[發明專利]炭黑排放估算方法及裝置

無效

• 申請號: 201210377512.0
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103032142A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·瓦爾蒂亞;克里斯特·約翰遜
• 申請（專利權）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00;F01N9/00;F01N3/023
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏金霞;王雪

技術領域

本發明涉及炭黑排放估算領域，并且更特別地，涉及用于車輛中的發動機的柴油微粒過濾器（DPF）用炭黑排放估算方法及裝置。

背景技術

現代柴油發動機由發動機燃燒產生炭黑，需要使用后處理系統來處理該炭黑，并且作為這種控制策略的一部分，需要估算在柴油發動機燃燒中產生了多少炭黑。由于測量炭黑排放的難度及重現結果的難度，柴油發動機炭黑排放估算是有挑戰性的技術領域。另外，柴油發動機炭黑排放估算也是在柴油發動機開發的后期階段期間需要相對較多的校準工作的技術領域。

現今，存在估算從柴油發動機排出的炭黑的各種示例。然而，這些示例沒有使用根本原因作用物理參數來估算從柴油發動機排出的炭黑。另外，這些已知示例缺乏關于直接或間接影響這些物理參數的內部過程和外部過程的魯棒性。因此，這些示例提供相對低的準確性。

因而存在對于消除上述缺點的改善的炭黑排放估算方法及裝置的需要。

發明內容

本發明涉及用于車輛中的柴油發動機的炭黑排放估算領域。本發明估算從柴油發動機排出的炭黑排放，因此能夠使柴油微粒過濾器的再生控制策略優化。所期望的是減小油稀釋、柴油微粒破裂及燃料消耗增加的危險。

本發明的目的在于提出如下改進的且易于實施的方法及裝置：即，所述方法及裝置提高炭黑估算的準確性并因此實現改進的且優化的柴油微粒過濾器的再生控制策略。

本發明由所附獨立權利要求限定。本發明的各種示例由所附從屬權利要求以及由以下描述和附圖來闡述。

考慮到以上描述，本發明的一方面在于提供估算從柴油發動機排出的炭黑排放并由此使柴油微粒過濾器的再生控制策略優化的改進的解決方案，該解決方案力圖單獨或者以任意組合方式緩和、減輕或者消除現有技術中的一個或多個上述缺陷和缺點。

本發明基于在燃燒期間有助于炭黑形成過程的物理參數。因而，本發明對于直接或間接影響這些物理參數的內部過程和外部過程來說是穩健的。本發明的實際結果在于大大減少了校準工作。本發明抓住了真正的炭黑形成依據，因而更為準確且更為穩健。

由權利要求1的特征來達到目的，其中，用于柴油發動機的、用于估算在柴油發動機的燃燒室中產生的炭黑的量的炭黑排放估算方法的特征在于該方法包括如下步驟：通過測量發動機轉速和燃料噴射量來提供用于轉速和負荷的值；根據發動機轉速-負荷解析基準炭黑映射來提供基本炭黑值；通過測量相對應的信號值來限定和提供排放影響輸入參數；計算至少一個排放影響輸入參數與用于所述至少一個排放影響輸入參數的轉速-負荷解析基準值之間的偏差；將計算出的偏差與來自用于所述至少一個排放影響輸入參數的各個轉速-負荷解析加權映射的各個值相乘，從而產生用于所述至少一個排放影響輸入參數的排放影響輸入參數相關校正；將所述至少一個排放影響輸入參數相關校正與所述基本炭黑值相加及加總，并由此獲得估算的炭黑質量流的值。因而，本發明提供了具有用于與其標稱值相偏離的信號的附加校正項的用于炭黑排放的發動機轉速-負荷解析基準炭黑映射。對不同偏差的影響取決于用于柴油發動機的轉速/負荷工作點。

通過使用根據本發明的炭黑排放估算方法，能夠使在柴油發動機和車輛開發期間的校準工作從車輛向上游朝向發動機試驗臺轉移。根據本發明的炭黑排放估算方法能夠補償基本校準中的、即當通過改變在燃燒期間對炭黑形成有影響的參數來使諸如排放、動力和聲音之類的性能優化時的變化。根據本發明的炭黑排放估算方法不依賴驅動模式，從而使得炭黑排放校準工作量能夠移至柴油發動機開發的早期階段。通過使用根據本發明的炭黑排放估算方法，能夠減少校準工作量。

根據本發明的另外有利的方面，該方法包括如下步驟：將估算出的用于柴油發動機的炭黑質量流的值用作為使柴油微粒過濾器的再生控制策略優化、即使用于軟件管理的柴油微粒過濾器再生的控制策略優化的輸入。這對油稀釋危險、柴油微粒破裂危險和燃料消耗有影響。因而，本發明能夠使油稀釋和柴油微粒破裂的危險減小并能夠減少燃料消耗。通過提供對從柴油發動機排出的炭黑的準確的估算，能夠通過在柴油微粒過濾器的期望的炭黑負荷處起動再生來使再生控制策略優化，從而使用于再生的時間最少，因而構成總的柴油發動機操作時間的相對較短的時段。

根據本發明的另外有利的方面，該方法包括如下步驟：延遲用于至少一個排放影響輸入參數的信號值，使得所述至少一個排放影響輸入參數分別延遲為與排氣λ傳感器的檢測在時間上同步，由此對燃燒室中的每個單獨燃燒的性能的測量的延遲進行補償。