[发明专利]估计在柴油颗粒过滤器中累积的烟灰的量的变化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种估计在联接至内燃发动机机（例如，机动车的内燃发动机）的柴油颗粒过滤器中累积的烟灰的量的变化的方法。

背景技术

已知的是内燃发动机总体地包括至少具有容置被联接以旋转曲轴的往复运动活塞的气缸的发动机缸体。气缸盖闭合气缸且和活塞协作以限定燃烧室。空气和燃料混合物被引入燃烧室中并点燃以产生造成活塞的运动的热膨胀排气。

排气排出燃烧室，且被引导进入排气系统中，其包括联接至内燃机的排气管，以及一个或多个配置为改变在排气管中流动的排气的成分的排气后处理装置。这些后处理装置总体地至少包括提供用于氧化碳氢化物和一氧化碳成为二氧化碳和水的氧化催化器（DOC）以及颗粒过滤器（DPF），该颗粒过滤器位于氧化催化器的下游，以捕获来自排气的颗粒物质或烟灰。

更特别地，颗粒过滤器包括多孔基板结构，其采集液体和固体颗粒，而同时允许排气流过。由此，在内燃发动机的正操运行期间，在颗粒过滤器中累积的烟灰的量渐进地增加。

在颗粒过滤器中累积的烟灰的量（其也通常被称作烟灰载荷水平）由电子控制单元（ECU）一直监测。

更具体地，ECU通常被配置为重复地测量跨柴油颗粒过滤器的压力降的变化，以将该压力降的变化应用至产生烟灰载荷水平的估计的变化的柴油颗粒过滤器的数学模型，且继而用于以该估计的变化增加烟灰载荷水平。

随着烟灰载荷水平超过预定的阈值，该阈值代表柴油颗粒过滤器的标称存储容量，ECU操作内燃发动机，以促进柴油颗粒过滤器的“主动式”再生，在该过程中累积的烟灰被烧去，且恢复了柴油颗粒过滤器的初始效率。

更特别地，ECU总体地操作内燃发动机，以增加容纳在排气中的碳氢化物（HC，未烧去的柴油燃料）的量。该增加的量的碳氢化物在柴油氧化催化器中被氧化，由此提高流动通过柴油颗粒过滤器的排气的温度。以该方式，柴油颗粒过滤器被加热至一温度（约600至800摄氏度），该温度促进累积的烟灰的持续的氧化。

但是，主动式再生并非柴油颗粒过滤器承受的唯一的再生过程。事实上，在内燃发动机的正常操作中，柴油颗粒过滤器可发生“被动式”再生，也称作CRT（持续再生捕获），这使得部分累积的烟灰被烧去。

被动式再生是总体地在通过柴油颗粒过滤器的排气的温度在约250摄氏度和405摄氏度之间、且柴油颗粒过滤器的入口处的氮氧化物（NOx）的量对于促进累积的烟灰的氧化足够大时发生的现象。

在被动式再生中，实际氧化的烟灰的量通常小于在该同一时刻由排气承载且在柴油颗粒过滤器中捕获的烟灰的量，从而累积在柴油颗粒过滤器中的烟灰的净得的量仍在增加。虽然累积的烟灰的量增加，在被动式再生过程中跨柴油颗粒过滤器的压力降总体地降低。该压力降降低的原因是被动式再生氧化深陷在在柴油颗粒过滤器的多空式基板结构的孔中的烟灰，而由排气承载的烟灰累积在外表面上。

由ECU用于估计柴油颗粒过滤器中的烟灰载荷水平的数学模型通常将压力降的任意降低关联至烟灰载荷水平的对应的降低。由此，在被动式再生期间，该数学模型可产生对柴油颗粒过滤器中的烟灰载荷水平的高的估计不足。

为了解决该副作用，ECU总体地检查柴油颗粒过滤器是否运行在被动式再生发生的条件下，即，排气的温度是否处于值的预定范围中（通常为250-450摄氏度）以及柴油颗粒过滤器的入口处的氮氧化物含量是否超过上阈值。如果满足这些条件，则ECU使用附件的校准值修正由数学模型提供的烟灰变化。

当前通过三个校准图确定该附加的校准值，该三个校准图中每一个都被实验地确定用于不同水平的环境压力，且被设计用于将该附加的校准值和发动机速度以及发动机载荷相关联。在使用中，ECU测量环境压力、发动机速度和发动机载荷，继而使用环境压力选择恰当的校准图，以及使用发动机速度和发动机载荷在选定的校准图中读取对应的附加的校准值。

该已知测量的缺陷是在被动式再生现象中柴油颗粒过滤器中的烟灰变化的估计仍然不够可靠，这是因为过少的参数被计入用于确定附加的校准值。

本发明的实施例的目标是解决上述的缺陷，用于改进对柴油颗粒过滤器中烟灰变化的估计以及继而对烟灰载荷水平的估计。

另一个目标是使用简单、合理以及较不昂贵的解决方案实现上述目标。

发明内容

通过如在本发明主要方面中报告的本发明的实施例的特征来实现所述和/或其他目标。所述主要方面陈述了本发明的实施例的优选和/或特别有有优势的特征。