[發明專利]顆粒物捕集器內碳消耗量的獲取方法、控制器和發動機在審

申請號：	201410655590.1	申請日：	2014-11-17
公開（公告）號：	CN104481655A	公開（公告）日：	2015-04-01
發明（設計）人：	王意寶;張軍;馮海浩;苗壘;王堃;陶建忠;王晴晴	申請（專利權）人：	濰柴動力股份有限公司
主分類號：	F01N11/00	分類號：	F01N11/00;F01N9/00
代理公司：	北京集佳知識產權代理有限公司 11227	代理人：	任蘇亞;王寶筠
地址：	261205 山東省濰坊***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	顆粒物捕集器內碳消耗量獲取方法控制器發動機
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【說明書】：

技術領域

本申請涉及柴油機領域，特別涉及一種顆粒物捕集器內碳消耗量的獲取方法、控制器和發動機。

背景技術

發動機的排氣顆粒物主要包含三種成分：未燃的碳煙(Soot)、表面上吸附的有機可溶性物質(Soluble?organic?fractions，SOF)和硫酸鹽，其中顆粒排放物質大部分是由碳和碳化物的微小顆粒組成的。顆粒物捕集器(DPF)是一種安裝在柴油發動機排放系統中的顆粒物過濾器，它將尾氣中的顆粒物質進入大氣之前將其捕捉。DPF的顆粒捕集技術是比較好的降低排氣中顆粒物的方法，發動機排氣流經過濾器時，排氣中的顆粒物經過攔截、擴散、重力沉降和慣性碰撞等過程被過濾器捕集，捕集效率主要受到過濾器材質構造、微粒粒徑、排氣溫度及排氣流速等因素的影響，目前壁流式蜂窩陶瓷顆粒捕集器對顆粒物的過濾效率可高達90％以上。

而隨著工作時間的加長，DPF上堆積的顆粒物越來越多，不僅影響DPF的過濾效果，還會增加排氣背壓，從而影響發動機的換氣和燃燒，導致功率輸出降低，油耗增加，所以如何及時消除DPF上的顆粒物(即DPF再生)是該技術的關鍵。DPF再生是指在DPF長期工作中，捕集器里的顆粒物質逐漸增多會引起發動機背壓升高，導致發動機性能下降，所以要定期除去沉積的顆粒物，恢復DPF的過濾性能。DPF再生有主動再生和被動再生兩種方式，其中，主動再生指的是利用外界能量來提高DPF內的溫度，使顆粒物著火燃燒。當DPF前后壓差傳感器檢測到DPF前后的背壓過大時，認為已達到DPF所能承載的碳累積量，此時能量來提高DPF內的溫度，使DPF內的溫度達到一定溫度，沉積的顆粒物就會氧化燃燒，達到再生的目的。

發明內容

發明人在研究過程中發現，DPF溫度上升至550℃以上時，使其中捕集的顆粒進行燃燒從而使DPF恢復捕集能力，但如果DPF主動再生過程中發動機突然回怠速，排氣流量突然變小，氧濃度上升，DPF中氣流帶走的熱量變少，此時DPF中溫度會急劇上升，雖然此時停止提供外部能力，但DPF內部的高溫會使其捕集的碳顆粒繼續與氧氣發生反應，從而導致DPF內的碳顆粒消耗量的判斷不準確。

而本申請所要解決的技術問題是提供一種顆粒物捕集器內碳消耗量的獲取方法，用以解決現有技術中無法準確獲知DPF內碳顆粒的消耗量的技術問題，進一步的，還可以使得DPF在更為合適的實際情況下退出主動再生。

本申請還提供了一種控制器和發動機，用以保證上述方法在實際中的實現及應用。

為了解決上述問題，本申請公開了一種顆粒物捕集器內碳消耗量的獲取方法，該方法應用于發動機的控制器上，所述發動機內部的顆粒物捕集器DPF兩側分別設置了氧傳感器，該方法包括：

在發動機的轉速和負荷在DPF再生過程中滿足預設觸發條件的情況下，所述控制器依據所述氧傳感器檢測的DPF兩側的當前氧氣濃度確定當前時刻DPF兩側的氧氣質量流量；

依據所述當前時刻DPF兩側的氧氣質量流量計算當前時刻DPF內消耗的碳顆粒質量；

判斷持續時間是否大于預設標定時間，如果是，則結束流程，如果否，則執行所述控制器依據所述氧傳感器檢測的氧氣濃度確定DPF兩側的氧氣質量流量的步驟；其中，所述持續時間為：DPF兩側的氧氣濃度差值的絕對值小于或等于預設差值限值的總時間。

可選的，所述依據所述氧傳感器檢測的DPF兩側的當前氧氣濃度確定當前時刻DPF兩側的氧氣質量流量，包括：

獲取氧傳感器檢測的DPF兩側的當前氧氣濃度；

采用氣體狀態方程計算得到當前時刻DPF兩側的氧氣質量流量。

可選的，所述依據所述當前時刻DPF兩側的氧氣質量流量計算當前時刻DPF內消耗的碳顆粒質量，包括：

對當前時刻DPF兩側的氧氣質量流量進行積分，以分別得到DPF兩側的氧氣質量流量的積分值；

將兩個積分值的差值與常數0.375相乘，以得到當前時刻DPF內消耗的碳顆粒質量。