本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，并且具體地涉及對(duì)減少污染物的這些部件的管理。更具體地，本發(fā)明涉及用于管理顆粒過(guò)濾器的再生的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

dpf過(guò)濾器長(zhǎng)期以來(lái)一直被用于約束由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、特別是柴油機(jī)的燃燒產(chǎn)生的顆粒。

這些過(guò)濾器就形成在其中的通道的形狀而言被稱(chēng)為封閉式過(guò)濾器。

這些通道由多孔陶瓷材料制成，從而存留包含在穿過(guò)所述通道的氣體中的顆粒。

過(guò)濾器堵塞通過(guò)測(cè)量過(guò)濾器上游的壓力(背壓)或通過(guò)測(cè)量過(guò)濾器上游和下游的壓差來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)車(chē)輛的使用狀況，顆粒過(guò)濾器可能經(jīng)受更大頻率或更小頻率的再生循環(huán)以燃燒積聚的顆粒，從而清潔過(guò)濾器。

這種再生循環(huán)通過(guò)在排氣階段將燃料注入到燃燒室中以使未燃燒的燃料直接進(jìn)入包括顆粒過(guò)濾器的用于排氣后處理的裝置(ats)中來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種策略被稱(chēng)為后注入策略。一方面，這種后注入引起ats中的高溫，但是另一方面，后注入常常使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油變質(zhì)。

特別地，大量注入的燃料通過(guò)與發(fā)動(dòng)機(jī)油混合而噴出。這種混合對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生影響，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可能被損壞，并且也對(duì)燃料消耗量產(chǎn)生影響。

為了便于實(shí)施，考慮到可能對(duì)完全的再生產(chǎn)生不利影響的可能的環(huán)境條件，再生過(guò)程的持續(xù)時(shí)間被固定并且被預(yù)先確定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是限制對(duì)所述再生循環(huán)的不利影響。

本發(fā)明的基本構(gòu)思為通過(guò)不干涉再生循環(huán)的頻率、但干涉每個(gè)再生過(guò)程的持續(xù)時(shí)間來(lái)限制再生循環(huán)。

更具體地，本發(fā)明的基本構(gòu)思是執(zhí)行兩個(gè)或更多個(gè)并行過(guò)程，所述兩個(gè)或更多個(gè)并行過(guò)程估算再生循環(huán)可以何時(shí)被中斷以及這些過(guò)程中的至少一個(gè)過(guò)程何時(shí)具有有利的結(jié)果，然后顆粒過(guò)濾器的再生過(guò)程被強(qiáng)制中斷。

明顯的是，由于自然的再生過(guò)程持續(xù)地進(jìn)行并且因?yàn)槠浔苊饬藦?qiáng)制再生而被一直倡導(dǎo)，所以顆粒過(guò)濾器的再生過(guò)程可以僅在其是強(qiáng)制再生的情況下中斷。

強(qiáng)制再生策略通常涉及將未燃燒的燃料注入到排氣的排氣管線中，使得未燃燒的燃料在過(guò)濾器中燃燒，從而引起存儲(chǔ)在過(guò)濾器中的灰燼的燃燒。

根據(jù)基于對(duì)dpf顆粒過(guò)濾器的入口與出口之間的壓差進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第一過(guò)程來(lái)判定再生過(guò)程的中斷。具體地，隨時(shí)間推移對(duì)dpf入口與dpf出口之間的壓差進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且當(dāng)所述壓差對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值低于第三預(yù)定閾值時(shí)，中斷再生過(guò)程。并行地，根據(jù)對(duì)dpf的出口處的排氣的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第二過(guò)程來(lái)判定再生過(guò)程的中斷。

優(yōu)選地，當(dāng)dpf的出口溫度與計(jì)算出的理論溫度值之間的差低于第一閾值時(shí)，再生過(guò)程被中斷。為了方便起見(jiàn)，這種比較稱(chēng)為“比較策略”。

計(jì)算出的dpf的出口處的理論溫度優(yōu)選地在有意忽略顆粒燃燒的放熱效應(yīng)的情況下基于dpf幾何特征、室溫、dpf的入口溫度、旋轉(zhuǎn)/載荷相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)以及后注入的燃料量借助于算法來(lái)進(jìn)行估算。在再生過(guò)程期間，顆粒的氧化有助于dpf的出口溫度的升高。因此，當(dāng)dpf的出口溫度接近計(jì)算出的所述理論值時(shí)，這意味著沒(méi)有更多顆粒要燃燒，或者在任何情況下顆粒殘留物是可以忽略的。

替代性地，當(dāng)dpf的出口溫度的導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值低于第二計(jì)算閾值時(shí)，再生過(guò)程被中斷。為了方便起見(jiàn)，該策略被稱(chēng)為“微分”。

優(yōu)選地，當(dāng)對(duì)dpf的出口溫度的監(jiān)測(cè)判定中斷再生過(guò)程時(shí)，也判定中斷對(duì)壓差的導(dǎo)數(shù)的監(jiān)測(cè)，并且當(dāng)對(duì)壓差的導(dǎo)數(shù)的監(jiān)測(cè)判定中斷再生過(guò)程時(shí)，中斷對(duì)dpf的出口溫度的監(jiān)測(cè)。

根據(jù)本說(shuō)明書(shū)，dpf的入口和dpf的出口由排氣的流動(dòng)方向來(lái)標(biāo)記，并且dpf的入口處和dpf的出口處的溫度暗指排氣的循環(huán)流動(dòng)。

有利的，本發(fā)明允許限制由再生產(chǎn)生的油的稀釋?zhuān)瑥亩娱L(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)油的更換間隔期，并降低再生對(duì)燃料消耗量的影響。

本發(fā)明的另一目的是一種用于管理顆粒過(guò)濾器的再生的系統(tǒng)以及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括上述管理系統(tǒng)。

權(quán)利要求書(shū)描述了本發(fā)明的優(yōu)選變型，從而形成本說(shuō)明書(shū)的不可缺少的部分。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式

(及其變型)的詳細(xì)描述和僅用于說(shuō)明而非限制性目的提供的附圖而變得清楚，在附圖中：

圖1示出了表示本發(fā)明的基本構(gòu)思的框圖，

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型的詳細(xì)說(shuō)明圖1的框圖的第一部分的框圖，

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型的詳細(xì)說(shuō)明圖1的框圖的第二部分的框圖，

圖4示出了配備有顆粒過(guò)濾器、傳感器以及執(zhí)行前述圖的框圖的處理裝置的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性示例。

在附圖中，相同的附圖標(biāo)記和相同的字母標(biāo)識(shí)相同的元件或部件。

在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“第二”部件并不意味著存在“第一”部件。實(shí)際上這些術(shù)語(yǔ)僅被用于清楚的目的而并不意在作為限制。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在描述本發(fā)明的方法，當(dāng)車(chē)輛dpf的再生過(guò)程啟動(dòng)時(shí)，該方法自動(dòng)地啟用(1開(kāi)始)。在其啟用之后，該方法連續(xù)地運(yùn)行并且在該再生過(guò)程通過(guò)該方法被中斷時(shí)停止。

參照?qǐng)D1，啟動(dòng)下述兩個(gè)并行的過(guò)程：一個(gè)過(guò)程基于估算出的顆粒過(guò)濾器的出口處的溫度(過(guò)程2)，另一過(guò)程基于計(jì)算出的顆粒過(guò)濾器的入口與出口之間的壓差(過(guò)程1)。

指示過(guò)濾器的再生合理地完成的第一過(guò)程強(qiáng)制中斷再生過(guò)程。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在這兩個(gè)過(guò)程中的一個(gè)過(guò)程檢測(cè)到其所基于的傳感器有錯(cuò)誤的情況下，該過(guò)程在不對(duì)另一過(guò)程的操作產(chǎn)生影響的情況下停止。這使得不僅可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，即，限制發(fā)動(dòng)機(jī)油的稀釋?zhuān)疫€可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的較高冗余度。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，就第一過(guò)程而言，對(duì)計(jì)算出的作為顆粒過(guò)濾器的入口處的壓力與出口處的壓力之間的差的壓差進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)這種壓差的導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值低于第三計(jì)算閾值th3時(shí)，該再生過(guò)程中斷。

參照?qǐng)D2：

步驟1：監(jiān)測(cè)dpf再生過(guò)程的啟動(dòng)，

步驟32：等待時(shí)間t1，

步驟33：獲取dpf的排氣流動(dòng)阻力(flowres)的信號(hào)，即，dpf的入口與dpf的出口之間的所述壓差的值的信號(hào)，

步驟34：計(jì)算所述dpf排氣流動(dòng)阻力的信號(hào)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)(dresflow)的絕對(duì)值(dflowres)，

步驟35：檢查所述導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值是否低于所述第三預(yù)定閾值(dflowres<th3？)；如果否(n)，則返回至步驟33，而如果是(y)，則轉(zhuǎn)至

步驟12：等待時(shí)間間隔t2，接著

步驟13：獲取壓力傳感器的錯(cuò)誤狀態(tài)，

步驟14：檢查壓力傳感器是否存在錯(cuò)誤，如果不存在錯(cuò)誤，則

步驟15：中斷該再生并且中斷當(dāng)前的方法，但是如果壓力傳感器存在錯(cuò)誤，則

步驟16：在不干涉另一并行過(guò)程的情況下中斷當(dāng)前的過(guò)程。

如果在傳感器上檢測(cè)到任何錯(cuò)誤，這并不意味著再生會(huì)永久地持續(xù)進(jìn)行，而是再生保持受其他過(guò)程的控制。就這點(diǎn)而言，還清楚的是，中斷的概念在與任何其他并行過(guò)程進(jìn)行對(duì)比的情況下是絕對(duì)的。

第二過(guò)程可以基于dpf的入口溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)、后注入的燃料和室溫來(lái)估算顆粒氧化時(shí)間并且可以保持再生過(guò)程，而與dpf的出口溫度無(wú)關(guān)。另有，不管操作條件如何，計(jì)時(shí)器在其啟用之后停止再生過(guò)程。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，還通過(guò)執(zhí)行與前述過(guò)程并行的基于對(duì)dpf的入口溫度和出口溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的另一過(guò)程來(lái)對(duì)dpf的出口處的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

當(dāng)基于dpf溫度監(jiān)測(cè)的過(guò)程判定中斷dpf的再生過(guò)程時(shí)，則基于壓差監(jiān)測(cè)的過(guò)程被中斷，并且當(dāng)基于壓差監(jiān)測(cè)的過(guò)程判定中斷dpf的再生過(guò)程時(shí)，則基于dpf溫度監(jiān)測(cè)的過(guò)程被中斷。

根據(jù)用于對(duì)dpf的出口處的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程的優(yōu)選變型，將測(cè)得的溫度與計(jì)算出的理論值進(jìn)行比較，從而獲得溫度差，并且當(dāng)該溫度差低于第一預(yù)定閾值時(shí)，該再生過(guò)程被中斷。

根據(jù)用于對(duì)dpf的出口溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程的另一優(yōu)選變型，將dpf的出口溫度的導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值與第二預(yù)定閾值進(jìn)行比較，并且當(dāng)所述導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值低于所述第二預(yù)定閾值時(shí)，假定顆粒過(guò)濾器中的殘余顆粒是可以忽略的。

圖3借助于包含以下連續(xù)步驟的流程圖示出了本發(fā)明的第一變型的優(yōu)選實(shí)施方案。

步驟1至步驟7始終被執(zhí)行，而右分支或左分支根據(jù)可以在ecu發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的校準(zhǔn)期間設(shè)定的標(biāo)志來(lái)執(zhí)行，其中，ecu發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通常對(duì)與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和相應(yīng)的ats相關(guān)的過(guò)程、包括dpf再生過(guò)程進(jìn)行控制。

參照?qǐng)D3，于是：

步驟1：檢測(cè)dpf再生過(guò)程的啟動(dòng)，

步驟2：測(cè)量dpf的入口溫度(tindpf)，

步驟3：如果dpf的入口溫度高于第四預(yù)定閾值(tindpf＞th4？)，則

步驟4：等待時(shí)間間隔t1；否則，如果dpf的入口溫度不高于所述第四預(yù)定閾值，則返回至步驟2，接著

步驟5：估算無(wú)顆粒時(shí)的dpf的出口溫度，從而獲得計(jì)算出的所述理論溫度值(toutdpfcalc)，

步驟6：測(cè)量dpf的出口溫度(toutdpfmis)，從而獲得相對(duì)值，

步驟7：檢測(cè)待被實(shí)施的策略是比較的還是微分的：如果是比較的，則轉(zhuǎn)至步驟8，否則轉(zhuǎn)至步驟10：

步驟8：計(jì)算計(jì)算出的所述理論溫度與所述dpf的出口溫度之間的差(toutdpfmis－toutdpfcalc)，

步驟9：檢查所述差是否低于第一閾值(toutdpfmis－toutdpfcalc<th1？)；如果所述差不低于所述第二閾值，則返回至步驟6，如果所述差低于所述第一閾值，則轉(zhuǎn)至步驟12；

然而，如果該策略是微分的，則

步驟10：計(jì)算dpf的出口溫度對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)(dtoutdpfmis)，以及

步驟11：檢查dpf的出口溫度的導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值是否低于所述第二預(yù)定閾值(dtoutdpfmis<th3？)，接著

步驟12：等待時(shí)間t2，接著

步驟13：獲取溫度傳感器的錯(cuò)誤狀態(tài)，

步驟14：檢測(cè)溫度傳感器是否存在錯(cuò)誤，如果不存在錯(cuò)誤，則

步驟15：中斷再生并且中斷當(dāng)前的方法，但是如果溫度傳感器存在錯(cuò)誤，則

步驟16：在不干涉再生過(guò)程的情況下中斷當(dāng)前的方法。

很明顯，步驟1以及步驟12至步驟16被編號(hào)并與圖2中的這些步驟對(duì)應(yīng)，準(zhǔn)確地說(shuō)，這是鑒于下述事實(shí)：這兩種方法優(yōu)選地以并行的方式執(zhí)行，從而共享一些步驟。

很明顯的是，不管估算出的顆粒積聚以及相應(yīng)的氧化的作用如何，用于估算溫度的理論值的算法明顯比替代地基于該估算出的顆粒積聚的這些過(guò)程更穩(wěn)定且更可靠。

還必須清楚的是，右分支(步驟10和步驟11)和左分支(步驟8和步驟9)也可以并行地執(zhí)行，它們中的每個(gè)分支實(shí)際上均能夠獨(dú)立地執(zhí)行步驟15。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，除了前述的方法之外，還可以并行地監(jiān)測(cè)由積聚在dpf中的顆粒產(chǎn)生的壓差。

為了使再生過(guò)程穩(wěn)定，優(yōu)選的是在從再生過(guò)程的啟動(dòng)開(kāi)始的預(yù)定時(shí)間間隔之后對(duì)壓差以及dpf的出口溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

前述壓差優(yōu)選地通過(guò)公知的傳感器來(lái)測(cè)量。

溫度傳感器的錯(cuò)誤與壓力傳感器的錯(cuò)誤一樣一般由通常在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中執(zhí)行的過(guò)程來(lái)檢測(cè)。因此，將傳感器存在的錯(cuò)誤存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的數(shù)據(jù)庫(kù)中的步驟是已知的。

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)e、優(yōu)選地為柴油機(jī)包括排氣后處理裝置ats，該排氣后處理裝置ats包括過(guò)濾器dpf。

該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在入口處包括溫度傳感器st1并且在出口處包括溫度傳感器st2。該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還包括壓差傳感器spd。所述傳感器與對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和ats的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控的處理單元ecu連接。

本發(fā)明可以有利地由計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)施，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該程序時(shí)執(zhí)行所述方法的一個(gè)或更多個(gè)步驟的編碼裝置。因此，意圖在于，保護(hù)范圍延伸至所述計(jì)算機(jī)程序，并且進(jìn)一步延伸至包含記錄信息的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該程序時(shí)執(zhí)行所述方法的一個(gè)或更多個(gè)步驟的程序編碼裝置。

在不背離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，所描述的非限制性示例的各種實(shí)施方式、包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的所有等同實(shí)施方式都是可能的。

通過(guò)以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不引入任何進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。在不背離本申請(qǐng)的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)各種優(yōu)選實(shí)施方式中示出的元件和特征進(jìn)行組合。除非在詳細(xì)描述中特別地否認(rèn)或排除，否則在現(xiàn)有技術(shù)中描述的所有特征可以被考慮為與在以下詳細(xì)描述中所描述的變型的特征進(jìn)行組合，從而形成本發(fā)明的不可缺少的部分。如果每個(gè)優(yōu)選變型或附圖的各特征沒(méi)有出現(xiàn)在獨(dú)立權(quán)利要求中，則不是必需的，因此每個(gè)優(yōu)選變型或附圖的各特征可以與描述的其他變型單獨(dú)組合。