[发明专利]用于确定适于内燃发动机的微粒过滤器中积聚的金属粉末量的方法

说明书

一种用于确定在微粒过滤器(10)中捕获的实际的金属粉末或灰量的方法，其包括：基于估算模型(20,21,22,23)确定在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的估算值；确定在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的测量值；根据测量值来更新在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的估算值；并且根据在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的估算值的更新来确定在微粒过滤器(10)中捕获的实际的金属粉末或灰量

相关申请的交叉引用

该专利申请要求于2018年2月1日提交的号为102018000002311的意大利专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于确定适于内燃发动机(优选汽油发动机)的微粒过滤器中积聚的金属粉末量的方法。

背景技术

如已知的那样，内燃发动机(优选地但非排他性地汽油发动机)设置有排气系统，该排气系统又包括排气后处理系统，排气后处理系统具有沿着排气管布置的微粒过滤器(也已知为汽油微粒过滤器)；以及也沿着排气管布置的在微粒过滤器上游的催化转换器。根据优选实施例，催化转化器和微粒过滤器一个接一个地布置在共同的管状容器内*-。

排气系统还设置有电子控制系统，该电子控制系统包括：差压传感器，该差压传感器具有分别连接到微粒过滤器的入口和出口的第一和第二入口，以及提供指示所述微粒过滤器端部处压降的电信号的出口；温度传感器，该温度传感器布置在微粒过滤器的出口处，并提供指示流出微粒过滤器的排气温度的电信号；温度传感器，该温度传感器布置在微粒过滤器的入口处并提供指示流入微粒过滤器的排气温度的电信号；以及电子控制单元，该电子控制单元连接到所述传感器，并配置成确定微粒过滤器中积聚的微粒量并在给定条件发生时例如当积聚的微粒量超过预定阈值时激活其再生。

微粒过滤器实际上起到类似于阻止微粒通过的机械屏障的作用，并且通常由平行于多孔壁并且被交替地阻塞的通道构成。阻塞迫使排气流动通过通道的侧壁，使得构成微粒的未燃烧颗粒首先被阻止在侧壁的孔隙中，然后当孔隙被完全填充时所述未燃烧颗粒积聚在通道壁的内表面上，从而形成多孔层。随着微粒不断积聚在通道壁的内表面上，微粒过滤器上的压降增加，由微粒过滤器产生的反压也增加。

微粒不能无限地积聚，因为过大量的积聚：

-会导致发动机的性能、驾驶性和消耗的恶化，在最坏的情况下情境直到发动机失速；以及

-在微粒的自燃和不受控制的燃烧的情况下，会导致微粒过滤器的破坏；事实上，在存在大量微粒积聚并且在特定的驱动条件下，可能发生“关键的”再生现象(“critical”regeneration phenomena)，包括突然和不受控制的微粒燃烧，进而导致微粒过滤器内部产生高温以及由此造成对微粒过滤器本身的损坏。

因此，需要通过进行所谓的微粒过滤器的“再生”，即通过移除积聚的微粒，定期移除所捕获的微粒。

再生基本上可以分为：主动再生，即由电子控制单元控制的再生；以及自发再生，即在积聚阶段期间以不受控制和不可预见的方式产生的再生。

因此，在内燃发动机运行期间，可以在积聚阶段和再生阶段之间进行区分，所述积聚阶段即其中在微粒过滤器中存在微粒逐渐积聚并且没有主动再生而是最多只有自发再生的时间间隔，所述再生阶段即其中发生主动再生并且微粒过滤器中积聚的微粒量减少的时间间隔。

实验表明，捕获效率可以根据多个控制参数而变化，其中有在微粒过滤器中捕获的微粒量、在微粒过滤器中积聚的金属粉末量以及流动通过微粒过滤器的排气的体积流率(volume flow rate)。积聚在微粒过滤器中的金属粉末有助于提高微粒过滤器的捕获效率，因为金属粉末阻塞了具有构成微粒过滤器的多孔壁的通道，但是与微粒不同，金属粉末不能再生。

因此，在微粒过滤器中积聚的金属粉末量是极其重要的控制参数，以便在积聚阶段和微粒过滤器再生阶段之间获得正确的交替。