專利名稱：含dpm過(guò)濾器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，估算dpm過(guò)濾器捕集的dpm量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及對(duì)廢氣中柴油機(jī)顆粒物質(zhì)(DPM)的處理。
背景技術(shù)：
作為應(yīng)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生黑煙的一種措施，利用DPM過(guò)濾器捕集廢氣中含有的柴油機(jī)顆粒物質(zhì)(DPM)。在包含著DPM過(guò)濾器的發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)DPM積累到某程度時(shí)提高廢氣的溫度，由此燃燒積累的DPM，從而再生DPM過(guò)濾器。
如果要再生DPM過(guò)濾器時(shí)DPM的捕集量大，則燃燒DPM產(chǎn)生的熱量增加，這造成DPM過(guò)濾器的溫度相對(duì)于為促使再生而提高的廢氣溫度過(guò)度地升高。因此，吸收劑的耐久性縮短，從而在帶有催化劑的DPM過(guò)濾器中導(dǎo)致催化劑的熱退化，從而DPM過(guò)濾器的再生性能以及其它催化動(dòng)作可能變壞。為了避免該問(wèn)題，必須準(zhǔn)確估算DPM的積累量，并且必須在捕集的DPM量變得過(guò)度之前進(jìn)行再生。
日本專利局2002年公布的JP2002-2560846A公開(kāi)一種方法，其利用廢氣流、DPM過(guò)濾器入口壓力和出口壓力之間的差(以下稱為DPM過(guò)濾器壓差)，或者其它表示類似廢氣阻尼值的另外的指數(shù)，從圖估算DPM捕集量以便確定再生定時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
JP2002-2560846A中說(shuō)明的方法里使用的圖假定DPM過(guò)濾器內(nèi)DPM是均勻分布的。但是，一旦開(kāi)始再生，DPM過(guò)濾器中捕集的DPM在空間或時(shí)間上都不是均勻燃燒的，從而DPM過(guò)濾器內(nèi)的實(shí)際DPM分布和該圖中假定的均勻DPM分布不一致，這使得不能根據(jù)DPM過(guò)濾器壓差正確地估算DPM捕集量。
此外，取決于工作條件(行駛條件)，再生可能中斷。同樣，當(dāng)再生中斷時(shí)，DPM分布變成是不均勻的，這使得不能根據(jù)DPM過(guò)濾器壓差估算準(zhǔn)確的DPM捕集量。
從而本發(fā)明的一個(gè)目的是即使正在進(jìn)行再生或者再生中斷時(shí)，也可準(zhǔn)確地估算DPM捕集量。
為了達(dá)到上面的目的，本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；和該發(fā)動(dòng)機(jī)連接的排氣通道；設(shè)置在該排氣通道上用于捕集該發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中含有的柴油機(jī)顆粒物質(zhì)(DPM)的DPM過(guò)濾器；和該發(fā)動(dòng)機(jī)連接的溫度調(diào)節(jié)部件，該溫度調(diào)節(jié)部件調(diào)節(jié)該發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣溫度；以及和該溫度調(diào)節(jié)部件連接的控制器。該控制器用于確定過(guò)濾器壓差，該壓差為該DPM過(guò)濾器的入口壓力和出口壓力之間的差；根據(jù)該DPM過(guò)濾器的再生條件在第一DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之間進(jìn)行切換，其中該第一計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，而該第二計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器中捕集的一部分DPM時(shí)的DPM捕集量；根據(jù)該過(guò)濾器壓差，利用該第一和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之一估算該DPM過(guò)濾器中的DPM捕集量；以及，當(dāng)估算的DPM捕集量大于預(yù)定值時(shí)控制該溫度調(diào)節(jié)部件提高廢氣溫度，以便通過(guò)燃燒該DPM過(guò)濾器中捕集DPM來(lái)再生該DPM過(guò)濾器。
在本說(shuō)明書(shū)的其余部分中闡述并且在各附圖中示出本發(fā)明的細(xì)節(jié)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的帶有DPM過(guò)濾器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
圖2示出預(yù)定廢氣流下的過(guò)濾器壓差與每單位過(guò)濾器容積的DPM捕集量之間的關(guān)系。
圖3A至3D示出DPM積累在DPM過(guò)濾器的表面上的狀態(tài)。
圖4是估算再生期間的DPM捕集量的流程圖。
圖5是示出第二DPM捕集量圖的修改例。
圖6示出預(yù)定廢氣流下的DPM過(guò)濾器壓差與DPM捕集量之間的關(guān)系。
圖7是再生中斷后估算DPM捕集量的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，發(fā)動(dòng)機(jī)20是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在燃燒室的上部設(shè)置用來(lái)噴射燃料的燃料噴射閥23。在發(fā)動(dòng)機(jī)20的進(jìn)氣通道32上設(shè)置空氣濾清器35，測(cè)量進(jìn)氣量的氣流計(jì)34，渦輪增壓器29的壓縮器29a，冷卻通過(guò)壓縮器29a的壓縮上升到高溫的空氣的中間冷卻器28，以及調(diào)節(jié)提供到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20的空氣量的進(jìn)氣節(jié)流閥20。
在發(fā)動(dòng)機(jī)20的排氣通道33上設(shè)置渦輪增壓器的渦輪29b和DPM過(guò)濾器11。渦輪29b和壓縮器29a連接并由沿排氣通道33流動(dòng)的廢氣驅(qū)動(dòng)。設(shè)置使排氣通道33和進(jìn)氣通道32連接的EGR管30以便把部分廢氣重新循環(huán)到進(jìn)氣通道32中，并在EGR管30上設(shè)置EGR閥22以調(diào)節(jié)EGR的量。
DPM過(guò)濾器11捕集柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20的廢氣中含有的柴油機(jī)顆粒物質(zhì)(DPM)。例如可以把多孔陶瓷過(guò)濾器等用作為DPM過(guò)濾器11。壓差傳感器12檢測(cè)DPM過(guò)濾器11的入口壓力和出口壓力之間的差(過(guò)濾器壓差)，并向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器16輸出過(guò)濾器壓差信號(hào)。溫度傳感器13檢測(cè)DPM過(guò)濾器11的入口溫度并向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器16輸出入口溫度信號(hào)。溫度傳感器14檢測(cè)DPM過(guò)濾器11的出口溫度并向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器16輸出出口溫度信號(hào)?？諝?燃料比傳感器15是一個(gè)線性空氣/燃料比傳感器，其檢測(cè)來(lái)自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20的廢氣的空氣/燃料比并且設(shè)置在DPM過(guò)濾器11的上游側(cè)排氣通道33上。只有理想配比(stoichiometric)空氣/燃料比由空氣/燃料比傳感器15確定，從而可以把O2傳感器用作為空氣/燃料比傳感器15。溫度傳感器17檢測(cè)DPM過(guò)濾器11的表面溫度并向發(fā)動(dòng)機(jī)控制器16輸出表面溫度信號(hào)。
根據(jù)來(lái)自傳感器12-14和17的信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器16估算DPM過(guò)濾器11中捕集的DPM量、確定何時(shí)開(kāi)始和結(jié)束再生處理等等，如后面說(shuō)明那樣。
現(xiàn)說(shuō)明DPM捕集量和DPM過(guò)濾器壓差之間的關(guān)系。圖2中的實(shí)線α(第一捕集DPM量圖)示出當(dāng)從前一次再生期間DPM過(guò)濾器11中的所有捕集DPM完全燃燒掉的完全再生狀態(tài)進(jìn)行DPM捕集時(shí)過(guò)濾器壓差和DPM捕集量之間的關(guān)系。在該圖中只示出一條實(shí)線α，但是實(shí)際中根據(jù)廢氣流提供多條實(shí)線α。如實(shí)線α所示，DPM捕集量隨過(guò)濾器壓差的增加而增加。圖3A至3D分別示出在圖2中的點(diǎn)PMa到PMd上DPM過(guò)濾器11內(nèi)的孔隙31的狀態(tài)。
在PMa，如圖3A中所示，DPM捕集量為零，從而在DPM過(guò)濾器11的表面上不存在DPM積累。因此，DPM過(guò)濾器壓差只是DPM過(guò)濾器11的流阻。
PMb是其中已捕集少量DPM的狀態(tài)，并且如圖3B中所示，優(yōu)先從DPM過(guò)濾器11的孔隙31積累DPM。
PMc是其中DPM捕集到就要開(kāi)始再生的狀態(tài)。如圖3C中所示，完全填充孔隙31并且在它們的上面均勻積累DPM。
如圖2的實(shí)線α所示，隨著DPM捕集量從零逐漸增加，從初始捕集階段直到填充孔隙31，DPM過(guò)濾器壓差快速增加，并且一旦完全填充孔隙31，增長(zhǎng)率從初始捕集階段下降。DPM過(guò)濾器壓差則按相同的增長(zhǎng)率和DPM捕集量成比例地線性增加。
當(dāng)從PMc狀態(tài)進(jìn)行再生從而燃燒部分捕集的DPM時(shí)，如圖3D中所示，DPM從DPM過(guò)濾器11的表面?zhèn)热紵?，?dǎo)致其中DPM過(guò)濾器的包含著孔隙31的過(guò)濾器表面上不存在DPM的狀態(tài)。
如果假定再生處理期間或者再生中斷后DPM捕集量為PMtr1，從而即使DPM捕集量PMtr1相同，當(dāng)通過(guò)進(jìn)行部分再生燃燒掉DPM過(guò)濾器表面上的DPM時(shí)的過(guò)濾器壓差要比DPM捕集量在從PMb增加到PMc的過(guò)程達(dá)到PMtr1時(shí)，或者換言之當(dāng)完全填充孔隙31并在其上積累DPM時(shí)的過(guò)濾器壓差小。
在常規(guī)估算方法中，即使正在進(jìn)行再生或者中斷再生時(shí)，利用和完全再生后遵循的同樣的圖進(jìn)行估算，從而估算比實(shí)際量小的DPM捕集量。例如，在再生處理期間或再生中斷后的PMd(DPM捕集量PMtr1，DPM過(guò)濾器壓差P1)，根據(jù)DPM過(guò)濾器壓差P1和實(shí)線α把DPM捕集量錯(cuò)誤地估算成PMe。
從而在下次再生中，實(shí)際捕集的DPM量要大于估算值，由此增加燃燒產(chǎn)生的熱量，從而造成DPM過(guò)濾器溫度相對(duì)于為進(jìn)行再生而提高的廢氣溫度過(guò)度地提高。這導(dǎo)致一些問(wèn)題，例如吸收劑耐久性的退化等等，當(dāng)DPM過(guò)濾器為帶有催化劑型時(shí)的催化劑熱退化，以及DPM過(guò)濾器再生性能和其它催化動(dòng)作的退化。
從而在本發(fā)明中，除了第一DPM捕集量圖(實(shí)線α)外，還提供定義當(dāng)如圖3D中所示進(jìn)行部分再生時(shí)的過(guò)濾器壓差和DPM捕集量之間的關(guān)系的第二DPM捕集量圖(圖2中的虛線β)，并且根據(jù)再生條件切換這些圖以便估算DPM捕集量。
虛線β是一條通過(guò)PMa的直線，并且和實(shí)線α的一旦填充孔隙31后的直線部分具有相同的斜率。在圖2中示出單條和某廢氣流對(duì)應(yīng)的虛線β，但在實(shí)際中提據(jù)多條依據(jù)廢氣流的虛線β。
圖4是發(fā)動(dòng)機(jī)控制器16在再生期間執(zhí)行的估算DPM捕集量的流程圖。
在步驟S100，開(kāi)始DPM過(guò)濾器11的再生處理。更具體地，通過(guò)進(jìn)行主燃料噴射后的后燃料噴射或者延遲燃料噴射定時(shí)來(lái)提高廢氣溫度。
在步驟S101，為了確定是否開(kāi)始DPM的燃燒，判定DPM過(guò)濾器11的表面溫度Tsurf是否在不短于某預(yù)定時(shí)間內(nèi)連續(xù)地高于事先通過(guò)試驗(yàn)等確定的DPM燃燒啟動(dòng)溫度T0。如果判定結(jié)果是肯定的，該例程進(jìn)入步驟S102，而如果為否定的該例程返回步驟S100。
在步驟S102，把再生啟動(dòng)時(shí)的DPM捕集量PMcurr存儲(chǔ)作為PMfin。通過(guò)參照第一DPM捕集量圖α確定再生啟動(dòng)時(shí)的DPM捕集量PMcurr。
在步驟S103中，正在歷經(jīng)再生，并且因此把用來(lái)估算DPM捕集量的圖從第一DPM捕集量圖α切換到第二DPM捕集量圖β。其原因是，一旦開(kāi)始再生處理，燒掉DPM過(guò)濾器11表面上的DPM，從而減小DPM過(guò)濾器11中的壓力損失，并且因此不能利用以圖3A至3C中示出的狀態(tài)為前提的第一DPM捕集量圖α準(zhǔn)確估算DPM捕集量。
在步驟S104，讀取當(dāng)前廢氣流Vexh和DPM過(guò)濾器壓差ΔP?？赏ㄟ^(guò)使氣流計(jì)34測(cè)量的進(jìn)氣量經(jīng)受停滯時(shí)間校正或延遲校正來(lái)確定當(dāng)前廢氣流Vexh。
在步驟S105，根據(jù)當(dāng)前廢氣流Vexh和DPM過(guò)濾器壓差ΔP從第二DPM捕集量圖β計(jì)算DPM量PM#2。如圖5中所示，可以把第二DPM捕集量圖β重新描繪成表示廢氣流和與DPM壓差相關(guān)的DPM捕集量之間的關(guān)系的圖。
在步驟S106，將步驟S105中算出的PM#2與步驟S103算出的PMfin比較。如果PM#2小于PMfin，該例程進(jìn)入步驟S110，而如果PM#2等于或大于PMfin，該例程進(jìn)入步驟S107。
在步驟S107，判定再生停止請(qǐng)求的存在，若不存在再生停止請(qǐng)求，該例程進(jìn)入步驟S108。當(dāng)DPM捕集量由于再生而低于一預(yù)定值時(shí)，或者當(dāng)DPM過(guò)濾器11的溫度上升到DPM過(guò)濾器可能破壞的溫度時(shí)，發(fā)出再生停止請(qǐng)求。
在步驟S108，為了判定是否停止DPM的燃燒，判定DPM過(guò)濾器11的表面溫度Tsurf是否在一預(yù)定時(shí)間連續(xù)地低于DPM燃燒溫度T0。當(dāng)該判定為否定時(shí)，該例程返回到步驟S104。
如果在步驟S107存在再生停止請(qǐng)求，并且步驟S108中的判定是肯定的，該例程進(jìn)入步驟S109，其中執(zhí)行后面說(shuō)明的在再生中斷之后估算DPM捕集量的邏輯。
當(dāng)在步驟S106中判斷DPM捕集量PM#2小于PMfin時(shí)，例程轉(zhuǎn)到步驟S110，由此把參照第二DPM捕集量圖β獲得的值用作為DPM捕集量的估算值。
在步驟S111、S112，和步驟S104、S105類似，讀取當(dāng)前廢氣流Vexh和DPM過(guò)濾器壓差ΔP，以便參照第二DPM捕集量圖β確定DPM捕集量PM#2，用得到的值更新當(dāng)前DPM捕集量PMcurr。
在步驟S113，判定當(dāng)前DPM捕集量PMcurr是否小于事先設(shè)定的用于判斷再生處理結(jié)束的再生結(jié)束確定DPM量tPM。如果判定是肯定的，例程進(jìn)入步驟S116，而如果是否定的則進(jìn)入步驟S114。
在步驟S114和S115分別進(jìn)行與步驟S107和S108相同的判定。若步驟S114、S115中之一的判定結(jié)果是否定的，例程進(jìn)入步驟S119，其中繼續(xù)利用第二DPM捕集量圖β計(jì)算DPM捕集量PM#2，并且用該計(jì)算得到的DPM捕集量PM#2更新當(dāng)前DPM捕集量PMcurr。若步驟S114、S115中的判定結(jié)果都是否定的，例程返回到步驟S111，其中利用第二DPM捕集量圖β重復(fù)對(duì)DPM捕集量PM#2的計(jì)算。
在步驟S116，再生處理結(jié)束，并且例程轉(zhuǎn)到步驟S117，其中判定DPM捕集量PMcurr是否已達(dá)到零，或者DPM過(guò)濾器壓差是否低于預(yù)定值。根據(jù)該判定，確定是否已發(fā)生燒掉所有捕集的DPM的完全再生。
如果發(fā)生完全再生，例程進(jìn)入步驟S118，其中把用來(lái)計(jì)算DPM捕集量的圖切換到第一DPM捕集量圖α。然后在重新開(kāi)始再生處理之前，通過(guò)參照第一DPM捕集量圖α估算DPM捕集量。
若未發(fā)生完全再生，例程進(jìn)入步驟S119，其中繼續(xù)利用第二DPM捕集量圖β計(jì)算DPM捕集量PM#2，并用該計(jì)算得到的DPM捕集量PM#2更新當(dāng)前DPM捕集量PMcurr。
現(xiàn)參照?qǐng)D6說(shuō)明依據(jù)上面描述的控制來(lái)估算DPM捕集量的變型。
當(dāng)再生開(kāi)始時(shí)，用來(lái)估算DPM捕集量的圖從第一DPM捕集量圖α切換到第二DPM捕集量圖β，這樣，若假定再生處理開(kāi)始時(shí)DPM捕集量為PMc1(＝PMfin)，則圖切換后DPM捕集量變成PMc2，它在第二DPM捕集量圖β上具有和PMc1相等的DPM過(guò)濾器壓差。
圖切換后參照第二DPM捕集量圖B得到的DPM捕集量PM#2在PMc2和PMc3之間超過(guò)再生處理開(kāi)始時(shí)的DPM捕集量PMfin，而實(shí)際DPM捕集量例如按實(shí)線γ所示減少。因此，參照第二DPM捕集量圖β得到的DPM捕集量和實(shí)際DPM捕集量之間存在大的偏差。
因此，在再生進(jìn)展到DPM捕集量減小到PMfin之前把DPM捕集量估算成等于PMfin。例如，當(dāng)再生處理開(kāi)始后DPM過(guò)濾器壓差達(dá)到Pγ1，從而實(shí)際DPM捕集量為PMγ1并且通過(guò)參照第二DPM捕集量圖β得到的DPM捕集量為PMβ1時(shí)，利用第二DPM捕集量圖β確定DPM捕集量，造成誤差為PMβ1-PMγ1。但是，通過(guò)假定再生開(kāi)始時(shí)當(dāng)前DPM捕集量PMcurr為PMfin(固定值)，而不是通過(guò)參照第二DPM捕集量圖β得到的一個(gè)PMc2和PMc3之間的值，可把該誤差遏制到PMfin-PMγ1。
當(dāng)由于再生的結(jié)果DPM捕集量減少，從而利用第二DPM捕集量圖β確定的DPM捕集量下降到PMfin(PMc3)時(shí)，以后一旦需要，則用參照第二DPM捕集量圖β確定的DPM捕集量更新當(dāng)前DPM捕集量PMcurr。其原因是，當(dāng)參照第二DPM捕集量圖β確定的DPM捕集量變成小于PMfin時(shí)，利用參照第二DPM捕集量圖β得到的值而不是利用PMfin作為DPM捕集量，可以進(jìn)一步減小參照第二DPM捕集量圖β確定的DPM捕集量與實(shí)際DPM捕集量之間的誤差。
當(dāng)再生進(jìn)一步進(jìn)展從而DPM捕集量PMcurr低于再生結(jié)束確定DPM量tPM時(shí)，再生結(jié)束。當(dāng)再生是其中燒掉DPM過(guò)濾器11中捕集的所有DPM的完全再生(PMc5)時(shí)，此后利用過(guò)濾器壓差ΔP和第一DPM捕集量圖α估算DPM過(guò)濾器11中再次捕集的DPM量。
另一方面，如果在燃燒掉DPM過(guò)濾器11中捕集的所有DPM之前中斷再生(PMc4)，繼續(xù)利用第二DPM捕集量圖β估算DPM捕集量。
依據(jù)本發(fā)明，從開(kāi)始再生處理一直到參照第二DPM捕集量圖β確定的DPM捕集量下降到PMfin，估算的DPM捕集量大于實(shí)際DPM捕集量，由此利用第二DPM捕集量圖β開(kāi)始估算DPM捕集量。但是，和先有技術(shù)中即使在進(jìn)行再生時(shí)仍利用第一DPM捕集量圖α來(lái)估算DPM捕集量相比，可以按更高的精度估算DPM捕集量。
此外，過(guò)度估算DPM捕集量存在一些好處。通過(guò)輕度過(guò)估算DPM捕集量，即使中斷再生時(shí)，可以很快執(zhí)行下次再生過(guò)程，并且從而可以避免DPM過(guò)濾器11中捕集過(guò)量DPM以致下次再生過(guò)程期間DPM過(guò)濾器11的溫度過(guò)高的情況。
接著，參照?qǐng)D7中的流程圖和圖6中的圖說(shuō)明在圖4的步驟S109中執(zhí)行的中斷再生時(shí)的DPM捕集量的估算邏輯。
該邏輯是在圖6中的PMc1開(kāi)始再生、在例如PMc2和PMc3之間的PMc6中斷再生、并且進(jìn)一步捕集DPM達(dá)到PMc7的情況下使用的估算邏輯。換言之，在參照第二DPM捕集量圖β確定的DPM捕集量大于就要開(kāi)始再生之前的DPM捕集量的區(qū)段中使用該估算邏輯。在該區(qū)段中，代替直接利用DPM過(guò)濾器壓差從第二DPM捕集量圖β確定DPM捕集量，利用參照第二DPM捕集量圖β得到的一個(gè)表觀(apparent)數(shù)值估算DPM捕集量。
在步驟S200，判定是否在未燃燒所有捕集的DPM的情況下中斷再生。若該判定是否定的，返回到常規(guī)控制(圖4流程圖中示出的控制)，而若該判定的肯定的，該例程進(jìn)入步驟S201。
在步驟S201，利用和圖4中的步驟S104、S105相同的方法，參照第二DPM捕集量圖β確定DPM捕集量，并把結(jié)果值設(shè)定為恰好在中斷再生后的表觀DPM捕集量PM0app。
在步驟S202，在再生中斷后的附加捕集期間，利用和圖4中的步驟S104、S105相同的方法，參照第二DPM捕集量圖β確定DPM捕集量，并把結(jié)果值設(shè)定為表觀DPM捕集量PM1app。
在步驟S203，利用上面說(shuō)明的、恰好在中斷再生后的表觀DPM捕集量PM0app和附加捕集期間的表觀DPM捕集量PM1app，從下面的式(1)估算當(dāng)前DPM捕集量PMcurr。
PMcurr＝PMfin+(PM1app-PM0app)…(1)接著，用當(dāng)前DPM捕集量PMcurr更新再生開(kāi)始時(shí)計(jì)算的DPM捕集量PMfin。
在PMc2和PMc3之間，盡管實(shí)際DPM捕集量不大于PMfin，第二DPM捕集量圖β上的DPM捕集量大于恰好在再生前的DPM捕集量，從而不能從該圖計(jì)算當(dāng)前DPM捕集量PMcurr。類似地，不能計(jì)算附加捕集期間的DPM捕集量。
但是，PMc7處的表觀DPM捕集量PM1app和PMc6處的表觀DPM捕集量PM0app之間的差等于附加捕集期間實(shí)際DPM捕集量與恰好在中斷再生后的實(shí)際DPM捕集量之間的差。從而可以利用這些差準(zhǔn)確地計(jì)算中斷再生后附加捕集的DPM量。
這樣，如式(1)中所示，假定恰好在中斷再生后的DPM捕集量為PMfin，通過(guò)對(duì)PMfin加上根據(jù)恰好在中斷再生后的表觀DPM捕集量PM0app以及附加捕集期間的表現(xiàn)DPM捕集量PM1app確定的附加DPM捕集量來(lái)估算當(dāng)前DPM捕集量PMcurr。
由于在上面說(shuō)明的方式下可以按高準(zhǔn)確度估算開(kāi)始附加捕集后的DPM捕集量上的變化，所以根據(jù)式(1)估算的DPM捕集量PMcurr和實(shí)際DPM捕集量PMcurr之間的誤差只對(duì)應(yīng)于中斷再生后的實(shí)際DPM捕集量和PMfin之間的差。附加捕集開(kāi)始時(shí)的DPM捕集量被設(shè)定為PMfin(盡管由于再生該量實(shí)際上小于PMfin)，從而根據(jù)式(1)估算的DPM捕集量略大于實(shí)際DPM捕集量。但是，這具有防止再生處理期間由于過(guò)度捕集造成過(guò)濾器溫度過(guò)度升高的優(yōu)點(diǎn)。
在步驟S204，判定再生請(qǐng)求的存在。如果存在再生請(qǐng)求，例程返回到圖4的步驟S100，而若不存在再生請(qǐng)求，例程返回到步驟S202，重復(fù)步驟S202到S204的處理直至出現(xiàn)再生請(qǐng)求。
盡管不能根據(jù)DPM過(guò)濾器的壓差直接從第二DPM捕集量圖β確定恰好在中斷再生后的DPM捕集量以及附加捕集期間的DPM捕集量，但可以如上面說(shuō)明那樣利用表觀DPM捕集量估算DPM捕集量。
日本專利申請(qǐng)P2003-325034(2003年9月17日申請(qǐng))的全部?jī)?nèi)容收錄作為參考文獻(xiàn)。
盡管上面通過(guò)參照本發(fā)明的一實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，本發(fā)明不受上面說(shuō)明的該實(shí)施例的限制，根據(jù)上面的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)想到對(duì)上面說(shuō)明的實(shí)施例的修改和變型。本發(fā)明的范圍是參照下面的權(quán)利要求書(shū)定義的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(20)；和該發(fā)動(dòng)機(jī)(20)連接的排氣通道(33)；設(shè)置在該排氣通道(33)上的、用于捕集該發(fā)動(dòng)機(jī)(20)廢氣中含有的柴油機(jī)顆粒物質(zhì)(DPM)的DPM過(guò)濾器(11)；和該發(fā)動(dòng)機(jī)(20)耦接的溫度調(diào)節(jié)部件(23)，該溫度調(diào)節(jié)部件(23)調(diào)節(jié)該發(fā)動(dòng)機(jī)(20)的廢氣溫度；以及和該溫度調(diào)節(jié)部件(23)耦接的控制器(16)，該控制器(16)被配置成用于確定過(guò)濾器壓差，該壓差是該DPM過(guò)濾器(11)的入口壓力和出口壓力之間的差；根據(jù)該DMP過(guò)濾器(11)的再生條件，在第一DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之間進(jìn)行切換，其中，該第一計(jì)算進(jìn)程估算在燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，該第二計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的一部分DPM時(shí)的DPM捕集量；根據(jù)該過(guò)濾器壓差，利用該第一和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之一來(lái)估算該DPM過(guò)濾器(11)中的DPM捕集量；以及當(dāng)估算的DPM捕集量大于預(yù)定值時(shí)控制該溫度調(diào)節(jié)部件(23)提高廢氣溫度，以便通過(guò)燃燒該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的DPM來(lái)再生該DPM過(guò)濾器(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，該第一和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程是分別參照第一DPM捕集量圖(α)和第二DPM捕集量圖(β)計(jì)算DPM捕集量的進(jìn)程，以及在該第一和第二DPM捕集量圖(α，β)中，按基本線性的關(guān)系定義DPM捕集量和過(guò)濾器壓差，并且當(dāng)過(guò)濾器壓差相等時(shí)，參照第二DPM捕集量圖(β)得到的值大于參照第一DPM捕集量圖(α)得到的值。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，當(dāng)DPM捕集量超過(guò)一預(yù)定值時(shí)，第一DPM捕集量圖(α)中DPM捕集量和過(guò)濾器壓差之間的關(guān)系變成是線性的，以及第二DPM捕集量圖(β)中DPM捕集量和過(guò)濾器壓差之間的關(guān)系是與第一DPM捕集量圖(α)的線性部分具有相等斜率的線性關(guān)系。
4.如權(quán)利要求2或3的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，該控制器(16)還被配置成用于當(dāng)再生開(kāi)始時(shí)，把用來(lái)估算DPM捕集量的圖從第一DPM捕集量圖(α)切換到第二DPM捕集量圖(β)；當(dāng)開(kāi)始再生時(shí)把參照第一DPM捕集量圖(α)得到的值估算為DPM捕集量，直到參照第二DPM捕集量圖(β)得到的值變得小于該在開(kāi)始再生時(shí)參照第一DPM捕集量圖(α)得到的值為止；以及當(dāng)參照第二DPM捕集量圖(β)得到的值變得小于該在開(kāi)始再生時(shí)參照第一DPM捕集量圖(α)得到的值時(shí)，把參照第二DPM捕集量圖(β)得到的值估算為DPM捕集量。
5.如權(quán)利要求2或3的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，該控制器(16)還被配置成用于當(dāng)在參照第二DPM捕集量圖(β)得到的值小于在開(kāi)始再生時(shí)參照第一DPM捕集量圖(α)得到的值之前中斷再生時(shí)，把通過(guò)參照第二DPM捕集量圖(β)確定恰好在中斷再生后的DPM捕集量以及附加捕集期間的DPM捕集量，以及通過(guò)把這些確定的、恰好在中斷再生后的以及附加捕集期間的DPM捕集量的差加上再生開(kāi)始時(shí)參照第一DPM捕集量圖(α)得到的值之間的差而得到的一個(gè)值估算成DPM捕集量。
6.一種估算包括廢氣通道(33)和DPM過(guò)濾器(11)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(20)中該DPM過(guò)濾器(11)捕集的DPM量的方法，其中該過(guò)濾器設(shè)置在該廢氣通道(33)上并捕集廢氣中含有的柴油機(jī)顆粒物質(zhì)(DPM)，該方法包括確定過(guò)濾器壓差，該壓差是該DPM過(guò)濾器(11)的入口壓力和出口壓力之間的差；根據(jù)該DPM過(guò)濾器(11)的再生條件在第一DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之間進(jìn)行切換，其中，該第一計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，該第二計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的一部分DPM時(shí)的DPM捕集量；以及根據(jù)過(guò)濾器壓差，利用該第一和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之一來(lái)估算該DPM過(guò)濾器(11)中的DPM捕集量。
7.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(20)；和該發(fā)動(dòng)機(jī)(20)連接的排氣通道(33)；設(shè)置在該排氣通道(33)上的、用于捕集該發(fā)動(dòng)機(jī)(20)廢氣中含有的柴油機(jī)顆粒物質(zhì)(DPM)的DPM過(guò)渡器(11)；用于確定過(guò)濾器壓差的裝置，該壓差是該DPM過(guò)濾器(11)的入口壓力和出口壓力之間的差；用于根據(jù)該DPM過(guò)濾器(11)的再生條件在第一DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之間進(jìn)行切換的裝置，其中，該第一計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，該第二計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的一部分DPM時(shí)的DPM捕集量；用于根據(jù)過(guò)濾器壓差，利用該第一和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之一來(lái)估算該DPM過(guò)濾器(11)中的DPM捕集量的裝置；以及用于當(dāng)估算的DPM捕集量大于預(yù)定值時(shí)提高廢氣溫度的裝置，以便通過(guò)燃燒該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的DPM而再生該DPM過(guò)濾器(11)。
全文摘要
確定為DPM過(guò)濾器(11)的入口壓力和出口壓力之間的差的過(guò)濾器壓差，并且根據(jù)該DPM過(guò)濾器(11)的再生條件在第一DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之間進(jìn)行切換，其中該第一計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的所有DPM的完全再生之后的DPM捕集量，而該第二計(jì)算進(jìn)程估算燃燒掉該DPM過(guò)濾器(11)中捕集的一部分DPM時(shí)的DPM捕集量。根據(jù)該過(guò)濾器壓差，利用該第一和第二DPM捕集量計(jì)算進(jìn)程之一估算該DPM過(guò)濾器(11)中的DPM捕集量。
文檔編號(hào)F01N3/023GK1598259SQ200410079748
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者井上尊雄, 川島純一, 筒本直哉, 大竹真, 近藤光德, 上野昌一郎, 古賀俊雅 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社