[发明专利]提高碳粒负荷估测准确性的方法

说明书

优先权信息

本申请是以康明斯过滤IP有限公司的名义提出的PCT国际申请，并要求申请号为12/138493、申请日为2008年6月13日、名称为“提高碳粒负荷估测准确性的方法”的美国申请为优先权，该申请的全部内容均包含于本申请内。

技术领域

一般而言，本发明涉及一种清洗滤清器后分析测量误差的方法；更具体地讲，本发明涉及一种提高微粒滤清器(particulate filter)中碳粒负荷(soot load)估测准确性的方法，该微粒滤清器用于柴油机尾气的后处理。

背景技术

后处理装置广为人知，并广泛用于各种内燃机之尾气的后处理中。这类装置，如柴油氧化催化剂(DOC)和柴油微粒滤清器(DPF)，对于处理和/或除去有害成分非常有用，这些有害成分包括一氧化碳、一氧化氮、未燃烧的烃、以及发动机排气中的碳粒。

当柴油微粒滤清器从尾气中收集微粒物例如碳粒时，背压(backpressure)将增加。除非除去碳粒，否则碳粒在过滤器中的积累会降低燃料效率。

为了除去柴油微粒滤清器中的碳粒，经常通过加热，将捕获的碳粒转化为二氧化碳，使柴油微粒滤清器再生。通常，再生过程的健康程度(也即碳粒的脱除程度)是基于德尔塔压力(delta pressure)的碳粒负荷估测而确定的。然而，估测中的误差可能会导致失败的模式，例如再生过程失控或燃料经济性下降。因而，有必要提高基于德尔塔压力的碳粒负荷估测的准确性。

发明内容

本发明公开了一种提高基于德尔塔压力的碳粒负荷估测准确性的方法，其可用于确定柴油微粒滤清器的再生过程是否健康。尽管该方法特别适用于尾气后处理系统中柴油微粒滤清器的再生过程中估算碳粒的负荷，但该方法也可用于其它希望测量过滤器清洗后或再生后是否健康的过滤器技术。

本发明公开的方法考虑了某些干扰因素(noise factors)，以提高估测的准确性。所使用的估测值是一能表征滤清器清洗后所残留的微粒物量的数值，而不是微粒物的实际测量值，从而提高了准确性，并能更好地识别出未能适当再生/清洗的滤清器。

在一实施方式中，本发明方法涉及在柴油微粒滤清器清洗之后调节用于估算碳粒负荷的参考值(reference value)。本发明方法包括通过清洗从柴油微粒滤清器去除碳粒，并为一组预定的标准而测量若干参数。清洗过程一直持续，直到达到所有的预定标准。之后，就可以基于德尔塔压力估算出柴油微粒滤清器中的碳粒负荷。所得到的碳粒负荷的估测结果，可以说明干扰因素，例如扩展操作之后的灰分负荷。在后续的清洗处理后，该值用于调节柴油微粒滤清器内碳粒负荷的进一步估测。

在另一实施方式中，本发明的方法涉及通过核实是否达到制造商规定的标准、来判断滤清器的再生是否健康。该方法包括将柴油微粒滤清器的入口温度与目标温度进行比较、以及将柴油微粒滤清器的入口体积流率(flow rate)与要求的体积流率进行比较。在再生过程中，如果达到标准的时间大于预定的阈值，则该柴油微粒滤清器判断为健康。该方法还涉及在达到预定标准的再生过程结束时，确定基于德尔塔压力的碳粒负荷估测，然后通过将基于德尔塔压力的碳粒负荷估测与预定的阈值进行比较，以确定是否达到制造商定义的标准。

附图说明

图1显示了在柴油微粒滤清器中德尔塔压力与体积流率之比的特征曲线；

图2显示了来自典型样本的、未调节的、基于德尔塔压力的碳粒负荷估测数据；

图3显示了具有预定标准的滤清器清洗后，基于干净的滤清器的流动阻力测量值的、调节过的、基于德尔塔压力的碳粒负荷估测；

图4显示了本发明方法的一实施方式；

图5显示了可从滤清器随时间的诊断中所得到的数值的典型代表。

具体实施方式

以下描述了如何提高可除去的微粒物之负荷估测的准确性的方法，该微粒物之负荷是经过清洗之后残留在滤清器内的。本发明所公开的方法可以调节因偏置因素(或称偏移因子，offsetting factor)如滤清器之间的流动阻力的变化所导致的误差。下面描述中，滤清器为柴油微粒滤清器(DPF)，需要过滤的材料为尾气。然而，在适当的条件下，这里所描述的概念可应用于其它类型的过滤器和过滤系统，例如，过滤水的水过滤系统。