503C (zh
Inventor
井上尊雄
川岛纯一
筒本直哉
大竹真
近藤光德
上野昌一郎
古贺俊雅
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of CN1598259A publication Critical patent/CN1598259A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100351503C publication Critical patent/CN100351503C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing 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
    • F02D41/029—Introducing 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1448—Introducing 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 an exhaust gas pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

确定为DPM过滤器(11)的入口压力和出口压力之间的差的过滤器压差，并且根据该DPM过滤器(11)的再生条件在第一DPM捕集量计算进程和第二DPM捕集量计算进程之间进行切换，其中该第一计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器(11)中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，而该第二计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器(11)中捕集的一部分DPM时的DPM捕集量。根据该过滤器压差，利用该第一和第二DPM捕集量计算进程之一估算该DPM过滤器(11)中的DPM捕集量。

Description

含DPM过滤器的柴油发动机， 估算DPM过滤器捕集的DPM量的方法
技术领域
本发明涉及柴油发动机，并且更具体地涉及对废气中柴油机颗粒物质(DPM)的处理。
背景技术
作为应对柴油发动机产生黑烟的一种措施，利用DPM过滤器捕集废气中含有的柴油机颗粒物质(DPM)。在包含着DPM过滤器的发动机中，当DPM积累到某程度时提高废气的温度，由此燃烧积累的DPM，从而再生DPM过滤器。
如果要再生DPM过滤器时DPM的捕集量大，则燃烧DPM产生的热量增加，这造成DPM过滤器的温度相对于为促使再生而提高的废气温度过度地升高。因此，吸收剂的耐久性缩短，从而在带有催化剂的DPM过滤器中导致催化剂的热退化，从而DPM过滤器的再生性能以及其它催化动作可能变坏。为了避免该问题，必须准确估算DPM的积累量，并且必须在捕集的DPM量变得过度之前进行再生。
日本专利局2002年公布的JP2002-2560846A公开一种方法，其利用废气流、DPM过滤器入口压力和出口压力之间的差(以下称为DPM过滤器压差)，或者其它表示类似废气阻尼值的另外的指数，从图估算DPM捕集量以便确定再生定时。
发明内容
JP2002-2560846A中说明的方法里使用的图假定DPM过滤器内DPM是均匀分布的。但是，一旦开始再生，DPM过滤器中捕集的DPM在空间或时间上都不是均匀燃烧的，从而DPM过滤器内的实际DPM分布和该图中假定的均匀DPM分布不一致，这使得不能根据DPM过滤器压差正确地估算DPM捕集量。
此外，取决于工作条件(行驶条件)，再生可能中断。同样，当再生中断时，DPM分布变成是不均匀的，这使得不能根据DPM过滤器压差估算准确的DPM捕集量。
从而本发明的一个目的是即使正在进行再生或者再生中断时，也可准确地估算DPM捕集量。
为了达到上面的目的，本发明提供一种发动机系统，其包括：柴油发动机；和该发动机连接的排气通道；设置在该排气通道上用于捕集该发动机废气中含有的柴油机颗粒物质(DPM)的DPM过滤器；和该发动机连接的温度调节部件，该温度调节部件调节该发动机的废气温度；以及和该温度调节部件连接的控制器。该控制器用于：确定过滤器压差，该压差为该DPM过滤器的入口压力和出口压力之间的差；根据该DPM过滤器的再生条件在第一DPM捕集量计算进程和第二DPM捕集量计算进程之间进行切换，其中该第一计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，而该第二计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器中捕集的一部分DPM时的DPM捕集量；根据该过滤器压差，利用该第一和第二DPM捕集量计算进程之一估算该DPM过滤器中的DPM捕集量；以及，当估算的DPM捕集量大于预定值时控制该温度调节部件提高废气温度，以便通过燃烧该DPM过滤器中捕集DPM来再生该DPM过滤器。
在本说明书的其余部分中阐述并且在各附图中示出本发明的细节以及其它特征和优点。
附图说明
图1是依据本发明的带有DPM过滤器的柴油发动机系统的示意图。
图2示出预定废气流下的过滤器压差与每单位过滤器容积的DPM捕集量之间的关系。
图3A至3D示出DPM积累在DPM过滤器的表面上的状态。
图4是估算再生期间的DPM捕集量的流程图。
图5是示出第二DPM捕集量图的修改例。
图6示出预定废气流下的DPM过滤器压差与DPM捕集量之间的关系。
图7是再生中断后估算DPM捕集量的流程图。
具体实施方式
参照图1，发动机20是柴油发动机。在燃烧室的上部设置用来喷射燃料的燃料喷射阀23。在发动机20的进气通道32上设置：空气滤清器35，测量进气量的气流计34，涡轮增压器29的压缩器29a，冷却通过压缩器29a的压缩上升到高温的空气的中间冷却器28，以及调节提供到柴油发动机20的空气量的进气节流阀20。
在发动机20的排气通道33上设置涡轮增压器的涡轮29b和DPM过滤器11。涡轮29b和压缩器29a连接并由沿排气通道33流动的废气驱动。设置使排气通道33和进气通道32连接的EGR管30以便把部分废气重新循环到进气通道32中，并在EGR管30上设置EGR阀22以调节EGR的量。
DPM过滤器11捕集柴油发动机20的废气中含有的柴油机颗粒物质(DPM)。例如可以把多孔陶瓷过滤器等用作为DPM过滤器11。压差传感器12检测DPM过滤器11的入口压力和出口压力之间的差(过滤器压差)，并向发动机控制器16输出过滤器压差信号。温度传感器13检测DPM过滤器11的入口温度并向发动机控制器16输出入口温度信号。温度传感器14检测DPM过滤器11的出口温度并向发动机控制器16输出出口温度信号。空气/燃料比传感器15是一个线性空气/燃料比传感器，其检测来自柴油发动机20的废气的空气/燃料比并且设置在DPM过滤器11的上游侧排气通道33上。只有理想配比(stoichiometric)空气/燃料比由空气/燃料比传感器15确定，从而可以把O2传感器用作为空气/燃料比传感器15。温度传感器17检测DPM过滤器11的表面温度并向发动机控制器16输出表面温度信号。
根据来自传感器12-14和17的信号，发动机控制器16估算DPM过滤器11中捕集的DPM量、确定何时开始和结束再生处理等等，如后面说明那样。
现说明DPM捕集量和DPM过滤器压差之间的关系。图2中的实线α(第一捕集DPM量图)示出当从前一次再生期间DPM过滤器11中的所有捕集DPM完全燃烧掉的完全再生状态进行DPM捕集时过滤器压差和DPM捕集量之间的关系。在该图中只示出一条实线α，但是实际中根据废气流提供多条实线α。如实线α所示，DPM捕集量随过滤器压差的增加而增加。图3A至3D分别示出在图2中的点PMa到PMd上DPM过滤器11内的孔隙31的状态。
在PMa，如图3A中所示，DPM捕集量为零，从而在DPM过滤器11的表面上不存在DPM积累。因此，DPM过滤器压差只是DPM过滤器11的流阻。
PMb是其中已捕集少量DPM的状态，并且如图3B中所示，优先从DPM过滤器11的孔隙31积累DPM。
PMc是其中DPM捕集到就要开始再生的状态。如图3C中所示，完全填充孔隙31并且在它们的上面均匀积累DPM。
如图2的实线α所示，随着DPM捕集量从零逐渐增加，从初始捕集阶段直到填充孔隙31，DPM过滤器压差快速增加，并且一旦完全填充孔隙31，增长率从初始捕集阶段下降。DPM过滤器压差则按相同的增长率和DPM捕集量成比例地线性增加。
当从PMc状态进行再生从而燃烧部分捕集的DPM时，如图3D中所示，DPM从DPM过滤器11的表面侧燃烧，导致其中DPM过滤器的包含着孔隙31的过滤器表面上不存在DPM的状态。
如果假定再生处理期间或者再生中断后DPM捕集量为PMtr1，从而即使DPM捕集量PMtr1相同，当通过进行部分再生燃烧掉DPM过滤器表面上的DPM时的过滤器压差要比DPM捕集量在从PMb增加到PMc的过程达到PMtr1时，或者换言之当完全填充孔隙31并在其上积累DPM时的过滤器压差小。
在常规估算方法中，即使正在进行再生或者中断再生时，利用和完全再生后遵循的同样的图进行估算，从而估算比实际量小的DPM捕集量。例如，在再生处理期间或再生中断后的PMd(DPM捕集量PMtr1，DPM过滤器压差P1)，根据DPM过滤器压差P1和实线α把DPM捕集量错误地估算成PMe。
从而在下次再生中，实际捕集的DPM量要大于估算值，由此增加燃烧产生的热量，从而造成DPM过滤器温度相对于为进行再生而提高的废气温度过度地提高。这导致一些问题，例如吸收剂耐久性的退化等等，当DPM过滤器为带有催化剂型时的催化剂热退化，以及DPM过滤器再生性能和其它催化动作的退化。
从而在本发明中，除了第一DPM捕集量图(实线α)外，还提供定义当如图3D中所示进行部分再生时的过滤器压差和DPM捕集量之间的关系的第二DPM捕集量图(图2中的虚线β)，并且根据再生条件切换这些图以便估算DPM捕集量。
虚线β是一条通过PMa的直线，并且和实线α的一旦填充孔隙31后的直线部分具有相同的斜率。在图2中示出单条和某废气流对应的虚线β，但在实际中提据多条依据废气流的虚线β。
图4是发动机控制器16在再生期间执行的估算DPM捕集量的流程图。
在步骤S100，开始DPM过滤器11的再生处理。更具体地，通过进行主燃料喷射后的后燃料喷射或者延迟燃料喷射定时来提高废气温度。
在步骤S101，为了确定是否开始DPM的燃烧，判定DPM过滤器11的表面温度Tsurf是否在不短于某预定时间内连续地高于事先通过试验等确定的DPM燃烧启动温度T0。如果判定结果是肯定的，该例程进入步骤S102，而如果为否定的该例程返回步骤S100。
在步骤S102，把再生启动时的DPM捕集量PMcurr存储作为PMfin。通过参照第一DPM捕集量图α确定再生启动时的DPM捕集量PMcurr。
在步骤S103中，正在历经再生，并且因此把用来估算DPM捕集量的图从第一DPM捕集量图α切换到第二DPM捕集量图β。其原因是，一旦开始再生处理，烧掉DPM过滤器11表面上的DPM，从而减小DPM过滤器11中的压力损失，并且因此不能利用以图3A至3C中示出的状态为前提的第一DPM捕集量图α准确估算DPM捕集量。
在步骤S104，读取当前废气流Vexh和DPM过滤器压差ΔP。可通过使气流计34测量的进气量经受停滞时间校正或延迟校正来确定当前废气流Vexh。
在步骤S105，根据当前废气流Vexh和DPM过滤器压差ΔP从第二DPM捕集量图β计算DPM量PM#2。如图5中所示，可以把第二DPM捕集量图β重新描绘成表示废气流和与DPM压差相关的DPM捕集量之间的关系的图。
在步骤S106，将步骤S105中算出的PM#2与步骤S103算出的PMfin比较。如果PM#2小于PMfin，该例程进入步骤S110，而如果PM#2等于或大于PMfin，该例程进入步骤S107。
在步骤S107，判定再生停止请求的存在，若不存在再生停止请求，该例程进入步骤S108。当DPM捕集量由于再生而低于一预定值时，或者当DPM过滤器11的温度上升到DPM过滤器可能破坏的温度时，发出再生停止请求。
在步骤S108，为了判定是否停止DPM的燃烧，判定DPM过滤器11的表面温度Tsurf是否在一预定时间连续地低于DPM燃烧温度T0。当该判定为否定时，该例程返回到步骤S104。
如果在步骤S107存在再生停止请求，并且步骤S108中的判定是肯定的，该例程进入步骤S109，其中执行后面说明的在再生中断之后估算DPM捕集量的逻辑。
当在步骤S106中判断DPM捕集量PM#2小于PMfin时，例程转到步骤S110，由此把参照第二DPM捕集量图β获得的值用作为DPM捕集量的估算值。
在步骤S111、S112，和步骤S104、S105类似，读取当前废气流Vexh和DPM过滤器压差ΔP，以便参照第二DPM捕集量图β确定DPM捕集量PM#2，用得到的值更新当前DPM捕集量PMcurr。
在步骤S113，判定当前DPM捕集量PMcurr是否小于事先设定的用于判断再生处理结束的再生结束确定DPM量tPM。如果判定是肯定的，例程进入步骤S116，而如果是否定的则进入步骤S114。
在步骤S114和S115分别进行与步骤S107和S108相同的判定。若步骤S114、S115中之一的判定结果是否定的，例程进入步骤S119，其中继续利用第二DPM捕集量图β计算DPM捕集量PM#2，并且用该计算得到的DPM捕集量PM#2更新当前DPM捕集量PMcurr。若步骤S114、S115中的判定结果都是否定的，例程返回到步骤S111，其中利用第二DPM捕集量图β重复对DPM捕集量PM#2的计算。
在步骤S116，再生处理结束，并且例程转到步骤S117，其中判定DPM捕集量PMcurr是否已达到零，或者DPM过滤器压差是否低于预定值。根据该判定，确定是否已发生烧掉所有捕集的DPM的完全再生。
如果发生完全再生，例程进入步骤S118，其中把用来计算DPM捕集量的图切换到第一DPM捕集量图α。然后在重新开始再生处理之前，通过参照第一DPM捕集量图α估算DPM捕集量。
若未发生完全再生，例程进入步骤S119，其中继续利用第二DPM捕集量图β计算DPM捕集量PM#2，并用该计算得到的DPM捕集量PM#2更新当前DPM捕集量PMcurr。
现参照图6说明依据上面描述的控制来估算DPM捕集量的变型。
当再生开始时，用来估算DPM捕集量的图从第一DPM捕集量图α切换到第二DPM捕集量图β，这样，若假定再生处理开始时DPM捕集量为PMc1(＝PMfin)，则图切换后DPM捕集量变成PMc2，它在第二DPM捕集量图β上具有和PMc1相等的DPM过滤器压差。
图切换后参照第二DPM捕集量图B得到的DPM捕集量PM#2在PMc2和PMc3之间超过再生处理开始时的DPM捕集量PMfin，而实际DPM捕集量例如按实线γ所示减少。因此，参照第二DPM捕集量图β得到的DPM捕集量和实际DPM捕集量之间存在大的偏差。
因此，在再生进展到DPM捕集量减小到PMfin之前把DPM捕集量估算成等于PMfin。例如，当再生处理开始后DPM过滤器压差达到Pγ1，从而实际DPM捕集量为PMγ1并且通过参照第二DPM捕集量图β得到的DPM捕集量为PMβ1时，利用第二DPM捕集量图β确定DPM捕集量，造成误差为PMβ1-PMγ1。但是，通过假定再生开始时当前DPM捕集量PMcurr为PMfin(固定值)，而不是通过参照第二DPM捕集量图β得到的一个PMc2和PMc3之间的值，可把该误差遏制到PMfin-PMγ1。
当由于再生的结果DPM捕集量减少，从而利用第二DPM捕集量图β确定的DPM捕集量下降到PMfin(PMc3)时，以后一旦需要，则用参照第二DPM捕集量图β确定的DPM捕集量更新当前DPM捕集量PMcurr。其原因是，当参照第二DPM捕集量图β确定的DPM捕集量变成小于PMfin时，利用参照第二DPM捕集量图β得到的值而不是利用PMfin作为DPM捕集量，可以进一步减小参照第二DPM捕集量图β确定的DPM捕集量与实际DPM捕集量之间的误差。
当再生进一步进展从而DPM捕集量PMcurr低于再生结束确定DPM量tPM时，再生结束。当再生是其中烧掉DPM过滤器11中捕集的所有DPM的完全再生(PMc5)时，此后利用过滤器压差ΔP和第一DPM捕集量图α估算DPM过滤器11中再次捕集的DPM量。
另一方面，如果在燃烧掉DPM过滤器11中捕集的所有DPM之前中断再生(PMc4)，继续利用第二DPM捕集量图β估算DPM捕集量。
依据本发明，从开始再生处理一直到参照第二DPM捕集量图β确定的DPM捕集量下降到PMfin，估算的DPM捕集量大于实际DPM捕集量，由此利用第二DPM捕集量图β开始估算DPM捕集量。但是，和先有技术中即使在进行再生时仍利用第一DPM捕集量图α来估算DPM捕集量相比，可以按更高的精度估算DPM捕集量。
此外，过度估算DPM捕集量存在一些好处。通过轻度过估算DPM捕集量，即使中断再生时，可以很快执行下次再生过程，并且从而可以避免DPM过滤器11中捕集过量DPM以致下次再生过程期间DPM过滤器11的温度过高的情况。
接着，参照图7中的流程图和图6中的图说明在图4的步骤S109中执行的中断再生时的DPM捕集量的估算逻辑。
该逻辑是在图6中的PMc1开始再生、在例如PMc2和PMc3之间的PMc6中断再生、并且进一步捕集DPM达到PMc7的情况下使用的估算逻辑。换言之，在参照第二DPM捕集量图β确定的DPM捕集量大于就要开始再生之前的DPM捕集量的区段中使用该估算逻辑。在该区段中，代替直接利用DPM过滤器压差从第二DPM捕集量图β确定DPM捕集量，利用参照第二DPM捕集量图β得到的一个表观(apparent)数值估算DPM捕集量。
在步骤S200，判定是否在未燃烧所有捕集的DPM的情况下中断再生。若该判定是否定的，返回到常规控制(图4流程图中示出的控制)，而若该判定的肯定的，该例程进入步骤S201。
在步骤S201，利用和图4中的步骤S104、S105相同的方法，参照第二DPM捕集量图β确定DPM捕集量，并把结果值设定为恰好在中断再生后的表观DPM捕集量PM0app。
在步骤S202，在再生中断后的附加捕集期间，利用和图4中的步骤S104、S105相同的方法，参照第二DPM捕集量图β确定DPM捕集量，并把结果值设定为表观DPM捕集量PM1app。
在步骤S203，利用上面说明的、恰好在中断再生后的表观DPM捕集量PM0app和附加捕集期间的表观DPM捕集量PM1app，从下面的式(1)估算当前DPM捕集量PMcurr。
PMcurr＝PMfin+(PM1app-PM0app)            …(1)
接着，用当前DPM捕集量PMcurr更新再生开始时计算的DPM捕集量PMfin。
在PMc2和PMc3之间，尽管实际DPM捕集量不大于PMfin，第二DPM捕集量图β上的DPM捕集量大于恰好在再生前的DPM捕集量，从而不能从该图计算当前DPM捕集量PMcurr。类似地，不能计算附加捕集期间的DPM捕集量。
但是，PMc7处的表观DPM捕集量PM1app和PMc6处的表观DPM捕集量PM0app之间的差等于附加捕集期间实际DPM捕集量与恰好在中断再生后的实际DPM捕集量之间的差。从而可以利用这些差准确地计算中断再生后附加捕集的DPM量。
这样，如式(1)中所示，假定恰好在中断再生后的DPM捕集量为PMfin，通过对PMfin加上根据恰好在中断再生后的表观DPM捕集量PM0app以及附加捕集期间的表现DPM捕集量PM1app确定的附加DPM捕集量来估算当前DPM捕集量PMcurr。
由于在上面说明的方式下可以按高准确度估算开始附加捕集后的DPM捕集量上的变化，所以根据式(1)估算的DPM捕集量PMcurr和实际DPM捕集量PMcurr之间的误差只对应于中断再生后的实际DPM捕集量和PMfin之间的差。附加捕集开始时的DPM捕集量被设定为PMfin(尽管由于再生该量实际上小于PMfin)，从而根据式(1)估算的DPM捕集量略大于实际DPM捕集量。但是，这具有防止再生处理期间由于过度捕集造成过滤器温度过度升高的优点。
在步骤S204，判定再生请求的存在。如果存在再生请求，例程返回到图4的步骤S100，而若不存在再生请求，例程返回到步骤S202，重复步骤S202到S204的处理直至出现再生请求。
尽管不能根据DPM过滤器的压差直接从第二DPM捕集量图β确定恰好在中断再生后的DPM捕集量以及附加捕集期间的DPM捕集量，但可以如上面说明那样利用表观DPM捕集量估算DPM捕集量。
日本专利申请P2003-325034(2003年9月17日申请)的全部内容收录作为参考文献。
尽管上面通过参照本发明的一实施例说明了本发明，本发明不受上面说明的该实施例的限制，根据上面的教导，本领域技术人员会想到对上面说明的实施例的修改和变型。本发明的范围是参照下面的权利要求书定义的。

Claims (7)

1.一种发动机系统，包括：
柴油发动机(20)；
和该发动机(20)连接的排气通道(33)；
设置在该排气通道(33)上的、用于捕集该发动机(20)废气中含有的柴油机颗粒物质(DPM)的DPM过滤器(11)；
和该发动机(20)耦接的温度调节部件(23)，该温度调节部件(23)调节该发动机(20)的废气温度；以及
和该温度调节部件(23)耦接的控制器(16)，该控制器(16)被配置成用于：
确定过滤器压差，该压差是该DPM过滤器(11)的入口压力和出口压力之间的差；
根据该DMP过滤器(11)的再生条件，在第一DPM捕集量计算进程和第二DPM捕集量计算进程之间进行切换，其中，该第一计算进程估算在燃烧掉该DPM过滤器(11)中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，该第二计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器(11)中捕集的一部分DPM时的DPM捕集量；
根据该过滤器压差，利用该第一和第二DPM捕集量计算进程之一来估算该DPM过滤器(11)中的DPM捕集量；以及
当估算的DPM捕集量大于预定值时控制该温度调节部件(23)提高废气温度，以便通过燃烧该DPM过滤器(11)中捕集的DPM来再生该DPM过滤器(11)。
2.如权利要求1所述的发动机系统，其中，该第一和第二DPM捕集量计算进程是分别参照第一DPM捕集量图(α)和第二DPM捕集量图(β)计算DPM捕集量的进程，以及
在该第一和第二DPM捕集量图(α，β)中，按基本线性的关系定义DPM捕集量和过滤器压差，并且当过滤器压差相等时，参照第二DPM捕集量图(β)得到的值大于参照第一DPM捕集量图(α)得到的值。
3.如权利要求2所述的发动机系统，其中，当DPM捕集量超过一预定值时，第一DPM捕集量图(α)中DPM捕集量和过滤器压差之间的关系变成是线性的，以及
第二DPM捕集量图(β)中DPM捕集量和过滤器压差之间的关系是与第一DPM捕集量图(α)的线性部分具有相等斜率的线性关系。
4.如权利要求2或3的发动机系统，其中，该控制器(16)还被配置成用于：
当再生开始时，把用来估算DPM捕集量的图从第一DPM捕集量图(α)切换到第二DPM捕集量图(β)；
当开始再生时把参照第一DPM捕集量图(α)得到的值估算为DPM捕集量，直到参照第二DPM捕集量图(β)得到的值变得小于该在开始再生时参照第一DPM捕集量图(α)得到的值为止；以及
当参照第二DPM捕集量图(β)得到的值变得小于该在开始再生时参照第一DPM捕集量图(α)得到的值时，把参照第二DPM捕集量图(β)得到的值估算为DPM捕集量。
5.如权利要求2或3的发动机系统，其中，该控制器(16)还被配置成用于：
当在参照第二DPM捕集量图(β)得到的值小于在开始再生时参照第一DPM捕集量图(α)得到的值之前中断再生时，把通过参照第二DPM捕集量图(β)确定恰好在中断再生后的DPM捕集量以及附加捕集期间的DPM捕集量，以及通过把这些确定的、恰好在中断再生后的以及附加捕集期间的DPM捕集量的差加上再生开始时参照第一DPM捕集量图(α)得到的值之间的差而得到的一个值估算成DPM捕集量。
6.一种估算包括废气通道(33)和DPM过滤器(11)的柴油发动机(20)中该DPM过滤器(11)捕集的DPM量的方法，其中该过滤器设置在该废气通道(33)上并捕集废气中含有的柴油机颗粒物质(DPM)，该方法包括：
确定过滤器压差，该压差是该DPM过滤器(11)的入口压力和出口压力之间的差；
根据该DPM过滤器(11)的再生条件在第一DPM捕集量计算进程和第二DPM捕集量计算进程之间进行切换，其中，该第一计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器(11)捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，该第二计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器(11)中捕集的一部分DPM时的DPM捕集量；以及
根据过滤器压差，利用该第一和第二DPM捕集量计算进程之一来估算该DPM过滤器(11)中的DPM捕集量。
7.一种发动机系统，包括：
柴油发动机(20)；
和该发动机(20)连接的排气通道(33)；
设置在该排气通道(33)上的、用于捕集该发动机(20)废气中含有的柴油机颗粒物质(DPM)的DPM过渡器(11)；
用于确定过滤器压差的装置，该压差是该DPM过滤器(11)的入口压力和出口压力之间的差；
用于根据该DPM过滤器(11)的再生条件在第一DPM捕集量计算进程和第二DPM捕集量计算进程之间进行切换的装置，其中，该第一计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器(11)中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，该第二计算进程估算燃烧掉该DPM过滤器(11)中捕集的一部分DPM时的DPM捕集量；
用于根据过滤器压差，利用该第一和第二DPM捕集量计算进程之一来估算该DPM过滤器(11)中的DPM捕集量的装置；以及
用于当估算的DPM捕集量大于预定值时提高废气温度的装置，以便通过燃烧该DPM过滤器(11)中捕集的DPM而再生该DPM过滤器(11)。
CNB2004100797481A 2003-09-17 2004-09-16 含dpm过滤器的柴油发动机，估算dpm过滤器捕集的dpm量的方法 Active CN100351503C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003325034A JP4093158B2 (ja) 2003-09-17 2003-09-17 ディーゼルエンジンのフィルタ再生制御装置
JP325034/2003 2003-09-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1598259A true CN1598259A (zh) 2005-03-23
CN100351503C CN100351503C (zh) 2007-11-28

Family

ID=34191327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100797481A Active CN100351503C (zh) 2003-09-17 2004-09-16 含dpm过滤器的柴油发动机，估算dpm过滤器捕集的dpm量的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7171802B2 (zh)
EP (1) EP1517025B1 (zh)
JP (1) JP4093158B2 (zh)
CN (1) CN100351503C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102312711A (zh) * 2010-06-29 2012-01-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 排气处理方法和系统

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4440823B2 (ja) * 2005-05-11 2010-03-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4534959B2 (ja) * 2005-11-14 2010-09-01 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP4534969B2 (ja) * 2005-11-25 2010-09-01 株式会社デンソー 内燃機関用排気浄化装置
JP4600264B2 (ja) * 2005-12-06 2010-12-15 株式会社デンソー 内燃機関用排気浄化装置
JP4506978B2 (ja) * 2005-12-19 2010-07-21 三菱自動車工業株式会社 排気浄化装置
US20080127636A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Dahlgren Daniel R Integrated diesel particulate trap pressure sensor
JP4100451B1 (ja) * 2007-03-02 2008-06-11 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
KR100960234B1 (ko) 2008-04-29 2010-06-01 쌍용자동차 주식회사 디젤차량의 매연여과장치 볼륨 최적화시스템
US8370711B2 (en) 2008-06-23 2013-02-05 Ramot At Tel Aviv University Ltd. Interruption criteria for block decoding
US20090319860A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-24 Ramot At Tel Aviv University Ltd. Overcoming ldpc trapping sets by decoder reset
US20100212299A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Jacob George Methods for determining when to regenerate exhaust gas particulate filters
JP5088391B2 (ja) * 2010-03-09 2012-12-05 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの故障判別装置
CN102003259A (zh) * 2010-10-14 2011-04-06 平原滤清器有限公司 一种柴油机微粒捕集器的再生控制器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3580606D1 (de) * 1984-03-31 1991-01-03 Mitsubishi Motors Corp Regenerationssystem fuer eine diesel-partikel-oxydierungseinrichtung.
JPS61123709A (ja) * 1984-11-19 1986-06-11 Nippon Soken Inc 排気ガス微粒子浄化機能を有する内燃機関の制御装置
US4665690A (en) * 1985-01-14 1987-05-19 Mazda Motor Corporation Exhaust gas cleaning system for vehicle
GB2239407B (en) * 1989-12-27 1994-10-12 Nissan Motor Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine
JP3558022B2 (ja) * 2000-01-11 2004-08-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6594989B1 (en) * 2000-03-17 2003-07-22 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for enhancing fuel economy of a lean burn internal combustion engine
EP1203869B1 (de) * 2000-11-03 2002-08-21 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company Regelungsanordnung und Verfahren zur Unterbrechung der Regeneration eines Partikelfilters eines Dieselmotors
JP2002227688A (ja) * 2001-02-01 2002-08-14 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP2002256846A (ja) 2001-02-28 2002-09-11 Bosch Automotive Systems Corp フィルタ制御装置
FR2828236B1 (fr) * 2001-08-01 2003-09-26 Renault Procede de determination du chargement d'un filtre a particules
JP4022723B2 (ja) * 2002-01-11 2007-12-19 株式会社デンソー 排気フィルタ再生装置及び方法
JP3937900B2 (ja) * 2002-04-17 2007-06-27 日産自動車株式会社 排気微粒子捕集用フィルタの再生装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102312711A (zh) * 2010-06-29 2012-01-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 排气处理方法和系统
US8538661B2 (en) 2010-06-29 2013-09-17 GM Global Technology Operations LLC Exhaust treatment methods and systems
CN102312711B (zh) * 2010-06-29 2016-08-10 通用汽车环球科技运作有限责任公司 排气处理方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005090358A (ja) 2005-04-07
EP1517025B1 (en) 2017-07-19
CN100351503C (zh) 2007-11-28
US20050055999A1 (en) 2005-03-17
US7171802B2 (en) 2007-02-06
EP1517025A2 (en) 2005-03-23
JP4093158B2 (ja) 2008-06-04
EP1517025A3 (en) 2009-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3969196B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
CN100351503C (zh) 含dpm过滤器的柴油发动机，估算dpm过滤器捕集的dpm量的方法
CN1296605C (zh) 内燃发动机的废气净化系统
JP4403961B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
EP1229223B1 (en) Engine exhaust emission purification device
US20050252198A1 (en) Exhaust gas cleaning device for internal combustion engine
CN101466921B (zh) 排气气体净化方法及排气气体净化系统
CN100416053C (zh) 用于内燃机的排气净化装置和排气净化方法
JP3755495B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
CN102042059B (zh) 用于柴油发动机的废气净化装置
CN101680335B (zh) 内燃机的排气净化装置
CN1598254A (zh) 柴油机微粒滤清器的再生控制
CN100335757C (zh) 滤清器再生控制
JP2009270503A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2004197722A (ja) パティキュレートフィルタの再生装置及びエンジンの排気ガス浄化装置
JP4103665B2 (ja) 排気浄化装置
JP4572762B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP2011106340A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JP4185882B2 (ja) 排気浄化装置
CN1894491A (zh) 内燃机用的排气控制系统及用于恢复其过滤器的方法
JP4868292B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2009228494A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR101473803B1 (ko) 배기가스 저감장치의 제어방법
JP5366015B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2005307878A (ja) 排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant