[发明专利]一种汽油机GPF累碳计算方法

说明书

本发明涉及一种汽油机GPF累碳计算方法，通过读取汽油机的变量值；查询基础累碳量表及空燃比/水温修正系数表；根据整车运行工况，划分为启动、怠速、加速、减速、匀速、换挡等六个阶段，针对每个部分的特点，从发动机排放颗粒物的基础表格中进行查询及根据各个工况点空燃比的特点进行修正，同时由于不同的工况下排气气流带动soot沉积在GPF管道内的分布状态不同，得到最终的GPF累碳量。

技术领域

本发明属于发动机尾气技术领域，具体涉及汽油机GPF累碳计算方法。

背景技术

随着排放标准的提高，其最显著的变化是测试循环的改变和排放限值的加严，相应的大大提高了对排放控制技术的要求。汽油发动机因其较好的动力性、燃油经济性、驾驶性及NVH等优点，在乘用车和轻型商用车上得到愈来愈广泛的使用。汽油机的油气混合不均匀和燃油湿壁等现象容易导致颗粒物排放质量和数量的生成，在瞬态工况更多的WLTC和RDE测试循环中这种现象将会更加恶化，为此，后处理系统增加颗粒捕捉器(GPF)是一种很好的解决方案。

对于TWC(三元催化器)+GPF的方案，紧耦合和底盘式的布置方案各有特点，前者的优点是被动再生基本上就可以解决颗粒物的再生问题，缺点是GPF的入口温度较高，可能会出现发动机排放颗粒过于细小导致GPF捕捉效率不高的问题；后者的优点则是发动机原排颗粒比较适合GPF的工作，能够提高GPF的捕捉和转化效率，缺点则是在某些工况下仅仅依靠被动再生无法实现颗粒物的燃烧，还必须引入主动再生，设计合适的控制策略。

再生控制策略设计的基础和前提是GPF内部累碳量的精确计算，手动挡的车辆与自动挡的车辆工作过程存在差异，对累碳量的计算有不同的影响。

现技术对累碳量的计算通常有以下三种方式：

第一种是，根据发动机转速、节气门开度、GPF入口排温等信息，划分多种累碳计算工况，根据各种工况下的行驶里程数和各种累碳工况的每公里累碳积累系数，计算当前的累碳总量。这种方式的缺点是缺少空燃比的条件及缺少换挡过程的条件。

第二种是，基于发动机运行的时间段和温度段划分了三个区间，其中第一个区间计算发动机的原始碳排放量，第二和第三个区间计算GPF内碳的消耗量，二者相减，就得到了GPF捕捉下来的碳含量。仅划分两个碳消耗的控制区间，满足不了实际控制的要求，估算的精度不够。

第三种是，基于GPF两端的压差在空载和累碳状态下的变化，估算累碳总量，压差与累碳量并不存在绝对的一一对应关系，所以这种估算模式得不到精准的累碳量估算值。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽油机GPF累碳计算方法，以解决基于压差信号不能够精确估算累碳量，及发动机与整车的瞬态工况对GPF内部累碳量的影响的修正的问题。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种汽油机GPF累碳计算方法，包括以下步骤：

S1、读取汽油机的变量值；

S2、查询基础累碳量表及空燃比/水温修正系数表；

S3、工况识别，判断当前工况是否为急加速工况，若是则在步骤S2的基础上加上急加速修正量μdym；若否则判断是否为换挡工况/急减速工况，若是，则减去碳消耗量△m_dym，若否则碳消耗量△m_dym为0；

S4、根据累碳量计算公式计算累碳量，累碳量计算公式为：M_soot＝m_base×μdym-△m_dym，其中，M_soot为累碳量，单位为g，m_base为基础累碳量，μdym为急加速修正量，△m_dym为碳消耗量。

进一步的，基础累碳量表为基于整车环境，通过调节不同的发动机转速和负荷，通过天平称重，得到各个工况点下的累碳量，填入标定表格中，得到基础累碳量表，作为后续计算的基础，从中查询得到m_base。