DE602004013026T2 - Method for controlling the regeneration of a particulate filter - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Regeneration eines Partikelfilters eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, insbesondere auf das Ausgleichen des Alterns einer katalytischen Anordnung, die in dem Auspuffsystem des Verbrennungsmotors stromaufwärts des Partikelfilters bereitgestellt ist.The The present invention relates to a method of controlling the regeneration of a particulate filter of an internal combustion engine a vehicle, in particular to compensate for the aging of a catalytic arrangement in the exhaust system of the internal combustion engine upstream of the Particle filter is provided.
Dieselmotoren sind häufig auf Grund der Anforderungen der Emissionsgesetzgebung in dem Abgassystem davon mit Partikelfiltern ausgestattet. Derartige Filter werden gewöhnlicherweise in dem Abgassystem stromabwärts einer katalytischen Anordnung wie etwa einem Oxidationskatalysator und anderen Abgaskomponenten wie etwa einem Turbolader montiert.diesel engines are common due to the requirements of emissions legislation in the exhaust system of which equipped with particle filters. Such filters are usually in the exhaust system downstream a catalytic arrangement such as an oxidation catalyst and other exhaust components such as a turbocharger.
Um eine Blockierung des Partikelfilters durch angehäuften Ruß zu vermeiden, die zu einer Erhöhung des Abgasgegendrucks und letztlich einer Beschädigung des Filters führt, erfordern Partikelfilter periodische Regeneration. Während der Regeneration wird die Temperatur des Filters erhöht, so dass der angehäufte Ruß abgebrannt wird, wodurch sichergestellt wird, dass sowohl akzeptable Gegendrucklevel als auch die Vermeidung einer Überlastung des Filters sichergestellt werden.Around To avoid blocking of the particulate filter by accumulated soot, which leads to a increase the exhaust back pressure and ultimately damage the filter leads require Particulate filter periodic regeneration. During the regeneration will raises the temperature of the filter, so that the accumulated Soot burned off which ensures that both acceptable backpressure levels as well as avoiding overloading be ensured of the filter.
Dieses Verfahren der periodischen Regeneration erfordert, dass die Temperatur des Partikelfilters bedeutend angehoben wird. Die Temperatur des Partikelfilters muss im Vergleich zu einer normalen Auspuffbetriebstemperatur von 150°C auf ungefähr 600°C gesteigert werden, um den Ruß abzubrennen. Bei einem bekannten Regenerationsverfahren wird Extra-Kraftstoff spät in den Einspritzungszyklus eingespritzt, so dass nicht verbrannter Kraftstoff in einer katalytischen Anordnung in dem Auspuff stromaufwärts des Partikelfilters verbrennt, um die erforderliche angehobene Temperatur des Partikelfilters zu erreichen. Es ist bekannt, ein geschlossenes Rückführungssteuerungssystem zu benutzen, wobei die Temperatur an dem Auslass der katalytischen Anordnung überwacht wird und die Menge an eingespritztem Extra-Kraftstoff gesteuert wird, um die erforderliche Temperaturerhöhung zu erreichen.This Method of periodic regeneration requires that the temperature of the particulate filter is significantly increased. The temperature of the particulate filter must be compared to a normal exhaust temperature of 150 ° C on increased to about 600 ° C, to burn off the soot. at A known regeneration process will make extra fuel late in the process Injected injection cycle, so that unburned fuel in a catalytic arrangement in the exhaust upstream of the Particulate filter burns to the required elevated temperature to reach the particle filter. It is known, a closed Feedback control system to use, with the temperature at the outlet of the catalytic Arrangement monitored and the amount of injected extra fuel is controlled to the required temperature increase to reach.
Im
Verlauf der Alterung der katalytischen Anordnung nimmt deren Umwandlungseffizienz
für eine gegebene
Einlasstemperatur ab, und dies erreicht schließlich einen Punkt, an dem das
Erhöhen
des Kraftstoffüberschusses
nicht die erforderliche Temperaturerhöhung bereitstellt. Es ist dann
notwendig, die Temperatur der Abgase von dem Motor zu erhöhen (und
folglich die Temperatur der katalytischen Anordnung weiter zu erhöhen). Um
dieses Versagen zu vermeiden, um die erforderliche Regenerationstemperatur
zu erreichen, wenn die katalytische Anordnung gealtert ist, ist
es gegenwärtig
notwendig, die Abgastemperatur des Motors auf einen Level, der höher als
der erforderliche ist, wenn die katalytische Anordnung neu ist,
zu kalibrieren (durch das Anpassen der grundlegenden Kalibrierungseinstellung
der Kraftstoffhaupteinspritzung), wodurch die Effizienz des Regenerationsverfahrens
vermindert wird und die Wahrscheinlichkeit des Versagens der Komponente
erhöht
wird (zum Beispiel die Kontamination des Schmierungssystems mit
Kraftstoff oder übermäßiger Temperatur
des Turboladers).
Die vorliegende Erfindung überwindet dieses Problem durch das Bereitstellen eines progressiven Ausgleichs für diesen Alterungsprozess der katalytischen Anordnung, wobei die Regenerationseffizienz maximiert wird, während die potentielle Einwirkung der Regenerationsbedingungen auf den Motor und die Auspuffkomponenten im Verlauf der Lebensdauer des Fahrzeugs vermindert wird.The overcomes the present invention this problem by providing a progressive compensation For this Aging process of the catalytic arrangement, wherein the regeneration efficiency maximizes will, while the potential effect of the regeneration conditions on the Engine and exhaust components over the life of the engine Vehicle is reduced.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Regeneration eines Partikelfilters eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, das das Bestimmen der Effizienz einer katalytischen Anordnung, die in dem Auspuff stromaufwärts des Partikelfilters bereitgestellt ist, und das Anpassen mindestens eines Betriebsparameters des Motors, um die Abgastemperatur stromaufwärts der katalytischen Anordnung zu erhöhen, um eine Verminderung der Effizienz der katalytischen Anordnung auf Grund von Alterung auszugleichen, beinhaltet.According to the present Invention is a method for controlling the regeneration of a Particle filter provided an internal combustion engine, the Determining the Efficiency of a Catalytic Array, which in the Exhaust upstream of the particulate filter, and adjusting at least an operating parameter of the engine to the exhaust gas temperature upstream of the to increase catalytic arrangement, to a reduction in the efficiency of the catalytic arrangement due from aging.
Das Durchschnittsverfahren kann lediglich auf denjenigen Werten basieren, die denjenigen Betriebspunkten entsprechen, wo die Zieltemperatur mit voll funktionierender katalytischer Aktivität erreicht werden kann.The Average method can only be based on those values which correspond to those operating points where the target temperature can be achieved with fully functioning catalytic activity.
Messungen der Motorlast und der Motordrehzahl können zusammen mit der Abgastemperatur aufgezeichnet werden, und die aufgezeichneten Werte werden gefiltert, so dass diejenigen aufgezeichneten Temperaturen, die mit Motorlast-/Motordrehzahlbedingungen in Zusammenhang stehen, die bekannterweise nicht in der Lage sind, das Temperaturziel zu erreichen, bei der Bestimmung der durchschnittlichen Abgastemperatur nicht benutzt werden (oder alternativ bei der Berechnung des Temperaturdifferentials mit einem niedrigeren Temperaturziel berücksichtigt werden). Die Angleichung spezifischer Motorlast-/Motordrehzahlbedingungen an die Sensorausgabe erfordert die Implementierung eines Verzögerungs-Filters, um Wärmeträgheit und einen Signalverzug zu berücksichtigen, um Systemtransportverzüge zu berücksichtigen.measurements Engine load and engine speed can be measured together with the exhaust gas temperature be recorded and the recorded values are filtered, so those recorded temperatures with engine load / engine speed conditions are known to be unable to to reach the temperature target, in determining the average Exhaust gas temperature can not be used (or alternatively in the calculation the temperature differential with a lower temperature target considered become). The adjustment of specific engine load / engine speed conditions to the sensor output requires the implementation of a delay filter, around thermal inertia and to consider a signal delay, about system transport delays to take into account.
Sollte eine raffiniertere Ausgleichsherangehensweise erforderlich sein, kann die obige Technik der Motorlast-/Motordrehzahltemperaturangleichung verwendet werden, um einen rollenden Durchschnitt des Temperaturdifferentials auf einer spezifischen Basis von Motorlast-/Motordrehzahl zu konstruieren, der eine Temperaturmatrix produziert, die verwendet werden könnte, um die Anpassung des Motorbetriebsparameters auf einer Last-/Drehzahl-Basis zu verfeinern.Should be a more sophisticated balancing counter As a result, the above technique of engine load / engine speed temperature adjustment may be used to construct a rolling average of the temperature differential on a specific engine load / engine speed basis that produces a temperature matrix that could be used to adjust the engine operating parameter to refine a load / speed basis.
Vorzugsweise beinhalten die Betriebsparameter des Motors, die angepasst werden, Kraftstoffhaupteinspritzung und Drosselklappenstellung. Es ist jedoch vorgesehen, dass andere Motorbetriebsparameter ebenfalls oder alternativ angepasst werden können.Preferably include the operating parameters of the engine that are adapted Main fuel injection and throttle position. However, it is provided that other engine operating parameters also or alternatively can be adjusted.
Die Anpassung des/der Betriebsparameter(s) des Motors ist vorzugsweise proportional zu der Differenz zwischen der bestimmten mittleren Abgastemperatur und der Zieltemperatur. Dies kann auf einer spezifischen Basis von Motorlast/Motordrehzahl vorgenommen werden, wenn eine entsprechende Temperaturmatrix verfügbar ist.The Adjustment of the operating parameter (s) of the engine is preferred proportional to the difference between the specific mean Exhaust gas temperature and the target temperature. This can be on a specific Base of engine load / engine speed to be made when a corresponding temperature matrix is available.
Es kann sein, dass die Beziehung zwischen der Temperaturdifferenz und der Motorbetriebsparameteranpassung nicht notwendigerweise linear ist. Zum Beispiel kann eine Temperaturdifferenz von 200°C in einer zusätzlichen Kraftstoffhaupteinspritzungsverzögerung von 8° resultieren, während eine Temperaturdifferenz von 100°C in einer zusätzlichen Kraftstoffhaupteinspritzungsverzögerung von 3° resultieren kann.It may be that the relationship between the temperature difference and the engine operating parameter adjustment is not necessarily linear is. For example, a temperature difference of 200 ° C in a additional Main fuel injection delay resulting from 8 °, while a temperature difference of 100 ° C in an additional main fuel injection delay of 3 ° result can.
Das Ausmaß der Motorbetriebsparameteranpassung für jeden Betriebsparameter des zu variierenden Motors wird vorzugsweise auf einen maximalen Anpassungswert (z. B. 8° Verzögerung für Kraftstoffhaupteinspritzung) beschränkt. Die Anpassung eines Motorbetriebsparameters kann in über zwei oder mehrere aufeinander folgende Regenerationszyklen stufenweise eingeführt werden.The Extent of Motor operating parameter adjustment for each operating parameter of the to varying engine is preferably to a maximum adaptation value (eg 8 ° delay for main fuel injection) limited. The adaptation of a motor operating parameter can be over two or several successive regeneration cycles stepwise introduced become.
Die Verminderung in der Temperaturdifferenz (oder einem anderen Maß an Katalysatoreffizienz) durch die Anpassung eines Motorbetriebsparameters sollte nicht ermöglicht werden, um die oben erwähnte Anpassung des Motorbetriebsparameters umzukehren und dadurch in einer Umkehrung des Alterungsausgleichs zu resultieren. Dies kann vorzugsweise erreicht werden, indem lediglich eine Umkehrung der Parameteranpassung ermöglicht wird, wenn die Polarität der Temperaturdifferenz (oder eines anderen Maßes an Katalysatoreffizienz) als umgekehrt gesehen wird.The Reduction in temperature difference (or other degree of catalyst efficiency) adjusting an engine operating parameter should not allow around the above mentioned Adjusting the engine operating parameter to reverse and thereby in to result in a reversal of aging compensation. This can preferably achieved by merely reversing the Parameter adaptation possible will if the polarity the temperature difference (or another measure of catalyst efficiency) is seen as the other way around.
Die Priorität und die Planung des zeitlichen Ablaufs der Anpassung jedes Motorbetriebsparameters, der angepasst werden soll, kann mittels eines Temperaturausgleichsalgorithmus vorzugsweise als eine Funktion des Grads der Temperaturdifferenz zwischen der bestimmten mittleren Abgastemperatur über einen Regenerationszyklus hinweg und der Zieltemperatur zuvor bestimmt werden.The priority and scheduling the timing of adjustment of each engine operating parameter, which is to be adjusted, can by means of a temperature compensation algorithm preferably as a function of the degree of temperature difference between the determined average exhaust gas temperature over a regeneration cycle and the target temperature are determined beforehand.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:A embodiment The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings Drawings in which:
Die
Position innerhalb der Gesamtregenerationssteuerungsstruktur eines
Motorparameteränderungsalgorithmus,
der verwendet wird, um einen tatsächlichen Ausgleich des Verlusts
der Temperaturerhöhung
auf Grund von katalytischer Alterung zu bewirken, wird in
Die
Ausgaben der Motorparametermodifikatoranordnung
Die
Anordnung
Die
Katalysatorleistungsüberwachungsanordnung
Ein zusätzliches Messungsauswahlkriterium auf der Basis des Differentials erster Ordnung der Temperaturdifferenz wird verwendet, um den Einfluss der Temperaturtransienten zu vermindern.One additional Measurement selection criterion based on the differential first Order of the temperature difference is used to determine the influence of To reduce temperature transients.
Die
Basisregenerationsstrategieanordnung
Die
Motorparametermodifikatoranordnung
Die Ausgabe kann ebenfalls als eine Funktion von Motorlast und Motordrehzahl bestimmt werden.The Output can also be used as a function of engine load and engine speed be determined.
Temperaturdifferenzschwellenwerttabellen
Jeder
Motorbetriebsparameteraktuator
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