RU2552879C2 - Method of diesel control and control device to this end - Google Patents

Method of diesel control and control device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2552879C2
RU2552879C2 RU2010146521/06A RU2010146521A RU2552879C2 RU 2552879 C2 RU2552879 C2 RU 2552879C2 RU 2010146521/06 A RU2010146521/06 A RU 2010146521/06A RU 2010146521 A RU2010146521 A RU 2010146521A RU 2552879 C2 RU2552879 C2 RU 2552879C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soot
amount
exhaust gas
particulate filter
diesel particulate
Prior art date
Application number
RU2010146521/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010146521A (en
Inventor
Федерико Луиджи ГУЛЬЕЛЬМОНЕ
Кристиан ТАИБИ
Федерико ФЕРРЕРО
Original Assignee
Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. filed Critical Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк.
Publication of RU2010146521A publication Critical patent/RU2010146521A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2552879C2 publication Critical patent/RU2552879C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • F02D41/1467—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content with determination means using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention may be used in supercharge diesels. Proposed method is intended for diesel (1) including pipe (2) to feed air into diesel (1), diesel exit gas exhaust pipe (3), diesel soot filter (31) arranged in exhaust pipe (3) and exit gas circulation system (50, 60) to return exhaust gas into diesel (1). Exhaust gas circulation system comprises off-gas circulation line (60) to receive exhaust gas from exhaust pipe (3) downstream of soot filter (31). Method of diesel control consists in setting the threshold (Sth) for amount of soot getting into off gas circulation system. Besides, actual amount (Saa) of said sooth is defined. Now, the procedure of off-gas circulation line protection is actuated if actual amount (Saa) is higher than said threshold (Sth). Besides it discloses the device to this end.
EFFECT: reduced sooting.
12 cl, 2 dwg

Description

Область и уровень техникиField and level of technology

Настоящее изобретение относится в основном к способу эксплуатации системы дизельного двигателя, в частности к системе дизельного двигателя с турбонаддувом.The present invention relates generally to a method of operating a diesel engine system, in particular to a turbocharged diesel engine system.

Система дизельного двигателя с турбонаддувом, как правило, содержит дизельный двигатель, имеющий впускной коллектор и выпускной коллектор, впускной трубопровод для подачи чистого воздуха из окружающей среды во впускной коллектор, выхлопной трубопровод для выпуска выхлопного газа из выпускного коллектора в окружающую среду и турбокомпрессор, который содержит расположенный во впускном патрубке компрессор для сжатия проходящего через него воздушного потока и расположенную в выхлопном трубопроводе турбину для приведения в действие компрессора.A turbocharged diesel engine system typically comprises a diesel engine having an intake manifold and an exhaust manifold, an intake manifold for supplying clean air from the environment to the intake manifold, an exhaust manifold for discharging exhaust gas from the exhaust manifold into the environment, and a turbocharger that comprises a compressor located in the inlet pipe to compress the air flow passing through it and a turbine located in the exhaust pipe to drive the lump pressor.

Впускной трубопровод содержит интеркулер, обозначаемый так как охладитель наддувочного воздуха (ОНВ), который расположен после компрессора турбокомпрессора, для охлаждения воздушного потока до того как он достигнет впускного коллектора.The inlet pipe contains an intercooler, denoted as the charge air cooler (ONV), which is located after the compressor of the turbocompressor, to cool the air flow before it reaches the intake manifold.

Выхлопной трубопровод содержит дизельный окислительный нейтрализатор (ДОН), который расположен после турбины турбокомпрессора, для уменьшения содержания остаточных углеводородов и оксидов углерода, содержащихся в выхлопном газе, и дизельный сажевый фильтр (ДСФ), который расположен после ДОН, для задерживания твердых частиц дизельного двигателя (сажи) и удаления их из выхлопного газа.The exhaust pipe contains a diesel oxidizing catalyst (DON), which is located after the turbine of the turbocharger, to reduce the content of residual hydrocarbons and carbon oxides contained in the exhaust gas, and a diesel particulate filter (DSP), which is located after the DON, to trap solid particles of a diesel engine ( soot) and removing them from the exhaust gas.

С целью снижения загрязняющих выбросов большинство систем дизельного двигателя с турбонаддувом в настоящее время содержит систему рециркуляции отработавших газов (РОГ), которая установлена для возврата соответствующего количества выхлопного газа и смешивания его с подводимым чистым воздухом, поступающим в дизельный двигатель.In order to reduce pollutant emissions, most turbocharged diesel engine systems currently include an exhaust gas recirculation (EGR) system that is installed to return an appropriate amount of exhaust gas and mix it with clean fresh air entering the diesel engine.

Такое количество выхлопного газа приводит к снижению количества оксидов азота (NOx), образуемых в дизельном двигателе во время процесса сгорания.This amount of exhaust gas reduces the amount of nitrogen oxides (NO x ) generated in the diesel engine during the combustion process.

Существующие системы РОГ содержат трубопровод РОГ для соединения по текучей среде выпускного коллектора с впускным коллектором, охладитель РОГ, расположенный в трубопроводе РОГ, и клапанное устройство для регулирования расхода выхлопного газа через трубопровод РОГ.Existing ROG systems comprise an ROG pipeline for fluidly connecting the exhaust manifold to the intake manifold, an ROG cooler located in the ROG pipeline, and a valve device for controlling exhaust gas flow through the ROG pipeline.

Поскольку трубопровод РОГ соединяет выпускной коллектор непосредственно с впускным коллектором, он определяет РОГ по короткому пути системы (РКП), которая возвращает высокотемпературный выхлопной газ.Since the EGR valve connects the exhaust manifold directly to the intake manifold, it determines the EGR by the short-path system (RCP), which returns the high-temperature exhaust gas.

Усовершенствованные системы РОГ, кроме того, содержат дополнительный трубопровод РОГ для соединения по текучей среде выхлопного трубопровода после ДСФ с впускным патрубком перед компрессором турбокомпрессора, дополнительный охладитель РОГ, расположенный в дополнительном трубопроводе РОГ, и дополнительное клапанное устройство для регулирования расхода выхлопного газа через дополнительный трубопровод РОГ.Improved Horn systems, in addition, contain an additional HOG pipe for fluid connection of the exhaust pipe after the DSF with the inlet pipe in front of the turbocharger compressor, an additional HOG cooler located in the additional Horn pipe, and an additional valve device for regulating the exhaust gas flow through the additional Horn pipe .

В действительности в указанных усовершенствованных системах РОГ обеспечивается РОГ по длинному пути (РДП), которая включает в себя упомянутый дополнительный трубопровод РОГ и участок впускного трубопровода между дополнительным трубопроводом РОГ и дизельным двигателем.In fact, in these advanced HOR systems, a long-path HOG (RHL) is provided which includes the aforementioned additional HOG pipe and a portion of the inlet pipe between the additional HOG pipe and the diesel engine.

Назначение РДП состоит в возврате выхлопного газа, имеющего более низкую температуру, чем температура выхлопного газа, возвращаемого посредством РКП.The purpose of the RPD is to return the exhaust gas having a lower temperature than the temperature of the exhaust gas returned by the RCP.

В соответствии с данной конструкцией усовершенствованные системы РОГ настроены на возврат выхлопного газа частично посредством РКП и частично посредством РДП для поддержания тем самым температуры подводимого воздуха во впускном коллекторе на оптимальном промежуточном уровне в любом режиме работы двигателя.In accordance with this design, advanced EGR systems are configured to return exhaust gas partly through the RCP and partly through the RDP to thereby maintain the temperature of the intake air in the intake manifold at an optimal intermediate level in any engine operation mode.

Общее количество выхлопного газа и расход поступающего из РДП выхлопного газа определяются электронным управляющим блоком (ЭУБ) по эмпирически определенным наборам данных или таблицам, в которых общее количество РОГ и расход РДП сопоставляются с множеством рабочих параметров двигателя, таких как, например, число оборотов двигателя, нагрузка двигателя и температура охлаждающей жидкости двигателя.The total amount of exhaust gas and the flow rate of exhaust gas coming from the RPD are determined by the electronic control unit (ECU) according to empirically determined data sets or tables in which the total amount of EGR and the flow rate of the RPD are compared with a variety of engine operating parameters, such as, for example, engine speed, engine load and engine coolant temperature.

Эффективность РДП, как правило, связана с эффективностью ее отдельных компонентов, включая дополнительный охладитель, дополнительное клапанное устройство, компрессор турбокомпрессора и охладитель наддувочного воздуха.The efficiency of the air-conditioning system is usually related to the efficiency of its individual components, including an additional cooler, an additional valve device, a turbocharger compressor, and a charge air cooler.

Было обнаружено, что эффективность каждого компонента РДП, как правило, более или менее быстро увеличивается в зависимости от нескольких условий, таких как, например, старение данного компонента, тепловая нагрузка, которой подвергается данный компонент, и состав выхлопного газа, проходящего через данный компонент.It was found that the effectiveness of each component of the RPD, as a rule, more or less rapidly increases depending on several conditions, such as, for example, the aging of a given component, the heat load to which this component is exposed, and the composition of the exhaust gas passing through this component.

Указанные условия принимаются во внимания при проектировании компонентов РДП с целью реализации РДП, общая эффективность которой, как можно ожидать, останется на уровне выше минимальной допустимой величины в течение всего периода РДП.These conditions are taken into account when designing the components of the RPD with the aim of implementing the RPD, the overall effectiveness of which, as you can expect, will remain at a level above the minimum acceptable value for the entire period of the RPD.

Поскольку РДП настроена на получение выхлопного газа после ДСФ, ее компоненты обычно проектируются с учетом условия, при котором поступающий в нее выхлопной газ содержит лишь минимальное количество сажи.Since the RPD is configured to receive exhaust gas after the DSF, its components are usually designed taking into account the conditions under which the exhaust gas entering it contains only a minimal amount of soot.

Однако в случае снижения характеристик фильтрации ДСФ ввиду, например, возможных трещин в течение срока эксплуатации реального двигателя, случайных повреждений или поломок, может оказаться, что после ДСФ и, следовательно, в РДП содержится неожиданно большое количество сажи.However, in the case of a decrease in the filtering characteristics of the DSF due to, for example, possible cracks during the life of the real engine, accidental damage or breakdowns, it may turn out that after the DSF and, therefore, in the RPD, an unexpectedly large amount of soot is contained.

Содержащаяся в выхлопном газе сажа, как правило, является горячей и влажной, вследствие чего она проявляет склонность к прилипанию к внутренним стенкам трубопроводов РДП и к механическим органам компонентов РДП, тем самым снижая их эффективность ниже минимально допустимого значения до завершения ожидаемого срока эксплуатации.The soot contained in the exhaust gas is usually hot and humid, as a result of which it exhibits a tendency to adhere to the internal walls of the RPD pipelines and to the mechanical organs of the RPD components, thereby reducing their effectiveness below the minimum acceptable value until the end of the expected service life.

Например, отложения сажи в теплообменнике, таком как охладитель РДП или ОНВ, вызывают преждевременную потерю эффективности охлаждения и проходимости, увеличивая загрязняющие выбросы и ухудшая характеристики дизельного двигателя.For example, soot deposits in a heat exchanger, such as an RPD or ONV cooler, cause premature loss of cooling efficiency and throughput, increasing pollutant emissions and degrading diesel engine performance.

В отношении данной проблемы фактически были предложены лишь диагностические методы на основе контроля эффективности компонентов РДП, которые позволяют обнаружить отложения сажи в компонентах РДП с самого начала, но не способны предотвратить их.In relation to this problem, in fact, only diagnostic methods were proposed based on monitoring the effectiveness of the components of the RPD, which can detect soot deposits in the components of the RPD from the very beginning, but are not able to prevent them.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание стратегии защиты компонентов РДП от чрезмерных осаждений сажи для предотвращения или, по крайней мере, заметного уменьшения вышеупомянутой проблемы.It is an object of the present invention to provide a strategy for protecting components of an RPD from excessive soot deposition to prevent or at least noticeably reduce the aforementioned problem.

Задача одного варианта осуществления настоящего изобретения решается благодаря особенностям настоящего изобретения, изложенным в независимых пунктах формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения перечислены целесообразные и/или преимущественные особенности настоящего изобретения.The objective of one embodiment of the present invention is achieved by the features of the present invention set forth in the independent claims. The dependent claims list useful and / or advantageous features of the present invention.

Согласно настоящему изобретению создан способ эксплуатации системы дизельного двигателя, содержащей дизельный двигатель, впускной трубопровод для подачи чистого подводимого воздуха в дизельный двигатель, выхлопной трубопровод для выпуска выхлопного газа из дизельного двигателя, дизельный сажевый фильтр, расположенный в выхлопном трубопроводе, и систему рециркуляции отработавших газов для возврата выхлопного газа в дизельный двигатель, причем система рециркуляции отработавших газов включает в себя рециркуляцию отработавших газов по длинному пути (РДП), которая принимает выхлопной газ из выхлопного трубопровода после дизельного сажевого фильтра.According to the present invention, a method for operating a diesel engine system comprising a diesel engine, an inlet pipe for supplying clean intake air to a diesel engine, an exhaust pipe for discharging exhaust gas from a diesel engine, a diesel particulate filter located in the exhaust pipe, and an exhaust gas recirculation system for returning exhaust gas to a diesel engine, the exhaust gas recirculation system including exhaust gas recirculation along a long path (RDP), which receives exhaust gas from the exhaust pipe after a diesel particulate filter.

Способ согласно изобретению включает этапы, на которыхThe method according to the invention includes the steps of

устанавливают порог (Sth) сажи для количества сажи, поступающей в РДП (60),set the soot threshold (Sth) for the amount of soot entering the RPD (60),

определяют фактическое количество сажи (Saa), поступающей в РДП (60), иdetermine the actual amount of soot (Saa) entering the RPD (60), and

запускают процедуру защиты РДП, если фактическое количество сажи (Saa) превышает порог сажи (Sth).start the protection procedure of the RPD if the actual amount of soot (Saa) exceeds the soot threshold (Sth).

Упомянутая процедура защиты, как правило, предусматривает уменьшение количества сажи, поступающей в РДП, для снижения тем самым риска преждевременной потери эффективности РДП.The aforementioned protection procedure, as a rule, involves reducing the amount of soot entering the RPD, thereby reducing the risk of premature loss of effectiveness of the RPD.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения определение фактического количества сажи, поступающей в РДП, включает:In accordance with an embodiment of the present invention, determining the actual amount of soot entering the RPD includes:

определение количества сажи, поступающей в ДСФ,determination of the amount of soot entering the DSF,

определение эффективности фильтрации ДСФ иdetermination of the filtration efficiency of DSF and

вычисление количества сажи, поступающей в РДП, как функции упомянутого определенного количества сажи, поступающей в ДСФ, и эффективности фильтрации ДСФ.the calculation of the amount of soot entering the RPD, as a function of the aforementioned specific amount of soot entering the DSF, and the filtering efficiency of the DSF.

Количество сажи, поступающей в ДСФ, может быть оценено с помощью модели сажи в отказавшем двигателе.The amount of soot entering the DSF can be estimated using the model of soot in a failed engine.

Эффективность фильтрации ДСФ может определяться как функция количества сажи, поступающей в ДСФ.The DSF filtration efficiency can be defined as a function of the amount of soot entering the DSF.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, определение эффективности фильтрации ДСФ включает:According to an embodiment of the present invention, determining a DSF filtration efficiency includes:

определение количества сажи, которое задерживается ДСФ, иdetermination of the amount of soot that is delayed by the DSF, and

вычисление эффективности фильтрации ДСФ как функции упомянутого задерживаемого количества сажи и количества сажи, поступающего в ДСФ.calculating the filtering efficiency of the DSF as a function of said delayed amount of soot and the amount of soot entering the DSF.

В данном случае количество сажи, которое задерживается ДСФ, может быть оценено с помощью модели засорения фильтра сажей.In this case, the amount of soot that is delayed by the DSP can be estimated using the soot filter clogging model.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения определение эффективности фильтрации ДСФ включает:In accordance with another embodiment of the present invention, determining a DSF filtration efficiency includes:

определение количества сажи, выходящей из ДСФ, иdetermination of the amount of soot leaving the DSF, and

вычисление эффективности фильтрации ДСФ как функции количества сажи, выходящей из ДСФ, и количества сажи, поступающей в ДСФ.calculating the efficiency of the DSF filtration as a function of the amount of soot leaving the DSF and the amount of soot entering the DSF.

В данном случае количество сажи, выходящей из ДСФ, может быть измерено с помощью датчика сажи, расположенного в выхлопном трубопроводе после самого ДСФ.In this case, the amount of soot exiting the DSF can be measured using a soot sensor located in the exhaust pipe after the DSF itself.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения процедура защиты РДП, как правило, предусматривает регулирование, по меньшей мере, одного параметра управления сгоранием, который влияет на образование сажи в дизельном двигателе, с целью уменьшения самого образования сажи.According to another embodiment of the present invention, an RPD protection procedure typically involves adjusting at least one combustion control parameter that affects soot formation in a diesel engine in order to reduce soot formation itself.

Таким параметром управления сгоранием может быть, например, общее количество выхлопного газа, возвращаемого системой РОГ, включая РКП и РДП, либо количество выхлопного газа, возвращаемого с помощью РДП относительно общего количества.Such a combustion control parameter may be, for example, the total amount of exhaust gas returned by the EGR system, including the RCP and the RPD, or the amount of exhaust gas returned by the RPG relative to the total amount.

В действительности, пока система дизельного двигателя работает нормально, эти параметры управления сгоранием, как правило, регулируются согласно соответствующей уставке, которая определяется с помощью ЭУБ как функция одного или более рабочих параметров двигателя, таких как, например, число оборотов двигателя, нагрузка двигателя, массовый расход впускного воздуха и температура охлаждающей жидкости двигателя.In fact, while the diesel engine system is operating normally, these combustion control parameters are usually adjusted according to the corresponding setting, which is determined by the ECU as a function of one or more operating parameters of the engine, such as, for example, engine speed, engine load, mass intake air flow and engine coolant temperature.

В связи с этим процедура защиты РДП в предпочтительном варианте осуществления предусматривает определение поправочного коэффициента, применяемого к уставке, с целью уменьшения образования сажи.In this regard, the protection procedure of the RDP in the preferred embodiment provides for the determination of a correction factor applied to the set point in order to reduce soot formation.

Данный поправочный коэффициент может быть определен как функция разности между расчетным количеством сажи и порогом сажи и в конечном счете так же как функция одного или более рабочих параметров двигателя, таких как, например, число оборотов двигателя, нагрузка двигателя, масса впускного воздуха и температура охлаждающей жидкости двигателя.This correction factor can be defined as a function of the difference between the calculated amount of soot and the soot threshold and ultimately as a function of one or more engine operating parameters, such as, for example, engine speed, engine load, intake air mass and coolant temperature engine.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может быть реализован в виде компьютерной программы, содержащей исходный текст программы для выполнения всех шагов данного способа настоящего изобретения, и в виде программного продукта, содержащего средство для выполнения компьютерной программы.The method in accordance with the present invention can be implemented in the form of a computer program containing the source code of the program for performing all the steps of this method of the present invention, and in the form of a software product containing means for executing a computer program.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления программный продукт содержит микропроцессорный регулирующий прибор для двигателя внутреннего сгорания, например ЭУБ двигателя, в котором программа хранится таким образом, что регулирующий прибор определяет настоящее изобретение точно так же, как и способ. В этом случае при выполнении регулирующим прибором компьютерной программы осуществляются все шаги данного способа в соответствии с настоящим изобретением.According to a preferred embodiment, the software product comprises a microprocessor control device for an internal combustion engine, for example an engine ECU, in which the program is stored in such a way that the control device defines the present invention in the same way as the method. In this case, when the control device executes the computer program, all the steps of this method are carried out in accordance with the present invention.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может быть реализован также в виде электромагнитного сигнала, причем сигнал модулируется для передачи последовательности информационных битов, соответствующих выполнению компьютерной программой всех шагов данного способа настоящего изобретения.The method in accordance with the present invention can also be implemented in the form of an electromagnetic signal, the signal being modulated to transmit a sequence of information bits corresponding to the computer program performing all the steps of this method of the present invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее изобретение описано ниже в виде примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The present invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 - схематический вид системы дизельного двигателя с турбонаддувом; иFIG. 1 is a schematic view of a turbocharged diesel engine system; and

Фиг. 2 - блок-схема, на которой проиллюстрирован способ эксплуатации в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation method in accordance with the present invention.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретенияDescription of a preferred embodiment of the invention

Настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на систему дизельного двигателя с турбонаддувом автомобиля.The present invention is described below with reference to a car turbocharged diesel engine system.

Система дизельного двигателя с турбонаддувом содержит дизельный двигатель 1, имеющий впускной коллектор 10 и выпускной коллектор 11, впускной трубопровод 2 для подачи чистого воздуха из окружающей среды во впускной коллектор 10, выхлопной трубопровод 3 для выпуска выхлопного газа из выхлопного коллектора 11 в окружающую среду и турбокомпрессор 4, который содержит расположенный во впускном патрубке 2 компрессор 40 для сжатия проходящего через него воздушного потока и расположенную в выхлопном трубопроводе 3 турбину 41 для приведения в действие компрессора 40.The turbocharged diesel engine system comprises a diesel engine 1 having an intake manifold 10 and an exhaust manifold 11, an intake manifold 2 for supplying clean air from the environment to the intake manifold 10, an exhaust manifold 3 for discharging exhaust gas from the exhaust manifold 11 into the environment, and a turbocharger 4, which comprises a compressor 40 located in the inlet pipe 2 for compressing the air flow passing through it and a turbine 41 for driving the compressor located in the exhaust pipe 3 compressor 40.

Система дизельного двигателя с турбонаддувом, кроме того, содержит интеркулер 20, показанный так же как охладитель наддувочного воздуха (ОНВ), который расположен во впускном патрубке 2 после компрессора 40 турбокомпрессора 4, для охлаждения воздушного потока до того как он достигнет впускного коллектора 10, и клапан 21, расположенный во впускном патрубке между ОНВ 20 и впускным коллектором 10.The turbocharged diesel engine system further comprises an intercooler 20, also shown as a charge air cooler (ONV), which is located in the intake pipe 2 after the compressor 40 of the turbocharger 4, for cooling the air flow before it reaches the intake manifold 10, and a valve 21 located in the inlet pipe between the ONV 20 and the intake manifold 10.

Система дизельного двигателя с турбонаддувом, кроме того, содержит дизельный окислительный нейтрализатор (ДОН) 30, который расположен в выхлопном трубопроводе 3 после турбины 41 турбокомпрессора 4, для уменьшения содержания остаточных углеводородов и оксидов углерода, содержащихся в выхлопном газе, и дизельный сажевый фильтр (ДСФ) 31, который расположен в выхлопном трубопроводе 3 после ДОН 30, для задерживания твердых частиц дизельного двигателя (сажи) и удаления их из выхлопного газа.The turbocharged diesel engine system further comprises a diesel oxidizing converter (DON) 30, which is located in the exhaust pipe 3 after the turbine 41 of the turbocharger 4, to reduce the content of residual hydrocarbons and carbon oxides contained in the exhaust gas, and a diesel particulate filter (DSF ) 31, which is located in the exhaust pipe 3 after DON 30, to retain solid particles of the diesel engine (soot) and remove them from the exhaust gas.

С целью снижения загрязняющих выбросов система дизельного двигателя с турбонаддувом содержит систему рециркуляции отработавших газов (РОГ) для возврата выхлопного газа и подачи его в дизельный двигатель 1.In order to reduce pollutant emissions, a turbocharged diesel engine system comprises an exhaust gas recirculation (EGR) system for returning exhaust gas and supplying it to diesel engine 1.

Система РОГ содержит первый трубопровод 50 РОГ для соединения по текучей среде выпускного коллектора 11 с впускным коллектором 10, первый охладитель 51 РОГ для охлаждения выхлопного газа и первое клапанное устройство 52 с электронным управлением для определения расхода выхлопного газа через первый трубопровод 50 РОГ.The EGR system includes a first EGR pipe 50 for fluidly connecting the exhaust manifold 11 to the intake manifold 10, a first EGR cooler 51 for cooling the exhaust gas, and a first electronically controlled valve device 52 for determining the exhaust gas flow rate through the first EGR pipe 50.

Поскольку первый трубопровод 50 РОГ соединяет выпускной коллектор 11 непосредственно с впускным коллектором 10, он определяет РОГ по короткому пути (РКП), которая возвращает высокотемпературный выхлопной газ.Since the first EGR pipe 50 connects the exhaust manifold 11 directly to the intake manifold 10, it determines the EGR by the short path (RCP), which returns the high temperature exhaust gas.

Система РОГ, кроме того, содержит второй трубопровод 60 РОГ, который соединяет по текучей среде точку 32 разветвления выхлопного трубопровода 3 с точкой 22 ввода впускного трубопровода 2, и второй охладитель 61 РОГ, расположенный во втором трубопроводе 60 РОГ.The Horn system, in addition, contains a second Horn pipe 60, which fluidly connects the branch point 32 of the exhaust pipe 3 with the input point 2 of the intake pipe 2, and a second Horn cooler 61 located in the second Horn pipe 60.

Точка 32 разветвления расположена после ДСФ 31, в то время как точка 22 ввода расположена после воздушного фильтра 23 и перед компрессором 40 турбокомпрессора 4.The branching point 32 is located after the DSF 31, while the input point 22 is located after the air filter 23 and in front of the compressor 40 of the turbocharger 4.

Расход выхлопного газа через второй трубопровод 60 РОГ определяется вторым трехходовым клапаном 62 с электронным управлением, который расположен в точке 22 ввода.The exhaust gas flow rate through the second EGR pipe 60 is determined by a second electronically controlled three-way valve 62, which is located at the inlet point 22.

В действительности в системе РОГ обеспечивается РОГ по длинному пути (РДП), которая включает в себя второй трубопровод 60 РОГ, включая второй охладитель 61 РОГ, и участок впускного трубопровода 2 между точкой 22 ввода и дизельным двигателем 1, включая второй клапан 62, компрессор 40 турбокомпрессора 4, ОНВ 20 и клапан 21.In fact, a long-path EGR (RPG) is provided in the HOG system, which includes a second HOG pipe 60, including a second HOG cooler 61, and a section of the intake pipe 2 between the inlet point 22 and the diesel engine 1, including the second valve 62, compressor 40 turbocharger 4, ONV 20 and valve 21.

Проходя вдоль РОГ по длинному пути, выхлопной газ становится значительно холоднее, чем выхлопной газ, который проходит через первый трубопровод 50 РОГ, тем самым достигая впускного коллектора 10 при более низкой температуре.Passing along the HOG along a long path, the exhaust gas becomes much colder than the exhaust gas that passes through the first HOG pipe 50, thereby reaching the intake manifold 10 at a lower temperature.

Управление системой дизельного двигателя с турбонаддувом осуществляется микропроцессорным контроллером (ЭУБ), который устанавливается для формирования управляющих сигналов и подачи их на клапаны 52 и 62 для возврата выхлопного газа частично через РКП и частично через РДП, тем самым поддерживая температуру подводимого воздуха во впускном коллекторе 10 на оптимальном промежуточном уровне в любом режиме работы двигателя.The turbocharged diesel engine system is controlled by a microprocessor controller (ECU), which is installed to generate control signals and feed them to the valves 52 and 62 to return the exhaust gas partially through the RCP and partially through the RDP, thereby maintaining the temperature of the input air in the intake manifold 10 for optimal intermediate level in any engine operation mode.

В действительности ЭУБ предназначен для определения уставки общего количества РОГ, подаваемой в выпускной коллектор 10, определения уставки расхода РДП и управления клапанами 52 и 62 в соответствии с этим.In fact, the ECB is designed to determine the setpoint for the total amount of EGR that is supplied to the exhaust manifold 10, to determine the setpoint for the flow of the RDP and to control the valves 52 and 62 in accordance with this.

Эти уставки определяются с помощью ЭУБ по эмпирически определенным наборам данных или таблицам, в которых общее количество РОГ и расход РДП соответственно сопоставляются с множеством рабочих параметров двигателя, таких как, например, число оборотов двигателя, нагрузка двигателя, массовый расход впускного воздуха и температура охлаждающей жидкости двигателя.These settings are determined using the ECU according to empirically determined data sets or tables in which the total number of EGR and RPM flow rate are respectively compared with a variety of engine operating parameters, such as, for example, engine speed, engine load, intake air mass flow rate and coolant temperature engine.

В соответствии с настоящим изобретением ЭУБ также устанавливается для защиты цепи РДП и ее компонентов (главным образом, второго охладителя 61, компрессора 40 и ОНВ 20) от чрезмерных осаждений сажи в случае потери эффективности фильтрации ДСФ 31.In accordance with the present invention, the ECB is also installed to protect the circuit of the RDP and its components (mainly the second cooler 61, compressor 40 and ONV 20) from excessive soot deposition in case of loss of filtering efficiency of the DSF 31.

Стратегия защиты, осуществляемой с помощью ЭУБ, схематически проиллюстрирована на Фиг. 2.The security strategy implemented by the ECB is schematically illustrated in FIG. 2.

Данная стратегия предусматривает установку порога сажи Sth, соответствующего максимальному допустимому количеству сажи, которая может поступать в РДП.This strategy involves setting a soot threshold Sth corresponding to the maximum allowable amount of soot that can enter the RPD.

Под количеством сажи подразумевается массовый расход сажи, который может быть выражен, например, в единицах миллиграммов сажи в секунду, в минуту, в час или на километр расстояния, пройденного автомобилем, в котором установлена система дизельного двигателя.By the amount of carbon black is meant the mass consumption of carbon black, which can be expressed, for example, in units of milligrams of carbon black per second, per minute, per hour or per kilometer of the distance traveled by the vehicle in which the diesel engine system is installed.

Порог сажи Sth может быть определен с помощью эмпирической операции калибровки, которая проводится на испытательной системе дизельного двигателя, имеющей те же характеристики, что и реальная.The soot threshold Sth can be determined using an empirical calibration operation that is performed on a diesel engine test system that has the same characteristics as the real one.

Упомянутая операция калибровки предусматривает установку минимальной допустимой продолжительности РДП.Said calibration operation involves setting the minimum allowable duration of the RDP.

Минимальная допустимая продолжительность РДП в предпочтительном варианте осуществления совпадает с полным сроком эксплуатации автомобиля, который, как правило, устанавливается на уровне, по меньшей мере, 160000 км с учетом загрязняющих выбросов.The minimum permissible duration of the RPD in the preferred embodiment coincides with the full life of the vehicle, which is usually set at least 160,000 km, taking into account polluting emissions.

Кроме того, операция калибровки обеспечивает установку минимального допустимого значения параметра эффективности РДП.In addition, the calibration operation provides the minimum acceptable value of the parameter of the effectiveness of the RDP.

Поскольку эффективность РДП, как правило, ограничена эффективностью каждого компонента РДП, в качестве параметра эффективности РДП может быть выбрана эффективность компонента РДП, наиболее чувствительного к загрязнению сажей.Since the effectiveness of the RPD, as a rule, is limited by the efficiency of each component of the RPD, the effectiveness of the component of the RPD that is most sensitive to soot pollution can be selected as a parameter of the effectiveness of the RPD.

Например, параметром эффективности РДП может быть эффективность охлаждения второго охладителя 61 РОГ, механическая эффективность компрессора 40 или эффективность охлаждения ОНВ 20, в зависимости от которой компоненты демонстрируют более быстрое ухудшение эксплуатационных характеристик из-за засорения сажей.For example, the RDP efficiency parameter may be the cooling efficiency of the second CROW cooler 61, the mechanical efficiency of the compressor 40, or the cooling efficiency of the NVG 20, depending on which the components show a more rapid deterioration in performance due to soot clogging.

В действительности было обнаружено, что наиболее чувствительным компонентом, возможно, является охладитель 61 РДП, вследствие чего эффективность охлаждения последнего. по существу, может быть использована в качестве параметра эффективности РДП.In fact, it has been found that the most sensitive component is probably the RPD cooler 61, which results in the cooling efficiency of the latter. essentially can be used as a parameter of the effectiveness of the RDP.

Наконец, операция калибровки предусматривает эмпирическое определение максимального количества сажи, поступающей в РДП, для которого выбранный параметр эффективности РДП остается на уровне выше заданного минимального допустимого значения до окончания заданного периода РДП.Finally, the calibration operation provides an empirical determination of the maximum amount of soot entering the RPD, for which the selected parameter of the effectiveness of the RPD remains at a level above the specified minimum allowable value until the end of the specified period of the RPD.

Затем получившееся в результате количество сажи принимается за порог сажи Sth и запоминается в модуле памяти системы дизельного двигателя.Then, the resulting soot amount is taken as the soot threshold Sth and is stored in the memory module of the diesel engine system.

Кроме того, стратегия защиты предусматривает контроль количества сажи Saa, которая фактически поступает в РДП за время реальной эксплуатации системы дизельного двигателя.In addition, the protection strategy provides for controlling the amount of soot Saa, which actually enters the RPD during the actual operation of the diesel engine system.

Для определения количества сажи Saa данная стратегия предусматривает определение количества сажи DPFin, поступающей в ДСФ 31, и эффективности фильтрации ДСФ DPFeff.To determine the amount of soot Saa, this strategy involves determining the amount of soot DPFin entering the DSF 31 and the filtering efficiency of the DPF DPFeff.

Величина DPFeff может быть оценена с помощью известной модели сажи в отказавшем двигателе.The DPFeff value can be estimated using the well-known model of soot in a failed engine.

В соответствии с настоящим примером величина DPFeff может быть определена двумя различными способами.According to the present example, the DPFeff value can be determined in two different ways.

Первый способ предусматривает определение количества сажи DPFtrap, которая задерживается ДСФ 31, и вычисление эффективности фильтрации ДСФ DPFeff как отношения задержанного количества сажи DPFtrap к общему количеству сажи DPFin, поступающей в ДСФ 31, в соответствии с уравнением:The first method involves determining the amount of soot DPFtrap, which is delayed by the DPF 31, and calculating the filtering efficiency of the DPF DPFeff as the ratio of the delayed amount of DPFtrap soot to the total amount of DPFin soot entering the DPF 31, in accordance with the equation:

D P F e f f = D P F t r a p D P F i n

Figure 00000001
D P F e f f = D P F t r a p D P F i n
Figure 00000001
(1)(one)

в котором количество сажи DPFtrap может быть оценено с помощью известной модели засорения ДСФ сажей с использованием падения давления на ДСФ 31.in which the amount of soot DPFtrap can be estimated using the well-known model of clogging of DSF soot using a pressure drop on the DSF 31.

Второй способ предусматривает определение количества сажи DPFout, которая выходит из ДСФ 31, и вычисление эффективности фильтрации ДСФ DPFeff как разности между единичной эффективностью и отношением выходящего количества сажи DPFout к общему количеству сажи DPFin, поступающей в ДСФ 31, в соответствии с уравнением:The second method involves determining the amount of soot DPFout that exits the DSF 31 and calculating the filtering efficiency of the DPF DPFeff as the difference between the unit efficiency and the ratio of the output amount of DPFout soot to the total amount of DPFin soot entering the DSF 31 in accordance with the equation:

D P F e f f = 1 − D P F o u t D P F i n

Figure 00000002
D P F e f f = one - D P F o u t D P F i n
Figure 00000002
(2)(2)

в котором количество сажи DPFout, выходящей из ДСФ 31, может быть оценено с помощью известного датчика 33 сажи, расположенного в выхлопном трубопроводе 3 после ДСФ 31.in which the amount of soot DPFout exiting the DSF 31 can be estimated using the known soot sensor 33 located in the exhaust pipe 3 after the DSF 31.

Эффективность фильтрации DPFeff и количество сажи DPFin, поступающей в ДСФ 31, передаются далее в вычислительный модуль СМ, который вычисляет количество сажи Saa, поступающей в РДП, как функцию количества сажи DPFin, поступающей в ДСФ, и эффективности фильтрации DPFeff.The DPFeff filtering efficiency and the amount of soot DPFin entering the DSF 31 are then transferred to the CM computing module, which calculates the amount of soot Saa entering the DPS as a function of the amount of DPFin soot entering the DSP and the DPFeff filtering efficiency.

В действительности количество сажи Saa может быть вычислено с помощью уравнения:In fact, the amount of soot Saa can be calculated using the equation:

S a a = D P F i n ⋅ ( 1 − D P F e f f ) ⋅ M L R E M L R E + M o u t

Figure 00000003
S a a = D P F i n ⋅ ( one - D P F e f f ) ⋅ M L R E M L R E + M o u t
Figure 00000003
(3)(3)

в котором MLRE - массовый расход выхлопного газа, направляемого во второй трубопровод 60 РОГ, а Mout - массовый расход выхлопного газа, выделяемого выхлопным трубопроводом 3 в окружающую среду.in which M LRE is the mass flow rate of exhaust gas directed to the second EGR pipe 60, and M out is the mass flow rate of exhaust gas emitted by exhaust pipe 3 into the environment.

MLRE и Mout могут измеряться с помощью датчиков массового расхода (не показаны), которые соответственно расположены во втором трубопроводе 60 РОГ и в выхлопном трубопроводе 3 после точки 32 разветвления.M LRE and M out can be measured using mass flow sensors (not shown), which are respectively located in the second EGR pipe 60 and in the exhaust pipe 3 after the branch point 32.

Количество сажи Saa подается на сумматор А1, который вычисляет разность Е между хранящимся в памяти порогом сажи Sth и количеством сажи Saa.The amount of soot Saa is supplied to the adder A1, which calculates the difference E between the stored soot threshold Sth and the amount of soot Saa.

Затем разность Е подается на управляющее устройство G, которое установлено для селективного запуска процедуры защиты РДП в ответ на упомянутую разность Е.Then the difference E is supplied to the control device G, which is set to selectively start the protection procedure of the RDP in response to the mentioned difference E.

В частности, если фактическое количество сажи Saa не превышает порога сажи Sth, это означает, что РДП не подвергается риску возникновения преждевременных потерь эффективности.In particular, if the actual amount of soot Saa does not exceed the soot threshold Sth, this means that the RPD is not at risk of premature loss of efficiency.

В таком случае разность Е не является отрицательной, и управляющее устройство G остается бездействующим, вследствие чего система дизельного двигателя продолжает нормально функционировать.In this case, the difference E is not negative, and the control device G remains inactive, as a result of which the diesel engine system continues to function normally.

Если, наоборот, фактическое количество сажи Saa превышает порог сажи Sth, это означает, что РДП подвергается риску более быстрого возникновения преждевременных потерь эффективности, чем ожидалось.If, on the contrary, the actual amount of carbon black Saa exceeds the carbon black threshold Sth, this means that the RPD is at risk of more rapid premature loss of efficiency than expected.

В таком случае разность Е является отрицательной, и управляющее устройство G запускает процедуру защиты РДП.In this case, the difference E is negative, and the control device G starts the protection procedure of the RDP.

Процедура защиты РДП, как правило, предусматривает регулирование, по меньшей мере, одного параметра управления сгоранием, который влияет на образование сажи в дизельном двигателе 1, с целью уменьшения самого образования сажи.The RPD protection procedure, as a rule, provides for the regulation of at least one combustion control parameter that affects the formation of soot in the diesel engine 1, in order to reduce the formation of soot itself.

В настоящем примере управляющее устройство G настроено на снижение общего количества выхлопного газа, возвращаемого системой РОГ, включая РДП и РКП, и/или на снижение расхода выхлопного газа, возвращаемого РОГ.In the present example, the control device G is configured to reduce the total amount of exhaust gas returned by the EGR system, including the RPD and RCP, and / or to reduce the consumption of exhaust gas returned by the EGR.

В действительности известно, что снижение общего количества РОГ и/или снижение расхода РДП вызывает ограничение образования сажи в дизельном двигателе 1, что, следовательно, приводит к уменьшению поступления сажи в РДП.In fact, it is known that a decrease in the total amount of HOR and / or a decrease in the flow rate of the RPD causes a limitation of the formation of soot in the diesel engine 1, which therefore leads to a decrease in the input of soot into the RPD.

Как было описано выше, общее количество РОГ и расход РДП обычно регулируются согласно соответствующим уставкам EGRsp и LREsp, которые определяются с помощью ЭУБ как функция одного или более рабочих параметров двигателя, таких как число оборотов двигателя, нагрузка двигателя, массовый расход впускного воздуха и температура охлаждающей жидкости двигателя.As described above, the total amount of EGR and the RPM flow rate are usually controlled according to the corresponding EGRsp and LREsp settings, which are determined by the ECU as a function of one or more engine operating parameters, such as engine speed, engine load, intake air mass flow rate and cooling temperature engine fluid.

В связи с этим управляющее устройство G предусматривает поправочный коэффициент Cegr и/или поправочный коэффициент Clre, которые применяются соответственно к упомянутым уставкам EGRsp и LREsp с целью уменьшения образования сажи.In this regard, the control device G provides a correction factor Cegr and / or a correction factor Clre, which are applied respectively to the mentioned settings EGRsp and LREsp in order to reduce soot formation.

Поправочный коэффициент Cegr и/или Clre определяется пропорционально модулю разности Е и в конечном итоге может регулироваться как функция одного или более рабочих параметров двигателя, таких как, например, число оборотов двигателя, нагрузка двигателя, массовый расход впускного воздуха и температура охлаждающей жидкости двигателя.The correction factor Cegr and / or Clre is determined proportionally to the modulus of the difference E and can ultimately be adjusted as a function of one or more engine operating parameters, such as, for example, engine speed, engine load, mass intake air flow rate and engine coolant temperature.

Действительно поправочные коэффициенты Cegr и Clre определяются по эмпирически определенным наборам данных или таблицам М1 и М2, в которых поправочные коэффициенты Cegr и Clre сопоставляются с модулем разности Е и с одним или более из рабочих параметров двигателя.Indeed, the correction coefficients Cegr and Clre are determined by empirically determined data sets or tables M1 and M2, in which the correction coefficients Cegr and Clre are compared with the difference modulus E and one or more of the engine operating parameters.

Подробнее поправочный коэффициент Cegr общего количества РОГ подается на сумматор А2, который вычисляет разность между нормальной уставкой EGRsp и поправочным коэффициентом Cegr с целью обеспечения более низкой уставки EGRsp*, используемой для эксплуатации системы дизельного двигателя.In more detail, the correction coefficient Cegr of the total amount of EGR is fed to the adder A2, which calculates the difference between the normal EGRsp setting and the Cegr correction coefficient in order to provide a lower EGRsp * setting used for operating the diesel engine system.

Аналогичным образом поправочный коэффициент Clre расхода РДП подается на сумматор А3, который вычисляет разность между нормальной уставкой LREsp и поправочным коэффициентом Clre с целью обеспечения более низкой уставки LREsp*, используемой для эксплуатации системы дизельного двигателя.Similarly, the RDP flow correction coefficient Clre is applied to an adder A3, which calculates the difference between the normal LREsp setting and the Clre correction coefficient to provide a lower LREsp * setting used to operate the diesel engine system.

В случае если управляющее устройство G обеспечивает регулирование только расхода РДП, ЭУБ должен регулировать расход РКП с целью получения неизменной уставки EGRsp общего количества РОГ.If the control device G provides regulation of the flow rate of the air flow control only, the ECU must regulate the flow of the air flow control unit in order to obtain a constant EGRsp setting of the total number of EGR.

Если впоследствии оценка сажи на выходе ДСФ Saa не превышает порога сажи Sth, сумматор А1 выдаст неотрицательную разность Е, а управляющее устройство G деактивирует процедуру защиты путем установки на ноль поправочных коэффициентов Cegr и Clre, вследствие чего ЭУБ будет осуществлять нормальное управление системой дизельного двигателя.If subsequently the soot estimate at the output of the DSF Saa does not exceed the soot threshold Sth, adder A1 will give a non-negative difference E, and the control device G will deactivate the protection procedure by setting the correction factors Cegr and Clre to zero, so that the ECB will normally control the diesel engine system.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты осуществления и конкретные применения, следует понимать, что изложенное выше описание следует рассматривать в качестве примера, а не в качестве ограничения. Специалисты в данной области техники понимают, что различные модификации отдельных вариантов осуществления находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Поэтому настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, а имеет объем, определяемый только формулой изобретения.Although the present invention has been described with reference to some preferred embodiments and specific applications, it should be understood that the above description should be considered as an example and not as a limitation. Those skilled in the art will recognize that various modifications of the individual embodiments are within the scope of the appended claims. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but has the scope defined only by the claims.

Claims (12)

1. Способ эксплуатации системы дизельного двигателя, содержащей дизельный двигатель (1), впускной трубопровод (2) для подачи чистого подводимого воздуха в дизельный двигатель (1), выхлопной трубопровод (3) для выпуска выхлопного газа из дизельного двигателя (1), дизельный сажевый фильтр (31), расположенный в выхлопном трубопроводе (3), и систему (50, 60) рециркуляции отработавших газов для возврата выхлопного газа в дизельный двигатель (1), причем система рециркуляции отработавших газов включает в себя путь (60) рециркуляции отработавших газов, который принимает выхлопной газ из выхлопного трубопровода (3) после дизельного сажевого фильтра (31), отличающийся тем, что:
устанавливают порог (Sth) сажи для количества сажи, поступающей в путь (60) рециркуляции отработавших газов,
определяют фактическое количество сажи (Saa), поступающей в путь (60) рециркуляции отработавших газов, и
запускают процедуру защиты пути рециркуляции отработавших газов, если фактическое количество сажи (Saa) превышает порог сажи (Sth).1. A method of operating a diesel engine system comprising a diesel engine (1), an inlet pipe (2) for supplying clean inlet air to a diesel engine (1), an exhaust pipe (3) for discharging exhaust gas from a diesel engine (1), diesel soot a filter (31) located in the exhaust pipe (3), and an exhaust gas recirculation system (50, 60) for returning exhaust gas to a diesel engine (1), wherein the exhaust gas recirculation system includes an exhaust gas recirculation path (60), which the receives exhaust gas from the exhaust pipe (3) after the diesel particulate filter (31), characterized in that:
set the soot threshold (Sth) for the amount of soot entering the exhaust gas recirculation path (60),
determine the actual amount of soot (Saa) entering the exhaust gas recirculation path (60), and
start the procedure for protecting the exhaust gas recirculation path if the actual amount of soot (Saa) exceeds the soot threshold (Sth). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при определении фактического количества сажи (Saa), поступающей в путь (60) рециркуляции отработавших газов:
определяют количество сажи (DPFin), поступающей в дизельный сажевый фильтр (31),
определяют эффективность (DPFeff) фильтрации дизельного сажевого фильтра и
вычисляют количество сажи (Saa), поступающей в путь (60) рециркуляции отработавших газов, как функции определяемого количества сажи (DPFin), поступающей в дизельный сажевый фильтр (31), и эффективности (DPFeff) фильтрации дизельного сажевого фильтра.2. The method according to p. 1, characterized in that when determining the actual amount of soot (Saa) entering the exhaust gas recirculation path (60):
determine the amount of soot (DPFin) entering the diesel particulate filter (31),
determine the efficiency (DPFeff) of a diesel particulate filter and
calculate the amount of soot (Saa) entering the exhaust gas recirculation path (60) as a function of the determined amount of soot (DPFin) entering the diesel particulate filter (31) and the filtering efficiency (DPFeff) of the diesel particulate filter. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что количество сажи (DPFin), поступающей в дизельный сажевый фильтр (31), оценивают с помощью модели сажи в отказавшем двигателе.3. The method according to claim 2, characterized in that the amount of soot (DPFin) entering the diesel particulate filter (31) is evaluated using a model of soot in a failed engine. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что эффективность (DPFeff) фильтрации дизельного сажевого фильтра определяют как функцию количества сажи, поступающей в дизельный сажевый фильтр (31).4. The method according to p. 2, characterized in that the filtering efficiency (DPFeff) of the diesel particulate filter is determined as a function of the amount of soot entering the diesel particulate filter (31). 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при определении эффективности (DPFeff) фильтрации дизельного сажевого фильтра:
определяют количество сажи, которая задерживается дизельным сажевым фильтром (31), и
вычисляют эффективность (DPFeff) фильтрации дизельного сажевого фильтра как функции задерживаемого количества сажи и количества сажи (DPFin), поступающей в дизельный сажевый фильтр (31).5. The method according to p. 4, characterized in that when determining the efficiency (DPFeff) of filtering a diesel particulate filter:
determine the amount of soot that is retained by the diesel particulate filter (31), and
calculate the filtering efficiency (DPFeff) of the diesel particulate filter as a function of the trapped amount of soot and the amount of soot (DPFin) entering the diesel particulate filter (31). 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что количество сажи, которая задерживается дизельным сажевым фильтром (31), оценивают с помощью модели засорения дизельного сажевого фильтра сажей.6. The method according to p. 5, characterized in that the amount of soot that is delayed by the diesel particulate filter (31) is evaluated using the model of clogging of the diesel particulate filter with soot. 7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при определении эффективности (DPFeff) фильтрации дизельного сажевого фильтра:
определяют количество сажи, выходящей из дизельного сажевого фильтра (31),
вычисляют эффективность (DPFeff) фильтрации дизельного сажевого фильтра как функции количества сажи, выходящей из дизельного сажевого фильтра (31), и количества сажи (DPFin), поступающей в дизельный сажевый фильтр (31).7. The method according to p. 4, characterized in that when determining the efficiency (DPFeff) of filtering a diesel particulate filter:
determine the amount of soot leaving the diesel particulate filter (31),
calculate the filtering efficiency (DPFeff) of the diesel particulate filter as a function of the amount of soot exiting the diesel particulate filter (31) and the amount of soot (DPFin) entering the diesel particulate filter (31). 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что количество сажи, выходящей из дизельного сажевого фильтра (31), измеряют с помощью датчика (33) сажи.8. The method according to p. 7, characterized in that the amount of soot leaving the diesel particulate filter (31) is measured using a soot sensor (33). 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процедура защиты пути рециркуляции отработавших газов предусматривает регулирование, по меньшей мере, одного параметра управления сгоранием, который влияет на образование сажи в дизельном двигателе (1), для уменьшения таким образом образования сажи.9. The method according to p. 1, characterized in that the procedure for protecting the exhaust gas recirculation path involves the regulation of at least one combustion control parameter that affects the formation of soot in a diesel engine (1), thereby reducing soot formation. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что процедура защиты пути рециркуляции отработавших газов предусматривает определение поправочного коэффициента (Cegr, Clre), применяемого к уставке (EGRsp, LREsp) параметра управления сгоранием.10. The method according to p. 9, characterized in that the procedure for protecting the exhaust gas recirculation path determines the correction factor (Cegr, Clre) applied to the setpoint (EGRsp, LREsp) of the combustion control parameter. 11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что параметром управления сгоранием является общее количество выхлопного газа, возвращаемого системой (50, 60) рециркуляции отработавших газов, и/или количество выхлопного газа, возвращаемого с помощью пути (60) рециркуляции отработавших газов.11. The method according to claim 9, characterized in that the combustion control parameter is the total amount of exhaust gas returned by the exhaust gas recirculation system (50, 60) and / or the amount of exhaust gas returned by the exhaust gas recirculation path (60). 12. Управляющее устройство, отличающееся тем, что оно содержит компьютерную программу, включающую в себя компьютерный код для реализации способа по любому из предыдущих пунктов. 12. A control device, characterized in that it contains a computer program that includes computer code for implementing the method according to any one of the preceding paragraphs.
RU2010146521/06A 2009-11-16 2010-11-15 Method of diesel control and control device to this end RU2552879C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0920017.1A GB2475317B (en) 2009-11-16 2009-11-16 Method for operating a diesel engine system
GB0920017.1 2009-11-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010146521A RU2010146521A (en) 2012-05-20
RU2552879C2 true RU2552879C2 (en) 2015-06-10

Family

ID=41509428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010146521/06A RU2552879C2 (en) 2009-11-16 2010-11-15 Method of diesel control and control device to this end

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110153179A1 (en)
CN (1) CN102062003B (en)
GB (1) GB2475317B (en)
RU (1) RU2552879C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772368C1 (en) * 2018-09-29 2022-05-19 Вэйчай Пауэр Ко., Лтд. Method and apparatus for protecting a diesel particulate filter

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9140169B2 (en) * 2011-11-17 2015-09-22 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling regeneration within an after-treatment component of a compression-ignition engine
US9175616B2 (en) * 2012-10-10 2015-11-03 Ford Global Technologies, Llc Approach for controlling exhaust gas recirculation
US9309804B2 (en) * 2013-03-14 2016-04-12 Southwest Research Institute Dual path (low pressure loop and high pressure loop) EGR for improved air boosting efficiency
US10132256B2 (en) * 2013-05-10 2018-11-20 GM Global Technology Operations LLC Particulate filter device monitoring system for an engine
IT201800000951A1 (en) * 2018-01-15 2019-07-15 Magneti Marelli Spa METHOD FOR CHECKING THE PARTICULATE FLOW OUT OF A PARTICULATE FILTER FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349767C2 (en) * 2002-07-25 2009-03-20 Рифаат А. КЭММЕЛ System and method for additional treatment of exhaust gases

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6240721B1 (en) * 1998-09-17 2001-06-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine and method for controlling an internal combustion engine
AU4539501A (en) * 2000-03-02 2001-09-12 Tempra Tech Inc Portable heating/cooling and dispensing devices
US6978604B2 (en) * 2003-11-06 2005-12-27 International Engine Intellectual Property Company, Llc Soot burn-off control strategy for a catalyzed diesel particulate filter
US7353648B2 (en) * 2004-12-14 2008-04-08 International Engine Intellectual Property Company, Llc Robust EGR control for counteracting exhaust back-pressure fluctuation attributable to soot accumulation in a diesel particulate filter
JP4270155B2 (en) * 2005-04-08 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 Exhaust purification catalyst thermal degradation state detection device
US8261535B2 (en) * 2005-06-30 2012-09-11 GM Global Technology Operations LLC Enhanced post injection control system for diesel particulate filters
US7278304B2 (en) * 2005-12-06 2007-10-09 Ford Global Technologies Llc System and method for performing a particulate sensor diagnostic
JP4225322B2 (en) * 2006-01-27 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
US7610751B2 (en) * 2006-07-21 2009-11-03 Eaton Corporation Fuel injection before turbocharger
US20080155964A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Caterpillar Inc. Engine control system based on soot loading
JP2008180185A (en) * 2007-01-26 2008-08-07 Hitachi Ltd Exhaust gas recirculation control sysyem for engine
EP1990082B1 (en) * 2007-05-11 2011-08-17 Ford Global Technologies, LLC PGM-free DPF catalyst for soot oxidation
DE102012209370A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Method for lowering the air temperature of an engine compartment of a vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349767C2 (en) * 2002-07-25 2009-03-20 Рифаат А. КЭММЕЛ System and method for additional treatment of exhaust gases

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772368C1 (en) * 2018-09-29 2022-05-19 Вэйчай Пауэр Ко., Лтд. Method and apparatus for protecting a diesel particulate filter

Also Published As

Publication number Publication date
CN102062003B (en) 2016-01-20
GB0920017D0 (en) 2009-12-30
GB2475317B (en) 2015-03-18
CN102062003A (en) 2011-05-18
GB2475317A (en) 2011-05-18
US20110153179A1 (en) 2011-06-23
RU2010146521A (en) 2012-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2555091C2 (en) Device and method for ice compressor and turbo supercharger air cooler protection, ice and control device
EP1455070B1 (en) Regeneration of particulate filter
US7926272B2 (en) Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine
KR101251526B1 (en) Low pressure egr system and examining method for efficeincy of low egr cooler
US8543317B2 (en) Method for managing the relative humidity in the air path of an internal combustion engine equipped with a low pressure EGR system
CN100412328C (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
EP1437493A1 (en) Exhaust gas purification system and method
EP1467071A1 (en) Engine exhaust gas purification device
CN101103183B (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
US7971570B2 (en) Engine controller
JP5491028B2 (en) Method for an internal combustion engine with exhaust recirculation
RU2552879C2 (en) Method of diesel control and control device to this end
CN101484684A (en) Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine, and control method thereof
US20110048001A1 (en) Exhaust gas recirculation system of internal combustion engine
EP2562406B1 (en) Abnormality detection device and abnormality detection method for egr system
WO2011096099A1 (en) Device for computing exhaust pressure loss in an engine
CN113958417B (en) High-temperature protection control method and device for EGR check valve and storage medium
JP2007040269A (en) Back pressure control device of engine
JP4742970B2 (en) Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
KR102417386B1 (en) System and control method for discharging moisture in intake system for engine
KR101091634B1 (en) Method for control low pressure exhaust gas recirculation of diesel engine
JP2010190176A (en) Abnormality determination device for internal combustion engine
JP3511967B2 (en) Abnormality detection device for particulate filter
KR102518588B1 (en) Engine system for exhausting water and method using the same
EP1512849A2 (en) Exhaust purifying apparatus and method for purifying exhaust

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171116