[發(fā)明專利]控制壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的后處理構(gòu)件中的再生的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210462767.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN103122784A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.阿達(dá)內(nèi)斯;R.J.達(dá)爾;R.阿達(dá)內(nèi)斯;P.賈辛基維奇;M.孫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F01N9/00
• 分類號(hào): F01N9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馮春時(shí)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的后處理系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于控制壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的后處理構(gòu)件中的再生的方法。

背景技術(shù)

由于環(huán)境原因，來自壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中的顆粒物質(zhì)的排放被管制。因此，裝備有壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛通常包括后處理構(gòu)件，諸如顆粒過濾器，催化碳灰過濾器和吸附催化劑，用于從其排氣流中除去顆粒物質(zhì)和其它受管制的成分（例如，氮氧化物或NOx）。顆粒過濾器和其它的后處理構(gòu)件可能是有效的，但也可能在它們收集顆粒物質(zhì)時(shí)增加背壓。

顆粒物質(zhì)可以包括通常稱為碳灰的灰和未燃的碳顆粒。隨著這種基于碳的顆粒物質(zhì)在后處理構(gòu)件中累積，其能夠增加排氣系統(tǒng)中的背壓。具有大的顆粒質(zhì)量排放率的發(fā)動(dòng)機(jī)可能在相對(duì)短的時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生過量的背壓水平，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和功率產(chǎn)生容量。因此，期望具有顆粒過濾系統(tǒng)，其最小化背壓，同時(shí)有效地捕獲排氣中的顆粒物質(zhì)。

為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)有挑戰(zhàn)的目標(biāo)，后處理構(gòu)件必須被周期性監(jiān)測(cè)并且通過更換構(gòu)件或通過移除累積的碳灰而被維護(hù)。從后處理構(gòu)件清理累積的碳灰可以通過氧化CO2（即，燃盡）來實(shí)現(xiàn)，在本領(lǐng)域稱為再生。為了避免服務(wù)中斷，再生通常比后處理構(gòu)件的更換更優(yōu)選。

可以完成再生的一個(gè)方式是將過濾器材料和收集的顆粒物質(zhì)的溫度增加到顆粒物質(zhì)的燃燒溫度以上的水平。增加溫度通過允許排氣中的過量的氧來氧化顆粒物質(zhì)而有利于碳灰的消耗。通過將顆粒物質(zhì)暴露于充分濃度的二氧化氮（NO₂）中，顆粒物質(zhì)也可以在較低的溫度被氧化從而被移除。來自壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)（諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）的排氣通常包含NOx，該NOx主要包括一氧化氮（NO）和大約5-20%的NO₂，當(dāng)氧化催化劑存在于排氣流中時(shí)，更高水平的NO₂是常見的。因此，即使在相對(duì)低的溫度下，也會(huì)發(fā)生某種水平的再生。

再生過程可以是被動(dòng)的或主動(dòng)的。在被動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)熱量（例如，由排氣攜帶的熱量）以及碳灰（例如，捕集在后處理構(gòu)件中的碳灰）足以促進(jìn)氧化時(shí)，和/或在排氣中存在充分濃度的NO₂以使得在較低溫度氧化時(shí)，發(fā)生再生。在主動(dòng)系統(tǒng)中，通過從外部源（例如，電加熱器、燃料燃燒器、微波加熱器、和/或來自發(fā)動(dòng)機(jī)自身，諸如以稍晚的缸內(nèi)噴射或?qū)⑷剂现苯訃娚涞脚艢饬髦校┮霟崃慷谄谕臅r(shí)間引起再生。在各種車輛操作和排氣條件期間，可以開始主動(dòng)再生。這些有利的操作條件是靜止的車輛操作，諸如當(dāng)車輛停車時(shí)，例如，當(dāng)加燃料停止時(shí)。可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)來預(yù)測(cè)何時(shí)主動(dòng)地促進(jìn)再生事件并且對(duì)再生過程進(jìn)行控制可能是有利的。

因此，期望提供一種用于確定何時(shí)促進(jìn)主動(dòng)的再生以及控制顆粒過濾系統(tǒng)的主動(dòng)再生的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，一種用于控制壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的后處理構(gòu)件內(nèi)的再生的方法，包括根據(jù)基于壓力的碳灰累積模型、指示排氣流通過后處理構(gòu)件時(shí)的壓力降低的壓降指數(shù)、以及指示排氣流的流率的流率指數(shù)來計(jì)算后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的初始估計(jì)。基于后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的初始估計(jì)以及碳灰模型中內(nèi)在的碳灰預(yù)測(cè)誤差來計(jì)算后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的調(diào)整的估計(jì)。調(diào)整的估計(jì)與后處理構(gòu)件所關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較，并且當(dāng)后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的調(diào)整的估計(jì)超過預(yù)先確定的閾值時(shí)開始補(bǔ)救措施。

在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，基于壓力的碳灰累積模型被配置成在沒有被動(dòng)再生的情況下預(yù)測(cè)碳灰累積。

在本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例中，調(diào)整的動(dòng)力學(xué)燃燒模型估計(jì)通過被動(dòng)再生處理的碳灰的量。

此外，本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。

1.?一種用于控制壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的后處理構(gòu)件中的再生的方法，包括：

接收壓降指數(shù)，該壓降指數(shù)指示排氣流通過后處理構(gòu)件時(shí)的壓力降低；

接收流率指數(shù)，該流率指數(shù)指示所述排氣流的流率；

根據(jù)基于壓力的碳灰累積模型、所述壓降指數(shù)、和所述流率指數(shù)來計(jì)算所述后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的初始估計(jì)；

計(jì)算所述碳灰模型中內(nèi)在的碳灰預(yù)測(cè)誤差；

基于所述后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的初始估計(jì)以及所述碳灰預(yù)測(cè)誤差來計(jì)算所述后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的調(diào)整的估計(jì)；

將所述后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的調(diào)整的估計(jì)與所述后處理構(gòu)件所關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較；以及

當(dāng)所述后處理構(gòu)件中累積的顆粒物質(zhì)的調(diào)整的估計(jì)超過所述預(yù)先確定的閾值時(shí)，開始補(bǔ)救措施。