一种防止柴油微粒过滤器过热的方法技术

本发明专利技术公开了一种当柴油微粒收集器15从中接收排气流的发动机10正在怠速以及柴油微粒收集器的再生正在发生时防止柴油微粒收集器15过热的方法。该方法包括使用电机16向发动机10施加负载以及通过提升发动机扭矩设定值来补偿所施加的负载的增加。结果是会减小流入柴油微粒收集器15的排气中氧气的浓度，从而在再生过程中减小柴油微粒收集器15中的煤烟的燃烧强度并且降低柴油微粒收集器15中的温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柴油微粒过滤器，该柴油微粒过滤器设置为接收来自机动车辆的发动机的排气，并且尤其涉及一种在再生事件期间当发动机怠速时防止柴油微粒过滤器过热的方法。
技术介绍
柴油微粒过滤器(DPF)可能在所谓的“降到怠速”情景期间被损坏。这是对DPF来说最坏的情况下的热场景。如果当煤烟燃烧过程(再生过程)刚开始时车辆的发动机降到怠速，则最高的势能以煤烟的形式存在于DPF中，同时在发动机运转期间还伴随着最大的氧含量以及用来将热量传导出DPF的最低的排气质量流。另外，由于车辆没有移动，所以存在用于从外部冷却排气系统的最小外部气流。在这些条件下DPF内的温度可以上升到超过1000℃，并且这可能使DPF破裂、熔化DPF的基材或降低催化剂涂层，这些催化剂涂层存在以有助于去除其他受监管的污染物(HC，CO或NOx)。在极端的情况下，这种过热状况可导致DPF材料燃烧，从而导致周围部件的热损坏。有可能导致柴油微粒过滤器损坏的温度是不能接受地高的温度并且柴油微粒过滤器在遭受这种温度时可以被认为是过热的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在再生事件期间当发动机怠速时防止柴油微粒过滤器过热的方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种在再生事件期间当与柴油微粒过滤器连接的机动车辆发动机在怠速运行模式下时防止柴油微粒过滤器过热的方法，该方法包括当柴油微粒过滤器的再生正在发生、发动机正在怠速以及预测温度和感测到的温度之一表明柴油微粒收集器内的温度被预测或感测为不可接受地高时，操作可驱动地连接到发动机、处于发电机模式的电机为电池充电，并且调节发动机的燃料供应以补充由电机施加给发动机的额外负载，其中调节发动机的燃料供应包括通过向发动机注入更多的燃料以增加来自发动机的扭矩输出来减少空燃比从而增加供给到柴油微粒过滤器的混合物的富含量。电机可以是集成起动机发电机。该方法可以进一步包括检查发动机的转速，以确认该发动机正在怠速模式下运行。该方法可以进一步包括使用煤烟燃烧模型来预测柴油颗粒收集器内的温度，并使用该预测的温度来判断柴油颗粒收集器的温度是否被预测为不可接受地高。或者，该方法可进一步包括使用温度传感器来测量柴油颗粒收集器内的温度和离开柴油颗粒收集器的排气的温度中的一个，并使用测得的温度以判断柴油颗粒收集器内的温度是否被感测为不可接受地高。如果温度高于预定温度极限，则该温度可以即为不可接受地高。根据本专利技术的第二方面，提供了一种机动车辆的，该机动车辆具有柴油发动机、与该发动机驱动地连接的电机、与该电机连接的电池、被设置为接收来自该发动机的排气的柴油微粒过滤器和被设置为控制发动机和电机的电子控制器，电子控制器被设置为当发动机正在怠速模式运行、柴油微粒过滤器的再生正在发生并且柴油微粒收集器内的温度被预测或感测为不可接受地高时，操作处于发电机模式的电机为电池充电，并且调节发动机的燃料供应以补充由电机施加给发动机的额外负载，其中调节发动机的燃料供应包括通过向发动机注入更多的燃料以增加来自发动机的扭矩输出来减少空燃比从而增加供给到柴油微粒过滤器的混合物的富含量。调节发动机的燃料供应可以包括减少空燃比以增加供给到柴油微粒过滤器的混合物的富含量。车辆还可以进一步包括发动机转速传感器，并且电子控制器可以被进一步设置为使用来自发动机转速传感器的输出来确定发动机是否正在怠速模式下运行。该车辆还可以包括用于测量柴油微粒过滤器内的温度和离开柴油颗粒收集器的排气的温度中的一个的温度传感器，并且电子控制器可以被设置为使用测得的温度来判断柴油颗粒收集器内的温度是否被感测为不可接受地高。电子控制器可以包括煤烟燃烧模型，其用于预测柴油颗粒收集器内的温度，并且电子控制器可被设置成使用由煤烟燃烧模型预测的温度来判断柴油颗粒收集器内的温度是否被预测为不可接受地高。如果温度高于预定温度限制，则该温度可以即为不可接受地高。电机可以是集成起动机-发电机。该车辆可以是微混合动力车辆。附图说明现在将通过示例的方式参照附图来描述本专利技术，附图中：图1是根据本专利技术的第二方面构造的机动车辆的示意图；图2是根据本专利技术的第一方面的方法的高级流程图；图3是表示现有技术中在再生事件期间当发动机正在怠速时，对于DPF来说，温度和时间之间的关系以及对于相同事件的氧气浓度和时间之间的关系的复合图；和图4是表示根据本专利技术在再生事件期间当发动机正在怠速时，对于DPF来说，温度和时间之间的关系以及对于相同事件的氧气浓度和时间之间的关系的复合图。具体实施方式参考图1，示出了具有四个车轮6，柴油发动机10和电子控制器20的微混合动力机动车辆5。发动机10设置为通过入口11接收空气，并且在一些实施例中，空气流在流入发动机10之前将被增压器或涡轮增压器压缩以提升发动机10的效率。来自发动机10的排气流经排气系统的第一或上游部分12到达柴油微粒过滤器(DPF)15，并且在通过DPF15之后，排气通过排气系统的第二或下游部分13流出到大气中。应当理解，其它排放控制装置或噪声抑制装置可以存在于从发动机10到排出到大气的位置的这段气体流路中。电机驱动地连接到发动机10上。在本实施例的情况下，电机是集成起动机-发电机16，其可用于根据其所处的运行模式来发电或产生扭矩。电池17连同相关联的电子控制设备(未示出)连接到集成起动机-发电机16。当集成起动机-发电机16作为发电机运行时，其为电池17充电，并且电池17被设置为当集成起动机-发电机16作为马达运行时，向集成起动机-发电机16提供电能。集成起动机-发电机16用于启动发动机10以及在本实施例的情况下，在车辆5加速期间也可以向发动机提供有限的扭矩提升。电子控制器20接收来自多个传感器的输入，诸如用于测量流入发动机10中的空气流量的空气流量传感器21、发动机转速传感器22、测量空燃比/离开发动机10的排气氧含量的λ/氧传感器24、测量车辆5速度的车速传感器25、测量来自发动机10的排气中NOx水平的NOx传感器26和测量离开DPF15的排气温度的温度传感器28。电子控制器20可操作以控制发动机10的运行和集成起动机-发电机16的运行状态。将理解的是电子控制器20可由几个独立的互相电连接的电子单元组成而且不必是像图1所示那样以单个单元的形式。电子控制器20被设置为防止在再生事件期间当发动机10处于怠速运行模式时DPF15的过热。在怠速运行模式中，发动机10以相对低的旋转速度旋转，并且没有来自车辆5的驾驶员的扭矩需求。发动机处于怠速模式这一事实可以通过使用与发动机10相关联的传感器如发动机转速传感器22来感测，或者如果电子控制器20包括怠速控制器，则怠速控制是活动的这一事实可用来指示该发动机10正在怠速。由于电子控制器20被设置为操作发动机10以执行DPF15的再生，所以当发动机10在这样的一段时间的再生期间已经进入怠速模式时，这种状态可以被识别。电子控制器20然后可以立即采取动作以控制DPF15中的温度或者推迟这个温度控制功能直到从位于DPF15的下游的排气温度传感器28由电子控制器20接收到的信号表明离开DPF15的排气的温度过高。这就是说，如果由温度传感器28测得的排气的温度超过预定温度极限(TLIM)，则电子控制器20采取动作以控制DPF15内的温度，但如果离开DPF1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在再生事件期间当与柴油微粒过滤器连接的机动车辆发动机处于怠速运行模式下时防止所述柴油微粒过滤器过热的方法，所述方法包括当所述柴油微粒过滤器的再生正在发生、所述发动机正在怠速以及预测温度和感测到的温度之一表明所述柴油微粒收集器内的温度被预测或感测为不可接受地高时，操作驱动地连接到所述发动机、处于发电机模式的电机为电池充电以及调节所述发动机的燃料供应以补偿由所述电机施加给所述发动机的额外负载，其中调节所述发动机的燃料供应包括通过向所述发动机注入更多的燃料以增加来自所述发动机的扭矩输出来减少空燃比从而增加供给到所述柴油微粒过滤器的混合物的富含量。

【技术特征摘要】
2015.08.11 GB 1514120.31.一种在再生事件期间当与柴油微粒过滤器连接的机动车辆发动机处于怠速运行模式下时防止所述柴油微粒过滤器过热的方法，所述方法包括当所述柴油微粒过滤器的再生正在发生、所述发动机正在怠速以及预测温度和感测到的温度之一表明所述柴油微粒收集器内的温度被预测或感测为不可接受地高时，操作驱动地连接到所述发动机、处于发电机模式的电机为电池充电以及调节所述发动机的燃料供应以补偿由所述电机施加给所述发动机的额外负载，其中调节所述发动机的燃料供应包括通过向所述发动机注入更多的燃料以增加来自所述发动机的扭矩输出来减少空燃比从而增加供给到所述柴油微粒过滤器的混合物的富含量。2.如权利要求1所述的方法，其中所述电机是集成起动机发电机。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法进一步包括检查所述发动机的转速以确认所述发动机正在怠速模式下运行。4.如权利要求1-3中任一所述的方法，其中所述方法进一步包括使用煤烟燃烧模型来预测所述柴油颗粒收集器内的温度，并使用预测温度来判断所述柴油颗粒收集器的所述温度是否被预测为不可接受地高。5.如权利要求1-3中任一所述的方法，其中所述方法还包括使用温度传感器来测量所述柴油颗粒收集器内的温度和离开所述柴油颗粒收集器的排气的温度中的一个，并使用所述测得的温度以判断所述柴油颗粒收集器内的温度是否被感测为不可接受地高。6.如权利要求1-5中任一所述的方法，其中如果温度高于预定温度极限，则所述温度即为不可接受地高。7.一种机动车辆，所述机动车辆具有柴油发动机、与所述发动机驱动地连接的电机、与所述电机连接的电池、被设置为接收来自所述发动机的排气的柴油微粒过滤器和被设置为控制所述发动机和所述电机的电子控制器，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿施施·奈杜，詹姆斯·莱特，彼得·乔治·布里特，马特·米切尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US