[發明專利]確定內燃機排氣流中微粒排放的方法

有效

• 申請號: 201210110082.6
• 申請日: 2005-10-20
• 公開（公告）號: CN102787890A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: H·胡爾瑟;M·科睿克勒
• 申請（專利權）人: AVL里斯脫有限公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N3/023;F02D41/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李丹丹

本申請是申請日為2005年10月2日的專利申請200580040283.1的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種確定內燃機排氣流中微粒排放的方法。此外，本發明還涉及確定位于內燃機排氣流中的微粒過濾器中的沉積微粒質量的方法。本發明還涉及通過較佳的是基于特性圖的計算機模型來控制排氣處理裝置、尤其是微粒過濾器再生的方法，其中處理裝置分成至少兩個、且較佳的是五個單元，且通過沉積模型來建立每個單元的沉積負荷，且根據沉積負荷來啟動處理裝置的再生過程。

背景技術

為了實現有效的微粒過濾器再生，必須盡可能精確地獲知微粒過濾器的沉積負荷狀態或微粒排放狀態。例如DE19945372A1中描述了一種怎樣啟動再生的方法(根據微粒過濾器的沉積負荷狀態和諸如時間或行進距離的其它參數)。

已知通過測量壓差來確定微粒過濾器的沉積負荷狀態。但是由于這種測量相當不精確，還已知除了壓差以外考慮累積在微粒過濾器中的微粒的估計質量。

為了該目的，已知從包括諸如內燃機速度、扭矩等的發動機運行數據的運行特性圖中估計微粒排放。還已知根據穩態特性圖和另外測得的諸如λ值或排氣再循環率之類的測量數據確定瞬時排放。這種類型的特性圖是基于理想發動機。不能考慮由于老化和/或部件公差引起的實際發動機排放與特性圖中存儲的理想發動機排放的偏差。

已知連續監測微粒排放的測量系統，但是它們昂貴且易于磨損和發生故障。例如DE10124235A1描述了用于全面表征和監測排氣并用于發動機控制的方法和裝置，其中同時或有短暫延遲地檢測和表征固體和流體微粒。該方法基于單獨使用或組合使用激光感應拉曼散射(Laser-induced?Raman?scattering)、激光感應分解光譜法(laser-induced?Breakdown?spectroscopy)、激光感應電離法(laser-induced?ionisationscopy)、激光感應原子熒光光譜法(laser-induced?atomic?fluorescence?spectroscopy)、IR-/VIS-/UV吸收光譜法(IR-/VIS-/UV-laser?absorption?spectroscopy)和激光感應白熾技術(laser-induced?in-candescence?technology)。精確確定微粒排放所需的傳感和控制系統非常復雜，使得該系統的批量生產應用相對昂貴。

因為沒有考慮氧化氮對炭煙微粒的氧化影響，已知的用于微粒過濾器的沉積負荷模型僅不充分地描述了真實情況炭煙。對微粒過濾器中的微粒質量的估計僅根據排氣管內存在的微粒而忽視氧化氮和它們的活性的積聚，會產生嚴重偏差。綜上所述，積聚在微粒過濾器中的微粒質量會被估計過高，導致較高的過濾器再生循環數量并因此導致較高的油耗。

位于內燃機排氣流中的微粒過濾器，尤其是“壁流”型過濾器，如果負荷有很多易燃微粒就必須進行再生。為了實現有效的微粒過濾器再生，需要精確獲知沉積負荷狀態。例如DE19945372A1描述了一種用于根據微粒過濾器沉積負荷狀態和諸如時間和行進距離之類的其它參數啟動再生的方法。

已知通過測量壓差來確定微粒過濾器沉積負荷狀態。但由于這種測量相當不精確，眾所周知除了壓差之外還考慮累積在過濾器內微粒的估計質量。為此已知從包含諸如內燃機速度、扭矩等的發動機運行數據的操作特性圖中估計微粒排放。

一些已知方法僅考慮了過濾器中累積的微粒質量，而忽略了該質量在過濾器內側的分布。這樣的僅考慮了微粒質量但不考慮其分布的方法可稱為微粒過濾器“零尺寸”模型。

從DE10252732A1得知一種改進的方法，其中使用過濾器中微粒空間分布的一維模型來改進確定沉積負荷的精確性。該公開文本中所揭示的方法僅為了從受沉積負荷的微粒過濾器的流動阻力的改進的確定中計算修正因子而采用微粒分布，不過該因子有助于更精確地確定微粒質量。該修正因子用于修正通過壓力和溫度傳感器得到的微粒過濾器的某些特征量，并因此最終提高所確定沉積負荷的精確性。因此引起再生啟動的沉積負荷通常由壓力傳感器確定。