專利名稱：管理柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器再生的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開涉及一種用于管理柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF)的再 生的方法。
背景技術(shù)：
為了滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)，柴油發(fā)動機通常裝備有柴油微粒過濾器(DPF)。這是一 種后處理裝置，位于排氣管線中，其能捕捉微粒物質(zhì)，例如由燃燒產(chǎn)生的煙灰(SOOt)。根據(jù)排氣管線/系統(tǒng)的架構(gòu)，即緊密連接(close-coupled)的DPF(CC)，或安裝于 地板下的DPF (UF)，對于DPF可能有不同的位置。傳動系發(fā)動機管理系統(tǒng)(EOT)通常包括DPF專用控制策略以執(zhí)行下面的任務(wù)， 即-確定DPF填充水平，-一旦特定的填充水平已被檢測到，執(zhí)行自動程序以排空DPF，該后一程序是所謂 的DPF再生處理。DPF再生處理在正常駕駛操作過程中執(zhí)行，不需要維修或保養(yǎng)介入。DPF再生處理是煙灰的受控制的燃燒，發(fā)生在DPF內(nèi)部，通過流過DPF的排氣的溫 度增加而點燃。例如，在所有可能的駕駛條件，即城市駕駛，高速駕駛等等駕駛條件下，該溫度增 加至630°C，保持一定的時間(通常是10分鐘)。排氣溫度增加通過專門的燃燒模式獲得，由此，主要的燃料系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)控制 被涉及，借助其，在再生過程中，，系統(tǒng)得到因燃料在燃燒室中燃燒而導(dǎo)致的第一溫度增加， 以及因排氣管線中的催化劑中的燃料氧化而導(dǎo)致的第二溫度增加。對于DPF再生處理專用燃燒模式，傳統(tǒng)的噴射模式(燃料系統(tǒng))和空氣系統(tǒng)促動 規(guī)則(EGR，節(jié)流閥，渦輪增壓)被改變以支持再生處理自身。為了得到第一溫度增加，專用燃燒模式執(zhí)行所謂的后噴射，其是延遲燃料噴射，即 一種發(fā)生在上止點(TDC)之后的噴射；該額外的燃料噴射在燃燒室中燃燒。為了得到第二溫度增加，專用燃燒模式執(zhí)行至少一個所謂的后期噴射 (post-injection)(通常多于一個)，其也是延遲燃料噴射，特別的，是發(fā)生在后噴射之后。 該額外的燃料噴射不在燃燒室中燃燒，但是到達(dá)排氣管線中DPF上游側(cè)的柴油氧化催化器 (DOC)，在那里其氧化釋放溫度。隨著專用燃料噴射管理，專用進氣管理也扮演了關(guān)鍵角色各參數(shù)，例如排氣再 循環(huán)(EGR)，節(jié)流閥位置，渦輪控制，漩渦控制等等根據(jù)發(fā)動機狀況進行管理以提供必要的 空氣充氣以支持DPF再生(RGN)專用燃燒模式。特別地，燃燒室中及排氣管中的必要氧氣 含量均被提供。目前的用于再生處理的策略能獲得用于排氣的必須的目標(biāo)溫度以在多數(shù)駕駛條 件下再生DPF，該駕駛條件通常根據(jù)發(fā)動機燃料供應(yīng)或制動平均有效壓力(BMEP)、發(fā)動機速度、和車輛速度來辨識。目前的產(chǎn)品系統(tǒng)(主要是Euro 4系統(tǒng))允許DPF再生，只要系統(tǒng)中不存在錯誤故 障，也就是說總是在最佳的狀況下執(zhí)行該程序?，F(xiàn)場問題揭露了本方法與因?qū)?zhí)行的排放立法而具有DPF的強制車輛裝備相結(jié) 合造成了幾個用于DPF的被迫再生的不必要的維修介入，許多消費者因“走回家的故障”而 抱怨。這些問題的主要原因之一是任何發(fā)動機的故障狀況下DPF再生的禁止導(dǎo)致DPF堵 塞從而產(chǎn)生了過早的維修介入，DPF堵塞甚至能導(dǎo)致發(fā)動機性能受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
披露的本實施例的目的在于提出一種情況，其適于允許安全的DPF再生。另一個 目的在于提供用于操作柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF)的再生的方法，其不使 用復(fù)雜的裝備并利用車輛的電子控制單元(ECU)的計算能力。本發(fā)明的又一個目的在于通過簡單，合理且便宜的解決方法達(dá)到這些目的。這些目的通過具有本發(fā)明主要方面的特征的方法，發(fā)動機，計算機程序及計算機 程序產(chǎn)品和電磁信號獲得。本發(fā)明的其它方面描述了優(yōu)選的和/或特別有利的方面。本發(fā)明的實施例提供了一種用于管理柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF) 的再生的方法，所述發(fā)動機具有進氣和排氣管線且被構(gòu)造為后噴射或后期噴射一些量的燃 料至燃燒室內(nèi)用于升高發(fā)動機排氣的溫度，該發(fā)動機在所述排氣管線中包括柴油微粒過濾 器(DPF)，該方法包括下面步驟識別發(fā)動機系統(tǒng)的故障狀況，且在該故障狀況不是嚴(yán)重的情況下，-測量進氣充氣(intakeair charge)，且在該進氣充氣可接受的情況下，-執(zhí)行用于所述柴油微粒過濾器(DPF)的再生處理。該實施例具有在發(fā)動機系統(tǒng)非嚴(yán)重故障狀況下也可執(zhí)行DPF再生處理的優(yōu)點。另一實施例包括一種操作柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF)的再生的 方法，其中，所述進氣充氣的測量被執(zhí)行以測量進氣流動速度及進氣壓力以確定這些參數(shù) 是否在可接受的范圍內(nèi)以開始所述再生處理。該實施例具有在非嚴(yán)重故障狀況下及僅當(dāng)發(fā)動機系統(tǒng)在可接受的條件下工作時 執(zhí)行再生處理的優(yōu)點。又一實施例包括用于執(zhí)行柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF)的方法，其 中進氣充氣的所述可接受范圍作為發(fā)動機工作點(working point)的函數(shù)而被確定。該實施例具有在非延展故障狀況下且僅當(dāng)發(fā)動機系統(tǒng)在依賴于發(fā)動機工作點的 可接受的條件下工作時執(zhí)行再生處理的優(yōu)點。另一實施例提供用于操作柴油發(fā)動機中的柴油微粒過濾器(DPF)的再生的方法， 其中，所述再生處理在安全模式中被執(zhí)行。該實施例具有即使在非嚴(yán)重故障條件下使用安全再生策略執(zhí)行再生處理的優(yōu)點。另一實施例提供一種方法，其中，所述安全模式再生處理是利用低溫設(shè)定點且使 用相對于該溫度設(shè)定點和傳統(tǒng)的DPF再生處理的持續(xù)時間較長的處理持續(xù)時間而被執(zhí)行。
該實施例具有即使在發(fā)動機系統(tǒng)的非嚴(yán)重故障狀態(tài)下也執(zhí)行較安全再生處理的 優(yōu)點。根據(jù)其一個方面的方法可以計算機程序的形式實現(xiàn)，其包括程序代碼以執(zhí)行方法 的所有步驟，以及以計算機程序產(chǎn)品的形式實現(xiàn)，其包括用于執(zhí)行該計算機程序的設(shè)置。根據(jù)優(yōu)選實施例，該計算機程序產(chǎn)品包括用于IC發(fā)動機的控制裝置，例如發(fā)動機 的ECU，該程序被儲存在其中以使得控制裝置以與該方法相同的方式限定一個或多個該實 施例。在這種情況下，當(dāng)控制裝置執(zhí)行計算機程序時，根據(jù)所述實施例的方法的所有步驟被 執(zhí)行。根據(jù)其它方面的方法也可被以電磁信號的形式實現(xiàn)，所述信號被模制以承載數(shù)據(jù) 位序列，其表示執(zhí)行該方法所有步驟的計算機程序。該披露內(nèi)容的有一方面提供一種內(nèi)燃機，特別被設(shè)置用于執(zhí)行所述方法。


通過實例，參考所附視圖，現(xiàn)在向描述各個實施例，在附圖中圖1是示出本方法的步驟的流程圖的示意圖。
具體實施例方式本方法的優(yōu)選實施例在這里參考圖1進行描述。用于管理柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF)的再生的方法，首先包括在 圖1的“檢查故障”階段識別發(fā)動機系統(tǒng)的任意故障狀況的存在。這樣識別的故障狀況的最頻繁部分對于發(fā)動機(且具體是進氣系統(tǒng))不是主要的 或嚴(yán)重的故障狀況它們當(dāng)然需要維修介入但是DPF再生處理可被執(zhí)行(優(yōu)選地伴隨著如 下解釋的安全設(shè)定)。以這種方式，DPF堵塞可被避免且由此避免了額外的維修介入，這意 味著不需要維修時的強制DPF再生處理。披露的實施例執(zhí)行診斷檢查，以正確地識別進氣系統(tǒng)故障是否要驅(qū)動DPF再生處 理，或是否其允許安全DPF再生處理。該后一種安全DPF再生處理還可被稱為具有專用安全設(shè)定的恢復(fù)再生處理。優(yōu)選地，為了安全，所述再生處理被利用低溫設(shè)定點且使用相對于該溫度點和傳 統(tǒng)DPF再生處理的持續(xù)時間更長的處理持續(xù)時間執(zhí)行。本方法的第二步驟，在被檢測的故障狀況是不嚴(yán)重的情況下，進氣充氣被測量，且 在這種進氣充氣是可接受的情況下，用于所述柴油微粒過濾器(DPF)的再生處理被執(zhí)行。具體地，進氣充氣的測量被執(zhí)行，其測量進氣流速(MAF)和進氣壓力(ρ)以確定這 些參數(shù)是否在用于啟動所述再生處理的可接受范圍內(nèi)。如果故障狀況是嚴(yán)重的，不執(zhí)行DPF再生。實際上，在一些情況下，過多新鮮空氣可導(dǎo)致DPF再生低溫(沒有足夠的熱量釋 放)，在其它情況下，其可表示排氣中過高氧含量導(dǎo)致不受控制的煙灰燃燒，這導(dǎo)致DPF熱 應(yīng)力。優(yōu)選地，進氣流速(MAF)的確定是通過發(fā)動機的進氣管線中的質(zhì)量空氣流量傳感 器進行，且進氣壓力(P)的確定是通過發(fā)動機的進氣歧管中的壓力傳感器進行。
以這種方式，根據(jù)進氣流速或根據(jù)進氣壓力，可以測量可接受的進氣充氣。如果進 氣充氣是可接受的，DPF再生被允許，優(yōu)選地是以恢復(fù)或安全模式。優(yōu)選地，進氣充氣的可接受范圍不是恒定的而是被確定為發(fā)動機工作點的函數(shù)。這意味著，依賴于發(fā)動機工作點，由本發(fā)明負(fù)荷(即扭矩、燃料供給、制動平均有 效壓力(BMEP))和發(fā)動機速度表示，進氣充氣被調(diào)整以正確地支持根據(jù)所述實施例的DPF 再生燃燒模式。哪個以及多少故障狀況被用于該方法中，這依賴于系統(tǒng)架構(gòu)和用于正確地支持 DPF再生燃燒模式的特定E⑶策略。通過故障狀況，其意味著故障狀況可來自于整個發(fā)動機系統(tǒng)，特別是來自發(fā)動機 進氣系統(tǒng)。在再生期間，當(dāng)一種狀況導(dǎo)致DPF的過度加熱且由此導(dǎo)致熱應(yīng)力，這種狀況被定 義為是嚴(yán)重的。更準(zhǔn)確地，當(dāng)導(dǎo)致DPF的溫度超過閾值時該故障狀況被認(rèn)為是嚴(yán)重的。非嚴(yán)重故障的例子是與可變?nèi)~片渦輪故障聯(lián)系的故障，可能是節(jié)流閥被卡在中間 位置，可變旋渦促動器被卡閉，可變旋渦促動器被卡在中間位置或渦輪增壓器上的任意故障。嚴(yán)重故障的例子可以是EGR閥卡在打開位置或EGR閥卡在中間位置。依賴于特定E⑶策略，DPF再生設(shè)定被改變以執(zhí)行恢復(fù)再生處理，以執(zhí)行該再生處 理這些可以是用于再生的溫度設(shè)定點和處理持續(xù)時間。優(yōu)選地，利用低溫設(shè)定點并使用相對于該低溫設(shè)定點和傳統(tǒng)DPF再生處理的持續(xù) 時間更長的處理持續(xù)時間，安全模式DPF再生處理被執(zhí)行。用于安全模式下的DPF自身的溫度增加被以傳統(tǒng)的方式達(dá)到，即執(zhí)行后噴射和一 個或多個后期噴射，其到達(dá)DPF上游的排氣管線中的柴油氧化催化器(DOC)，在那里其氧化
釋放熱量。所述實施例具有多個重要優(yōu)點和益處。首先，獲得了降低DPF阻塞可能性。而且，“走路回家”故障的發(fā)生被減少。而且，減少了維修介入，其意味著需要在維修處進行用于DPF阻塞的DPF強制再生。最后，減少了由于DPF過分阻塞導(dǎo)致的DPF置換。雖然在前述概要和詳細(xì)說明中已經(jīng)呈現(xiàn)了至少一個示例性實施例，應(yīng)認(rèn)識到還存 在巨量變化。還應(yīng)認(rèn)識到，一個或多個示例性實施例僅是示例性的，且不以任意方式限制范 圍、實用性或構(gòu)造。而是，前述概要和詳細(xì)說明為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供方便的用于實施至少 一個示例性實施例的路線圖，應(yīng)認(rèn)識到，該示例性實施例中所述的組元的功能和配置可進 行各種變化，而不偏離所附權(quán)利要求及其法律等效物的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于管理柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF)的再生的方法，所述發(fā)動 機具有進氣管線和排氣管線且被構(gòu)造為后噴射或后期噴射一些量的燃料至燃燒室內(nèi)用于 升高發(fā)動機排氣的溫度，該發(fā)動機在所述排氣管線中包括柴油微粒過濾器(DPF)，該方法包 括下面步驟識別發(fā)動機系統(tǒng)的故障狀況，且在該故障狀況不是嚴(yán)重的情況下， 測量進氣充氣，且在該進氣充氣可接受的情況下， 執(zhí)行用于所述柴油微粒過濾器(DPF)的再生處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過測量進氣流速和進氣壓力以確定這些參數(shù)是 否在用于啟動所述再生處理的可接受的范圍內(nèi)，測量進氣充氣被執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述可接受的范圍被確定為發(fā)動機工作點的函數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過利用低溫設(shè)定點且使用相對于該溫度設(shè)定點 和傳統(tǒng)DPF再生處理的持續(xù)時間更長的處理持續(xù)時間，所述再生處理被執(zhí)行。
5.一種內(nèi)燃機，特別是柴油發(fā)動機，該內(nèi)燃機具有相關(guān)聯(lián)傳感器用于測量運行參數(shù)，其 特征在于，該內(nèi)燃機包括配置為執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法的ECU。
6.一種計算機程序，包括適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法的計算機代碼。
7.一種計算機程序產(chǎn)品，包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機程序。
8.—種電磁信號，被調(diào)整為用于表示權(quán)利要求6的計算機程序的數(shù)據(jù)位序列的載體。
全文摘要
一種用于管理柴油發(fā)動機系統(tǒng)中的柴油微粒過濾器(DPF)的再生的方法，所述發(fā)動機具有進氣管線和排氣管線且被構(gòu)造為后噴射或后期噴射一些量的燃料至燃燒室內(nèi)用于升高發(fā)動機排氣的溫度，該發(fā)動機在所述排氣管線中包括柴油微粒過濾器(DPF)，該方法包括下面步驟識別發(fā)動機系統(tǒng)的故障狀況，且在該故障狀況不是嚴(yán)重的情況下，測量進氣充氣，且在該進氣充氣可接受的情況下，執(zhí)行用于所述柴油微粒過濾器(DPF)的再生處理。
文檔編號F01N11/00GK102140951SQ201110030468
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者伊戈.扎內(nèi)蒂, 斯蒂法諾.卡薩尼, 阿萊西亞.圖尼內(nèi)蒂 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司