用于确定适于内燃发动机的微粒过滤器中积聚的金属粉末量的方法技术

一种用于确定在微粒过滤器(10)中捕获的实际的金属粉末或灰量

A Method for Determining the Amount of Metal Powder Accumulated in Particle Filters Suitable for Internal Combustion Engines

【技术实现步骤摘要】
用于确定适于内燃发动机的微粒过滤器中积聚的金属粉末量的方法相关申请的交叉引用该专利申请要求于2018年2月1日提交的号为102018000002311的意大利专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种用于确定适于内燃发动机(优选汽油发动机)的微粒过滤器中积聚的金属粉末量的方法。
技术介绍
如已知的那样，内燃发动机(优选地但非排他性地汽油发动机)设置有排气系统，该排气系统又包括排气后处理系统，排气后处理系统具有沿着排气管布置的微粒过滤器(也已知为汽油微粒过滤器)；以及也沿着排气管布置的在微粒过滤器上游的催化转换器。根据优选实施例，催化转化器和微粒过滤器一个接一个地布置在共同的管状容器内*-。排气系统还设置有电子控制系统，该电子控制系统包括：差压传感器，该差压传感器具有分别连接到微粒过滤器的入口和出口的第一和第二入口，以及提供指示所述微粒过滤器端部处压降的电信号的出口；温度传感器，该温度传感器布置在微粒过滤器的出口处，并提供指示流出微粒过滤器的排气温度的电信号；温度传感器，该温度传感器布置在微粒过滤器的入口处并提供指示流入微粒过滤器的排气温度的电信号；以及电子控制单元，该电子控制单元连接到所述传感器，并配置成确定微粒过滤器中积聚的微粒量并在给定条件发生时例如当积聚的微粒量超过预定阈值时激活其再生。微粒过滤器实际上起到类似于阻止微粒通过的机械屏障的作用，并且通常由平行于多孔壁并且被交替地阻塞的通道构成。阻塞迫使排气流动通过通道的侧壁，使得构成微粒的未燃烧颗粒首先被阻止在侧壁的孔隙中，然后当孔隙被完全填充时所述未燃烧颗粒积聚在通道壁的内表面上，从而形成多孔层。随着微粒不断积聚在通道壁的内表面上，微粒过滤器上的压降增加，由微粒过滤器产生的反压也增加。微粒不能无限地积聚，因为过大量的积聚：-会导致发动机的性能、驾驶性和消耗的恶化，在最坏的情况下情境直到发动机失速；以及-在微粒的自燃和不受控制的燃烧的情况下，会导致微粒过滤器的破坏；事实上，在存在大量微粒积聚并且在特定的驱动条件下，可能发生“关键的”再生现象(“critical”regenerationphenomena)，包括突然和不受控制的微粒燃烧，进而导致微粒过滤器内部产生高温以及由此造成对微粒过滤器本身的损坏。因此，需要通过进行所谓的微粒过滤器的“再生”，即通过移除积聚的微粒，定期移除所捕获的微粒。再生基本上可以分为：主动再生，即由电子控制单元控制的再生；以及自发再生，即在积聚阶段期间以不受控制和不可预见的方式产生的再生。因此，在内燃发动机运行期间，可以在积聚阶段和再生阶段之间进行区分，所述积聚阶段即其中在微粒过滤器中存在微粒逐渐积聚并且没有主动再生而是最多只有自发再生的时间间隔，所述再生阶段即其中发生主动再生并且微粒过滤器中积聚的微粒量减少的时间间隔。实验表明，捕获效率可以根据多个控制参数而变化，其中有在微粒过滤器中捕获的微粒量、在微粒过滤器中积聚的金属粉末量以及流动通过微粒过滤器的排气的体积流率(volumeflowrate)。积聚在微粒过滤器中的金属粉末有助于提高微粒过滤器的捕获效率，因为金属粉末阻塞了具有构成微粒过滤器的多孔壁的通道，但是与微粒不同，金属粉末不能再生。因此，在微粒过滤器中积聚的金属粉末量是极其重要的控制参数，以便在积聚阶段和微粒过滤器再生阶段之间获得正确的交替。控制单元通常被设计成通过估算模型来确定在微粒过滤器中积聚的金属粉末量，该估算模型存储在控制单元本身内并使用由车辆所行驶的公里数。然而，显而易见的是，上述类型的并且基于由车辆所行驶公里数的估算模型不够可靠，并且实际上可能导致低估或高估在微粒过滤器中积聚的金属粉末量，对微粒过滤器具有潜在的非常大的负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于确定适于内燃发动机的微粒过滤器中积聚的金属粉末量的方法，该方法不受现有技术的缺点影响，同时实施起来容易且经济。根据本专利技术，提供一种用于确定适于车辆内燃发动机的微粒过滤器中积聚的实际的金属粉末量的方法，其具有以下步骤：使用测得的和/或给定的物理量，基于第一模型估算在微粒过滤器中捕获的金属粉末量的第一值；基于第二模型测量在微粒过滤器中捕获的金属粉末量的第二值，该第二模型使用微粒过滤器端部处的由在微粒过滤器中捕获的金属粉末量所导致的压降，以及由内燃发动机产生并流入微粒过滤器的排气的体积流率；所述测量步骤包括以下子步骤：-通过微粒过滤器端部处的差压传感器检测微粒过滤器端部处的压降；-确定在微粒过滤器中捕获的微粒量；-确定微粒过滤器端部处的由在微粒过滤器中捕获的微粒量所导致的压降；以及-通过微粒过滤器端部处的压降与微粒过滤器端部处的由在微粒过滤器中捕获的微粒量所导致的压降之间的差异来计算微粒过滤器端部处的由在微粒过滤器中捕获的金属粉末量所导致的压降；根据在微粒过滤器中捕获的金属粉末量的第二值来更新第一值；以及根据第一值的更新来确定在微粒过滤器中捕获的实际的金属粉末或灰量。附图说明现在将参考附图描述本专利技术，附图示出本专利技术的非限制性实施例，其中：-图1示意性地示出具有排气后处理系统的内燃发动机的排气系统；-图2更详细地示出图1的微粒过滤器；以及-图3是示意性地示出根据本专利技术用于确定微粒过滤器中积聚的金属粉末量的方法的框图。具体实施方式在图1中，附图标记1指示作为整体的在机动车辆(未示出)中设置有排气系统2的内燃发动机。具体地，以下描述可以在具有直接喷射的内燃发动机1的情况下和在具有间接喷射的内燃发动机1的情况下发现有利的应用。此外，根据优选实施例，以下描述在其中使用的燃料是汽油的内燃发动机1的情况下发现有利但非排他性的应用。具体地，通过非限制性示例的方式，内燃发动机1是增压型发动机并且包括涡轮增压器3，涡轮增压器3由沿着进气管5布置的压缩机4和联接到压缩机4并且沿着排气管7布置的涡轮6形成，排气管7源自排气歧管。内燃发动机1包括多个喷射器(未示出)，喷射器将燃料喷射到布置成一排的相应的气缸(未示出)中，每个气缸容纳相应的活塞(未示出)，该活塞机械地连接到驱动轴以便将由气缸内的燃烧产生的力传递到驱动轴本身。排气系统2设置有排气后处理系统8，排气后处理系统8包括沿着排气管7布置的在涡轮增压器3下游的微粒过滤器10(也已知为汽油微粒过滤器)。根据优选的变型，排气后处理系统8设置有沿着排气管7布置的在微粒过滤器10上游的催化转化器11。根据优选实施例，催化转化器11和微粒过滤器10一个接一个地布置在共同的管状容器内。排气系统2还设置有电子控制系统12，该电子控制系统12包括空气流率测量器13(空气流量计)，其沿着进气管5布置并且设计成产生指示流入进气管5的空气流率的电信号；差压传感器14，其具有分别连接到微粒过滤器10的入口和出口的第一和第二入口，和提供指示微粒过滤器10端部处的压降ΔP的电信号的出口；温度传感器15，其布置在微粒过滤器10的出口处并提供指示从微粒过滤器10流出的排气温度TOUT的电信号；温度传感器16，其布置在微粒过滤器10的入口处并提供指示流入微粒过滤器10的排气温度TIN的电信号；大气压力传感器17；以及电子控制单元18，其连接到所述传感器13,14,15,16,17，并配置成确定微粒过滤器10中积聚的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定在适于车辆内燃发动机(1)的微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末或灰的实际量

【技术特征摘要】
2018.02.01 IT 1020180000023111.一种用于确定在适于车辆内燃发动机(1)的微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末或灰的实际量的方法，其包括以下步骤：使用测得的和/或给定的物理量，基于第一模型(20,21,22,23)估算在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的第一值；基于第二模型(24)测量在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的第二值，该第二模型(24)使用在微粒过滤器(10)端部处的由在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量所导致的压降(ΔP)，以及由内燃发动机(1)产生并流入微粒过滤器(10)的排气的体积流率所述测量步骤包括以下子步骤：-通过微粒过滤器(10)端部处的差压传感器(14)检测微粒过滤器(10)端部处的压降(ΔP)；-确定在微粒过滤器(10)中捕获的微粒量-确定微粒过滤器(10)端部处的由在微粒过滤器(10)中捕获的微粒量所导致的压降(ΔP)；以及-通过微粒过滤器(10)端部处的压降(ΔP)与微粒过滤器(10)端部处的由在微粒过滤器(10)中捕获的微粒量所导致的压降(ΔP)之间的差异来计算微粒过滤器(10)端部处的由在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量所导致的压降(ΔP)；根据在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的第二值来更新第一值以及根据第一值的更新来确定在微粒过滤器(10)中捕获的实际的金属粉末或灰量2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步骤：在使用所述测量模型(24)之前检查在所述微粒过滤器(10)中捕获的微粒量是否等于零，以便确定在微粒过滤器(10)中捕获的金属粉末量的测量值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用以下测得和/或给定的物理量基于所述第一模型(20,21,22,23)来确定所述第一值...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·迪马缇诺，L·弗朗西亚，D·贝纳西，
申请(专利权)人：马涅蒂马瑞利公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT