一种涉及操作内燃机的方法、系统和装置，包括用于进行以下操作的步骤或特征：确定设置在所述发动机的排气流中的颗粒过滤器的性能阈值，所述发动机在所述颗粒过滤器的再生事件之间具有设定时间间隔；确定所述颗粒过滤器达到所述性能阈值的速率；以及控制排气特性以控制速率，使得在所述时间间隔结束时或恰好在所述时间间隔结束之前达到所述性能阈值。在一个实施例中，存在用于进行以下操纵的步骤或特征：解释所述颗粒过滤器的过滤状况；根据所述状况确定所述过滤器的颗粒物负载率；基于所述负载率确定排气特性的极限；以及控制发动机操作以控制所述排气特性来满足所述极限。作以控制所述排气特性来满足所述极限。作以控制所述排气特性来满足所述极限。
【技术实现步骤摘要】
用于控制排气后处理部件的烟尘负载的方法、发动机和控制系统
[0001]本案为分案申请，其母案申请号为201880086313.X，国际申请日为2018年10月22日，专利技术名称为：用于控制排气后处理部件的烟尘负载的方法、发动机和控制系统。
[0002]相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月13日提交的序列号为62/585,070的美国临时申请的权益，所述申请通过引用方式全部并入本文。
技术介绍
[0003]本
涉及内燃机。更具体地，本
涉及用于内燃机的排气后处理系统的控制。当发动机燃烧燃料，特别是柴油燃料时，发动机排气包括一些颗粒物（PM）（例如，非甲烷碳氢化合物）、一些O2和一些氮氧化物气体（NO
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）。颗粒物是燃料不完全燃烧的结果。NO
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是与大气燃烧的结果，大气中氮气（N2）与氧气（O2）的比例很高。颗粒排放和NO
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排放在许多管辖范围内受到监管，并且在尾管排气中必须受限。为了满足NO
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排放法规或标准，NO
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还原装置将NO
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转化为N2。满足较低NO
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排放要求的发动机操作会产生较高的发动机排出颗粒物水平。为了满足颗粒排放法规或标准，通常使用颗粒过滤器捕获发动机排气中的颗粒物，从而将其从尾管排气中去除。
[0004]在捕获颗粒物的同时，当大量颗粒物沉积在颗粒过滤器中时，颗粒过滤器会被堵塞，这会降低发动机的性能。通过从颗粒过滤器中去除颗粒物来解决这种堵塞称为再生。再生涉及颗粒物（例如，烟尘）的氧化，以将其从颗粒过滤器中去除。颗粒过滤器中的状况影响其再生速率，即烟尘在过滤器中被氧化并因此被去除的速率。影响再生速率的一些关键条件是：过滤器的当前烟尘负载状况，以及输入到颗粒过滤器中的发动机排气的特性，包括排气温度、O2含量、NO2含量和颗粒物含量。
[0005]在当前系统中，基于烟灰负载或发动机操作时间来控制发动机操作以用于再生目的。通常，当传感器检测或估计颗粒过滤器中的烟尘负载水平已达到上限（例如，过滤器的每单位体积的颗粒物的质量（g/L）），或当发动机控制确定预设的发动机操作时间已过时，发动机操作被控制以触发再生事件。由于触发的再生事件太频繁，因此基于这些触发的触发颗粒过滤器再生事件的当前控制会导致效率低下，从而造成由于需要额外燃料执行再生事件而降低系统的燃料效率，以及由不必要的再生事件引起的后处理系统的额外磨损。
[0006]仍然需要改进的方法来控制发动机系统以满足排放法规，同时还要使燃料效率和后处理设备的使用寿命最大化。
技术实现思路
[0007]本公开的各种实施例涉及一种方法和相关设备，例如，用于基于颗粒过滤器中的状况的连续监测来连续控制后处理系统中的烟尘负载和烟尘负载率的控件和系统。公开了一种方法和相关设备，方法和相关设备基于后处理装置中的实际或估计状况所述提供连续反馈以动态地通知发动机操作以控制DPF上的烟尘负载，而不是像现有技术方法和装置中
那样基于当前发动机工况。基于颗粒过滤器状况（例如，烟尘积累速率和烟尘氧化速率），发动机在NO
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和温度范围内的操作由优化系统自动控制以减少不必要的再生事件。过滤器状况可以基于后处理装置传感器对例如通过颗粒过滤器的排气流率、过滤器两端的压差和/或过滤器上的颗粒物负载的读数或估计来确定。然后，可以由优化系统解释过滤器状况，以得出颗粒物负载率。优化器可以使用负载率来确定将使过滤器再生事件之间的时间最大化的发动机排气特性（例如，温度、O2水平，NO
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水平和颗粒物水平）的极限。
[0008]然后，基于后处理系统的对传送目标发动机排气特性的请求来控制发动机操作，以使过滤器再生事件之间的时间最大化。结果是对发动机操作的更严格控制，导致减少过早或不必要的再生事件的数量，益处是提高燃料经济性并减少后处理系统的过早磨损。本专利技术提供了对再生控制的改进，这可以允许减小后处理系统的颗粒过滤器的尺寸，因为改进了对随着时间的推移而退化的响应。
[0009]虽然公开了多个实施例，但是根据以下详细描述，本专利技术的其他实施例对于本领域技术人员将变得明显，所述详细说明示出并描述了本专利技术的说明性实施例。
附图说明
[0010]图1是表示根据一些实施例的发动机系统的示意图。
[0011]图2是表示根据一些实施例的发动机控制系统的示意图。
[0012]图3是表示根据一些实施例的操作发动机系统以再生颗粒过滤器的方法的示意图。
[0013]虽然本专利技术适用于各种修改和替代形式，但是已在附图中通过举例的方式示出了具体的实施例，并且在下面对其进行了详细描述。然而，并非意在将本专利技术限制于所描述的特定实施例。相反，本专利技术旨在涵盖落入由所附权利要求限定的本专利技术范围内的所有修改、等同物和替代方案。
具体实施方式
[0014]在下面的详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过说明的方式示出了可以实践本专利技术的特定实施例。对这些实施例进行了足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践本专利技术，并且应理解，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构上的改变。因此，下面的详细描述不应被认为是限制性的，并且本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物来限定。
[0015]图1是表示根据一些实施例的发动机系统10的示意图。 发动机系统可以包括车辆的原动机。发动机系统可包括内燃机，诸如压缩点火（柴油）发动机，或其他常规内燃机，诸如汽油发动机、双燃料或多燃料发动机或它们的混合燃料
‑
电动形式。
[0016]发动机系统10包括：发动机12（例如，内燃机）；排气系统14，排气系统14连接到发动机12以接收发动机排气52；发动机控制器16，其可操作地耦合到发动机系统10内的各个部件以发送和接收用于控制发动机系统10的信号。发动机系统10还包括：燃料部分20，燃料部分20用于接收存储的燃料40并向发动机12提供燃料以供燃烧；以及空气充气部分22，空气充气部分22用于接收进气42并向发动机12提供空气充气54以供燃烧。例如，燃料部分20可以向发动机12提供柴油燃料40。空气充气部分22可选地接收再循环排气50并将其与新鲜
的进气42混合，以向发动机12提供混合的空气充气54以供燃烧。燃料部分20和空气充气部分22可以以本领域中已知的各种方式连接到发动机12。
[0017]在燃料和空气的充气燃烧后，发动机12产生发动机排气52，所述发动机排气排入到排气系统14中。排气系统14从发动机排气52中产生尾管排气46。排气系统14包括排气后处理系统以通过对发动机排气52进行修改来减少离开排气系统14的尾管排气46中的排放。在一些实施例中，例如，排气后处理系统包括多种部件，诸如，排气再循环（EGR）装置24、在EGR装置下游包括氧化催化剂的氧化装置26、在氧化装置下游的颗粒过滤器28以及在颗粒过滤器下游的NO
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还原装置3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种操作内燃机的方法，其包括：确定或估计设置在所述内燃机的排气流中的颗粒过滤器上的颗粒物质的负载水平；基于随时间的所述负载水平确定或估计所述颗粒过滤器上的颗粒物质的负载率；响应于所述负载率，所述颗粒物过滤器的负载极限和所述颗粒物过滤器的再生之间的时间间隔来设置目标负载率；以及响应于所述目标负载率连续控制所述负载率，使得在所述时间间隔结束时或恰好在所述时间间隔结束之前达到所述负载极限。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述负载极限是颗粒物负载极限。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述时间间隔是发动机操作时间间隔。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述负载水平响应于从至少一个传感器接收的输入信号确定。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述至少一个传感器包括射频烟尘负载传感器。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一个传感器包括压力传感器。7.根据权利要求1所述的方法，其中连续控制所述负载率包括控制排气流的排气特性。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述排气特性是排气温度、排气O2含量、排气颗粒物含量和排气NO2含量中的至少一者。9.根据权利要求1所述的方法，其中确定或估计负载水平包括检测所述颗粒过滤器两端的压差、通过所述颗粒过滤器的排气流率、所述颗粒过滤器上的颗粒物负载以及所述颗粒过滤器中的排气的温度中的至少一者。10.根据权利要求1所述的方法，其中连续控制所述负载率包括维持发动机操作参数的稳定状态。11.根据权利要求1所述的方法，其中连续控制所述负载率包括增加或减少发动机操作参数。12.一种用于产生排气流的内燃机的控制系统，其包括：输入，其适于接收设置在所述排气流中的颗粒过滤器的负载水平的实际或估计值；输出，其适于向发动机提供发动机操作命令；以及处理器，其耦合到所述输入和所述输出，所述处理器配置为：确定作为随时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：JDS迪瓦克阿布拉罕，A维默里，M哈斯，AW基德，
申请(专利权)人：卡明斯公司，
类型：发明
国别省市：
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