[发明专利]估算柴油机微粒过滤器中的煤烟荷载的方法以及引擎和后处理系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及柴油机微粒过滤器，并且更具体地涉及用于估算柴油机微粒过滤器中的煤烟荷载(soot loading)的方法和装置。

背景技术

柴油机微粒过滤器(DPF)系统在许多市场中变得越来越常见，尤其是在重型载货车市场中，并且在今后一段时间内将可能仍会作为用于微粒物质的重要排放方案。存在各种方法来估算DPF中所积聚的煤烟质量，但是当前，仅存在一个直接反馈机制，即，测量跨过DPF的压降的压降(dP)传感器。

dP信号可以用于通常基于大量过滤器在一段时间内的观测通过相关性或模型来估算DPF煤烟质量，从而为将被称为“额定”DPF的过滤器建立数据。模型输入具有若干不确定性。除诸如偏移、迟滞、温度漂移、时间漂移等典型传感器不确定性以外，还存在影响模型精确性的附加因素。这些因素包括DPF到DPF的变化、过滤器的灰烬荷载(ash loading)、不均匀的煤烟荷载、催化剂烧结等，所有这些都使得难以确信地将目标过滤器的压降数据与跨过额定DPF的压降比较，以基于额定DPF的煤烟荷载来估算目标DPF的煤烟荷载。

如果不能以合理的精确度来估算目标DPF的煤烟载荷，则可能导致对DPF的损坏，或者DPF可能停止执行而接受过滤器颗粒。如果目标DPF的估算煤烟荷载太低，则在执行主动再生操作之前，目标DPF可能由于过载煤烟，并且再生操作可能不烧尽可接受程度的积聚煤烟。如果目标DPF的煤烟荷载太高，则目标DPF可能经受过量的再生操作，这会缩短其使用寿命。

期望提供一种用于提高DPF的煤烟荷载估算的精确性的技术。

发明内容

根据本发明的一方面，一种用于估算柴油机微粒过滤器的煤烟荷载的方法，包括：建立用于估算额定柴油机微粒过滤器的煤烟荷载的煤烟荷载模型；调整目标过滤器的煤烟荷载模型，以对所述额定过滤器与所述目标过滤器之间的差异进行说明；以及使用调整的煤烟荷载模型来估算所述目标过滤器的煤烟荷载。

根据本发明的另一方面，一种具有废气后处理系统的柴油机引擎，包括：目标柴油机微粒过滤器；以及控制器，所述控制器包括用于估算额定柴油机微粒过滤器的煤烟荷载的煤烟荷载模型，所述控制器适于调整所述目标过滤器的所述煤烟荷载模型，以对所述额定过滤器与所述目标过滤器之间的差异加以说明，并且适于使用调整的煤烟荷载模型来估算所述目标过滤器的煤烟荷载。

附图说明

通过阅读下面结合附图的详细描述，本发明的特征和优点将很好地得到理解，在附图中，相同的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是根据本发明的一方面的具有废气后处理系统的引擎的示意图；

图2示出两个不同的柴油机微粒过滤器的压降和体积流量测量之间的差异；以及

图3示意性地比较额定过滤器、高阻过滤器和低阻过滤器的压降相对于体积流量的范围。

具体实施方式

图1中示出了根据本发明一方面的具有废气后处理系统23的柴油机引擎21。后处理系统23包括从引擎21下游的柴油机微粒过滤器(DPF)25。DPF 25在下文中将被称为“目标”DPF，以区分其与用于比较目的的额定DPF。目标DPF 25可以是催化型过滤器。

在目标DPF 25的上游提供有加热器27，并且加热器27适于提高从引擎21进入DPF的废气的温度，以执行目标DPF的主动再生。提供传感器29，用于感测目标DPF 25的至少一个条件。传感器29被布置成将信号发送到控制器31，以令加热器27响应于该信号而发起主动再生操作。所述至少一个条件可以是跨过目标DPF 25的压降、引擎21的燃油消耗、包含引擎的车辆所行进的距离以及引擎或过滤器的操作时间中的至少一个。所述至少一个条件对应于目标DPF 25的煤烟荷载的估算级别。后处理系统23通常将包含其他后处理设备，诸如柴油机氧化催化器(DOC)(未示出)。然而，DOC还可以被认为是一种类型的加热器27或者可以连同诸如燃烧器或电加热器这样的单独的加热器一起提供。

控制器31是任何合适类型的控制器，例如计算机。控制器31包括用于估算额定DPF的煤烟荷载的煤烟荷载模型。该模型一般基于各种操作条件下的实际过滤器的观测而被编程到控制器中，所述各种操作条件例如是不同大气压强、废气温度、操作长度等。控制器31适于调整目标DPF 25的煤烟荷载模型，以对额定DPF和目标DPF之间的差异进行说明。控制器31还适于使用调整后的煤烟荷载模型来估算目标DPF 25的煤烟荷载。