專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)用于過(guò)濾器再生的碳?xì)浠衔飮娚涞脑\斷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的再生，并且更具體地涉及用于再生柴油機(jī)微粒過(guò) 濾器的系統(tǒng)和方法，其使用的系統(tǒng)輸送柴油機(jī)微粒過(guò)濾器再生期間所用到的碳?xì)浠衔镙?送給發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸作為缸內(nèi)后噴射和/或作為柴油機(jī)氧化催化劑和柴油機(jī)微粒過(guò)濾器上游 的排氣系統(tǒng)內(nèi)的噴射。
背景技術(shù)：
包括環(huán)境責(zé)任努力和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放的現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)法規(guī)在內(nèi)的許多因素已 經(jīng)降低了在化石燃料燃燒之后進(jìn)入大氣的某些污染物的容許可接受的水平。日益嚴(yán)格的排 放標(biāo)準(zhǔn)會(huì)需要對(duì)燃料燃燒和/或排氣的燃燒后處理進(jìn)行更多控制。例如，在過(guò)去幾年，氮 氧化物(NOx)和微粒物質(zhì)的容許水平已經(jīng)大大降低。為了連同其它問(wèn)題一起關(guān)注環(huán)境，許 多柴油機(jī)現(xiàn)在在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)具有柴油機(jī)氧化催化劑(DOC)以及柴油機(jī)微粒過(guò)濾器 (DPF)，目的是減少釋放到大氣中的NOx和微粒物質(zhì)的量。
在一些柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，可能有利的是，在DOC上游的位置，直接將通常為柴油 燃料形式的碳?xì)浠衔锾峁┑桨l(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)，從而使得碳?xì)浠衔飳⑴cDOC反應(yīng)以產(chǎn)生 熱量并將DPF內(nèi)的溫度升高到足以容許DPF再生的溫度點(diǎn)。令人遺憾的是，碳?xì)浠衔锊?不總是如所期望的那樣與DOC反應(yīng)，而且，有時(shí)候碳?xì)浠衔飼?huì)從DOC中逸出并且進(jìn)入DPF， 在DPF，它們會(huì)燃燒并且導(dǎo)致計(jì)劃外的放熱和排氣產(chǎn)生，這種狀態(tài)被稱(chēng)作"碳?xì)浠衔镆?出"。這些計(jì)劃外的排氣產(chǎn)生常常是可見(jiàn)的排氣白色煙霧。從DOC中逸出且進(jìn)入DPF的碳 氫化合物的燃燒會(huì)引起對(duì)DPF的損壞。
碳?xì)浠衔镆莩鲇袔追N原因，例如:排氣系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有足以允許碳?xì)浠衔镌贒OC 中燃燒的氧，老化的、受損的或無(wú)效的D0C，以及泄露碳?xì)浠衔锘驀娚涞奶細(xì)浠衔锉阮A(yù) 期的更多的碳?xì)浠衔飮娚淦鳌Ｓ谑?，已?jīng)開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)用來(lái)估計(jì)排氣系統(tǒng)中可用于碳?xì)浠?合物燃燒的氧和限制碳?xì)浠衔飮娚?，因此，存在?duì)如下系統(tǒng)和方法的需求，其基于DOC是 老化、受損或是無(wú)效的，來(lái)檢測(cè)從DOC逸出的碳?xì)浠衔铮约盎谔細(xì)浠衔飮娚淦魇切?露或是噴射的碳?xì)浠衔锉阮A(yù)期的更多，來(lái)檢測(cè)從DOC逸出的碳?xì)浠衔铩０l(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一種工藝，提供一種檢測(cè)如下的系統(tǒng)中故障的方法，該系統(tǒng)用于將碳?xì)浠?物提供給發(fā)動(dòng)機(jī)排氣以再生柴油機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)的柴油機(jī)微粒過(guò)濾器。該柴油機(jī)包括電子控 制模塊、至少一個(gè)氣缸和與該至少一個(gè)氣缸流體連通的至少一個(gè)燃料噴射器以及在排氣系 統(tǒng)內(nèi)的柴油機(jī)氧化催化劑。用該電子控制模塊監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)該排氣系統(tǒng)的排氣流率。用該電子 控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度。用該電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的 出口溫度。用該電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度。用該電子控制模塊確定 該柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成熱的效率。把所確定的該柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi) 的碳?xì)浠衔锏娜紵逝c預(yù)定效率相比較。當(dāng)所確定的效率的差值高于第一預(yù)定極限以及低于第二預(yù)定極限時(shí)，產(chǎn)生警報(bào)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，其具有嵌入其中的可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。該可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼實(shí)施檢測(cè)如下系統(tǒng)中故障的方法，該系統(tǒng)用于將碳?xì)浠衔锾峁┙o發(fā)動(dòng)機(jī)排氣以再生柴油機(jī)微粒過(guò)濾器。用該電子控制模塊監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)該排氣系統(tǒng)的排氣的流率。用該電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度。用該電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度。用該電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度。用該電子控制模塊確定該柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成熱的效率。把所確定的該柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi)的碳?xì)浠衔锏娜紵逝c預(yù)定效率相比較。當(dāng)所確定的效率的差值高于第一預(yù)定極限以及低于第二預(yù)定極限時(shí)，產(chǎn)生警報(bào)。
根據(jù)另一種工藝，提供一種確定如下碳?xì)浠衔飮娚湎到y(tǒng)中故障的方法，該碳?xì)浠衔飮娚湎到y(tǒng)用于具有帶柴油機(jī)微粒過(guò)濾器和柴油機(jī)氧化催化劑的排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。 基于柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度、柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度和柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度，來(lái)估計(jì)柴油機(jī)氧化催化劑的將被噴射而用于柴油機(jī)微粒過(guò)濾器再生的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成熱的效率是。將所估計(jì)的效率與存儲(chǔ)的預(yù)定效率值相比較，以確定所估計(jì)的效率與所存儲(chǔ)的預(yù)定效率值之間的差值[Λ]。當(dāng)差值[Λ]是大于第一預(yù)定閾值和小于第二預(yù)定閾值這兩種情況之一時(shí)，產(chǎn)生警報(bào)。
圖1是示出具有帶柴油機(jī)微粒過(guò)濾器、柴油機(jī)氧化催化劑以及布置在排氣系統(tǒng)中的碳?xì)浠衔飮娚淦鞯呐艢庀到y(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了具有排氣系統(tǒng)12的發(fā)動(dòng)機(jī)10。排氣系統(tǒng)12包括柴油機(jī)氧化催化劑 (DOC) 14、DOC溫度傳感器16、柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF) 18和排氣系統(tǒng)碳?xì)浠衔飮娚淦?0。發(fā)動(dòng)機(jī)10另外還具有電子控制模塊(ECM) 22，有時(shí)稱(chēng)作發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊或發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。ECM 22控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的許多方面的操作，僅舉幾個(gè)例子，例如燃料噴射、基于排放的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置、基于燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置和DPF再生。DOC溫度傳感器16與ECM 22通信。
發(fā)動(dòng)機(jī)10另外具 有多個(gè)氣缸24，每個(gè)氣缸具有燃料噴射器26。燃料噴射器26能夠在每個(gè)燃燒循環(huán)中為每個(gè)氣缸執(zhí)行多次燃料噴射，例如，預(yù)噴射、主噴射和后噴射，其中， 主噴射是提供發(fā)動(dòng)機(jī)10的所需功率輸出的燃料噴射,而預(yù)噴射發(fā)生在主噴射之前,后噴射發(fā)生在王嗔射之后。
發(fā)動(dòng)機(jī)10另外還具有發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器28，其也與ECM 22通信并且用來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
如圖1所示，DOC 14位于DPF 18的上游。排氣系統(tǒng)碳?xì)浠衔飮娚淦?0布置在 DOC 14的上游。DOC溫度傳感器16產(chǎn)生DOC 14的入口和DOC 14的出口這兩者的溫度讀數(shù)。還設(shè)想的是，可以利用分開(kāi)的傳感器來(lái)獲取DOC 14的入口溫度和DOC 14的出口溫度。 排氣系統(tǒng)碳?xì)浠衔飮娚淦?0將諸如柴油燃料之類(lèi)的碳?xì)浠衔飮娚涞脚艢庀到y(tǒng)12里， 以便提高DOC 14的溫度以及排氣系統(tǒng)12內(nèi)排氣的溫度。當(dāng)排氣系統(tǒng)12內(nèi)的溫度高于某一水平時(shí)，DPF可以進(jìn)行再生。 為了診斷經(jīng)DOC逸出的碳?xì)浠衔?，ECM 22可以按照下式計(jì)算DOC中碳?xì)浠衔锶紵乃矔r(shí)能量平衡方程:
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)系統(tǒng)中故障的方法，所述系統(tǒng)用于將碳?xì)浠衔锾峁┙o發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，以用于再生柴油機(jī)的排氣系統(tǒng)內(nèi)的柴油機(jī)微粒過(guò)濾器，所述柴油機(jī)包括電子控制模塊、至少一個(gè)氣缸和與所述至少一個(gè)氣缸流體連通的至少一個(gè)燃料噴射器、以及在所述排氣系統(tǒng)內(nèi)的柴油機(jī)氧化催化劑，所述方法包括: 用所述電子控制模塊監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)所述排氣系統(tǒng)的排氣流率； 用所述電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度； 用所述電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度； 用所述電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度； 用所述電子控制模塊確定所述柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成熱的效率； 把所確定的所述柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi)的碳?xì)浠衔锏娜紵逝c預(yù)定效率相比較；以及 當(dāng)所確定的效率的差值高于第一預(yù)定極限以及低于第二預(yù)定極限時(shí)，產(chǎn)生警報(bào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)燃燒效率的確定是基于所述柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度、所述柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度和所述柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所確定的效率低于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是無(wú)效柴油機(jī)氧化催化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所確定的效率高于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是碳?xì)浠衔飮娚淦鬟^(guò)流。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所確定的效率低于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是無(wú)效柴油機(jī)氧化催化劑和碳?xì)浠衔飮娚淦髑妨髦械囊环N。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)所確定的效率大大低于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是無(wú)效柴油機(jī)氧化催化劑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所確定的效率是使用下列公式確定的: * (Cp2 * Tout DOC — C1 * Tin D0C )* dt ^doc^~r- J mHC * LHV * dt
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所確定的效率是使用下列公式確定的: /響聊 * (Cp2 * Tout_DOC - Cpl * Tin DOC) * dt7uP-doC = iKs*(Cp3Toul_DpF-CplTin DOC)*dt °
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述碳?xì)浠衔锇ú裼腿剂稀?br>
10.一種物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)具有嵌入其中的可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼用于實(shí)施檢測(cè)系統(tǒng)中故障的方法，所述系統(tǒng)用于將碳?xì)浠衔锾峁┙o發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，以用于再生柴油機(jī)微粒過(guò)濾器，所述方法包括: 用電子控制模塊監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)排氣系統(tǒng)的排氣流率； 用所述電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度； 用所述電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度； 用所述電子控制模塊監(jiān)測(cè)柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度；用所述電子控制模塊確定所述柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成熱的效率； 把所確定的所述柴油機(jī)氧化催化劑內(nèi)的碳?xì)浠衔锏娜紵逝c預(yù)定效率相比較；以及 當(dāng)所確定的效率的差值高于第一預(yù)定極限以及低于第二預(yù)定極限時(shí)，產(chǎn)生警報(bào)。
11.如權(quán)利要求10所述的物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，燃燒效率的確定是基于所述柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度、所述柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度和所述柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度。
12.如權(quán)利要求10所述的物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，當(dāng)所確定的效率低于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是無(wú)效柴油機(jī)氧化催化劑。
13.如權(quán)利要求10所述的物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，當(dāng)所確定的效率高于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是碳?xì)浠衔飮娚淦鬟^(guò)流。
14.如權(quán)利要求10所述的物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，當(dāng)所確定的效率低于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是無(wú)效柴油機(jī)氧化催化劑和碳?xì)浠衔飮娚淦髑妨髦械囊环N。
15.如權(quán)利要求14所述的物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，當(dāng)所確定的效率大大低于所述預(yù)定效率時(shí)，所指示的故障是無(wú)效柴油機(jī)氧化催化劑。
16.如權(quán)利要求10所述的物理計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，將碳?xì)浠衔锟偭康牡谝话俜致试谒霾裼蜋C(jī)氧化催化劑的上游噴入所述排氣系統(tǒng)中，將所述碳?xì)浠衔锟偭康牡诙俜致视萌剂蠂娚淦髯?為后噴射噴入至少一個(gè)氣缸，第一百分率和第二百分率基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出的變化而隨時(shí)間變化。
17.—種確定碳?xì)?化合物噴射系統(tǒng)中故障的方法，所述碳?xì)浠衔飮娚湎到y(tǒng)用于具有帶柴油機(jī)微粒過(guò)濾器和柴油機(jī)氧化催化劑的排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，所述方法包括: 基于所述柴油機(jī)氧化催化劑的入口溫度、所述柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度和所述柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度，來(lái)估計(jì)柴油機(jī)氧化催化劑的把被噴射而用于柴油機(jī)微粒過(guò)濾器再生的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成熱的效率； 把所估計(jì)的效率與存儲(chǔ)的預(yù)定效率值相比較，以確定所估計(jì)的效率與所存儲(chǔ)的預(yù)定效率值之間的差值[Λ]; 當(dāng)所述差值[△]是大于第一預(yù)定閾值和小于第二預(yù)定閾值中的一種時(shí)，產(chǎn)生警報(bào)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，當(dāng)所述差值[△]小于所述第一預(yù)定閾值時(shí)，對(duì)故障的指示是柴油機(jī)氧化催化劑無(wú)效警告。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，當(dāng)所述差值[△]大于所述第二預(yù)定閾值時(shí)，對(duì)故障的指示是碳?xì)浠衔飮娚淦鬟^(guò)流警告。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所確定的效率是使用下列公式計(jì)算的:
全文摘要
提供一種確定用于具有帶柴油機(jī)微粒過(guò)濾器和柴油機(jī)氧化催化劑的排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的碳?xì)浠衔飮娚湎到y(tǒng)中故障的方法?；诓裼蜋C(jī)氧化催化劑的入口溫度、柴油機(jī)氧化催化劑的出口溫度和柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的出口溫度估計(jì)柴油機(jī)氧化催化劑將用于柴油機(jī)微粒過(guò)濾器再生的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為熱的效率。所估計(jì)的效率與存儲(chǔ)的預(yù)定效率值相比較。當(dāng)所估計(jì)的效率與存儲(chǔ)的預(yù)定效率相比較超過(guò)閾值量時(shí)，產(chǎn)生故障指示。
文檔編號(hào)F01N3/18GK103221649SQ201080069422
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者M·豐塔納 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)引擎知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司