[發明專利]用于確定排氣質量流量以及控制發動機部件的方法和設備

有效

• 申請號: 201880088801.4
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN111699305B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 揚·威曼;卡爾·塔西克
• 申請（專利權）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: F01N3/00
• 分類號: F01N3/00;F01N3/021;F01N3/023;F01N3/035;F01N9/00;F01N11/00;F02D41/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高偉;梁曉廣

提供了一種用于確定通過發動機設備中的柴油微粒過濾器(DPF)的排氣質量流量的方法，該發動機設備包括發動機和排氣后處理系統(EATS)，該排氣后處理系統包括所述DPF。該方法包括：確定DPF中的煙灰負載和煙灰分布；測量DPF上的壓降；測量DPF中的壓力；測量DPF中的溫度；以及根據測得的壓降、測得的壓力、測得的溫度以及所述煙灰負載和煙灰分布來確定通過DPF的排氣質量流量。還提供了一種用于確定通過柴油微粒過濾器的排氣質量流量的設備。還提供了一種用于控制一個或多個發動機部件的方法以及一種發動機。

技術領域

本發明總體上涉及用于確定通過柴油微粒過濾器(DPF)的排氣質量流量的方法和設備，更具體地，涉及根據如此確定的排氣質量流量來控制一個或多個發動機部件。

背景技術

典型的柴油發動機設備包括發動機、分別通往發動機和從發動機引出的進氣管線和排氣管線、排氣再循環管線以及在排氣管線中的排氣后處理系統(EATS)，該排氣再循環管線在進氣管線和排氣管線之間延伸，以允許一些排氣被再循環到發動機的上游并與新鮮的充入空氣混合。EATS 通常包括DPF。了解通過DPF的排氣質量流量或排氣體積流量尤其對于實現合適的發動機性能和排放合規性以及對于發動機操作的診斷來說是至關重要的。應理解的是，排氣質量流量和排氣體積流量是相關的，因為排氣質量流量是排氣體積流量、排氣溫度和排氣壓力的函數，并且除非另外指明，否則，提及“確定排氣體積流量”應理解為還意味著確定排氣質量流量，反之亦然。

用于確定DPF中的煙灰負載的標準技術包含測量DPF兩端的壓降。對通過DPF的排氣體積流量或排氣質量流量的確定也是根據DPF 兩端的壓降、DPF中的溫度和DPF中的壓力來確定的。發明人已認識到，這些技術并非特別可靠。更特別地，發明人已認識到，DPF兩端的壓降是通過DPF的煙灰負載或流量的不可靠指標，因為煙灰分布 (即，煙灰在DPF中散布的方式)也起到重要的作用。

關于確定通過DPF的排氣體積流量或排氣質量流量，發明人已認識到，在正確確定通過DPF的排氣的體積流量或質量流量方面，DPF 中的煙灰分布的類型是重要參數。盡管不希望受到理論的約束，但目前預計，在給定類型的DPF中的體積流量與DPF兩端的壓降(dpDPF) 之間關系的圖形表示中，與不同煙灰負載下的特定煙灰分布相對應的線將具有圖1中所示的大致形狀。因此，對于例如圖2中觀察到的、主要由于過濾器孔隙12被煙灰14堵塞表面而引起的DPF 10中的煙灰分布，隨著煙灰負載從負載A增大到負載B再增大到負載C(由圖1 中的虛線所示)，給定dpDPF下的體積流量通常將如圖1中所示地減小。類似地，對于例如圖3中觀察到的、主要由于DPF 10的孔隙12 的基底表面16上的煙灰負載而引起的煙灰分布，隨著煙灰負載從負載 A1增大到負載B1再增大到負載C1(由圖1中的實線所示)，給定dpDPF 下的體積流量通常將如圖1中所示地減小，其中A1、B1和C1與A、 B、C相同。在該圖示中，如果煙灰負載主要是由于表面堵塞引起，則與煙灰負載主要是由于DPF的基底表面上的煙灰負載引起時相比，對于對給定的煙灰負載，在給定的壓降下通過DPF的體積流量往往會更大。

希望提供一種更精確的技術來確定通過發動機設備中的DPF的排氣質量流量(或體積流量)。還希望根據更精確的排氣質量流量確定來控制一個或多個發動機部件。

發明內容

發明人已認識到，通過確定DPF中的煙灰負載和煙灰分布，可以更精確地確定通過DPF的排氣質量流量。利用這種更精確的排氣質量流量信息，可以根據該排氣質量流量信息來適當地控制發動機部件，并由此提高發動機性能和排放合規性，并且更精確地診斷發動機操作。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于確定通過發動機設備中的柴油微粒過濾器(DPF)的排氣質量流量的方法，該發動機設備包括發動機和排氣后處理系統(EATS)，該排氣后處理系統包括所述DPF。該方法包括：確定DPF中的煙灰負載和煙灰分布；測量DPF上的壓降；測量DPF中的壓力；測量DPF中的溫度；以及，根據測得的壓降、測得的壓力、測得的溫度以及所述煙灰負載和煙灰分布來確定通過DPF 的排氣質量流量。