[發(fā)明專利]用于再生微粒過(guò)濾器的方法及機(jī)動(dòng)車輛

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110071807.0
• 申請(qǐng)日: 2011-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN102213130A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈維爾·卡斯泰蘭諾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F01N11/00
• 分類號(hào): F01N11/00;F01N3/023
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛，尤其涉及用于再生安裝至機(jī)動(dòng)車輛的柴油微粒過(guò)濾器的方法及實(shí)施該方法的機(jī)動(dòng)車輛。

背景技術(shù)

微粒過(guò)濾器(柴油微粒過(guò)濾器，DPF)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī))的排氣系統(tǒng)中以捕集并去除主要由碳基材料形成的微粒物質(zhì)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣穿過(guò)DPF，微粒被捕集在過(guò)濾器內(nèi)并且隨時(shí)間聚積。這種聚積導(dǎo)致流穿過(guò)DPF的排氣的阻力增加，并且從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓。背壓的增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)具有不利的影響，特別是對(duì)燃料消耗。為了將背壓減小至可接受程度，通過(guò)燃燒掉聚積的微粒(其大部分可燃燒)周期性地再生DPF。

出于多個(gè)原因，應(yīng)當(dāng)僅在需要時(shí)再生DPF。

首先，DPF的過(guò)濾效率隨著微粒負(fù)荷的增大而增加。

其次，為了實(shí)現(xiàn)再生，排氣溫度必需提高至高于正常發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間的溫度，因此再生導(dǎo)致較高的燃料消耗并且潛在地稀釋發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油。

再次，當(dāng)微粒負(fù)荷足夠高并且均勻分布于過(guò)濾器時(shí)再生是最有效率的。

有多種常規(guī)方法可用于增加排氣溫度至所需程度(例如高于450℃)以便開始再生事件。無(wú)論用于增加排氣溫度的方法如何，均需要估算DPF的負(fù)荷以使得以最佳間隔開始再生事件。

DPF負(fù)荷可從依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)工況的參數(shù)推斷出來(lái)，或能夠通過(guò)感應(yīng)DPF的上游和下游之間的排氣壓力并且求解描述穿過(guò)DPF的質(zhì)量流量和所感應(yīng)的壓力之間的關(guān)系的方程式來(lái)更直接地測(cè)量。方程式中使用的有效約束建立了對(duì)DPF內(nèi)聚積的負(fù)荷的依賴。通過(guò)首先求解方程得到有效約束并且隨后求解描述用于該負(fù)荷的有效約束的方程式，能夠估算出DPF的負(fù)荷。

用于開始并且繼續(xù)再生的狀況的產(chǎn)生將總體上涉及提高進(jìn)入DPF的排氣的溫度至合適的高溫并且由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常相對(duì)較冷并且以稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)，柴油燃料的后噴射通常用于提高進(jìn)入DPF的排氣溫度同時(shí)仍然留下過(guò)多的氧氣用于燃燒捕集的微粒物質(zhì)。

盡管能夠在多種情況下執(zhí)行再生，理想的狀況是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在相對(duì)穩(wěn)態(tài)狀況下以相對(duì)較高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)車輛正在高速公路上以相對(duì)較高速度巡航時(shí)存在這種狀況。在這些情況下，可管理再生過(guò)程而對(duì)車輛駕駛性能具有較少或沒(méi)有較大影響，并且容易實(shí)現(xiàn)所需提高的排氣溫度。與最佳情況相反，在城市里以走走停停地方式駕駛對(duì)于再生不是理想的狀況，因?yàn)殡y以產(chǎn)生所需的高溫并且在一些情況下的駕駛性能的損失是難以接受的。

而且在一些情況下，因?yàn)檫@種城市行程通常持續(xù)較短，將不能完成再生，因?yàn)轳{駛員已經(jīng)在再生之前終止行程。

許多用于再生DPF的方法的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題在于，一旦估算到DPF中存在預(yù)定煙粒負(fù)荷便盡快地開始再生，這會(huì)導(dǎo)致不完全或低效再生的幾率相對(duì)較高，因?yàn)槠錄](méi)有考慮機(jī)動(dòng)車輛的工況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于再生柴油微粒過(guò)濾器的方法，其適應(yīng)機(jī)動(dòng)車輛的工況以及柴油微粒過(guò)濾器的狀況以使最小化不充分或低效率再生的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于再生具有導(dǎo)航系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛的柴油微粒過(guò)濾器的方法，其中該方法包含確定柴油微粒過(guò)濾器是否要求再生，如果柴油微粒過(guò)濾器要求再生，則確定未來(lái)路線是否已知，如果未來(lái)路線是已知的，則確定對(duì)于已知路線最佳再生是否可能，如果對(duì)于已知路線最佳再生是可能的，確定再生的理想開始點(diǎn)和再生的理想結(jié)束點(diǎn)，當(dāng)滿足開始點(diǎn)條件時(shí)開始再生并且當(dāng)滿足結(jié)束點(diǎn)條件時(shí)結(jié)束所述再生，其中開始點(diǎn)條件包括到達(dá)已知路線上特定地理位置并且結(jié)束點(diǎn)條件包括到達(dá)已知路線上特定位置和在再生已經(jīng)開始后達(dá)到預(yù)定的流逝時(shí)間中一個(gè)。

開始點(diǎn)條件可進(jìn)一步包括確認(rèn)機(jī)動(dòng)車輛高于預(yù)定最小速度行駛、確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)高于預(yù)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行以及確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)高于預(yù)定負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中至少一個(gè)。

結(jié)束點(diǎn)條件包括達(dá)到位于已知路線上的特定地理位置和再生已經(jīng)開始之后達(dá)到預(yù)定流逝的時(shí)間中至少一個(gè)。

確定再生的理想開始點(diǎn)包括確定路線上將要行駛的道路的類型、確定車輛在沿該路線上多個(gè)位置的所期望的速度、確定該路線的所期望的地形和確定對(duì)于沿該路線的多個(gè)位置的所期望的交通狀況中至少一個(gè)。

確定再生的理想開始點(diǎn)包括根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)確定將要沿著行駛的道路類型、確定路線上的多個(gè)位置處車輛的期望速度、確定所期望的路線地形和確定所期望的路線上多個(gè)位置的交通狀況中至少一個(gè)，基于收集的信息，計(jì)算最佳再生時(shí)間窗口(window?time)以便最小化對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性、發(fā)動(dòng)機(jī)油污染和/或影響再生品質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)其它因素中至少一個(gè)的懲罰。

如果沒(méi)有滿足再生的最佳條件，該方法可進(jìn)一步包含確定柴油微粒過(guò)濾器是否過(guò)載，如果柴油微粒過(guò)濾器過(guò)載，執(zhí)行柴油微粒過(guò)濾器的強(qiáng)制再生。