車輛中碳煙燃燒的檢測制造技術(shù)

一種控制車輛的柴油微粒過濾器（DPF）中的碳煙燃燒的方法，所述方法包括：測量DPF兩側(cè)的壓差；標準化所測量的DPF兩側(cè)壓差；從DPF兩側(cè)的標準化壓差的至少一個變化推導梯度值；并且至少響應于所述推導的梯度值控制所述DPF的再生。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
車輛中碳煙燃燒的檢測
本專利技術(shù)涉及檢測車輛中碳煙燃燒的方法和裝置。具體地但不排他地，本專利技術(shù)涉及檢測車輛的柴油微粒過濾器（DPF）中碳煙燃燒的未受控或不可接受速率。
技術(shù)介紹
已知柴油發(fā)動機的運行傾向于更具經(jīng)濟性但是會遇到排放方面的缺點。柴油發(fā)動機在點火之前具有很少的時間來完全混合空氣和燃料。結(jié)果，柴油發(fā)動機的排氣包含未完全燃燒的燃料，其被稱為微粒物質(zhì)。已知使用DPF物理地捕集這些微粒。但是，DPF容易被聚集的碳煙填滿并且必須通過催化氧化所捕集的微粒而被重復地再生。這使得DPF的溫度升高。但是，當DPF的溫度升高時，在某些情況下會發(fā)生DPF基體的開裂或熔化。例如，當碳煙積累超過臨界值并且穿過DPF的排氣流動速率被怠速或低負載發(fā)動機工況（例如當車輛正在滑行）而降低時，碳和氧的放熱反應會過快。在這些情況下，排氣包括高百分比的氧但是處于小的總體流動速率，并且這減少了熱基體的對流冷卻。此外，由放熱反應產(chǎn)生的熱促進了進一步氧化并且因此產(chǎn)生了更多的熱，并且這個過程被稱作“熱失控（thermalrunaway）”。多種條件會影響微粒物質(zhì)在DPF內(nèi)聚集的速率并且因此控制該速率較為困難。這些條件包括發(fā)動機工況、里程、駕駛風格、路況等等，并且當然，好多這些條件將在旅程期間動態(tài)變化。已經(jīng)做出了多種之前嘗試來預測并且阻止熱失控。一般地，這些已經(jīng)涉及測量DPF的溫度，從而在熱失控可能開始時來提供指示，有時作為碳煙含量、氧濃度、排氣流動速率等的函數(shù)。例如，在Yezerets名下的US2007/0130921中，熱斜度/熱斜坡（thermalramp）被計算用于控制再生。然而，已知這些嘗試經(jīng)常不能足夠早地預測熱失控的開始以便采取糾正措施。為此存在多個原因，例如在熱失控已經(jīng)開始之后DPF溫度的陡然變化。并且，溫度升高會被相當?shù)鼐植炕?，并且因此難以通過遠離所述位置的溫度傳感器檢測到（或過晚地被檢測到）。此外，在絕對值連續(xù)改變的發(fā)動機的動態(tài)狀況中，涉及測量這些絕對值的預測會過于遲鈍或者反過來產(chǎn)生錯誤的肯定結(jié)果。期望提供預測熱失控開始的改進手段。期望提供不依賴溫度讀數(shù)和/或絕對值的手段。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)，提供了控制車輛柴油微粒過濾器（DPF）中的碳煙燃燒的方法，所述方法包括：測量DPF兩側(cè)的壓差；標準化所測量的DPF兩側(cè)的壓差；從DPF兩側(cè)的標準化壓差的至少一個變化中推導梯度值；以及至少響應所推導的梯度值控制DPF的再生。方法可包括測量排氣穿過DPF的流量的步驟。梯度值可至少從測量的壓差的變化相對排氣流量的變化而被推導。方法可包括測量排氣穿過DPF的體積流量的步驟。梯度值可至少從所測量的壓差的變化相對排氣的體積流量的變化而被推導。啟動DPF再生的步驟可包括向流動穿過DPF的排氣加入催化劑?？刂艱PF再生的步驟可包括采取糾正措施。糾正措施可包括改變DPF的溫度。可替代地或附加地，糾正措施可包括改變加入流動穿過DPF的排氣的催化劑的量。方法可包括如下步驟：至少在所推導的梯度值達到預定值時采取糾正措施。方法可包括如下步驟：至少在所測量的壓差的減小速率達到預定值時采取糾正措施。方法可包括如下步驟：測量DPF的溫度、碳煙含量和氧濃度參數(shù)中的至少一個。方法可包括如下步驟：至少部分地依賴所測量參數(shù)中的至少一個來控制DPF的再生。附圖說明現(xiàn)在將僅以示例方式參考附圖描述本專利技術(shù)的實施例，在附圖中：圖1是車輛的示意圖；圖2是發(fā)動機的示意圖；圖3是排放控制系統(tǒng)的示意圖；圖4是示出車輛速度隨時間變化的發(fā)動機的測試結(jié)果圖；圖5是示出DPF的溫度隨時間變化的發(fā)動機的測試結(jié)果圖；圖6是示出碳煙燃燒隨時間變化的發(fā)動機的測試結(jié)果圖；圖7是示出氧濃度隨時間變化的發(fā)動機的測試結(jié)果圖；圖8是示出DPF的壓差隨時間變化的發(fā)動機的測試結(jié)果圖；以及圖9是示出DPF的標準化壓差隨時間變化的發(fā)動機的測試結(jié)果圖。具體實施方式圖1是車輛1的示意圖，車輛1具有柴油發(fā)動機2，排氣由此經(jīng)由排氣管5流至排放控制系統(tǒng)20，排放控制系統(tǒng)20包括柴油微粒過濾器（DPF）6并且由此經(jīng)由尾管7排出至大氣。柴油發(fā)動機2可操作地連接至電子控制器3，電子控制器3執(zhí)行各種功能，所述功能包括控制燃料噴射至發(fā)動機2各個汽缸的正時和體積。電子控制器3還控制DPF6的再生，這將在下文以更多細節(jié)描述。電子控制器3從多個來源接收輸入，所述多個來源包括一個或更多車輛傳感器8和發(fā)動機傳感器9。發(fā)動機2具有多個汽缸，并且這些汽缸30中的一個汽缸被示出在圖2中。發(fā)動機包括燃燒室32，活塞36被設(shè)置其中并被連接至曲軸40。燃燒室32經(jīng)由進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管5連通.控制器3是包括微處理單元（CPU）102、輸入/輸出端口（I/O）104、只讀存儲器（ROM）106，隨機存取存儲器（RAM）108和常規(guī)數(shù)據(jù)總線的微計算機?，F(xiàn)在參考圖3，排放控制系統(tǒng)20包括在DPF6上游的催化劑系統(tǒng)13。能夠使用各種類型的催化劑。DPF6被提供在催化劑系統(tǒng)13的下游用來捕捉在發(fā)動機2的運行期間產(chǎn)生的例如碳煙的微粒物質(zhì)。一旦碳煙積累已經(jīng)達到預定水平，則DPF6的再生能夠被啟動。能夠通過加熱過濾器至將以較快速率燃燒碳煙顆粒的溫度來實現(xiàn)過濾器再生。在DPF6處提供至少一個溫度傳感器或熱電偶21。并且，能夠從壓力傳感器124和126確定壓差信號，壓力傳感器124和126分別測量DPF6的下游和上游的壓力。并且，提供了傳感器24來測量穿過DPF6的排氣的體積流量。此外，傳感器9可包括用于測量發(fā)動機2的旋轉(zhuǎn)速度、發(fā)動機的運行溫度和在一個或更多選定位置處的排氣溫度的傳感器。來自傳感器的數(shù)據(jù)能夠通過微處理器單元102處理并/或被存儲至存儲器108。圖4示出了被實施用來特意誘發(fā)DPF6中的熱失控的測試結(jié)果。繪圖示出了在測試期間的車輛速度200。DPF6的再生202在140秒處被啟動。從250秒至350秒，車輛1以2.5%的小斜率斜坡204減速滑行并且然后減速至470秒處完全停止。在減速滑行期間，并且在再生202發(fā)生的情況下，DPF6的溫度高但穿過DPF6的排氣的流動速率低。觀察到在DPF6的出口錐形208的底部發(fā)生熱失控狀況206，其從300秒處過濾器材料的燒灼開始并且在大約30秒后過濾器壁破口。圖5示出在DPF6的出口錐形208處的四個熱電偶21的設(shè)置以及由每個熱電偶21測量的溫度圖。熱電偶21被設(shè)置在出口錐形208的北極（N）、南極（S）、東極（E）和西極（W）。繪圖示出在整個熱失控狀況206期間，所測量的溫度如所期望的僅逐漸升高，不受進入減速滑行期間的車輛1的影響并且僅在熱失控狀況206期間溫度迅速上升。因此，基于溫度改變的對熱失控的任何預測將不能提供足夠的時間采取糾正措施。此外，所測量的溫度的增加非常依賴于熱電偶21的位置，其中處于南極（熱破壞的位置）熱電偶21記錄最大增加。這表明使用測量的溫度作為熱失控預測器的另一限制。圖6示出了根據(jù)發(fā)動機2的二氧化碳排放計算的所測量的碳煙燃燒210的繪圖和溫度S（在南極）隨時間的變化。碳煙燃燒210保持穩(wěn)定并且僅在熱失控狀況206期間迅速升高，僅稍微領(lǐng)先于所測量的溫度。因此，基于碳煙燃燒210的預測同樣不會提供足夠的時間采取糾正措施。圖7示出在DPF6之前和之后的所測量的氧濃度212和214隨本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種控制車輛的柴油微粒過濾器即DPF中的碳煙燃燒的方法，所述方法包括：測量所述DPF兩側(cè)的壓差；標準化所述DPF兩側(cè)的所述測量壓差；至少從所述DPF兩側(cè)的標準化壓差的變化推導梯度值；并且至少響應于所述推導的梯度值控制所述DPF的再生。

【技術(shù)特征摘要】
2011.11.24 GB 1120267.81.一種控制車輛的柴油微粒過濾器即DPF中的碳煙燃燒的方法，所述方法包括：在DPF再生期間，測量所述DPF兩側(cè)的壓差；標準化所述DPF兩側(cè)的所測量的壓差；從所述DPF兩側(cè)的標準化壓差隨時間的變化推導梯度值；基于推導的梯度值，預測熱失控的開始；并且響應于預測的熱失控的開始，控制所述DPF的再生。2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括如下步驟：測量穿過所述DPF的排氣的流量，并且其中從所測量的壓差的變化相對排氣流量的變化而推導所述梯度值。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，包括如下步驟：測量穿過所述DPF的排氣的體積流量，并且其中從所測量的壓差的變化相對所述排氣的體積流量的變化而推導所述梯度值。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述DPF的再生的步驟包括采取糾正措施。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述糾正措施包括改變所述DPF處的溫度...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：K·福特，J·瑞特，J·布羅姆哈姆，N·H·奧珀斯蓋，J·道納利，
申請(專利權(quán))人：福特環(huán)球技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：