[发明专利]预计车辆微粒过滤器内峰值温度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用来预计车辆排气流中车辆微粒过滤器内峰值温度的方法和装置。

背景技术

微粒过滤器被设计为从车辆的排气流中移除烟灰、灰烬、金属和其他悬浮物质中的微观微粒。随着时间的推移，微粒物质在过滤器内的基底上积累。为了延长该微粒过滤器的寿命，且进一步优化发动机的功能，将一些过滤器设计为可使用热量选择性地再生。

可通过直接将燃料注入发动机的汽缸内腔或过滤器上游的排气流内并点燃所述燃料，从而能将微粒过滤器内的温度暂时提升至大约450℃至600℃间。可将排气温度的峰值结合诸如钯或铂这样的合适催化剂一起使用，其中所述催化剂和热量一起作用，以经由简单的放热氧化过程将任何积累的微粒物质分解成相对惰性的碳烟灰。

发明内容

本文公开的车辆包括发动机、可再生微粒过滤器和主机。该微粒过滤器从发动机的排气口接收排气流，在一些实施例中经过位于其上游的氧化催化器。主机计算在当前的车辆运行状况下在所述微粒过滤器中将要达到的预计峰值温度，即在不受任何控制动作的情况下。主机可部分地通过参考一个或多个模型和获取需要的数值来预计该峰值温度，诸如经估计的过滤器烟灰加载率和相应的燃烧率。

主机将预计峰值温度和经校准的阈值进行比较，并记录诊断代码以反映其结果。当预计的峰值温度超过阈值时，主机即可自动执行发动机控制动作或其他合适的控制动作。在后面的本文所述的方法中，主机可防止预计的峰值温度真的实现，并由此保护微粒过滤器的基底不承受超过过滤器的经测试检验过的热边界的温度峰值。

还提供了一种在车辆上使用的系统和方法。该系统包括上述的微粒过滤器和主机。主机计算微粒过滤器内的预计峰值温度，且在该预计峰值温度超过经校准的阈值时自动执行控制动作。

可将该方法实施为由主机执行的算法。该方法包括使用主机以通过使用模型来计算微粒过滤器内预计峰值温度，所述模型诸如是烟灰模型和/或热模型，其提供了估计的烟灰载荷、微粒过滤器质量和相应的燃烧率。该方法也可包括按需要使用预计峰值温度来启动发动机管控动作或其他合适的控制动作。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是包括内燃发动机和可加热再生的微粒过滤器的车辆的示意图；和

图2是描述了用来预计在图1中示出的车辆上使用的微粒过滤器的峰值温度的方法流程图。

具体实施方法

参见附图，其中这几幅附图中相同的附图标记对应着相同或类似的构件，图1中示意性地示出了车辆10。车辆10包括主机(host machine)40和算法100，该算法100由主机40选择性地执行，以计算在当前车辆运行状况下车辆10载有的氧化催化器(OC：oxidation catalyst)系统13内的预计峰值温度，且在此后防止该预计峰值温度真的实现，以保护该OC系统的一些部分不承受温度峰值。以下参照图2对算法100进行更详尽的描述。

车辆10包括诸如柴油发动机或直喷式汽油发动机这样的内燃发动机12、OC系统13和传动装置14。发动机12将由燃料箱18中取出的燃料16燃烧。在一个可能的实施例中，该燃料16是柴油，且OC系统13是柴油氧化催化器(DOC：diesel oxidation catalyst)系统，但也可根据发动机12的设计使用其他类型的燃料。

油门(throttle)20选择性地按照需要使燃料16和空气的混合物进入发动机12。燃料16的燃烧产生排气流22，该排气流一旦经过OC系统13过滤则最终排放入周围大气中。由燃料16的燃烧释放的能量在传动装置14的输入部件24上产生扭矩。该传动装置14随后将由发动机12传来的扭矩传输至输出部件26，以经由一组轮子28推进车辆10，出于简明的目的在图1中仅示出了一个所述的轮子。