RU2529297C2 - Способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления - Google Patents

Способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления Download PDF

Info

Publication number
RU2529297C2
RU2529297C2 RU2010134531/06A RU2010134531A RU2529297C2 RU 2529297 C2 RU2529297 C2 RU 2529297C2 RU 2010134531/06 A RU2010134531/06 A RU 2010134531/06A RU 2010134531 A RU2010134531 A RU 2010134531A RU 2529297 C2 RU2529297 C2 RU 2529297C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxidation catalyst
air
fuel
mass flow
diesel oxidation
Prior art date
Application number
RU2010134531/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010134531A (ru
Inventor
Игор ЗАНЕТТИ
Симоне БАРБЕРО
Стефано КАССАНИ
Original Assignee
Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк.
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 Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. filed Critical Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк.
Publication of RU2010134531A publication Critical patent/RU2010134531A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2529297C2 publication Critical patent/RU2529297C2/ru

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
    • 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
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02D41/1454—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 oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1458—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 oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with determination means using an estimation
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • 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
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • 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
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount
    • F02D2200/0616—Actual fuel mass or fuel injection amount determined by estimation
    • 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
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к оценке концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления внутри системы дизельного двигателя. Сущность изобретения: способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора (6) окисления внутри системы дизельного двигателя (1), включающей впускной коллектор (4), камеру сгорания, выпускной коллектор (3) и дизельный катализатор (6) окисления, расположенный на линии вывода на входе в дизельный сажевый фильтр (7). Способ включает: определение массового потока несгоревшего топлива, выпущенного из камеры сгорания, определение массовой доли воздуха в выпускном коллекторе (4), оценку массовой доли воздуха на выходе дизельного катализатора (6) окисления как функции указанного массового потока несгоревшего топлива и указанной массовой доли воздуха в выпускном коллекторе (4), оценку концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора (6) окисления как функции от оцененной массовой доли воздуха на выходе дизельного катализатора (6) окисления. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления внутри систем дизельных двигателей. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к оценке концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления (ДКО) внутри системы дизельного двигателя.
Система дизельного двигателя обычно включает впускной коллектор, по меньшей мере, одну камеру сгорания, выпускной коллектор и линию вывода, снабженную дизельным катализатором окисления (ДКО).
Дизельный катализатор окисления обычно обеспечивается для уменьшения количества остаточных углеводородов и оксидов углерода, которые образуются в процессе сгорания в двигателе и содержатся в потоке выхлопного газа.
Чтобы выполнять строгий закон о выхлопах, большинство систем дизельных двигателей также оснащаются дизельным сажевым фильтром (ДСФ), который располагается на линии вывода на выходе ДКО для улавливания и удаления твердых частиц дизеля (сажи) из потока выхлопного газа.
Дизельные сажевые фильтры обычно включают корпус, который содержит тело фильтра из пористого материала с глухими отверстиями, проходящими в тело фильтра из его противоположных сторон. В обычном режиме выхлопной газ входит в глухие отверстия с одной стороны тела фильтра и проходит через материал фильтра в глухие отверстия другой стороны, посредством чего твердые частицы, носимые выхлопным газом, удерживаются на поверхности и в порах тела фильтра.
Накопление твердых частиц увеличивает перепад давления поперек фильтра.
Когда перепад давления становится избыточным, это может вызвать растрескивание тела фильтра, делая фильтр неэффективным, или может нанести ущерб эффективности дизельного двигателя.
Для того чтобы избежать избыточного закупоривания фильтра, твердые частицы должны удаляться, когда критическое количество их накапливается в теле фильтра.
Данный процесс обычно относят к регенерации дизельного сажевого фильтра.
Обычно регенерация достигается нагреванием ДСФ до температуры, при которой накопленные твердые частицы сгорают, оставляя тело фильтра снова чистым.
Нагревание фильтра обеспечивается увеличением температуры выхлопных газов, входящих в ДСФ. Данное увеличение температуры (типично вплоть до 630°С) должно сохраняться в течение определенного времени (обычно 600 секунд) во всех возможных условиях езды (т.е. езда по городу, езда по шоссе и т.д.).
Увеличение температуры выхлопных газов получают специально предназначенной схемой многократного впрыска, с помощью которой некоторое количество топлива впрыскивают в камеру сгорания, после того как поршень прошел положение верхней мертвой точки (ВМТ), и топливо, которое было ранее впрыснуто, уже сгорело.
Такое поздно впрыснутое топливо может получить первое увеличение температуры благодаря сгоранию топлива внутри камеры сгорания, и второе увеличение температуры благодаря окислению топлива внутри катализатора (ДКО) линии вывода.
Более конкретно, первое увеличение температуры достигается одним впрыском топлива, которое обычно упоминают как послевпрыск.
Послевпрыск начинается до отверстия выпускных клапанов, и довольно близко от ВМТ, чтобы топливо сгорало практически полностью в камере сгорания.
Сгорание послевпрыснутого топлива производит горячие газы, которые впоследствии выпускаются из камеры сгорания и направляются линией вывода для прохода через ДСФ, посредством чего последний нагревается.
Второе увеличение температуры достигается одним или более впрысками топлива, которые обычно упоминают как поствпрыскивание.
Поствпрыскивания начинаются довольно далеко от ВМТ, чтобы топливо не сгорало в камере сгорания, обычно - после отверстия выпускных клапанов.
Следовательно, поствпрыснутое топливо выбрасывается из камеры сгорания несгоревшим, и направляется линией вывода в направлении дизельного катализатора окисления (ДКО).
Когда загрузка твердых частиц в ДСФ является высокой, после достижения соответствующей температуры регенерации горение каждой отдельной частицы создает дальнейшее тепло, которое достаточно эффективно передается соседней частице, вызывая также ее горение.
При уменьшении концентрации частиц в ДСФ данный тип передачи тепла становится менее эффективным. Это подразумевает, что в начале процесса регенерации температура внутри ДСФ быстро возрастает.
Если горение твердых частиц не контролируется, указанный рост температуры может быть быстрее и выше, чем необходимо и, в определенных условиях, может также повредить дизельный сажевый фильтр.
Количество кислорода в выхлопных газах на выходе ДКО оказывает влияние на горение частиц внутри ДСФ и, следовательно, является ключевым параметром в регулировании температурных градиентов внутри ДСФ в течение процесса регенерации.
Однако никакие контролирующие системы не являются реально доступными для измерения и контроля концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления, вероятно из-за того, что системы контроля, которые опираются на технологию обнаружения кислорода, имеют много недостатков.
В действительности, указанные системы контроля являются обычно удовлетворительными для управления установившимся режимом или медленно изменяющимися уровнями кислорода, но являются неудовлетворительными для управления быстро изменяющимися уровнями кислорода, которые могут обнаруживаться в некоторых точках внутри системы дизельного двигателя. Более того, известные технологии обнаружения кислорода в широком диапазоне подвергаются воздействию условий температуры и давления, так что они часто требуют соответствующей коррекции для получения точной информации о концентрации кислорода.
Кроме того, измерение кислородными сенсорами не является точным, когда данный сенсор (датчик) работает при высокой концентрации углеводородов в потоке выхлопного газа, как в случае условий регенерации ДСФ.
Одной задачей настоящего изобретения является оценка концентрации кислорода на выходе Дизельного Катализатора Окисления (ДКО) внутри систем дизельных двигателей.
Другой задачей настоящего изобретения является решение указанной выше задачи достаточно простым, рациональным и недорогим способом.
Данные задачи решаются за счет отличительных признаков настоящего изобретения, как указано в прилагаемой формуле изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения иллюстрируют предпочтительные и/или особенно преимущественные аспекты настоящего изобретения.
Согласно настоящему изобретению предлагается способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления внутри системы дизельного двигателя, который является эффективным даже в течение процесса регенерации ДСФ.
Система дизельного двигателя обычно включает, по меньшей мере, впускной коллектор, камеру сгорания, выпускной коллектор и дизельный катализатор окисления (ДКО), который расположен на линии вывода на входе в дизельный сажевый фильтр (ДСФ).
Заявленный способ включает:
- определение массового потока несгоревшего топлива, выпускаемого из камеры сгорания,
- определение массовой доли воздуха в выпускном коллекторе,
- оценку массовой доли воздуха на выходе дизельного катализатора окисления как функции массового потока несгоревшего топлива и массовой доли воздуха в выпускном коллекторе, и
- оценку концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления как функции оцененной массовой доли воздуха на выходе дизельного катализатора окисления.
Массовый поток несгоревшего топлива включает массовый поток поствпрыснутого топлива, которое впрыскивают в камеру сгорания в течение процесса регенерации Дизельного Сажевого Фильтра. Массовый поток несгоревшего топлива включает также часть массового потока послевпрыснутого топлива, которое впрыскивают в камеру сгорания в течение процесса регенерации дизельного сажевого фильтра, но которое не сгорает в камере сгорания.
Предпочтительно, чтобы два эмпирически определенных набора данных, коррелирующих массовый поток поствпрыснутого топлива и несгоревшую часть массового потока послевпрыснутого топлива ко множеству рабочих параметров двигателя, использовались для определения суммарного массового потока несгоревшего топлива.
Оценка массовой доли воздуха на выходе дизельного катализатора окисления включает оценку массового потока углеводородов, превращенных в дизельном катализаторе окисления процессом окисления указанного массового потока несгоревшего топлива в нем, предпочтительно при помощи:
- определения эффективности дизельного катализатора окисления,
- определения стехиометрического соотношения воздуха к топливу, и
- оценки массового потока углеводородов, превращенных в дизельном катализаторе окисления, как функции от массового потока несгоревшего топлива, эффективности дизельного катализатора окисления и стехиометрического соотношения топлива.
Предпочтительно, чтобы два эмпирически определенных набора данных, коррелирующих эффективность Дизельного Катализатора Окисления и стехиометрическое соотношение воздуха к топливу к множеству рабочих параметров двигателя, использовались для оценки массового потока углеводорода.
Согласно настоящему изобретению дополнительно создана система контроля для дизельного двигателя внутреннего сгорания.
Заявленная система контроля содержит:
- средства для обеспечения соответствующих измерений множества рабочих параметров двигателя,
- регулятор на основе микропроцессора для применения измерений рабочих параметров двигателя к программе в машинном коде, чтобы выполнить вышеуказанный способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления, и
- по меньшей мере, один исполнительный механизм, регулируемый в ответ на оцененную концентрацию кислорода на выходе Дизельного Катализатора Окисления.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один исполнительный механизм включал исполнительный механизм для регулирования рабочего параметра двигателя, который оказывает влияние на концентрацию кислорода на выходе Дизельного Катализатора Окисления, так чтобы система контроля была способна регулировать сгорание сажи в ДСФ в течение процесса регенерации.
Настоящее изобретение будет описано далее на примере его реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематическое изображение системы дизельного двигателя и регулятора работы двигателя в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - схематическое изображение модели, в которой система дизельного двигателя подразделяется на подсистемы двигателя;
Фиг. 3А-F - схематические изображения модели подсистемы впускного коллектора, модели подсистемы камеры сгорания, модели подсистемы выпускного коллектора, модели подсистемы EGR устройства, модели подсистемы устройство турбокомпрессора и модели подсистемы дизельного катализатора окисления, соответственно.
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения относится к системе дизельного двигателя с турбонаддувом, которая в целом обозначена на фиг. 1 ссылочной позицией 1.
Система 1 дизельного двигателя включает двигатель 2, имеющий впускной коллектор 3 и выпускной коллектор 4, каждый из которых включает множество бегунков, соответствующих по номеру, номеру отдельного цилиндра двигателя 2.
Впускной коллектор 3 расположен в конце линии 30 ввода, в то время как выпускной коллектор 4 расположен в начале линии 40 вывода.
Линия 30 ввода включает входной канал 31 для аспирации воздуха в основном при атмосферном давлении. На выходе канала 31 на линии 30 ввода расположен хорошо известный турбокомпрессор 5 для сжатия потока воздуха и для подачи его в промежуточный охладитель 32. Далее по потоку линия 30 ввода включает входной дроссельный клапан 33, который электрически регулируется для варьирования входного сужения сечения.
Выхлопные газы вытесняются из отдельных цилиндров двигателя 2 в соответствующее множество бегунков и в выпускной коллектор 4.
Линия 40 вывода направляет выхлопные газы из выпускного коллектора 4 для движения турбины турбокомпрессора 5 и после этого в атмосферу через выходной канал 41.
Между турбокомпрессором 5 и выходным каналом 41 линия 40 вывода включает дизельный катализатор 6 окисления (ДКО), обеспеченный для снижения остаточных углеводородов и оксидов углерода, которые получаются при сгорании топлива внутри двигателя 2 и которые содержатся в потоке выхлопного газа.
На выходе дизельного катализатора 6 окисления в линии 40 вывода расположен дизельный сажевый фильтр 7 (ДСФ) для улавливания и удаления дизельных твердых частиц (сажи) из потока выхлопного газа перед тем, как он достигнет выходного канала 41.
Между выпускным коллектором 4 и турбокомпрессором 5 существует линия 8 рециркуляции выхлопного газа, с помощью которой часть потока выхлопного газа направляется в линию 30 ввода на выходе дроссельного клапана 33, где он смешивается со свежим входящим потоком воздуха, чтобы создать загрузку газовой смеси, засасываемую цилиндром.
Линия 8 рециркуляции снабжена традиционным газоохладителем 80 и клапаном 81 рециркуляции выхлопного газа (EGR), который электрически регулируется для изменения площади отверстия клапана и таким образом часть потока выхлопного газа направляется в линию 30 ввода.
Составной частью системы 1 дизельного двигателя является система контроля, которая включает средства обнаружения для обеспечения соответствующих измерений множества рабочих параметров двигателя, и регулятор 9 на основе микропроцессора (ЕСМ), включающий программу в машинном коде для использования измерений рабочего параметра двигателя для программы управления двигателем.
В соответствии со способом по настоящему изобретению, система 1 дизельного двигателя подразделяется на объединенные подсистемы, вводя системную модель 100, показанную на фиг. 2.
Системная модель 100 включает подсистемные модели впускного коллектора 300, камер 200 сгорания, выпускного коллектора 400, устройства 800 рециркуляции выхлопного газа, устройства 500 турбокомпрессора и дизельного катализатора 600 окисления.
Взаимосвязи между различными подсистемными моделями показаны твердыми линиями и относятся к различным модельным взаимодействиям и взаимозависимостям модельных параметров, относящихся к подсистемным массовым потокам.
Специфические подсистемные модели, относящиеся к разделенной на квадраты системе 100 двигателя, отдельно представлены на Фиг. 3А-F.
Для каждой отдельной подсистемной модели соответствующий чертеж иллюстрирует вдоль левой стороны модельного блока множество входных сигналов модели, и вдоль верхней стороны модельного блока - множество выходных сигналов модели.
Выходные сигналы модели обеспечивают входные сигналы для других подсистемных моделей, как станет понятно при дополнительном описании и ссылке на дополнительные чертежи.
Там, где нет специфических условий, параметры, постоянные и другие количества, используемые данными моделями, должны считаться сохраняющимися в ЕСМ или определяемыми ЕСМ в соответствии с программой управления двигателем.
Модель 300 впускного коллектора иллюстрируется на фиг. 3А. Важные входные сигналы модели обозначаются как массовые потоки во впускной коллектор, включая поток EGR
Figure 00000001
и приток свежего воздуха
Figure 00000002
, и массовый поток
Figure 00000003
из впускного коллектора в камеру сгорания. В настоящем примере приток свежего воздуха
Figure 00000002
представляет собой массовый поток, нагнетенный турбокомпрессором. Следующие алгебраические и дифференциальные моделирующие уравнения описывают впускной коллектор:
Figure 00000004
где
m im = оценка массы во впускном коллекторе,
Figure 00000002
= поток воздуха через дроссельный клапан,
Figure 00000001
= массовый поток через EGR клапан,
Figure 00000003
= массовый поток в камеры сгорания,
P im = оцененное давление во впускном коллекторе,
R im = газовая постоянная во впускном коллекторе,
Figure 00000005
= удельная теплоемкость при постоянном объеме во впускном коллекторе,
V im = объем впускного коллектора,
T thr,down = температура на выходе дроссельного клапана,
T egr,down = температура на выходе EGR клапана,
Figure 00000006
= удельная теплоемкость при постоянном давлении у EGR клапана,
T im = оцененная температура во впускном коллекторе,
Figure 00000007
= удельная теплоемкость при постоянном давлении во впускном коллекторе,
Figure 00000008
= удельная теплоемкость при постоянном давлении у дроссельного клапана.
Уравнение (1) описывает сохранение массы во впускном коллекторе, уравнение (2) описывает сохранение энергии во впускном коллекторе, а уравнение (3) описывает закон идеального газа.
Теперь принимают, что динамика дроссельного клапана является лимитирующей, и, следовательно, почти соответствует стационарному режиму. Следовательно, массовый поток через дроссель
Figure 00000002
получается в настоящем варианте осуществления из обычного датчика массового расхода воздуха (MAF) 34, который расположен на линии 30 ввода между входным каналом 31 и турбокомпрессором 5 и который связан с ЕСМ. То же самое динамическое приближение дроссельного клапана позволяет задать температуру на выходе дроссельного клапана T thr,down к температуре на выходе промежуточного охладителя, которая может определяться ЕСМ как функция множества рабочих параметров промежуточного охладителя 32.
В настоящем варианте осуществления величины
Figure 00000001
и T egr,down, которые представляют собой массовый поток воздуха в EGR и температуру на выходе EGR клапана, обеспечиваются моделью 800 EGR устройства. Величина
Figure 00000003
, которая представляет собой массовый поток в цилиндр, обеспечивается моделью 200 камеры сгорания.
Впускной коллектор более детально описывается в соответствии с массовыми долями воздуха, как описано в следующих алгебраических и дифференциальных моделирующих уравнениях:
Figure 00000009
где
Figure 00000010
= оценка массы воздуха во впускном коллекторе,
Figure 00000011
= оценка доли воздуха во впускном коллекторе,
Figure 00000012
= оценка доли воздуха в выпускном коллекторе.
Уравнение (4) описывает сохранение массы во впускном коллекторе, и уравнение (5) описывает долю оцененного воздуха во впускном коллекторе.
Величина
Figure 00000013
которая представляет собой оценку доли воздуха в выпускном коллекторе, обеспечивается моделью 200 выпускного коллектора.
Модель 200 камер сгорания иллюстрируется на фиг. 3В. Камеры сгорания являются насосными устройствами для осуществления массового потока путем сгорания, получаемого в них. Важный входной сигнал модели идентифицируется как массовый поток впрыснутого топлива
Figure 00000014
. Модель 200 камеры сгорания использует также температурный входной сигнал, связанный с впускным коллектором, давления, связанные с впускным и выпускным коллекторами, и расчет времени горения в описании массовых потоков впускного и выпускного каналов.
Следующие моделирующие уравнения описывают камеры сгорания:
Figure 00000015
где
m 0 = масса через входные клапаны в цилиндр,
η vol = объемная производительность цилиндра,
P im = оцененное давление во впускном коллекторе,
T im = оцененная температура во впускном коллекторе,
V eng = рабочий объем цилиндров двигателя,
N cyl = число цилиндров,
N eng = скорость двигателя в об/мин,
Figure 00000016
= выходящий массовый поток из камер сгорания,
Figure 00000014
= массовый поток впрыснутого топлива в камеры сгорания,
t = время,
τ comb = представляет собой задержку цикла сгорания.
Скорость потока топлива
Figure 00000014
обеспечивается ЕСМ в соответствии с программой управления двигателем. Объемная производительность η vol определяется ЕСМ, используя эмпирически определенный набор данных или карту, которая коррелирует объемную производительность с множеством рабочих параметров двигателя.
Следует отметить, что моделирующее уравнение для выходящего массового потока
Figure 00000016
дополнительно принимает во внимание перенос горения или задержку цикла, представленную в модельном уравнении (8) временным членом ( t-τ comb), который обеспечивается ЕСМ.
Модель 400 выпускного коллектора иллюстрируется на Фиг. 3С. Важные массовые потоки идентифицируются как потоки в выпускной коллектор из камеры сгорания
Figure 00000016
и потоки из выпускного коллектора, включающие EGR поток
Figure 00000001
и остаток, выпускаемый в атмосферу. В настоящем примере остаток, выпускаемый в атмосферу, представляет собой массовый поток турбины турбокомпрессора
Figure 00000017
, используемый для приведения в движение турбокомпрессора.
Данная модель использует также температурные входные сигналы в описании температуры и давления, связанного с газовой массой выпускного коллектора.
Следующие алгебраические и дифференциальные моделирующие уравнения описывают выпускной коллектор:
Figure 00000018
где
m em = оценка массы в выпускном коллекторе,
Figure 00000017
= массовый поток турбины турбокомпрессора,
Figure 00000001
= массовый поток воздуха в EGR,
Figure 00000016
= выходящий массовый поток из камер сгорания,
P em = оцененное давление в выпускном коллекторе,
R em = газовая постоянная в выпускном коллекторе,
Figure 00000019
= удельная теплоемкость при постоянном объеме в выпускном коллекторе,
V em = объем выпускного коллектора,
Figure 00000001
= оцененная температура у выпускного канала,
T em = оцененная температура в выпускном коллекторе,
Figure 00000020
= удельная теплоемкость при постоянном давлении у выпускного канала,
Figure 00000021
= удельная теплоемкость при постоянном давлении в выпускном коллекторе,
Figure 00000022
= скорость потери тепла выпускного коллектора,
h tem = коэффициент теплопередачи для выпускного коллектора
A em = площадь теплопередачи для выпускного коллектора,
T amb = температура окружающей среды,
T ex = температура у выпускного канала.
Уравнение (10) описывает сохранение массы воздуха в выпускном коллекторе, уравнение (11) описывает сохранение энергии в выпускном коллекторе, уравнение (12) описывает скорость потери тепла выпускного коллектора и уравнение (13) описывает закон идеального газа.
Температура окружающей среды T amb предпочтительно обеспечивается традиционным датчиком температуры, приспособленным к обеспечению измерения температуры внешнего воздуха и связанным с ЕСМ. В настоящем варианте осуществления величина
Figure 00000001
, которая представляет собой массовый поток воздуха в EGR из выпускного коллектора, обеспечивается моделью 800 EGR устройства. Величина
Figure 00000017
, которая представляет собой массовый поток турбины турбокомпрессора, обеспечивается моделью 500 устройства турбокомпрессора. Температура у выпускного коллектора T ex предпочтительно обеспечивается в сохраненном наборе данных или в карте внутри устройства управления двигателем, которое коррелирует температуру у выпускного канала с множеством рабочих параметров двигателя.
Выпускной коллектор более детально описывается в соответствии с массовыми долями выпускаемого воздуха, как описано в следующем моделирующем уравнении:
Figure 00000023
где
Figure 00000024
= оценка доли воздуха в выпускном коллекторе,
m 0 = масса через входные клапаны в камеру сгорания,
Figure 00000011
= оценка доли воздуха во впускном коллекторе,
(A/F) st = стехиометрическое соотношение воздуха к топливу,
m f = масса топлива, впрыснутого в камеру сгорания.
Стехиометрическое соотношение воздуха к топливу (A/F) st обеспечивается ЕСМ. Масса впрыснутого топлива m f обеспечивается ЕСМ в соответствии с программой управления двигателем.
Модель 800 EGR устройства проиллюстрирована на Фиг. 3D. EGR клапан 81 представляет собой контролируемое ограничивающее устройство для влияния на массовый поток, а охладитель 80 представляет собой устройство теплопередачи для удаления тепла из массового потока. Модель 800 EGR устройства использует давления, связанные с впускным и выпускным коллекторами, температурный входной сигнал, связанный с газами выпускного коллектора, в описании температуры, связанной с EGR в направлении впускного коллектора и массовых потоков EGR во впускной коллектор. Следующие моделирующие уравнения описывают EGR и охладитель:
Figure 00000025
где
Figure 00000001
= массовый поток через EGR клапан,
C d = коэффициент расхода EGR клапана,
A egr = геометрическая площадь отверстия EGR клапана,
χ egr = положение EGR клапана,
P em = оцененное давление в выпускном коллекторе,
R egr,up = газовая постоянная на входе EGR клапана,
T egr,up = температура на входе EGR клапана или у выхода охладителя,
ϕ = эффект отношения давления в уравнении сжимаемого потока,
ϒ egr,up = отношение удельных теплоемкостей для потока на входе EGR,
T egr,down = температура на выходе EGR клапана,
F egr = представляет собой функцию, которая моделирует температуру на выходе EGR.
Функция F egr осуществляется в ЕСМ, в то время как T egr,up определяется ЕСМ как функция от температуры хладагента двигателя, эффективности хладагента EGR и оцененной температуры в выпускном коллекторе T em. Положение EGR клапана χ egr измеряют датчиком, который связан с ЕСМ.
Модель 500 устройства турбокомпрессора проиллюстрирована на фиг. 3Е. Турбокомпрессор является насосным устройством для осуществления массового потока в виде действия сил выхлопного газа на комбинацию турбина/компрессор, и промежуточный охладитель считают устройством теплопередачи для удаления тепла от массового потока. Турбокомпрессор 29 приспособлен для обеспечения регулируемого повышения давления для заданного выходного потока в соответствии с хорошо известной изменяемой геометрией лопастей или изменяемой геометрией форсунки, обычно упоминаемый как турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) и турбокомпрессор с изменяемой форсункой (VNT), соответственно. Дальнейшая ссылка на турбокомпрессор связана с VNT и с особым вариантом осуществления настоящего изобретения, использующим турбокомпрессор с изменяемой форсункой. В осуществлении на практике настоящего изобретения могут быть использованы другие технологии повышения давления. Следующие моделирующие уравнения описывают устройство турбокомпрессора:
Figure 00000026
где
Figure 00000017
= массовый поток турбины турбокомпрессора,
F turbflow = представляет собой трехмерную карту, моделирующую массовый поток турбины,
ϖ shaft = частота вращения вала турбокомпрессора,
P em = оцененное давление выпускного коллектора,
P amb = давление окружающей среды,
VNT pos = представляет собой положение клапана VNT.
Давление окружающей среды P amb обеспечивается барометрическим датчиком давления (BARO), связанным с ЕСМ. Трехмерная карта, моделирующая массовый поток турбины F turbflow, предпочтительно обеспечивается в сохраненных наборах данных внутри устройства управления двигателем, и создана с использованием эмпирически определенных данных из гидравлических испытаний турбокомпрессора на стенде. Частота вращения вала турбокомпрессора ϖ shaft и положение клапана VNT VNT pos измеряют соответствующими датчиками, которые связаны с ЕСМ.
Модель 600 дизельного катализатора окисления проиллюстрирована на Фиг. 3F. Модель 600 дизельного катализатора окисления характеризуется значительными массовыми потоками внутрь и изнутри катализатора. Важные модельные входные сигналы идентифицируют как оценку доли воздуха в выпускном коллекторе
Figure 00000024
и как массовый поток несгоревшего топлива, исходящий из камер сгорания, включая массовый поток поствпрыснутого топлива
Figure 00000027
и часть массового потока послевпрыснутого топлива
Figure 00000028
, которое не сгорает в камерах сгорания. Данная модель также использует остаток, выбрасываемый в атмосферу, который, в настоящем примере, представляет собой массовый поток через турбину турбокомпрессора
Figure 00000017
. Следующие алгебраические моделирующие уравнения описывают модель дизельного катализатора 6 окисления:
Figure 00000029
где
Figure 00000030
= оценка доли воздуха на выходе ДКО и на входе ДСФ,
Figure 00000024
= оценка доли воздуха в выпускном коллекторе,
Figure 00000031
= оценка массового потока углеводородов, превращенных процессом окисления в Дизельном Катализаторе Окисления,
Figure 00000017
= массовый поток через турбину турбокомпрессора,
Figure 00000027
= массовый поток поствпрыснутого топлива в камеры сгорания,
Figure 00000028
= часть массового потока послевпрыснутого топлива, которая не сгорает в камерах сгорания и окисляется в ДКО,
(A/F) st = стехиометрическое соотношение воздуха к топливу,
η DCO = эффективность ДКО.
Доля воздуха в выпускном коллекторе
Figure 00000024
может быть оценена с использованием уравнения (13):
Figure 00000032
,
которое описывает массовые фракции выпущенного воздуха в выпускном коллекторе.
Массовый поток через турбину турбокомпрессора
Figure 00000017
может быть определен с использованием трехмерной карты F turbflow, моделирующей массовый поток турбины в соответствии с уравнением (16):
Figure 00000033
Альтернативно, массовый поток через турбину турбокомпрессора
Figure 00000017
может быть оценен с использованием уравнения (9), которое описывает сохранение массы воздуха в выпускном коллекторе:
Figure 00000034
,
при условии, что масса в выпускном коллекторе m em может быть оценена или измерена другим способом.
Стехиометрическое соотношение воздуха к топливу (A/F) st обеспечивается ЕСМ. Эффективность ДКО η DCO определяется ЕСМ с использованием эмпирически определенного набора данных или карты, которая коррелирует эффективность ДКО с множеством рабочих параметров двигателя.
Массовый поток поствпрыснутого топлива
Figure 00000027
определяется ЕСМ с использованием эмпирически определенного набора данных или карты внутри устройства управления двигателем, которая коррелирует массовый поток поствпрыснутого топлива со множеством рабочих параметров двигателя.
Часть массового потока послевпрыснутого топлива, которая не сгорает в камере сгорания
Figure 00000028
, определяется ЕСМ в соответствии с программой управления двигателем.
Фактически, ЕСМ обычно обеспечивается эмпирически определенным набором данных, который коррелирует процент массового потока послевпрыснутого топлива, которое не сгорает в камере сгорания, с множеством рабочих параметров двигателя.
Концентрация кислорода на выходе ДКО и на входе в ДСФ может быть просто определена как функция массовой доли воздуха в той точке в соответствии со следующим уравнением:
Figure 00000035
,
где
[O 2 ] = объемная концентрация кислорода,
Figure 00000036
= молекулярная масса азота,
Figure 00000037
= молекулярная масса кислорода.
Экспериментальные испытания доказали, что метод оценки в соответствии с уравнениями (17) и (19) обеспечивает легкую и точную оценку кислорода на выходе ДКО, даже в течение процесса регенерации ДСФ, поскольку как поствпрыснутое топливо, так и ″несгоревшая″ часть послевпрыснутого топлива принимаются во внимание.
Концентрация кислорода на выходе ДКО является важным параметром в регулировании температурных градиентов в ДСФ, особенно в течение процесса регенерации.
Фактически, такое количество кислорода оказывает влияние на количество частиц (сажи), которое сгорает в ДСФ.
Регулирование количества кислорода на выходе ДКО является, следовательно, полезным во избежание высоких температурных градиентов внутри ДСФ в процессе сгорания сажи, особенно в начале процесса регенерации, когда температура внутри ДСФ быстро возрастает вследствие тепла, вырабатываемого сгоранием частиц.
По этой причине, настоящее изобретение обеспечивает систему контроля для дизельного двигателя внутреннего сгорания, которая включает набор машинных команд, сохраненный в долговременной памяти ЕСМ, для осуществления способа оценки концентраций кислорода на выходе ДКО в соответствии с уравнениями (17) и (19), и, по меньшей мере, один исполнительный механизм, который контролируется ЕСМ в ответ на указанную оцененную концентрацию кислорода на выходе Дизельного Катализатора Окисления.
Более конкретно, ЕСМ использует рабочий параметр двигателя и все другие включенные величины в машинный код для оценки концентрации кислорода на выходе ДКО, особенно в течение процесса регенерации ДСФ, и затем управляет таким исполнительным механизмом в ответ на оценку кислорода.
Предпочтительно, чтобы исполнительный механизм был удобным для управления рабочим параметром двигателя, который оказывает влияние на концентрацию кислорода на выходе Дизельного Катализатора Окисления, для того чтобы включить контрольную систему для управления сгоранием частиц сажи в ДСФ, в течение процесса регенерации.
Например, исполнительный механизм может быть исполнительным механизмом дроссельного клапана, приспособленным для регулирования массового потока входящего воздуха, или исполнительным механизмом EGR клапана, приспособленным для регулирования массового потока через EGR клапан.
Альтернативно, такой исполнительный механизм может быть приспособлен для регулирования начала постинжекции или количества поствпрыснутого топлива или может быть приспособлен для регулирования начала послевпрыска или количества послевпрыснутого топлива.
Система контроля в соответствии с настоящим изобретением доказала свою полезность для устранения высоких температурных градиентов внутри ДСФ в процессе сгорания сажи.
Несмотря на то что настоящее изобретение было описано, принимая во внимание определенные предпочтительные варианты осуществления и особые применения, следует понимать, что описание, изложенное здесь выше, следует принимать в качестве примера, а не в качестве ограничения. Специалисты в данной области техники распознают различные модификации к особым вариантам осуществления, находящиеся в пределах содержания приложенных пунктов формулы изобретения. Следовательно, подразумевается, что настоящее изобретение не ограничивается изложенными вариантами осуществления, но что оно имеет полное содержание, разрешенное формулировкой следующих пунктов формулы изобретения.

Claims (15)

1. Способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора (6) окисления внутри системы (1) дизельного двигателя, содержащей, по меньшей мере, впускной коллектор (3), камеру сгорания, выпускной коллектор (4), линию (40) вывода для направления выхлопных газов из выпускного коллектора (4) в атмосферу и дизельный катализатор (6) окисления, расположенный на линии (40) вывода на входе в дизельный сажевый фильтр (7), при котором:
определяют массовый поток несгоревшего топлива (
Figure 00000027
,
Figure 00000028
), выпущенный из камеры сгорания,
определяют массовую долю воздуха
Figure 00000038
в выпускном коллекторе (4),
осуществляют оценку массовой доли воздуха ( f airДСФ) на выходе дизельного катализатора (6) окисления как функции массового потока несгоревшего топлива (
Figure 00000027
,
Figure 00000028
) и массовой доли воздуха
Figure 00000038
в выпускном коллекторе (4), и
осуществляют оценку концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора (6) окисления как функции от оцененной массовой доли воздуха ( f airДСФ) на выходе дизельного катализатора (6) окисления.
2. Способ по п.1, при котором определение массового потока несгоревшего топлива включает определение потока массы пост-впрыснутого топлива (
Figure 00000027
), которое впрыскивают в камеру сгорания в процессе регенерации дизельного сажевого фильтра (7).
3. Способ по п.2, при котором массовый поток пост-впрыснутого топлива (
Figure 00000027
) определяют из эмпирически определенного набора данных, коррелирующего массовый поток пост-впрыснутого топлива (
Figure 00000027
) с множеством рабочих параметров двигателя.
4. Способ по п.1 или 2, при котором определение массового потока несгоревшего топлива в выпускном коллекторе включает определение части массового потока послевпрыснутого топлива (
Figure 00000028
), которое впрыскивают в камеру сгорания в процессе регенерации дизельного сажевого фильтра (7), но которое не сгорает в камере сгорания.
5. Способ по п.4, при котором несгоревшую часть массового потока послевпрыснутого топлива (
Figure 00000028
) определяют из эмпирически определенного набора данных, коррелирующего несгоревшую часть массового потока послевпрыснутого топлива (
Figure 00000028
) с множеством рабочих параметров двигателя.
6. Способ по п.1, при котором оценка массовой доли воздуха ( f airДСФ) на выходе дизельного катализатора (6) окисления включает оценку массового потока углеводородов (
Figure 00000031
), превращенных в дизельном катализаторе (6) окисления процессом окисления массового потока несгоревшего топлива (
Figure 00000027
,
Figure 00000028
) в нем.
7. Способ по п.6, при котором оценка массового потока углеводородов (
Figure 00000031
), превращенных в дизельном катализаторе (6) окисления включает:
определение эффективности дизельного катализатора окисления ( η ДКО),
определение стехиометрического соотношения воздуха к топливу,
оценку массового потока углеводородов (
Figure 00000031
), превращенных в дизельном катализаторе (6) окисления, как функции от массового потока несгоревшего топлива (
Figure 00000027
,
Figure 00000028
), эффективности дизельного катализатора окисления ( η ДКО) и стехиометрического соотношения воздуха к топливу.
8. Способ по п.7, при котором эффективность дизельного катализатора окисления ( η ДКО) и стехиометрическое соотношение воздуха к топливу определяют из соответствующих эмпирически определенных наборов данных, которые соответственно коррелируют эффективность дизельного катализатора окисления ( η ДКО) и стехиометрическое соотношение воздуха к топливу с множеством рабочих параметров двигателя.
9. Способ по п.1, при котором определение массовой доли воздуха
Figure 00000038
в выпускном коллекторе (4) включает:
определение массы ( m 0) через входные клапаны в камеру сгорания,
определение доли воздуха
Figure 00000039
во впускном коллекторе (3),
определение массы топлива ( m f), впрыснутого в камеру сгорания,
определение стехиометрического соотношения воздуха к топливу,
оценку массовой доли воздуха
Figure 00000038
в выпускном коллекторе (4) как функции определенной массы ( m 0) через входные клапаны в камеру сгорания, доли воздуха
Figure 00000039
во впускном коллекторе (3), массы топлива ( m f), впрыснутого в камеру сгорания, и стехиометрического соотношения воздуха к топливу.
10. Система контроля для системы (1) дизельного двигателя, содержащей, по меньшей мере, впускной коллектор (3), камеру сгорания, выпускной коллектор (4), линию (40) вывода для направления выхлопных газов из выпускного коллектора (4) в атмосферу, и дизельный катализатор (6) окисления, расположенный на линии (40) вывода на входе в дизельный сажевый фильтр (7), причем система контроля содержит:
средства для обеспечения соответствующих измерений множества рабочих параметров двигателя,
регулятор на основе микропроцессора (9), включающий машинный код, для выполнения способа по любому из предшествующих пунктов, используя указанные измерения рабочего параметра двигателя в качестве входных сигналов, и,
по меньшей мере, один исполнительный механизм, регулируемый в ответ на оцененную концентрацию кислорода на выходе дизельного катализатора (6) окисления.
11. Система по п.10, в которой, по меньшей мере, один исполнительный механизм включает в себя исполнительный механизм для регулирования рабочего параметра двигателя, который оказывает влияние на концентрацию кислорода на выходе дизельного катализатора (6) окисления.
12. Система по п.10, в которой, по меньшей мере, один исполнительный механизм включает в себя исполнительный механизм дроссельного клапана (33).
13. Система по п.10, в которой двигатель внутреннего сгорания дополнительно включает в себя устройство (8, 80, 81) рециркуляции выхлопного газа для изменяющейся рециркуляции выхлопных газов из выпускного коллектора (4) во впускной коллектор (3), причем, по меньшей мере, один исполнительный механизм включает в себя исполнительный механизм клапана (81) рециркуляции выхлопного газа.
14. Система по п.10, в которой, по меньшей мере, один исполнительный механизм выполнен с возможностью регулирования начала пост-впрыскивания или количества пост-впрыснутого топлива.
15. Система по п.10, в которой, по меньшей мере, один исполнительный механизм выполнен с возможностью регулирования начала послевпрыскивания или количества послевпрыснутого топлива.
RU2010134531/06A 2009-08-19 2010-08-18 Способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления RU2529297C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0914495.7 2009-08-19
GB0914495.7A GB2472815B (en) 2009-08-19 2009-08-19 Method of estimating oxygen concentration downstream a diesel oxidation catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010134531A RU2010134531A (ru) 2012-02-27
RU2529297C2 true RU2529297C2 (ru) 2014-09-27

Family

ID=41171612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010134531/06A RU2529297C2 (ru) 2009-08-19 2010-08-18 Способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8489308B2 (ru)
CN (1) CN101995370A (ru)
GB (1) GB2472815B (ru)
RU (1) RU2529297C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675182C2 (ru) * 2014-02-27 2018-12-17 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Выхлопная система, содержащая катализатор n2o в цвг контуре
RU2694999C2 (ru) * 2014-10-27 2019-07-18 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты ) и система регулирования состава топливовоздушной смеси и выявление разбалансировки цилиндров

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8215294B2 (en) * 2010-01-06 2012-07-10 GM Global Technology Operations LLC Method and system for controlling an engine during diesel particulate filter regeneration warm-up
JP2012241522A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Denso Corp 排気浄化制御装置
CN104169552B (zh) * 2012-03-14 2016-09-14 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 用未燃烧的碳氢化合物加浓排气的方法
US9003776B2 (en) * 2012-07-30 2015-04-14 Ford Global Technologies, Llc Method for regenerating an exhaust after treatment device
CN104956053B (zh) * 2013-01-29 2020-07-24 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
DE202014005189U1 (de) * 2014-06-21 2015-09-23 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Computerprogramm zur Steuerung einer Sauerstoffkonzentration
JP6319255B2 (ja) * 2015-09-30 2018-05-09 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
WO2020044315A1 (en) * 2018-08-30 2020-03-05 University Of Kansas Advanced prediction model for soot oxidation
DE102018218051A1 (de) * 2018-10-22 2020-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines eine erste Abgasreinigungskomponente und eine zweite Abgasreinigungskomponente aufweisenden Verbrennungsmotors
WO2022105900A1 (zh) * 2020-11-21 2022-05-27 山东鸣川汽车集团有限公司 一种检测装置
CN115045743A (zh) * 2022-04-27 2022-09-13 东风柳州汽车有限公司 基于gpf的氧流量计算方法、装置、设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0544433A (ja) * 1991-08-15 1993-02-23 Nissan Motor Co Ltd デイーゼル機関の排気浄化装置
DE10333337A1 (de) * 2003-06-30 2005-02-24 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Katalysatorsystems
DE60112672T2 (de) * 2000-02-22 2006-06-08 Institut Français du Pétrole, Rueil-Malmaison Kontrolle der verbrennung bei der regeneration eines partikelfilters
DE102006018594A1 (de) * 2005-04-22 2007-02-01 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Schätzeinrichtung für angesaugten Sauerstoff für Brennkraftmaschinen

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2711880C2 (de) * 1977-03-18 1985-01-17 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Polarographischer Meßfühler zum Messen der Sauerstoffkonzentration und Verfahren zu seiner Herstellung
US5363832A (en) * 1992-05-14 1994-11-15 Nippondenso Co., Ltd. Fuel vapor purging control system with air/fuel ratio compensating system for internal combustion engine
JP3128945B2 (ja) * 1992-05-14 2001-01-29 株式会社デンソー 内燃機関の蒸発燃料制御装置
JPH08326578A (ja) 1995-05-31 1996-12-10 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの燃焼制御装置
FR2815670B1 (fr) 2000-10-25 2003-05-16 Inst Francais Du Petrole Procede et systeme pour controler la temperature de regeneration d'un filtre a particules place a l'echappement d'un moteur thermique
JP3972599B2 (ja) * 2001-04-27 2007-09-05 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
US6857263B2 (en) * 2002-08-08 2005-02-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Low emission diesel combustion system with low charge-air oxygen concentration levels and high fuel injection pressures
US7281369B2 (en) * 2004-02-27 2007-10-16 Nissan Motor Co., Ltd. Deterioration diagnosis of diesel particulate filter
ATE369486T1 (de) * 2004-12-18 2007-08-15 Haldor Topsoe As Verfahren zur regelung der zugabe eines reduktionsmittels in das abgas einer brennkraftmaschine
DE102005041662A1 (de) 2005-09-02 2007-03-08 Robert Bosch Gmbh Sensorelement für einen Messfühler zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen
DE102006016894A1 (de) * 2006-04-11 2007-10-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit und Testvorrichtung zum Testen einer Antriebseinheit
JP4844467B2 (ja) * 2007-05-07 2011-12-28 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8191516B2 (en) * 2009-03-09 2012-06-05 GM Global Technology Operations LLC Delayed exhaust engine cycle
US8733298B2 (en) * 2010-08-04 2014-05-27 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for operating a compression ignition engine
DE102010046491B4 (de) * 2010-09-24 2022-05-05 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zum Bestimmen einer Schadstoffemission im Brennraum eines Dieselmotors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0544433A (ja) * 1991-08-15 1993-02-23 Nissan Motor Co Ltd デイーゼル機関の排気浄化装置
DE60112672T2 (de) * 2000-02-22 2006-06-08 Institut Français du Pétrole, Rueil-Malmaison Kontrolle der verbrennung bei der regeneration eines partikelfilters
DE10333337A1 (de) * 2003-06-30 2005-02-24 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Katalysatorsystems
DE102006018594A1 (de) * 2005-04-22 2007-02-01 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Schätzeinrichtung für angesaugten Sauerstoff für Brennkraftmaschinen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675182C2 (ru) * 2014-02-27 2018-12-17 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Выхлопная система, содержащая катализатор n2o в цвг контуре
RU2694999C2 (ru) * 2014-10-27 2019-07-18 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты ) и система регулирования состава топливовоздушной смеси и выявление разбалансировки цилиндров

Also Published As

Publication number Publication date
GB2472815A (en) 2011-02-23
GB2472815B (en) 2013-07-31
CN101995370A (zh) 2011-03-30
US8489308B2 (en) 2013-07-16
US20110041476A1 (en) 2011-02-24
RU2010134531A (ru) 2012-02-27
GB0914495D0 (en) 2009-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2529297C2 (ru) Способ оценки концентрации кислорода на выходе дизельного катализатора окисления
JP4120524B2 (ja) エンジンの制御装置
KR100611550B1 (ko) 내연기관용 egr 제어 장치 및 방법
EP1416139A2 (en) EGR-gas temperature estimation apparatus for internal combustion engine
JP6146192B2 (ja) 診断装置
RU2730216C2 (ru) Способ работы двигателя в сборе
JP2009510327A (ja) ディーゼルエンジン向け状態オブザーバにおけるセンサの使用
CN104234798B (zh) 用于在推力切断之后根据负载减少燃料消耗的方法
US7353648B2 (en) Robust EGR control for counteracting exhaust back-pressure fluctuation attributable to soot accumulation in a diesel particulate filter
FR3042819A1 (fr) Procede d'estimation du debit de gaz d'echappement recircules a travers une vanne
KR20140059239A (ko) 엔진 실린더 압력으로부터 추정된 산소 농도에 반응하여 이루어지는 엔진 시스템 제어
EP1722088B1 (en) Exhaust gas treatment system for internal combustion engine
JP5935813B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN101113696B (zh) 用于稳定排放的引擎背压补偿系统
JP2009203918A (ja) ガソリンエンジンの運転制御方法
JP2017150372A (ja) オイル希釈量判定方法
JP2006316743A (ja) 内燃機関の排気処理装置
KR101091634B1 (ko) 디젤엔진의 저압 이지알 제어방법
JP4744529B2 (ja) 自動車の微粒子フィルタに存在する微粒子の量を推定する装置
JP2006242072A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4415739B2 (ja) エンジン排気微粒子の捕集量検出装置
KR102452681B1 (ko) 엔진의 소기 제어 시의 배기 가스 저감 방법
JP2008525702A (ja) 濃度１のディーゼル・エンジンを制御するための方法および装置
WO2004031548A1 (ja) ディ−ゼルエンジンにおけるｐｍ連続再生装置並びにその方法
JP7471198B2 (ja) 排ガス浄化システムおよび排ガス浄化装置の再生方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170819