[发明专利]内燃机微粒过滤器控制系统

说明书

本发明提供一种内燃机微粒过滤器控制系统，包括微粒流量模块、氧流量模块、二氧化氮流量模块、主动再生模块、被动再生模块、捕集速率模块和微粒累积模块；微粒流量模块用于计算进入微粒过滤器的微粒流量；氧流量模块用于计算进入微粒过滤器的氧气流量；二氧化氮流量模块用于计算进入微粒过滤器的二氧化氮流量；主动再生模块用于计算微粒过滤器主动再生反应速率；被动再生模块用于计算微粒过滤器被动再生反应速率；捕集速率模块根据微粒流量及再生反应速率来确定微粒过滤器内的微粒累积速率；微粒累积模块根据微粒累积速率积分确定微粒过滤器内的微粒累积量。本发明能够在不依赖压力或压差传感器的情况下，精确计算内燃机微粒过滤器内微粒负载。

技术领域

本发明涉及内燃机领域，尤其是柴油机节能减排系统。

背景技术

方案1：中国专利CN1304743C提供一种发动机废气清洁部件，它的控制方法中包括了估算微粒过滤器碳载量的一种方法。该专利采取的技术手段和达成的效果是：发动机控制单元根据微粒过滤器上游压力和下游压力之差估算微粒过滤器微粒累积量，并且建议使用由发动机转速和负载通过查图表获取的废气流速调整估算的微粒累积量。该专利不足及原因是，在仅使用压差作为估算微粒累积量的方法时，未兼顾颗粒分布状态对压差估算的影响。在微粒过滤器不完全再生后，微粒分布状态为非均匀分布状态，压差——累积量对应关系与均匀分布时不再相同，如果不考虑对分布状态进行修正，将会产生微粒累积量估算误差，进而影响正确计算微粒过滤器的再生时机，并且有造成微粒过滤器再生时热失控的风险。

方案2：中国专利CN1297733C提供一种发动机排气净化装置，它的控制方法中包括了估算微粒过滤器碳载量的一种方法。该专利采取的技术手段和达成的效果是：使用两个传感器检测压力传感器检测微粒过滤器上下游压力差，并根据发动机转速查MAP获得第一推断累积量；使用发动机转速和喷油量，通过查MAP获得表示前一次强制再生结束后累积的第二推断累积量。当这两个推断的累积量其中任意一个超出对应阈值是触发强制再生的基本条件，系统再根据氧化催化器温度等条件确定是否开始强制再生。该专利不足及原因是，在计算第一推断累积量时，未考虑微粒分布对压差的影响；在计算第二推断累积量时，只使用了发动机转速和喷油量作为计算微粒排放的条件，但未考虑在内燃机实际工作中，EGR率（废气再循环率）和内燃机冷却水温对其微粒排放的影响。

方案3：中国专利CN 100538033C提供一种废气净化系统的控制方法及废气净化系统。该专利采取的技术手段和达成的效果是：通过压差和行驶里程两个因素确定对微粒过滤器的再生，通过微粒累积量和行驶里程与预先设定的判定值进行比较，来判断对连续再生型微粒过滤器进行强制再生时机。该方法考虑了微粒过滤器再生造成的机油稀释问题。根据压差得到的微粒累积量和行驶里程，综合判断当前条件下是否触发手动或自动微粒过滤器再生，以及在机油稀释过多仍需要再生的情况下，提醒驾驶员前往维修中心检修。该专利不足及原因是：在以压差为参数的微粒累积量计算中，未考虑微粒分布状态对通过压差计算微粒累积量的影响，可能导致微粒实际累积量高于估计量，引起微粒过滤器再生热失控。

现有技术中主要还存在下列缺点：

1. 在微粒过滤器不完全再生后，微粒分布状态为非均匀分布状态，压差—累积量对应关系与均匀分布时不再相同，如果不考虑对分布状态进行修正，将会产生微粒累积量估算误差，进而影响正确计算微粒过滤器的再生时机，并且有造成微粒过滤器再生时热失控的风险；

2.在使用发动机转速和喷油量作为计算微粒排放的条件时，未考虑在内燃机实际工作中，内燃机冷却水温对其微粒排放的影响。；

3.没有考虑当压差传感器故障时，计算微粒累积量的第二种方法或者第二种方法的修正量较少，精度有限，不能够为微粒过滤器提供准确再生时机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种内燃机微粒过滤器控制系统，能够在不依赖压力或压差传感器的情况下，精确计算内燃机微粒过滤器内微粒负载。本发明采用的技术方案是：