[发明专利]使排气中的滤清器再生的方法

说明书

技术领域

本发明涉及使排气中的滤清器且尤其是柴油机微粒滤清器（DPF）再生的方法。

背景技术

DPF配置用于捕获碳黑微粒等以减少车辆的排放物。这种柴油机微粒滤清器（DPF）的再生是用以燃烧其内部所累积的碳黑的技术。该工艺涉及在一段时间内增加发动机排气温度以便燃烧碳黑，并且该工艺通常在行车条件不断变化的真实行驶周期内执行。通常，再生事件由车辆ECU在车辆每行驶500km左右时自动执行。

温度的升高可通过减少空气质量流量进入和/或通过使用后喷射和/或排气燃料喷射来实现，排气燃料喷射可提供热的排气流和/或提供穿过催化转化器燃烧的碳氢化合物（HC）流，以便提供足够的热量来燃烧柴油机微粒滤清器中的碳黑并因此使滤清器再生。

需要达到特定温度来燃烧滤清器中的碳黑，为此所需的后/排气燃料的量因多种因素而有所不同。此外，如果添加太多燃料并且温度变得过高，则会产生可对滤清器造成内部损坏的剧烈碳黑燃烧，这样会妨碍其过滤效率。另一方面，温度较低会导致该系统在再生模式中花费过多时间，此时会影响燃料经济性并造成机油污染，在极端情况下，还可能导致滤清器阻塞。

通常，所使用的后/排气燃料的量被计算为开环阶段（前馈）与闭环阶段的组合。

开环阶段可以是基于发动机运行条件的直接燃料需求，或者开环阶段可以基于模型，在此模型中，所需燃料为排气需要加热至所需温度需要的能量大小的计算值，正如以下能量平衡：

其中，为排气质量流量，C_P为排气比热，ΔT为穿过放热催化剂的所需的温度增量，为燃料的燃烧热量。基于上述定义，可计算出所需的燃料流量

如图1所示，闭环控制通常基于PID实现。反馈由微粒滤清器之前和/或之后的热电偶提供，误差为所测得的反馈与目标温度之间的温度差，最终输出为后喷射和/或排气喷射燃料流量。

然而，由于闭环系统的缓慢属性及其修正较大偏差时的缓慢响应，总燃料计算极其偏向开环（前馈贡献）。

因此，开环贡献的质量对于燃料供料计算至关重要，并因此对再生质量至关重要。然而，开环燃料计算并不考虑可能影响其准确度的多个不同变量和参数，这些因素包括：

1.喷射器或排气喷射器中的燃料输送不准确度

2.穿过催化剂未燃烧并因此未产生任何热量的燃料（以气体形式）

3.前反馈传感器位置可能不会准确表示横跨催化剂/DPF的前表面的温度分布

4.被机油吸收并且未能到达催化剂的后喷射燃料

5.由于老化产生的催化剂效率损失

6.影响来自催化剂的外部热传递的环境条件，诸如车速、外部温度等等

7.影响燃烧比热的燃料组分

因此，在计算的开环部分中将这些因素考虑在内会提供更准确的再生温度，从而产生更有效的再生。

发明内容

根据本发明，提供了一种在包括排气的发动机的使用期间使微粒滤清器再生的方法，该方法包括：

实施第一再生事件，其包括步骤：

（a）估算需要被添加到排气中以达到目标温度的燃料流速；

（b）以上述燃料流速向排气中添加燃料；

（c）燃烧上述排气中燃料的至少一部分，以增加排气中温度；

（d）监控排气中的温度并将其与目标温度进行比较以确定误差值；以及

（e）将在步骤（d）中确定的误差值储存在存储装置中；

实施第二再生事件，其包括步骤：（f）采用储存的误差值实施步骤（a）以改善对需要被添加到排气以达到目标温度的燃料流速的估算。

因此，与专注于复杂的开环计算（以便确定方程（1）的更复杂且更具代表性的变型）不同，本发明的发明人考虑到由此产生的复杂的计算对于建模而言既困难又耗时，并且在任何情况下，该计算均不适用单个发动机及排气变化、老化或操作条件。

相反，本发明的实施例无需根据其它多种参数进一步复杂地建模，而是在随后的后续再生中采用从先前再生事件中获取的信息来改善开环阶段。

步骤（a）中的估算可基于当前发动机运行条件（开环燃料）。

步骤（d）中所监控的温度可为微粒滤清器温度。

步骤（f）可包括确定用以改善对燃料流速的估算的燃料修正系数。

在步骤（d）中，误差值可从闭环元件获得。

可选地，在步骤（d）中，误差值可从实施开环控制之后获得的误差值获得。