Способ регенерации сажевого фильтра

Способ регенерации сажевого фильтра во время использования двигателя, выпускающего отработавшие газы, в котором выполняют первую часть процесса, которая включает в себя следующие этапы: (a) оценку расхода топлива, которое необходимо добавить в отработавшие газы для достижения требуемой температуры; (b) добавление к отработавшим газам топлива с указанным расходом; (c) сжигание по крайней мере части указанного топлива в указанных отработавших газах с целью повышения температуры отработавших газов; (d) контроль значения температуры отработавших газов и сравнение его с требуемой температурой с целью определения значения отклонения; и (e) сохранение значения отклонения, определенного на этапе (d), в запоминающем устройстве; а затем выполняют вторую часть процесса регенерации, которая включает в себя этап (f) выполнения этапа (a) с применением сохраненного значения отклонения для коррекции оцененного значения расхода топлива, которое необходимо добавить в отработавшие газы для достижения требуемой температуры. 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область изобретения

Изобретение относится к способу регенерации фильтра, установленного в выхлопной трубе, в частности, дизельного сажевого фильтра (DPF).

Предпосылки изобретения

DPF предназначены для улавливания частиц сажи и тому подобного для уменьшения вредных выбросов от автомобильных транспортных средств. Для регенерации такого дизельного сажевого фильтра (DPF) используют метод выжигания накопленной сажи внутри него. Данный процесс включает в себя повышение температуры выхлопных газов двигателя в течение некоторого периода времени с целью сжигания сажи, и это выполняют, как правило, во время цикла реальной езды с непрерывным изменением условий движения. Как правило, событие регенерации происходит автоматически под контролем блока управления двигателя (ECU) транспортного средства приблизительно через каждые 500 километров.

Это повышение температуры достигается за счет сокращения массового расхода воздуха на впуске и/или применения позднего впрыска топлива и/или дополнительного впрыска топлива в выхлопные газы, что создает поток горячих выхлопных газов и/или поток углеводородов (НС), которые, проходя через каталитический нейтрализатор, сгорают, обеспечивая достаточное количество теплоты для сгорания сажи в сажевом фильтре дизельного двигателя и, следовательно, регенерации фильтра.

Для сжигания сажи в фильтре должно быть достигнута определенная температура, и требуемое для этого количество топлива при позднем/дополнительном впрыске различается в зависимости от ряда факторов. Кроме того, добавление слишком большого количества топлива и чрезмерное повышение температуры могут привести к такому горению сажи, которое может вызвать внутренние повреждения фильтра, снижающие его эффективность. С другой стороны, слишком низкая температура приведет к тому, что система будет оставаться в режиме регенерации слишком долгое время, что увеличит расход топлива и приведет к загрязнению моторного масла и, в крайнем случае, засорению фильтра.

Обычно количество используемого при позднем/дополнительном впрыске топлива рассчитывают как комбинацию значения в разомкнутом контуре (РК) (прямая связь) и значения в замкнутом контуре (ЗК).

Разомкнутый контур может представлять собой прямой запрос о впрыске топлива на основании условий работы двигателя или может быть основан на модели, в которой запрашиваемое количество топлива является рассчитанным значением количества энергии, которая необходима для разогрева выхлопных газов до заданной температуры, выраженным в следующем балансе энергии:

где - массовый расход выхлопных газов, С_р - удельная теплота выхлопных газов, ΔT - желаемое повышение температуры при прохождении катализатора экзотермической реакции, и - теплота сгорания топлива. На основании этих параметров может быть рассчитан необходимый расход топлива .

Регулирование в замкнутом контуре, как правило, реализуется как ПИД-регулирование, что показано на Фиг. 1. Обратную связь обеспечивают термопары, установленные до и/или после сажевого фильтра, ошибкой является разность температур между измеренной обратной связью и целевой температурой, а окончательным результатом является расход топлива при позднем/дополнительном впрыске топлива.

Тем не менее, по причине медленного характера работы системы и медленного отклика замкнутого контура при коррекции значительных отклонений, полный расчет расхода топлива в значительной степени смещен на разомкнутый контур (вклад прямой связи).

Таким образом, в расчете расхода топлива и, следовательно, в качестве регенерации первостепенным является качество работы разомкнутого контура. Однако в расчете расхода топлива в разомкнутом контуре не учитывается некоторое число различных переменных и параметров, которые могли бы повлиять на точность расчета; к ним относятся следующие факторы:

1. Неточности в подаче топлива в топливных форсунках или топливной форсунке на выпуске.

2. Проскок топлива через катализатор (в виде пара), которое не сгорает и, следовательно, не вырабатывает тепло.

3. Расположение датчика прямой связи может неточно отображать распределение температур на передней стороне катализатора/DPF.

4. Топливо позднего впрыска, которое поглощается моторным маслом и не достигает катализатора.

5. Потеря эффективности работы катализатора по причине его износа.

6. Условия окружающей среды, которые воздействуют на внешнюю теплопередачу от катализатора, такие как скорость автомобильного транспортного средства, внешняя температура и т.д.

7. Состав топлива, влияющий на удельную теплоту сгорания.

Таким образом, учет данных факторов в части расчета в разомкнутом контуре обеспечит получение более точного значения температуры регенерации, что приведет к более эффективной регенерации.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении предложен способ регенерации сажевого фильтра во время работы двигателя с выхлопными газами, содержащий:

осуществление первого события регенерации, которое включает в себя этапы:

(a) оценки расхода топлива, которое необходимо добавить в выхлопные газы для достижения целевой температуры;

(b) добавления топлива с упомянутым расходом в выхлопные газы;

(c) сжигания по меньшей мере части упомянутого топлива в упомянутых выхлопных газах с целью повышения температуры выхлопных газов;

(d) контроля температуры в выхлопных газах и ее сравнения с целевой температурой для определения значения ошибки;

(e) сохранения значения ошибки, определенного на этапе (d), в запоминающем устройстве;

осуществление второго события регенерации, которое включает в себя этап (f) выполнения этапа (а) с применением сохраненного значения ошибки для уточнения оценки расхода топлива, которое необходимо добавить в выхлопные газы для достижения целевой температуры,

причем перед этапом (f) и во время по меньшей мере этапа (с) проводят проверку того, что удовлетворено условие стабильности работы двигателя.

Таким образом, вместо того, чтобы сосредоточиться на сложностях расчета в разомкнутом контуре (чтобы определить более сложную и показательную версию уравнения (1)), авторы данного изобретения приняли во внимание то, что сложность получающихся расчетов была бы высокой и требующей много времени для моделирования и, в любом случае, не была бы возможной для конкретного двигателя и изменений выхлопных газов, износа или условий работы.

Вместо этого варианты осуществления настоящего изобретения не требуют дополнительного сложного моделирования различных дополнительных параметров, но вместо этого используют информацию, полученную при предыдущем событии регенерации для того, чтобы в последующих регенерациях уточнить условия в разомкнутом контуре.

Оценка на этапе (а) может быть основана на текущих условиях работы двигателя (расход топлива в разомкнутом контуре).

Температура, контролируемая на этапе (d), может быть температурой сажевого фильтра.

Этап (f) может включать в себя определение коэффициента коррекции расхода топлива, который может быть использован для уточнения оценки расхода топлива.

На этапе (d) значение ошибки может быть выведено из компонента замкнутого контура.

В качестве альтернативы, на этапе (d) значение ошибки может быть выведено из значения ошибки, полученного после выполнения регулирования в разомкнутом контуре.

Регулирование в замкнутом контуре, вне зависимости от того, насколько малым является его значение (количество топлива, которое может быть добавлено), всегда будет стремиться привести измеренное значение температуры максимально близко к целевой температуре, несмотря на качество расчета в разомкнутом контуре. Таким образом, регулирование в замкнутом контуре является показателем качества расчета в разомкнутом контуре. Малое количество топлива, запрашиваемое замкнутым контуром, означает, что расчет в разомкнутом контуре очень точен. Однако если замкнутый контур запрашивает большое количество, то расчет разомкнутого контура неэффективен.

В вариантах осуществления настоящего изобретения можно в режиме реального времени сохранять информацию, которую можно получить на основании работы замкнутого контура, относительно эксплуатационных характеристик системы и качества работы разомкнутого контура, и, в результате, коррекция в разомкнутом контуре может постоянно сохраняться с целью увеличения ее эффективности в будущих событиях регенерации.

Запоминающее устройство может представлять собой энергонезависимое запоминающее устройство, например энергонезависимое запоминающее устройство электронного модуля управления.

Данные могут быть сохранены на период времени, составляющий по меньшей мере 1 день, а как правило, на значительно больший период, например, по меньшей мере один месяц или по меньшей мере один год. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения данные сохраняются на неопределенный период времени или вплоть до записи вместо них данных, полученных при последующем событиях регенерации.

Сажевый фильтр представляет собой, в общем случае, дизельный сажевый фильтр, а, соответственно, двигатель обычно представляет собой дизельный двигатель. Однако для некоторых двигателей внутреннего сгорания, где в выхлопной системе установлен аналогичный фильтр, также может быть применен способ, описанный в данном изобретении.

Этапы (а)-(f), как правило, могут быть выполнены последовательно, но могут происходить одновременно в течение некоторого периода времени, например от 5 до 10 минут.

Способ включает в себя проведение измерения стабильности перед этапом (f), необязательно, перед выполнением этапа (е), и особенно в то время, как одновременно выполняются этапы (а)-(d), что позволяет определить, что двигатель работает в относительно стабильном режиме. Это может быть сделано перед этапом (е), так что будут сохранены только особенно полезные данные, но в любом случае для таких вариантов осуществления это должно быть сделано до использования данных, так что на этапе (f) используют только наиболее стабильные данные. Для проведения измерения стабильности могут быть вычислены скользящее среднее и скользящее среднеквадратическое отклонение расхода выхлопных газов при одновременном выполнении этапов с (а) по (d). Если скользящее среднеквадратическое отклонение остается ниже калиброванного порогового значения в течение калиброванного периода времени, то данные могут быть сохранены на этапе (е) и могут быть использованы на этапе (f). Если скользящее среднеквадратическое отклонение превышает пороговое значение, то расчет может быть сброшен и начат снова при тех же условиях. Таким образом, для таких вариантов осуществления данные, применяемые на этапе (f), рассчитаны как соотношение между общим средним расходом топлива и средним расходом топлива в разомкнутом контуре, использованном во время упомянутого промежутка времени.

Целевая температура может быть функцией количества сажи, накопленной в фильтре.

Данные, используемые на этапе (f), могут быть добавлены к элементу выполнения расчета в разомкнутом контуре для повышения качества оценки необходимого расхода топлива, таким образом, итоговое значение температуры будет ближе к целевой температуре, при прочих равных условиях.

После того, как удовлетворено условие стабильности и была рассчитана коррекция расхода топлива, для расчета профиля коррекции могут быть использованы средние число оборотов и нагрузка двигателя, а также их среднеквадратические отклонения. В случае использования двух переменных, чтобы охарактеризовать рабочую точку двигателя (например, число оборотов и нагрузку двигателя), может быть рассчитана карта коррекции в качестве двумерного биномиального распределения, центрированного в точках среднего числа оборотов и средней нагрузки, с их соответствующими среднеквадратическими отклонениями по оси.

В некоторых вариантах осуществления изобретения коэффициент коррекции расхода топлива может быть определен на этапе (f) на основании следующего уравнения:

.

В качестве варианта количество топлива, которое могло бы быть необходимым во время цикла езды, может быть рассчитано вне зависимости от расхода топлива в замкнутом контуре и основано на уравнении:

,

где значение может быть рассчитано с помощью того же выражения, которое использовано для вычисления первоначального расхода топлива в разомкнутом контуре

.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны далее только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой известную ПИД-систему;

Фиг 2. представляет собой карту двумерного нормального распределения параметра, используемого в одном примере осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 представляет собой двумерную карту коррекции для одного примера осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4-7 представляют собой модели на основе программы Simulink для процедур, используемых в примерах по настоящему изобретению;

Фиг. 8 представляет собой пример кода программы Matlab, используемый в одном примере по настоящему изобретению;

Фиг. 9 представляет собой график, изображающий зафиксированные скорость автомобильного транспортного средства, число оборотов двигателя, указанный крутящий момент двигателя и рассчитанный расход выхлопных газов, зафиксированный для конкретной работы транспортного средства и использованный в одном примере по настоящему изобретению;

Фиг. 10 представляет собой график, изображающий в сравнении целевую температуру до DPF и действительную температуру, а также ошибку между ними, использованные в одном примере по настоящему изобретению;

Фиг. 11 представляет собой график, изображающий переменные во время обработки условия стабильности, примененные в примерах по настоящему изобретению;

Фиг. 12 представляет собой график, изображающий окончательную модель, полученную для вариантов осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Во время регенерации дизельного сажевого фильтра топливо, поступающее в выхлопной трубопровод, сгорает, что приводит к повышению температуры, достаточному для сгорания сажи, накопленной в дизельном сажевом фильтре.

Выбор оптимального количества топлива и, в особенности, расхода топлива для достижения необходимой температуры является выгодным для предотвращения перегрева или недогрева сажи и связанных с этим проблем. Таким образом, необходимый расход топлива основан на модели (разомкнутый контур) и также включает в себя элемент обратной связи (замкнутый контур).

Для регулирования по замкнутому контуру характерно использование пропорционально-интегрельного-дифференциального (ПИД) регулятора, как показано на Фиг. 1. ПИД-регулятор рассчитывает значение ошибки как разницу между измеренной переменной процесса (в данном случае - действительным значением температуры в выхлопных газах) и целевым значением (температуры), а затем предпринимает попытку свести к минимуму эту ошибку путем регулировки входных сигналов управления процессом.

Особым преимуществом вариантов осуществления настоящего изобретения является возможность сохранения обратной связи, полученной от ПИД-системы, сравнивающей целевое и действительное значения температуры в выхлопных газах, и их применение позднее в последующих регенерациях.

Авторы данного изобретения заметили, что существует множество причин того, что расчет в разомкнутом контуре может не обеспечивать получения оптимального значения расхода топлива для требуемой температуры. Модель может быть недостаточно усовершенствованной, чтобы учитывать все параметры. Кроме того, отдельные компоненты конкретного автомобиля могут быть заблокированы или менее эффективны, что повлияет на требуемое значение температуры, и использование автомобиля может также повлиять на необходимую регенерацию, например, когда автомобиль используют в более холодном или более теплом климате.

Нормальный контур обратной связи по температуре сажевого фильтра является медленным и неудобным. В вариантах осуществления изобретения происходит сохранение данных обратной связи, так что последующие процессы регенерации могут быть начаты с более точного расхода топлива с целью достижения целевой температуры.

Во время события регенерации некоторая информация относительно качества регенерации может быть извлечена из обратной связи о расходе топлива замкнутого контура. Исходя из определения ПИД-регулирования, вклад замкнутого контура представляет собой:

Уравнение (1) может быть переписано в виде:

В условиях установившегося режима и предполагая, что целевое значение температуры достигнуто, расход топлива, рассчитанный с помощью ПИД-регулирования, , представляет собой меру ошибки (отклонения) расхода топлива в разомкнутом контуре для достижения целевого значения. Коэффициент коррекции расхода топлива может быть определен следующим образом:

Коэффициент коррекции расхода топлива представляет собой количество топлива, на которое необходимо скорректировать расход при различных помехах, и он не требует другой калибровки, чем настройки П-, И- и Д-усиления. Путем умножения коэффициента коррекции на количество топлива в разомкнутом контуре может быть получено скорректированное значение расхода топлива в разомкнутом контуре.

Указанное выше было определено в условиях установившегося режима, которые трудно поддерживать при нормальных циклах езды. Условие установившегося режима зависит от физических свойств выхлопной системы и расхода выхлопных газов в определенной рабочей точке двигателя. Для того чтобы решить, являются ли условия работы двигателя достаточно установившимся, предпочтительно предпринять проверку стабильности.

Расход выхлопных газов может быть рассчитан как сложение расхода газа на впуске двигателя (измеренного с помощью датчика массового расхода воздуха (MAF)) и общего количества потребленного топлива, включая поздний впрыск топлива/дополнительный впрыск топлива в выхлопные газы.

Для проведения измерения стабильности могут быть рассчитаны скользящее среднее значение и скользящее среднеквадратическое отклонение расхода выхлопных газов. Если скользящее среднеквадратическое отклонение остается ниже калиброванного порогового значения в течение калиброванного периода времени, то активируется команда к получению информации по уравнению (4). Таким образом, может быть рассчитана коррекция расхода топлива как соотношение между общим средним расходом топлива и средним расходом топлива в разомкнутом контуре, использованном во время данного промежутка времени. С другой стороны, если скользящее среднеквадратическое отклонение превышает пороговое значение, то расчет может быть сброшен и начат снова при тех же условиях. Промежуток времени (t₁, t₂) является промежутком времени, на котором было удовлетворено условие стабильности.

После того как удовлетворено условие стабильности и рассчитана коррекция расхода топлива, для расчета профиля коррекции могут быть использованы средние число оборотов и нагрузка двигателя, а также их среднеквадратические отклонения. В случае использования двух переменных, чтобы охарактеризовать рабочую точку двигателя (например, число оборотов и нагрузка двигателя), будет рассчитана карта коррекции в виде двумерного биномиального распределения, центрированного в точках среднего числа оборотов и средней нагрузки, с их соответствующими среднеквадратическими отклонениями по оси.

Пример

Фиг. 2 представляет собой двумерное нормальное распределение, использующее следующие параметры.

ЧИСЛО ОБОРОТОВ (среднее значение) = 2000 об/мин.

ЧИСЛО ОБОРОТОВ (среднеквадратическое отклонение) = 200 об/мин.

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (среднее значение) = 80 Нм

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (среднеквадратическое отклонение) = 30 Нм

Эти значения карты коррекции находятся в пределах от 0 до 1. Значения с карты, изображенной на Фиг. 2, умножают на коэффициент коррекции расхода топлива («fuel_cor») для расчета окончательной карты коррекции в единицах расхода топлива. Это означает, что коррекция будет полностью применена в центре распределения (среднее число оборотов и средняя нагрузка в течение периода, который был сочтен достаточно стабильным) и затем сойдет на нет в соответствии со среднеквадратическими отклонениями числа оборотов и нагрузки.

Описанный выше процесс будет непрерывно повторяться в течение ездового цикла в режиме регенерации. Каждый раз, когда выполняются условия стабильности, будут получаться новые данные и добавляться в существующую карту коррекции. По окончании регенерации график коррекции будет сохранен в ЭНЗУ (энергонезависимое запоминающее устройство) блока управления двигателя и будет использован и дополнен во время следующего события регенерации. Фиг. 3 представляет собой карту после четырех циклов получения информации.

В альтернативном варианте осуществления изобретения применен другой вариант вычисления значения коррекции расхода топлива, который позволяет избежать применения регулирования данных в замкнутом контуре. Вместо значения расхода топлива в замкнутом контуре для вычисления расхода топлива, необходимого во время цикла езды, применена ошибка в разомкнутом контуре относительно предыдущего события регенерации. Таким образом, уравнение (4) может быть выражено следующим образом:

где значение может быть рассчитано с помощью того же выражения, которое использовано для вычисления первоначального расхода топлива в разомкнутом контуре

Данный альтернативный вариант осуществления имеет преимущество, заключающееся в отсутствии зависимости от эксплуатационных характеристик в замкнутом контуре. ПИД-регулирование может быть причиной помех, которые могут повлиять на получение информации. И, наоборот, усиление ПИД-регулирования не будет снижено по причине ограничений алгоритма получения информации. С другой стороны, различные неточности будут вносить вклад в данный расчет, в результате чего система может запросить большее количество итераций для получения информации, чтобы достичь тех же эксплуатационных характеристик, что и при корректном получении информации от замкнутого контура.

Фиг. 4-7 представляют собой описание моделей, основанных на программе Simulink, определения к ним указаны в приложении к данному описанию изобретения. На Фиг. 4 заданы входные и выходные сигналы и выполнен окончательный расчет матрицы суммарной коррекции под названием «коррекция». Данная карта представляет собой суммарное влияние всех возможных неточностей системы, перечисленных в приложении.

На Фиг. 5 представлен блок «условия», где в блоке «статистика» выполняется проверка стабильности, а в блоке «состав смеси» происходит расчет состава смеси в соответствии с уравнением 4. Сброс блока «статистика» выполняют в случае, если удовлетворено одно или более из следующих условий:

- регенерация не происходит

- условия стабильности не выполнены

- успешное получение информации.

На Фиг. 6 вычислены скользящее среднее и скользящее среднеквадратическое отклонение расхода выхлопных газов (EGF), числа оборотов двигателя (n) и нагрузки двигателя (tqi_sp). Входной сигнал «Rst» сбрасывает все шесть расчетов, как было описано выше. Для оценки стабильности цикла используются расчеты расхода выхлопных газов. Для вычисления матрицы коррекции используются расчеты числа оборотов и нагрузки двигателя. Однако для выполнения проверки стабильности и/или окончательной коррекции могли бы быть реализованы различные сочетания (например, стабильность могла бы быть оценена с помощью проверки, как числа оборотов, так и нагрузки двигателя, а расчет коррекции может быть осуществлен на основании расхода выхлопных газов).

На Фиг. 7 проиллюстрирован расчет соотношения расхода топлива в разомкнутом контуре и общего расхода топлива. Однако по мере повышения качества данных при приближении к окончанию успешного цикла (по мере приближения значения температуры к целевому значению) среднее может быть взвешено к окончанию цикла. Кривая «Взвешенное среднее» зависит от среднего расхода выхлопных газов, поскольку скорость сигнала, приближающегося к своему целевому значению, зависит от постоянной времени системы, и, в конечном счете, от расхода выхлопных газов.

На Фиг. 8 встроенный код программы Matlab выполняет вычисление двумерного нормального распределения на основании статистических данных о числе оборотов и нагрузке двигателя с помощью наиболее позднего цикла получения информации. Распределение центрировано по среднему числу оборотов и средней нагрузке, и его среднеквадратические отклонения соответствуют среднеквадратическим отклонениям числа оборотов и нагрузки.

Пример

Применение действительного цикла езды в модели по программе Simulink, описанной в предыдущем разделе:

На Фиг. 9 показаны зафиксированные скорость автомобильного транспортного средства, число оборотов двигателя, указанный крутящий момент двигателя и рассчитанный расход выхлопных газов. Первая часть цикла является наиболее неустановившимся рабочим режимом, в то время как последняя часть цикла имеет наиболее устойчивую природу. Ожидается, что получение информации относительно проверки стабильности будет иметь место чаще во время последней части цикла.

На Фиг. 10 происходит сравнение целевой температуры до DPF и действительной температуры, ошибка между ними (используемая при регулировании в замкнутом контуре) показана ниже, и, наконец, показано сравнение между расходом топлива в разомкнутом контуре и общим расходом топлива, которое будет использовано для расчета коррекции расхода топлива.

Порядок использования условия стабильности показан на Фиг. 11. Верхняя линия 20 является скользящим средним расхода выхлопных газов, а нижняя линия 22 является скользящим среднеквадратическим отклонением. Другая линия 24 является пороговым значением максимально допустимого среднеквадратического отклонения. Если скользящее среднеквадратическое отклонение превышает максимально допустимое среднеквадратическое отклонение, происходит сброс вычисления и таймера 26. Если среднеквадратическое отклонение остается ниже порогового значения, и таймер достигает калиброванного времени 28 ожидания, происходит «получение информации» и сброс вычисления.

Выходной сигнал модели представлен на Фиг. 12. Данный график представляет собой коррекцию расхода топлива, вычисленную по уравнению (4), каждое из получений информации означает, что стабильность во время периода времени была удовлетворительной. Как ожидается, во время последней части получения информации происходят чаще и являются аналогичными друг другу. Следует заметить, что происходит только расчет данных значений коррекции без обратной связи с реальной системой. По этой причине ошибка продолжает существовать после коррекции, а количество коррекций не будет равно 1.

Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения непрерывно улучшают эффективность будущих регенераций на основании сохраненных данных.

Варианты осуществления настоящего изобретения предлагают адаптивно регулируемую систему, которая корректирует расчет расхода топлива в разомкнутом контуре на основании эксплуатационных характеристик системы во время предыдущего или текущего процесса регенерации.

Приложение - Описание модели, созданной в программе Simulink

ВЫХОДНЫЕ СИГНАЛЫ:

ВХОДНЫЕ СИГНАЛЫ:

СИГНАЛЫ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ:

1. Способ регенерации сажевого фильтра во время использования двигателя с выхлопными газами, содержащий:

осуществление первого события регенерации, которое содержит этапы:

(a) оценки расхода топлива, которое необходимо добавить в выхлопные газы для достижения целевой температуры;

(b) добавления топлива с упомянутым расходом топлива в выхлопные газы;

(c) сжигания по меньшей мере части упомянутого топлива в упомянутых выхлопных газах с целью повышения температуры выхлопных газов;

(d) контроля температуры в выхлопных газах и ее сравнения с целевой температурой для определения значения ошибки; и

(e) сохранения значения ошибки, определенного на этапе (d), в запоминающем устройстве;

осуществление второго события регенерации, которое включает в себя этап:

(f) выполнения этапа (а) с применением сохраненного значения ошибки для уточнения оценки расхода топлива, которое необходимо добавить в выхлопные газы для достижения целевой температуры,

причем перед этапом (f) и во время по меньшей мере этапа (с) проводят проверку того, что удовлетворено условие стабильности работы двигателя.

2. Способ по п. 1, в котором оценка на этапе (а) основана на расчете в разомкнутом контуре с использованием параметров, основанных на текущих условиях работы двигателя.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором этап (f) включает в себя определение коэффициента коррекции расхода топлива, который используют для уточнения оценки расхода топлива.

4. Способ по п. 1, в котором на этапе (d) значение ошибки выводят из компонента замкнутого контура.

5. Способ по п. 1, в котором на этапе (d) значение ошибки выводят из значения ошибки, полученного после выполнения регулирования в разомкнутом контуре.

6. Способ по п. 1, в котором запоминающее устройство представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство.

7. Способ по п. 1, в котором значение ошибки сохраняют на период времени, равный по меньшей мере одному дню.

8. Способ по п. 1, в котором сажевый фильтр представляет собой дизельный сажевый фильтр, а двигатель представляет собой дизельный двигатель.

9. Способ по п. 1, в котором температура, контролируемая на этапе (d), является температурой сажевого фильтра.

10. Способ по п. 1, в котором проверка того, что удовлетворено условие стабильности, содержит контроль скользящего среднего и скользящего среднеквадратического отклонения расхода выхлопных газов во время этапа (с) и, если скользящее среднеквадратическое отклонение остается ниже калиброванного порогового значения в течение калиброванного периода времени, то значение ошибки сохраняют на этапе (е) и используют на этапе (f), а если скользящее среднеквадратическое отклонение превышает упомянутое пороговое значение, то значение ошибки не используют на этапе (f).

11. Способ по п. 1, в котором значение ошибки, используемое на этапе (f), добавляют к элементу расчета в разомкнутом контуре для повышения качества оценки необходимого расхода топлива.

12. Способ по п. 1, в котором среднее число оборотов и среднюю нагрузку двигателя и их среднеквадратические отклонения используют для расчета профиля коррекции и в котором используют две переменные, чтобы охарактеризовать рабочую точку двигателя, рассчитывают карту коррекции в виде двумерного биномиального распределения, центрированного в точках среднего числа оборотов и средней нагрузки, с их соответствующими среднеквадратическими отклонениями по оси.

13. Способ по п. 3, в котором коэффициент коррекции расхода топлива определяют на этапе (f) на основании следующего уравнения:

,

причем расход топлива в замкнутом контуре (ЗК) и разомкнутом контуре (РК) определяют из: ,

где - массовый расход выхлопных газов;

С_р - удельная теплота выхлопных газов;

ΔT - желаемое повышение температуры при прохождении катализатора экзотермической реакции;

- теплота сгорания топлива; и

(t₁, t₂) - промежуток времени, на котором удовлетворено условие стабильности.

14. Способ по п. 5, в котором коэффициент коррекции расхода топлива определяют на этапе (f) на основании следующего уравнения:

,

причем расход топлива в разомкнутом контуре (РК) определяют из: ,

где - массовый расход выхлопных газов;

С_р - удельная теплота выхлопных газов;

ΔT - желаемое повышение температуры при прохождении катализатора экзотермической реакции;

- теплота сгорания топлива; и (t₁, t₂) - промежуток времени, на котором удовлетворено условие стабильности,

причем определяется из:

,

где "Ошибка" - значение ошибки, определяемое на этапе (d).