專利名稱：排氣清潔系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣(exhaust gas)清潔系統(tǒng)，它使用顆粒過(guò)濾器來(lái)收集和除去在從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣中的顆粒物質(zhì)。更具體而言，本發(fā)明涉及一種確定顆粒過(guò)濾器的顆粒物質(zhì)積累狀態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
包含在排氣中的有害排氣組分例如碳顆粒和其它顆粒物質(zhì)(顆粒物質(zhì)或“PM”)已經(jīng)成為較大問(wèn)題，尤其是在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中。通常，各種類型的顆粒物質(zhì)捕獲過(guò)濾器(柴油顆粒過(guò)濾器或“DPF”)用作排氣后處理裝置，以便收集和除去包含在排氣中的顆粒物質(zhì)。
當(dāng)使用該類型的顆粒過(guò)濾器時(shí)，該顆粒過(guò)濾器需要在積累的顆粒物質(zhì)的量達(dá)到預(yù)定量時(shí)通過(guò)燃燒在該顆粒過(guò)濾器中積累的顆粒物質(zhì)而進(jìn)行再生。因此，需要確定或估計(jì)顆粒物質(zhì)在顆粒過(guò)濾器中積累的量或程度。
一些普通方法設(shè)置成通過(guò)利用顆粒過(guò)濾器的壓力損失隨著在顆粒過(guò)濾器中積累的顆粒物質(zhì)的量增加而增大的現(xiàn)象來(lái)估計(jì)在顆粒過(guò)濾器中積累的顆粒物質(zhì)的量。
例如，日本專利公開(kāi)No.6-341312介紹了一種技術(shù)，其中，壓力傳感器布置在顆粒過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)，該顆粒過(guò)濾器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣道中。傳感器布置成檢測(cè)在顆粒過(guò)濾器前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差，即由于排氣通過(guò)顆粒過(guò)濾器而產(chǎn)生的壓力損失。此外，在上述參考文獻(xiàn)中，檢測(cè)的壓力差根據(jù)排氣溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)校正，以便獲得正確的壓力損失。校正的壓力損失用于確定在顆粒過(guò)濾器中的顆粒物質(zhì)積累量。
因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員由上述可知需要一種改進(jìn)的排氣清潔系統(tǒng)。本發(fā)明解決了本領(lǐng)域的該需要以及其它需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)本說(shuō)明書(shū)可以清楚這些需要。

發(fā)明內(nèi)容
估計(jì)顆粒物質(zhì)積累量的最簡(jiǎn)單方法是，當(dāng)在顆粒過(guò)濾器前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差達(dá)到預(yù)定值時(shí)，判斷顆粒物質(zhì)積累量足夠高，從而需要對(duì)顆粒過(guò)濾器進(jìn)行再生。不過(guò)，如圖8所示，在壓力差和顆粒物質(zhì)積累量之間的關(guān)系根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)而產(chǎn)生很大變化。因此根據(jù)上述方法的估計(jì)精度極其低。
根據(jù)Bernoulli理論，當(dāng)流體流過(guò)通道的收縮部分時(shí)，通道表面面積A、流量Q、在收縮部分前和收縮部分后之間的壓力差ΔP以及流體密度ρ具有以下關(guān)系A(chǔ)＝Q/(2ρΔP)1/2在上述參考文獻(xiàn)中的所述的普通估計(jì)方法設(shè)計(jì)成根據(jù)排氣溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)校正該估計(jì)值，以便接近由上述等式表達(dá)的關(guān)系。不過(guò)，即使等效表面面積(理論表面面積)是根據(jù)上述等式精確計(jì)算出的，在等效表面面積和顆粒物質(zhì)積累量之間的關(guān)系也是根據(jù)工作狀態(tài)而變化。換句話說(shuō)，即使等效表面面積是根據(jù)上述等式精確計(jì)算出來(lái)的，顆粒物質(zhì)積累量的估計(jì)精度也將較低。
已經(jīng)知道，在顆粒物質(zhì)積累量的理論值和實(shí)際值之間產(chǎn)生誤差的一個(gè)原因是在顆粒過(guò)濾器中通道的通道使用效率的變化。更具體地說(shuō)就是，當(dāng)排氣壓力增加時(shí)，顆粒過(guò)濾器例如壁流蜂窩過(guò)濾器的細(xì)(非常窄)通道的通道使用效率增加。第二原因據(jù)稱是當(dāng)過(guò)濾器的溫度增加時(shí)，顆粒過(guò)濾器的體積密度增加，因此，顆粒過(guò)濾器的細(xì)(非常窄)通道的表面面積在物理上變得更小。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種排氣清潔系統(tǒng)，該排氣清潔系統(tǒng)根據(jù)排氣壓力(即排氣流速)和顆粒過(guò)濾器溫度來(lái)校正等效表面面積的參考值。該等效表面面積的參考值利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)例如排氣流速等來(lái)進(jìn)行理論計(jì)算。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它目的，提供了一種排氣清潔系統(tǒng)，它包括顆粒過(guò)濾器、壓力差檢測(cè)部分、排氣流量確定部分、排氣溫度檢測(cè)部分和積累狀態(tài)確定部分。該顆粒過(guò)濾器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣道中，并設(shè)置成積累從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣中的顆粒物質(zhì)。壓力差檢測(cè)部分設(shè)置成檢測(cè)在排氣道中在顆粒過(guò)濾器前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差。排氣流量確定部分設(shè)置成確定排氣流量。排氣溫度檢測(cè)部分設(shè)置成檢測(cè)通過(guò)顆粒過(guò)濾器的排氣的溫度。積累狀態(tài)確定部分設(shè)置成通過(guò)根據(jù)在壓力差檢測(cè)部分中檢測(cè)的壓力差、在排氣流量確定部分中確定的排氣流量和在排氣溫度檢測(cè)部分中檢測(cè)的排氣溫度而獲得的、顆粒過(guò)濾器內(nèi)部通道的參考等效表面面積來(lái)確定在顆粒過(guò)濾器中的顆粒物質(zhì)積累狀態(tài)。積累狀態(tài)確定部分還設(shè)置成通過(guò)根據(jù)顆粒過(guò)濾器的溫度和排氣流量來(lái)調(diào)節(jié)參考等效表面面積，從而獲得調(diào)節(jié)的等效表面面積。
通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚本發(fā)明的這些和其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。


下面將參考附圖，這些附圖形成本原始公開(kāi)的一部分，附圖中圖1是裝備有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的排氣清潔系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；圖2是表示由本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的排氣清潔系統(tǒng)執(zhí)行以便確定排氣流量的控制處理的功能方框圖；圖3是表示由本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的排氣清潔系統(tǒng)執(zhí)行以便確定顆粒物質(zhì)積累量的控制處理的功能方框圖；圖4是表示在圖3的功能方框圖的步驟S202中使用的圖TTC_DPFLT的特征曲線圖；圖5是表示在圖3的功能方框圖的步驟S222中使用的圖MAP_KADPF的特征曲線圖；圖6是表示在圖3的功能方框圖的步驟S225中使用的圖TBL_ADPF_INIT的特征曲線圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、在調(diào)節(jié)等效表面面積和顆粒物質(zhì)積累量之間的關(guān)系的曲線圖；
圖8是表示在顆粒過(guò)濾器前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差和顆粒物質(zhì)積累量之間的關(guān)系的曲線圖；圖9是表示在理論等效表面面積和顆粒物質(zhì)積累量之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖介紹本發(fā)明的選擇實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員由本說(shuō)明應(yīng)當(dāng)知道，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明只是用于舉例說(shuō)明，而不是為了限制本發(fā)明，本發(fā)明將由附加權(quán)利要求和它們的等效物來(lái)確定。
首先參考圖1，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，所示排氣清潔系統(tǒng)用于內(nèi)燃機(jī)例如渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1。本發(fā)明的排氣清潔系統(tǒng)可以用于在汽車等中使用的其它內(nèi)燃機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)1優(yōu)選是執(zhí)行相對(duì)較大量的排氣再循環(huán)(EGR)。通過(guò)本發(fā)明，即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)變化時(shí)，也可以獲得與顆粒物質(zhì)積累量基本相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)等效表面面積，因此可以非常精確地估計(jì)顆粒物質(zhì)的積累狀態(tài)。因此，顆粒過(guò)濾器的再生可以在合適時(shí)間進(jìn)行。
如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)1有排氣道2和具有集合器3a的進(jìn)氣道3。EGR通道4將排氣道2連接到進(jìn)氣道3的集合器3a上。發(fā)動(dòng)機(jī)1的工作由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元5來(lái)控制。更具體地說(shuō)，控制單元5優(yōu)選是包括具有控制程序的微機(jī)，它以如后面所述方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)1?？刂茊卧?還可以包括其它普通部件例如輸入接口電路、輸出接口電路以及儲(chǔ)存裝置例如ROM(只讀存儲(chǔ)器)裝置和RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)裝置?？刂茊卧?的微機(jī)進(jìn)行編程，以便控制發(fā)動(dòng)機(jī)1的各個(gè)部件。存儲(chǔ)器電路儲(chǔ)存處理結(jié)果和將由處理器電路運(yùn)行的控制程序?？刂茊卧?以普通方式與發(fā)動(dòng)機(jī)1的各個(gè)部件進(jìn)行操作連接。控制單元5的內(nèi)部RAM儲(chǔ)存操作標(biāo)記的狀態(tài)和各個(gè)控制數(shù)據(jù)?？刂茊卧?能夠根據(jù)控制程序選擇控制該控制系統(tǒng)的任何部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員由本說(shuō)明書(shū)可知，控制單元5的精確結(jié)構(gòu)和算法可以是將執(zhí)行本發(fā)明功能的硬件和軟件的任意組合。換句話說(shuō)，在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所用的“裝置加功能”語(yǔ)句將包括能夠執(zhí)行該“裝置加功能”語(yǔ)句的功能的任何結(jié)構(gòu)或硬件和/或算法或軟件。
EGR閥6布置在EGR通道4中，并與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元5操作連接。優(yōu)選是，EGR閥6的閥打開(kāi)程度可以由步進(jìn)馬達(dá)或者任何能夠連續(xù)和可變控制EGR閥6的閥打開(kāi)程度的其它裝置來(lái)進(jìn)行連續(xù)和可變地控制。EGR閥6的閥打開(kāi)程度由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元5控制，以便根據(jù)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元5從各個(gè)工作狀態(tài)傳感器接收的工作狀態(tài)來(lái)獲得指定的EGR率。換句話說(shuō)，EGR閥6的閥打開(kāi)程度進(jìn)行可變控制，以便將EGR率可變控制成接近由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元5設(shè)定的目標(biāo)EGR率。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1在低速、低負(fù)載區(qū)域中工作時(shí)，EGR率設(shè)置成較大EGR率，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載變大時(shí)，EGR率降低。
渦流控制閥9布置在進(jìn)氣道3中并在發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣口附近。渦流控制閥9設(shè)置成根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的工作狀態(tài)而在在燃燒室19內(nèi)部產(chǎn)生螺旋流。渦流控制閥9由促動(dòng)器(未示出)驅(qū)動(dòng)，并根據(jù)來(lái)自控制單元5的控制信號(hào)而打開(kāi)和關(guān)閉。例如，渦流控制閥9優(yōu)選是在低負(fù)載和低速狀態(tài)下關(guān)閉，以便在燃燒室19內(nèi)部產(chǎn)生螺旋流。
優(yōu)選是，發(fā)動(dòng)機(jī)1還裝備有公共軌道(common rail)燃料噴射裝置10。在該公共軌道燃料噴射裝置10中，在燃料通過(guò)高壓燃料泵11增壓之后，該燃料通過(guò)高壓燃料供給通道12供給，這樣，燃料聚積在蓄積器13(公共軌道)中。然后，燃料從該蓄積器13分配給用于各發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的多個(gè)燃料噴嘴14?？刂茊卧?設(shè)置成控制各個(gè)燃料噴嘴14的噴嘴打開(kāi)和關(guān)閉，以便將燃料注入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。蓄積器13內(nèi)部的燃料壓力由壓力調(diào)節(jié)器(未示出)進(jìn)行可變調(diào)節(jié)，且燃料壓力傳感器15布置在蓄積器13中，用于檢測(cè)燃料壓力。燃料壓力傳感器15設(shè)置成向控制單元5輸出燃料壓力信號(hào)，該燃料壓力信號(hào)是蓄積器13中的燃料壓力指示。
燃料溫度傳感器16布置在燃料泵11的上游。該燃料溫度傳感器16設(shè)置成檢測(cè)燃料溫度，并向控制單元5輸出作為燃料溫度指示的信號(hào)。此外，普通熱線點(diǎn)火塞18布置在各發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒室19中，以便點(diǎn)燃各個(gè)燃燒室19中的燃料。
發(fā)動(dòng)機(jī)1有可變能力渦輪增壓器21，該渦輪增壓器21裝備有同軸布置的排氣渦輪22和壓縮機(jī)23。例如，具有可變幾何形狀閥系統(tǒng)的可變幾何形狀渦輪增壓器能夠用作可變能力渦輪增壓器21。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員由本說(shuō)明書(shū)可知，可變能力渦輪增壓器21并不局限于可變幾何形狀渦輪增壓器。而是，渦輪增壓器的能力能夠通過(guò)控制能力調(diào)節(jié)裝置而有效改變的任何類型渦輪增壓器都可以用作本發(fā)明中的可變能力渦輪增壓器21。排氣渦輪22位于排氣道2中并在EGR通道4與排氣道2連接的位置的下游處。為了改變渦輪增壓器21的能力，優(yōu)選是渦輪增壓器提供有可變噴嘴24或者布置在排氣渦輪22的渦旋進(jìn)口處的能力調(diào)節(jié)裝置。換句話說(shuō)，渦輪增壓器21的能力可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)而變化。例如，當(dāng)排氣流量相對(duì)較小(例如低速區(qū)域)時(shí)，優(yōu)選是通過(guò)減小可變噴嘴24的打開(kāi)程度而獲得渦輪增壓器21的相對(duì)較小能力。另一方面，當(dāng)排氣流量相對(duì)較大(例如高速區(qū)域)時(shí)，優(yōu)選是通過(guò)增大可變噴嘴24的打開(kāi)程度而獲得相對(duì)較大能力。優(yōu)選是，可變噴嘴24由隔膜促動(dòng)器25來(lái)驅(qū)動(dòng)，該隔膜促動(dòng)器25設(shè)置成響應(yīng)控制壓力(負(fù)控制壓力)，且控制壓力利用負(fù)載控制壓力控制閥26來(lái)產(chǎn)生。較寬范圍的空氣燃料比傳感器17布置在排氣渦輪22的上游側(cè)?？諝馊剂媳葌鞲衅?7設(shè)置成檢測(cè)排氣的空氣燃料比。因此，空氣燃料比傳感器17還設(shè)置成向控制單元5輸出作為排氣空氣燃料比的指示的信號(hào)。
發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣系統(tǒng)包括氧化催化轉(zhuǎn)換器27，該氧化催化轉(zhuǎn)換器27布置在排氣道2中并在排氣渦輪22的下游側(cè)。氧化催化轉(zhuǎn)換器27有氧化催化劑，該氧化催化劑例如使包含在排氣中的CO和HC氧化。發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣系統(tǒng)還包括NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28，它設(shè)置成在排氣道2中在氧化催化轉(zhuǎn)換器27下游側(cè)處理NOx。因此，氧化催化轉(zhuǎn)換器27和NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28順序布置在排氣道2中并在排氣渦輪22的下游側(cè)。該NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28設(shè)置成當(dāng)流入NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28中的排氣的排氣空氣-燃料比為貧油時(shí)吸收NOx。因此，流入NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28中的排氣的氧密度降低。當(dāng)排氣的氧濃度減小時(shí)，NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28釋放吸收的NOx，并通過(guò)催化作用清潔排氣，以便進(jìn)行凈化處理。
發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣系統(tǒng)還包括排氣后處理系統(tǒng)例如顆粒過(guò)濾器29(柴油顆粒過(guò)濾器DPF)，該顆粒過(guò)濾器裝備有用于收集和除去排氣顆粒物質(zhì)(顆粒物質(zhì)和“PM”)的催化劑。顆粒過(guò)濾器29布置在NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28的下游側(cè)。顆粒過(guò)濾器29例如構(gòu)成為有壁流蜂窩結(jié)構(gòu)(交替燭煤端部封閉類型)，該壁流蜂窩結(jié)構(gòu)有固體柱形過(guò)濾材料例如堇青石，其中形成有多個(gè)蜂窩形細(xì)通道，且通道的交替端封閉。交替燭煤端部封閉類型的顆粒過(guò)濾器是本領(lǐng)域公知的普通部件。因?yàn)樵擃愋偷念w粒過(guò)濾器為本領(lǐng)域公知，因此在本文中將不再詳細(xì)介紹和說(shuō)明它們的結(jié)構(gòu)。
發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣系統(tǒng)還包括過(guò)濾器進(jìn)口溫度傳感器30和過(guò)濾器出口溫度傳感器31，它們分別布置在顆粒收集過(guò)濾器29的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)。溫度傳感器30和31設(shè)置成分別檢測(cè)在進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)的排氣溫度。因此，溫度傳感器30和31還設(shè)置成向控制單元5輸出分別作為進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)的排氣溫度指示的信號(hào)。
因?yàn)轭w粒過(guò)濾器29的壓力損失隨著排氣顆粒物質(zhì)積累而發(fā)生變化，因此壓力差傳感器32用于檢測(cè)在顆粒收集過(guò)濾器29的進(jìn)口和出口之間的壓力差。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員由本說(shuō)明書(shū)可知，也可以不使用壓力差傳感器32來(lái)直接檢測(cè)壓力差，而是在顆粒過(guò)濾器29的進(jìn)口和出口分別提供壓力傳感器，以便根據(jù)兩個(gè)壓力值而得出壓力差。消聲器(未示出)優(yōu)選是布置在顆粒收集過(guò)濾器29的下游側(cè)。
優(yōu)選是，發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)包括氣流計(jì)35，該氣流計(jì)35設(shè)置成檢測(cè)通過(guò)進(jìn)氣道3的新鮮進(jìn)氣量。氣流計(jì)35布置在進(jìn)氣道3中并在壓縮機(jī)23的上游側(cè)。氣流計(jì)35設(shè)置成向控制單元5輸出作為通過(guò)進(jìn)氣道3的新鮮進(jìn)氣量指示的信號(hào)。
優(yōu)選是，發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)包括空氣過(guò)濾器36和大氣壓力傳感器37，它們位于氣流計(jì)35的上游側(cè)。大氣壓力傳感器37設(shè)置成檢測(cè)外部壓力，即大氣壓力。大氣壓力傳感器37布置在空氣過(guò)濾器36的進(jìn)口側(cè)。大氣壓力傳感器37設(shè)置成向控制單元5輸出作為進(jìn)入進(jìn)氣道3的外部空氣壓力指示的信號(hào)。
優(yōu)選是，發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)包括中間冷卻器38，以便冷卻高溫的增壓空氣。中間冷卻器38布置在進(jìn)氣道3中并在壓縮機(jī)23和集合器3a之間。
此外，優(yōu)選是發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣節(jié)流閥41，該進(jìn)氣節(jié)流閥41設(shè)置成限制新鮮進(jìn)氣量。進(jìn)氣節(jié)流閥41安裝在進(jìn)氣道3中并在進(jìn)氣道3的集合器3a的進(jìn)口側(cè)。該進(jìn)氣節(jié)流閥41的打開(kāi)和關(guān)閉由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元5的控制信號(hào)通過(guò)促動(dòng)器42來(lái)驅(qū)動(dòng)，該促動(dòng)器42優(yōu)選是包括步進(jìn)電機(jī)等。而且，檢測(cè)增壓壓力的增壓壓力傳感器44以及檢測(cè)進(jìn)氣溫度的進(jìn)氣溫度傳感器45布置在集合器3a中。
控制單元5設(shè)置成控制燃料噴射裝置10的燃料噴射量和燃料噴射正時(shí)、EGR閥6的打開(kāi)程度、可變噴嘴24的打開(kāi)程度、以及發(fā)動(dòng)機(jī)1的其它部件和功能。而且，除了如上述安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)1中的各個(gè)傳感器，控制單元5還設(shè)置成接收加速器位置傳感器46、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器47和溫度傳感器48的檢測(cè)信號(hào)，該加速器位置傳感器46用于檢測(cè)加速器踏板的按壓量，該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器47用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，而該溫度傳感器48用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度。
下面將參考圖2和3以及8至10的功能方框圖來(lái)介紹由控制單元5執(zhí)行的控制操作。下面介紹的很多功能可以利用軟件處理來(lái)執(zhí)行。首先參考圖2和3介紹確定在顆粒過(guò)濾器29中積累的排氣顆粒物質(zhì)量的處理。
在本發(fā)明的排氣清潔系統(tǒng)中，通過(guò)首先根據(jù)Bernoulli理論計(jì)算顆粒過(guò)濾器29的通道表面面積(等效表面面積)而估計(jì)與在顆粒過(guò)濾器29中積累的顆粒物質(zhì)的量相對(duì)應(yīng)的顆粒物質(zhì)積累量。然后，使所計(jì)算的通道表面面積與當(dāng)顆粒過(guò)濾器29中的排氣顆粒物質(zhì)積累量為零時(shí)的情況相對(duì)應(yīng)的相應(yīng)表面面積進(jìn)行比較，以便確定表面面積減小率。最后，根據(jù)該表面面積減小率來(lái)計(jì)算在顆粒過(guò)濾器29中的顆粒物質(zhì)積累量。根據(jù)Bernoulli理論，當(dāng)流體流過(guò)收縮部分時(shí)，收縮部分的表面面積A、流量Q、在收縮部分前和收縮部分后之間的壓力差ΔP以及流體密度ρ具有以下關(guān)系A(chǔ)＝Q/(2ρΔP)1/2(1)因此，在控制單元5中執(zhí)行的、如下面所述的處理利用等式(1)來(lái)計(jì)算當(dāng)進(jìn)行計(jì)算時(shí)在特殊點(diǎn)處的顆粒過(guò)濾器29的等效表面面積A。
圖2是表示用于確定排氣流量QEXH的處理流程的功能方框圖。首先，在步驟S101中，將流入氣缸的新鮮空氣量QAC和注入氣缸內(nèi)的燃料量QFTRQ加在一起。然后，在步驟S102中，所得的和與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE相乘，以便獲得排氣流量QEXH。
圖3是表示用于確定顆粒物質(zhì)積累量SPMact的處理流程的功能方框圖。在圖3的步驟S201中，控制單元5設(shè)置成計(jì)算如圖2所述獲得的排氣流量QEXH的連續(xù)值的加權(quán)平均值。因此，控制單元5將輸出結(jié)果并作為具有合適響應(yīng)特征的排氣流量QEXHD。在步驟S201中用于加權(quán)平均計(jì)算的過(guò)濾器常數(shù)(加權(quán)系數(shù))TC是在步驟S202中使用基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的規(guī)定圖TTC_DPFLT而獲得的值。圖4表示了圖TTC_DPFLT的特征曲線，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速區(qū)域中工作時(shí)，過(guò)濾器常數(shù)TC的響應(yīng)特征將變慢，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速區(qū)域中工作時(shí)，過(guò)濾器常數(shù)TC的響應(yīng)特征將加快。
在步驟S202中確定的過(guò)濾器常數(shù)(加權(quán)系數(shù))TC也用于步驟S203中，以便由壓力差傳感器32來(lái)計(jì)算輸出值的連續(xù)值的加權(quán)平均值PF_D。該結(jié)果作為具有合適響應(yīng)特征的壓力差DP_DPF_FLT而輸出。
在步驟S204中，控制單元5用于確定過(guò)濾器進(jìn)口溫度傳感器30的輸出值PF_Pre的連續(xù)值的加權(quán)平均值。還有，在步驟S205中，控制單元用于確定過(guò)濾器出口溫度傳感器31的輸出值PF_Pst的連續(xù)值的加權(quán)平均值。在步驟S204和S205中，用于加權(quán)平均計(jì)算的過(guò)濾器常數(shù)(加權(quán)系數(shù))TC設(shè)置成規(guī)定常數(shù)KTC_TEXH，而不是使用圖4中所示的規(guī)定的圖TTC_DPFLT。然后，在步驟S206中，控制單元5用于通過(guò)在步驟S206中使輸出值PF_Pre和輸出值PF_Pst的加權(quán)平均值相加以及在步驟S207中使該相加的總和除以常數(shù)2，從而將顆粒過(guò)濾器29的溫度TMP_DPF確定為進(jìn)口和出口溫度的平均值。優(yōu)選是，溫度TMP_DPF表示為絕對(duì)溫度。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的工作狀態(tài)突然變化時(shí)(例如當(dāng)加速器踏板壓低量瞬時(shí)進(jìn)行較大增加或減小時(shí))，各參數(shù)(即，排氣流量QEXH、在顆粒過(guò)濾器29進(jìn)口處的溫度PF_Pre和出口處的溫度PF_Pst、以及穿過(guò)顆粒過(guò)濾器29的壓力差PF_D)通過(guò)不同響應(yīng)特征而變化。更具體地說(shuō)，壓力差PF_Pre和排氣流量QEXH將相對(duì)較快變化，而溫度PF_Pre和PF-Pst將相對(duì)較慢變化。因此有過(guò)渡時(shí)期，在該過(guò)渡時(shí)期中，當(dāng)通過(guò)讀出這些檢測(cè)值并在沒(méi)有對(duì)這些檢測(cè)值進(jìn)行任何調(diào)節(jié)的情況下利用它們來(lái)估計(jì)顆粒物質(zhì)積累量時(shí)，將導(dǎo)致較大誤差。此外，使各參數(shù)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的較大瞬時(shí)變化的步驟將根據(jù)在該變化時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE為較高還是較低而改變。因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，合適的過(guò)濾器常數(shù)TC用于各檢測(cè)值的加權(quán)平均計(jì)算，以便防止由于參數(shù)的響應(yīng)特征改變而使顆粒物質(zhì)積累量的估計(jì)精度降低。更特別是，在本發(fā)明實(shí)施例中，與排氣流量QEXH和壓力差PF_D相比具有更慢響應(yīng)特征的溫度(即PF_Pre和PF_Pst)的變化將用作參考，以便調(diào)節(jié)排氣流量QEXH和壓力差PF_D的響應(yīng)特征。還有，用于排氣流量QEXH和壓力差PF_D的加權(quán)平均計(jì)算的過(guò)濾器常數(shù)TC將根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE而變化。換句話說(shuō)，優(yōu)選是在步驟S3和S5中執(zhí)行排氣流量QEXH和壓力差PF_D的檢測(cè)值的加權(quán)平均計(jì)算，這樣，排氣流量QEXH和壓力差PF_D的響應(yīng)特征基本與溫度PF_Pre和PF_Pst的響應(yīng)特征相匹配。
在步驟S211中，控制單元5用于使用規(guī)定圖TPEXH_MFLR來(lái)確定基于排氣流量QEXHD的壓力升高量，通過(guò)該壓力升高量，壓力由于消聲器(未示出)的空氣流阻而升高。當(dāng)排氣流量QEXHD增加時(shí)，壓力升高量通常變大。在步驟S212中，控制單元5用于將壓力升高量加到在排氣道2中在顆粒過(guò)濾器29前和顆粒過(guò)濾器29后之間的壓力差DP_DPF_FLT中，以便獲得輸出值PEXH_DPFIN。步驟S212的輸出值PEXH_DPFIN與由于消聲器和顆粒過(guò)濾器29而產(chǎn)生的壓力差相等。在步驟S213中，控制單元5設(shè)置成將大氣壓力pATM加到輸出值PEXH_DPFIN上。因此，步驟S213的輸出等于在顆粒過(guò)濾器29的進(jìn)口處的排氣壓力。在步驟S214中，控制單元5設(shè)置成使步驟S213的輸出值(在顆粒過(guò)濾器29的進(jìn)口處的排氣壓力)乘以規(guī)定常數(shù)(步驟S215中所示)，該常數(shù)等于氣體常數(shù)R(0.350429)。在步驟S216中，控制單元5設(shè)置成使步驟S214的輸出除以在步驟S204至S207中獲得的顆粒過(guò)濾器29的溫度TMP_DPF(絕對(duì)溫度)。因此，步驟S216的輸出等于排氣的密度ρ，即比重ROUEXH。在步驟S217中，控制單元5設(shè)置成根據(jù)上述等式(1)而使比重ROUEXH乘以常數(shù)2(步驟S218中所示)和乘以壓力差DP_DPF_FLT。
在步驟S219中，控制單元5設(shè)置成確定步驟S217的輸出值的平方根。步驟S217的輸出值的平方根利用為了計(jì)算方便的規(guī)定圖TROOT_VEXH而獲得。步驟S219的結(jié)果等于在等式(1)的右側(cè)表達(dá)式的分母，即排氣流速VEXH。在步驟S220中，控制單元5設(shè)置成使排氣流量QEXH除以排氣流速VEXH，從而獲得等式(1)的表面面積A的理論值。在步驟S220中獲得的表面面積A的理論值設(shè)置成用于顆粒過(guò)濾器29的等效表面面積的參考值(參考等效表面面積)。在本發(fā)明實(shí)施例中，為了增加顆粒物質(zhì)積累量的估計(jì)精確性，控制單元5設(shè)置成在步驟S221中使等效表面面積的參考值(即步驟S220的輸出)乘以調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF。更具體地說(shuō)，在步驟S221中，根據(jù)排氣流量和顆粒過(guò)濾器29的溫度而使用調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF對(duì)等效表面面積進(jìn)行調(diào)節(jié)。
調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF在步驟S222中利用圖MAP_KADPF獲得，該圖MAP_KADPF使用排氣流量QEXHD的倒數(shù)值(如步驟S229中所示)和顆粒過(guò)濾器29的溫度TMP_DPF作為輸入。圖5表示了圖MAP_KADPF的特征曲線。如圖5所示，調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF根據(jù)排氣流量QEXHD的倒數(shù)值(1/QEXHD)來(lái)確定，且調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF在一定范圍內(nèi)變化，例如從0.3至3.0。在圖5中，參考值(0.5、1.0、1.5、2.0和2.5)表示為實(shí)線，在兩個(gè)相鄰參考值之間的區(qū)域中根據(jù)這兩個(gè)相鄰參考值來(lái)計(jì)算插值。如上所述，當(dāng)排氣流量(即排氣壓力)改變時(shí)，顆粒過(guò)濾器29的過(guò)濾器通道使用效率也變化(增加或減小)。因此，調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF設(shè)置成具有圖5中所示的特征，以便抵消顆粒過(guò)濾器29的過(guò)濾器通道使用效率變化的影響。而且，當(dāng)顆粒過(guò)濾器29的溫度增加時(shí)，顆粒過(guò)濾器29的體積密度增加，這使得顆粒過(guò)濾器29的、很狹窄的通道的表面面積在物理上變得更小。調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF設(shè)計(jì)成抵消顆粒過(guò)濾器29的通道變小的影響。因此，盡管調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF相對(duì)于溫度TMP_DPF的變化相對(duì)較小(如圖5所示)，但是當(dāng)溫度TMP_DPF增大時(shí)，調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF通常變小。因此，通過(guò)在步驟S221中使等效表面面積的參考值乘以調(diào)節(jié)系數(shù)KADPF，可以更精確地估計(jì)顆粒過(guò)濾器29的等效表面面積。
在步驟S223中，控制單元5設(shè)置成計(jì)算在步驟S221中獲得的等效表面面積值的加權(quán)平均值，并將該結(jié)果作為顆粒過(guò)濾器29的等效表面面積ADPFD而輸出。
在步驟S225中，控制單元5設(shè)置成獲得顆粒過(guò)濾器29的初始等效表面面積ADPF_INIT，該初始等效表面面積ADPF_INIT是在顆粒過(guò)濾器29中絕對(duì)沒(méi)有積累排氣顆粒物質(zhì)的假設(shè)情況下的等效表面面積。如上所述，當(dāng)顆粒過(guò)濾器29的溫度變化時(shí)，體積密度變化，因此顆粒過(guò)濾器29的通道表面面積變化。因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，控制單元5設(shè)置成通過(guò)使用規(guī)定圖TBL_ADPF_INIT而根據(jù)溫度TMP_DPF來(lái)調(diào)節(jié)等效表面面積，以便獲得初始等效表面面積ADPF_INIT。圖6表示了規(guī)定圖TBL_ADPF_INIT的特征曲線。如圖6所示，當(dāng)溫度較低時(shí)，初始等效表面面積ADPF_INIT基本恒定，而當(dāng)溫度較高時(shí)，該初始等效表面面積略微減小。
在步驟S226中，控制單元5設(shè)置成使步驟S223中獲得的等效表面面積ADPFD除以在步驟S225中獲得的初始等效表面面積ADPF_INIT，以便確定通道表面面積減小率RTO_ADPF，即由在顆粒過(guò)濾器29中積累的排氣顆粒物質(zhì)引起的堵塞比例(“堵塞率”)。在步驟S227中，控制單元5設(shè)置成參考規(guī)定圖Tb1_SPMact來(lái)根據(jù)堵塞率RTO_ADPF確定顆粒物質(zhì)積累量(重量)SPMact。優(yōu)選是，規(guī)定圖Tb1_SPMact遵循顆粒物質(zhì)積累量SPMact相對(duì)于堵塞率RTO_ADPF的預(yù)定特征。
如上述在步驟S227中確定的顆粒物質(zhì)積累量SPMact再與界限值進(jìn)行比較。當(dāng)顆粒物質(zhì)積累量SPMact達(dá)到界限值時(shí)，控制單元5執(zhí)行顆粒過(guò)濾器29的強(qiáng)制再生。顆粒過(guò)濾器29的再生可以利用任何普通方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在顆粒過(guò)濾器29中累的排氣顆粒物質(zhì)可以通過(guò)關(guān)閉進(jìn)氣節(jié)流閥41使排氣溫度升高而進(jìn)行燃燒，或者通過(guò)執(zhí)行后燃料注入(在主注入后執(zhí)行的附加燃料注入)使排氣溫度升高而進(jìn)行燃燒。
而且，在步驟S231中，控制單元5設(shè)置成根據(jù)排氣流量QEXHD利用規(guī)定圖TPEXH_CATS來(lái)確定由安裝在排氣道2內(nèi)并在顆粒過(guò)濾器29上游側(cè)的催化裝置(即NOx捕獲催化轉(zhuǎn)換器28和氧化催化轉(zhuǎn)換器27)的空氣流阻產(chǎn)生的壓力升高量。當(dāng)排氣流量QEXHD增加時(shí)，壓力升高量基本增加。在步驟S232中，控制單元5設(shè)置成將步驟S212的輸出值PEXH_DPFIN加到在步驟S231中獲得的壓力升高量上，以便獲得輸出值PEXH_TCOUT。步驟S231的輸出值PEXH_TCOUT等于在排氣道2中在排氣渦輪22外側(cè)并在氧化催化轉(zhuǎn)換器27上游側(cè)的渦輪出口壓力。
因此，通過(guò)本發(fā)明，首先利用基于Bernoulli理論的理論關(guān)系來(lái)確定顆粒過(guò)濾器29的等效表面面積的參考值(理論值)。然后，根據(jù)顆粒過(guò)濾器29的排氣壓力(該排氣壓力與排氣流量QEXHD相關(guān))和溫度TMP_DPF來(lái)調(diào)節(jié)該參考值。如圖7所示，通過(guò)本發(fā)明，不管發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)如何，都能夠穩(wěn)定地獲得在等效表面面積和顆粒物質(zhì)積累量之間的基本固定的相關(guān)關(guān)系。因此，可以避免由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)變化而引起錯(cuò)誤地確定顆粒過(guò)濾器29的再生時(shí)間，且顆粒過(guò)濾器29能夠以良好的可重復(fù)性而在合適時(shí)間進(jìn)行再生。
利用具有壁流蜂窩結(jié)構(gòu)的顆粒過(guò)濾器作為顆粒過(guò)濾器29的實(shí)例來(lái)介紹上述實(shí)施例。不過(guò)，即使當(dāng)使用其它類型的過(guò)濾器時(shí)，過(guò)濾器的通道表面面積將在排氣壓力增加時(shí)發(fā)生物理膨脹，且通道表面面積將在過(guò)濾器溫度增加時(shí)由于體積密度增大而物理地縮小，如上所述。因此，即使使用與壁流蜂窩過(guò)濾器不同的過(guò)濾器，顆粒物質(zhì)積累量的估計(jì)精度同樣可以通過(guò)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行調(diào)節(jié)而提高。
而且，在上述實(shí)施例中，在顆粒過(guò)濾器29的進(jìn)口和出口處的排氣溫度平均值用作顆粒過(guò)濾器29的溫度以及流過(guò)顆粒過(guò)濾器29的排氣的溫度。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員由本說(shuō)明書(shū)可知，顆粒過(guò)濾器29的溫度也可以使用用于檢測(cè)顆粒過(guò)濾器29的溫度的單獨(dú)溫度傳感器而直接檢測(cè)。
在上述實(shí)施例中，控制單元5優(yōu)選是構(gòu)成壓力差檢測(cè)部分、排氣流量確定部分、排氣溫度檢測(cè)部分、積累狀態(tài)確定部分、以及再生部分。
如本文中所使用，下面的方向術(shù)語(yǔ)“向前、向后、高于、向下、垂直、水平、低于和橫向”以及其它類似方向術(shù)語(yǔ)是參考裝備有本發(fā)明的車輛的這些方向。因此，用于介紹本發(fā)明的這些術(shù)語(yǔ)將相對(duì)于裝備有本發(fā)明的車輛來(lái)進(jìn)行解釋。
本文中用于介紹裝置的部件、部分的術(shù)語(yǔ)“設(shè)置成”包括構(gòu)成和/或編程而執(zhí)行所希望的功能的硬件和/或軟件。而且，在權(quán)利要求中表示為“裝置加功能”的術(shù)語(yǔ)將包括可用于執(zhí)行本發(fā)明的該部分功能的任何結(jié)構(gòu)。
本文中使用的程度術(shù)語(yǔ)例如“基本”、“大約”和“近似”的意思是偏離可變項(xiàng)一個(gè)合適的量，這樣，最終結(jié)果將不會(huì)明顯改變。例如，這些術(shù)語(yǔ)可以認(rèn)為包括偏離至少+-5％，只要該偏離不會(huì)否定該變量詞的意思。
本申請(qǐng)要求日本專利申請(qǐng)No.2003-284230的優(yōu)先權(quán)。日本專利申請(qǐng)No.2003-284230的整個(gè)內(nèi)容被本文參引。
盡管已經(jīng)通過(guò)選定的實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員由本說(shuō)明書(shū)可知，在不脫離由附加權(quán)利要求確定的本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化和改變。而且，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的前述說(shuō)明只是用于舉例說(shuō)明，并不是為了限制本發(fā)明，本發(fā)明將由附加權(quán)利要求和它們的等效物來(lái)確定。因此，本發(fā)明的范圍并不局限于所述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種排氣清潔系統(tǒng)，包括顆粒過(guò)濾器，該顆粒過(guò)濾器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣道中，并設(shè)置成用于積累在從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣中的顆粒物質(zhì)；壓力差檢測(cè)部分，該壓力差檢測(cè)部分設(shè)置成用于檢測(cè)在排氣道中在顆粒過(guò)濾器前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差；排氣流量確定部分，該排氣流量確定部分設(shè)置成用于確定排氣流量；排氣溫度檢測(cè)部分，該排氣溫度檢測(cè)部分設(shè)置成用于檢測(cè)通過(guò)顆粒過(guò)濾器的排氣的溫度；積累狀態(tài)確定部分，該積累狀態(tài)確定部分設(shè)置成用于通過(guò)根據(jù)在壓力差檢測(cè)部分中檢測(cè)的壓力差、在排氣流量確定部分中確定的排氣流量和在排氣溫度檢測(cè)部分中檢測(cè)的排氣溫度而獲得顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的通道的參考等效表面面積來(lái)確定在顆粒過(guò)濾器中的顆粒物質(zhì)積累狀態(tài)，積累狀態(tài)確定部分還設(shè)置成用于通過(guò)根據(jù)顆粒過(guò)濾器的溫度和排氣流量來(lái)調(diào)節(jié)參考等效表面面積，從而獲得所調(diào)節(jié)的等效表面面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣清潔系統(tǒng)，其中積累狀態(tài)確定部分還設(shè)置成用于利用規(guī)定圖來(lái)確定與顆粒過(guò)濾器的排氣流量和溫度相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)系數(shù)，并通過(guò)使參考等效表面面積乘以調(diào)節(jié)系數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)該參考等效表面面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣清潔系統(tǒng)，其中，積累狀態(tài)確定部分還包括初始等效表面面積確定部分，它設(shè)置成用于獲得與在顆粒過(guò)濾器的溫度下當(dāng)顆粒物質(zhì)積累量為零時(shí)的假設(shè)等效表面面積相對(duì)應(yīng)的初始等效表面面積；以及積累量估計(jì)部分，該積累量估計(jì)部分設(shè)置成用于通過(guò)根據(jù)所調(diào)節(jié)的等效表面面積和初始等效表面面積的比率來(lái)估計(jì)在顆粒過(guò)濾器中積累的顆粒物質(zhì)量，從而獲得所估計(jì)的顆粒物質(zhì)積累量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣清潔系統(tǒng)，其中，積累狀態(tài)確定部分還包括初始等效表面面積確定部分，它設(shè)置成用于獲得與在顆粒過(guò)濾器的溫度下當(dāng)顆粒物質(zhì)積累量為零時(shí)的假設(shè)等效表面面積相對(duì)應(yīng)的初始等效表面面積；以及積累量估計(jì)部分，該積累量估計(jì)部分設(shè)置成用于通過(guò)根據(jù)所調(diào)節(jié)的等效表面面積和初始等效表面面積的比率來(lái)估計(jì)在顆粒過(guò)濾器中積累的顆粒物質(zhì)量，從而獲得所估計(jì)的顆粒物質(zhì)積累量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣清潔系統(tǒng)，還包括再生部分，該再生部分設(shè)置成用于當(dāng)所估計(jì)的顆粒物質(zhì)積累量等于或大于規(guī)定值時(shí)再生該顆粒過(guò)濾器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排氣清潔系統(tǒng)，還包括再生部分，該再生部分設(shè)置成用于當(dāng)所估計(jì)的顆粒物質(zhì)積累量等于或大于規(guī)定值時(shí)再生該顆粒過(guò)濾器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣清潔系統(tǒng)，其中顆粒過(guò)濾器具有壁流蜂窩結(jié)構(gòu)，該壁流蜂窩結(jié)構(gòu)包括柱形過(guò)濾材料，該柱形過(guò)濾材料有多個(gè)蜂窩形細(xì)槽道，這些細(xì)槽道在交替端堵塞。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣清潔系統(tǒng)，其中顆粒過(guò)濾器具有壁流蜂窩結(jié)構(gòu)，該壁流蜂窩結(jié)構(gòu)包括柱形過(guò)濾材料，該柱形過(guò)濾材料有多個(gè)蜂窩形細(xì)槽道，這些細(xì)槽道在交替端堵塞。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣清潔系統(tǒng)，其中顆粒過(guò)濾器具有壁流蜂窩結(jié)構(gòu)，該壁流蜂窩結(jié)構(gòu)包括柱形過(guò)濾材料，該柱形過(guò)濾材料有多個(gè)蜂窩形細(xì)槽道，這些細(xì)槽道在交替端堵塞。
10.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣清潔系統(tǒng)的顆粒物質(zhì)積累狀態(tài)確定方法，包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的新鮮進(jìn)氣流量和燃料注入量來(lái)確定排氣流量；根據(jù)排氣流量以及在排氣道中在顆粒過(guò)濾器前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差來(lái)確定布置在排氣道中的顆粒過(guò)濾器的進(jìn)口附近的排氣壓力；根據(jù)排氣壓力和顆粒過(guò)濾器的溫度來(lái)確定排氣密度；根據(jù)排氣流量和排氣密度來(lái)確定顆粒過(guò)濾器的參考等效表面面積；根據(jù)顆粒過(guò)濾器的溫度和排氣流量來(lái)確定調(diào)節(jié)系數(shù)；以及通過(guò)使參考等效表面面積乘以調(diào)節(jié)系數(shù)來(lái)確定顆粒過(guò)濾器的等效表面面積。
11.一種排氣清潔系統(tǒng)，包括顆粒物質(zhì)積累裝置，用于積累在從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣中的顆粒物質(zhì)；壓力差檢測(cè)部分，用于檢測(cè)在排氣道中在顆粒物質(zhì)積累裝置前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差；排氣流量確定部分，用于確定排氣流量；排氣溫度檢測(cè)部分，用于檢測(cè)通過(guò)顆粒物質(zhì)積累裝置的排氣的溫度；積累狀態(tài)確定部分，用于通過(guò)根據(jù)在壓力差檢測(cè)部分中檢測(cè)的壓力差、在排氣流量確定部分中確定的排氣流量和在排氣溫度檢測(cè)部分中檢測(cè)的排氣溫度而獲得顆粒物質(zhì)積累裝置內(nèi)部的通道的參考等效表面面積來(lái)確定在顆粒物質(zhì)積累裝置中的顆粒物質(zhì)積累狀態(tài)，積累狀態(tài)確定部分還設(shè)置成用于通過(guò)根據(jù)顆粒物質(zhì)積累裝置的溫度和排氣流量來(lái)調(diào)節(jié)參考等效表面面積，從而獲得所調(diào)節(jié)的等效表面面積。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種排氣清潔系統(tǒng)，該排氣清潔系統(tǒng)包括在排氣道中的顆粒過(guò)濾器。該排氣清潔系統(tǒng)設(shè)置成通過(guò)根據(jù)在顆粒過(guò)濾器前和顆粒過(guò)濾器后之間的壓力差、排氣流量和通過(guò)顆粒過(guò)濾器的排氣的溫度而獲得顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的通道的參考等效表面面積來(lái)確定在顆粒過(guò)濾器中的顆粒物質(zhì)積累狀態(tài)。該排氣清潔系統(tǒng)還設(shè)置成通過(guò)根據(jù)顆粒過(guò)濾器的溫度和排氣流量來(lái)調(diào)節(jié)參考等效表面面積，從而獲得所調(diào)節(jié)的等效表面面積。因此，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒過(guò)濾器中積累的顆粒物質(zhì)量可以準(zhǔn)確估計(jì)，且估計(jì)結(jié)果不會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的錯(cuò)誤影響。
文檔編號(hào)F01N13/02GK1580510SQ20041005878
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者白河曉 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社