RU2611546C2 - Способ обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра, система последующей обработки отработавших газов, система и способ предупреждения - Google Patents

Способ обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра, система последующей обработки отработавших газов, система и способ предупреждения Download PDF

Info

Publication number
RU2611546C2
RU2611546C2 RU2015101565A RU2015101565A RU2611546C2 RU 2611546 C2 RU2611546 C2 RU 2611546C2 RU 2015101565 A RU2015101565 A RU 2015101565A RU 2015101565 A RU2015101565 A RU 2015101565A RU 2611546 C2 RU2611546 C2 RU 2611546C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soot
filling
degree
basis
pressure drop
Prior art date
Application number
RU2015101565A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015101565A (ru
Inventor
Цуньлон ДУН
Джеффри МАРЛИ
Original Assignee
Мак Тракс, 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 Мак Тракс, Инк. filed Critical Мак Тракс, Инк.
Publication of RU2015101565A publication Critical patent/RU2015101565A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2611546C2 publication Critical patent/RU2611546C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • 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
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • 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
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • 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
    • F02D41/1448—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 an exhaust gas pressure
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G01M15/106—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases using pressure sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0037—NOx
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • 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
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
    • 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
    • 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
    • F01N3/029—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 by adding non-fuel substances to exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0618—Actual fuel injection timing or delay, e.g. determined from fuel pressure drop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • 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
    • F02D41/1445—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 related to the exhaust flow
    • 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
    • F02D41/1446—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 exhaust temperatures
    • 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
    • F02D41/1454—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 an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • 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
    • F02D41/146—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 an NOx content or concentration
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. В настоящей заявке описывается способ обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра (ДСФ). Способ включает: измерение падения давления на ДСФ и использование измеренной величины для получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе падения давления; вычисление содержания сажи в отработавших газах с помощью модели двигателя и использование вычисленной величины для получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе уровня выбросов сажи; сравнение расчетной степени заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи; и обеспечение предупреждающего сигнала, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину. При использовании изобретения обеспечивается надежное определение аномально частой регенерации дизельного сажевого фильтра. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение, и его сущность
Настоящее изобретение относится к двигателям и к системам последующей обработки отработавших газов и, более конкретно, к способам и к устройствам для обнаружения слишком частой регенерации сажевого фильтра дизельного двигателя.
Уровень техники
Современные дизельные двигатели обычно снабжены дизельным сажевым фильтром (ДСФ или DPF - от англ. "diesel particulate filter") для улавливания твердых частиц, таких как несгоревшие углеводороды в потоке отработавших газов двигателя. По мере накопления сажи в ДСФ возникает необходимость в ее удалении, которое обычно осуществляется с использованием процесса, называемого регенерацией. Существуют два основных механизма регенерации, которые могут использоваться: окисление сажи кислородом ((С+О2→СО2) и/или (2С+О2→2СО)), указываемое как регенерация на основе О2, и окисление сажи диоксидом азота ((С+2NO2→СO2+2NO) и/или (С+NO2→СО+NO)), указываемое как регенерация на основе NO2. В заявке US №12/864,328 "Способ и устройство регенерации дизельного сажевого фильтра с каталитическим покрытием путем активной регенерации диоксидом азота с усовершенствованной подачей диоксида азота" и в заявке US №12/864,330 "Способ и устройство регенерации на основе диоксида азота дизельных сажевых фильтров с использованием рециркулируемых оксидов NOx", вводимых в настоящую заявку ссылкой, описывается моделирование для расчета аккумулирования сажи в ДСФ. Регенерация кислородом обычно указывается как "активная" регенерация, поскольку она обычно включает использование дополнительного тепла для сжигания сажи, накопленной в ДСФ, хотя эта регенерация частично происходит и в процессе нормальной работы двигателя и системы последующей обработки отработавших газов (ПООГ). Регенерация диоксидом азота обычно указывается как "пассивная" регенерация, и она представляет собой основной механизм, посредством которого ДСФ непрерывно регенерируется в процессе нормальной работы двигателя и системы ПООГ.
Накопление сажи в фильтре зависит от количества сажи, выбрасываемой двигателем, а также от каталитической активности компонентов системы ПООГ, таких как блок дизельного катализатора окисления (ДКО) и ДСФ, и от других факторов, таких как температура отработавших газов и уровни содержания оксидов NOx. В различных рабочих режимах, таких как, например, нормальное движение по автостраде грузового автомобиля с дизельным двигателем, пассивная регенерация может предотвращать существенное накопление сажи в ДСФ, и в этом случае может не возникать необходимость в активной регенерации. При менее благоприятных условиях, таких как работа, например, с пониженной температурой отработавших газов, сажа будет интенсивно накапливаться в ДСФ, и в этом случае будет необходима его активная регенерация.
Один из способов определения необходимости активной регенерации заключается в измерении падения давления на ДСФ и вычислении степени его заполнения сажей в соответствии с падением давлением при определенной температуре и массовом расходе отработавших газов двигателя. Если степень заполнения сажей, полученной на основе падения давления на ДСФ, превышает заданное пороговое значение, вырабатывается команда на запуск активной регенерации.
По мнению авторов изобретения, слишком частая регенерация может быть признаком проблемы, обычно связанной с чрезмерными выбросами сажи двигателем или с ухудшением каталитической активности блока ДКО, хотя частая регенерация может быть вызвана и другими факторами, такими как ухудшение каталитической активности ДСФ или уменьшение его эффективного объема (например, когда ДСФ заполнен золой). Если такие проблемы не идентифицировать, это может иметь катастрофические последствия для двигателя или привести к отравлению катализатора.
В настоящее время слишком частая регенерация определяется путем сравнения фактической частоты регенерации с расчетной частотой, то есть с заданным временным интервалом. Однако, как уже отмечалось, в некоторых режимах регенерация фильтра вообще может быть не нужна, а в других режимах регенерация может быть необходима каждые несколько дней. Эти колебания затрудняют использование критерия, связанного с одним конкретным временным интервалом, для определения нормальной частоты регенерации ДСФ, поскольку один интервал может быть слишком мал в случае эксплуатации грузового автомобиля в основном на автостраде, и слишком большим для случая работы с частыми остановками и троганиями автомобиля.
Имеется потребность в способе и устройстве, которые могут надежно обеспечить определение ситуации, когда регенерация ДСФ происходит слишком часто. Желательно, чтобы в таком способе и в устройстве использовалось минимальное количество дополнительного оборудования. Кроме аргументов, связанных с возможностью повреждения двигателя или катализатора, следует также учитывать, что необходимость выявления слишком частой регенерации ДСФ связана с законодательными актами, такими как Кодекс норм Калифорнии: CCR, 1971.1 (e)(8.2.2) "Частая регенерация", Свод федеральных нормативных актов: CFR, часть 86.010-18, абзац (g)(8)(ii)(B) "Частота регенерации ДСФ".
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении предлагается способ обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра (ДСФ). Способ включает: измерение падения давления на ДСФ и использование измеренной величины для получения расчетной степени заполнения (ДСФ) сажей (твердыми частицами) на основе падения давления; вычисление содержания сажи в отработавших газах с помощью модели двигателя и использование вычисленной величины для получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе уровня выбросов сажи; сравнение расчетной степени заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи; и обеспечение предупреждающего сигнала, если разница между расчетной степенью заполнения сажей на основе падения давления и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину.
В изобретении также предлагается способ обнаружения возможной неисправности дизельного двигателя или блока ДКО. Способ включает: измерение падения давления на ДСФ и использование измеренной величины для получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе падения давления; вычисление содержания сажи в отработавших газах с помощью модели двигателя и использование вычисленной величины для получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе уровня выбросов сажи; сравнение расчетной степени заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи; и проверку работоспособности дизельного двигателя и исправности блока ДКО, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину.
В изобретении также предлагается дизельный двигатель с системой последующей обработки отработавших газов (ПООГ), который содержит выпускной коллектор, блок ДКО, расположенный ниже выпускного коллектора дизельного двигателя по потоку, ДСФ, расположенный ниже блока ДКО по потоку, датчики измерения падения давления на ДСФ и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью: получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе измеренного падения давления; получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе уровня выбросов сажи, полученного с использованием модели двигателя; сравнения расчетной степени заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи; и обеспечения предупреждающего сигнала, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину.
В изобретении также предлагается система предупреждения для дизельного двигателя с системой ПООГ, содержащей блок ДКО, расположенный ниже выпускного коллектора дизельного двигателя по потоку, и ДСФ, расположенный ниже блока ДКО по потоку. Система предупреждения содержит датчики измерения падения давления на ДСФ и контроллер, выполненный для: получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе измеренного падения давления; получения расчетной степени заполнения ДСФ сажей на основе уровня выбросов сажи, полученного с использованием модели двигателя; сравнения расчетной степени заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи; и обеспечения предупреждающего сигнала, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину.
Краткое описание чертежей
Особенности и достоинства настоящего изобретения станут более понятными после ознакомления с нижеприведенным подробным описанием со ссылками на чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера указывают одинаковые элементы и на которых показано:
на фиг. 1 - схематический вид двигателя и системы последующей обработки отработавших газов по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 - графики иллюстрирующие, как расчетные степени заполнения ДСФ сажей, получаемые на основе давления и на основе уровня выбросов сажи, могут использоваться для определения ненормальной частоты регенерации ДСФ;
на фиг. 3 - блок-схема способа определения ненормальной частоты регенерации ДСФ.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 приведена блок-схема системы 21 дизельного двигателя с системой ПООГ в соответствии с настоящим изобретением. Двигатель 21 имеет выпускной коллектор 23 и система ПООГ содержит блок ДКО 25, расположенный ниже выпускного коллектора по потоку, и ДСФ 27 ниже блока ДКО по потоку. Система ПООГ может включать устройство 28 рециркуляции отработавших газов (РОГ).
Датчики 29 обеспечивают измерение падения давления на ДСФ и передачу сигналов измерений в контроллер 31. Контроллер 31 может быть контроллером подходящего типа, таким как обычный центральный процессор, и выполнен для вычисления расчетной степени SLp заполнения ДСФ сажей на основе падения давления (ΔР) на нем. На расчетную степень SLp заполнения сажей ДСФ, полученную на основе падения давления, обычно влияют также и другие факторы, такие как измеренный массовый расход (
Figure 00000001
) отработавших газов и температура, например, блока ДКО и ДСФ, то есть, SLp=f(ΔP,
Figure 00000002
, Т). Датчики 30 для измерения температуры, расходомеры 32 и другие аналогичные приборы могут быть установлены в различных точках системы ПООГ и двигателя 21 для измерения различных характеристик отработавших газов и могут передавать сигналы измерений в контроллер 31. В обычных моделях расчета степени заполнения ДСФ сажей на основе падения давления учитывается только падение давления, связанное с отложением слоя сажи в пористых каналах материала ДСФ. Однако слишком большие отложения сажи в порах материала ДСФ могут значительно увеличить сопротивление потоку, проходящему через ДСФ, что может быть источником существенных ошибок в расчетах степени заполнения ДСФ сажей.
Контроллер 31 также выполнен для вычисления расчетной степени SLc заполнения сажей ДСФ на основе уровня выбросов сажи, определяемых на модели двигателя. Как правило, вычисление количества сажи в отработавших газах осуществляется в модели двигателя с использованием одного или нескольких следующих параметров: число оборотов двигателя, отношение воздуха к топливу в смеси, использование устройства РОГ, угол зажигания (то есть, опережение или запаздывание впрыска топлива и/или его воспламенения относительно верхней мертвой точки), измеренная температура, такая как температура окружающего воздуха, температура на входе двигателя, температура отработавших газов, температура блока ДКО, температура на входе и на выходе ДСФ и измеренный уровень выбросов оксидов NOx. Модель двигателя обычно обеспечивает также расчет количества сжигаемой сажи в процессе регенерации ДСФ с использованием NO2 или О2 и использование интенсивности удаления (сжигания) сажи для вычисления степени SLc заполнения фильтра сажей на основе уровня выбросов сажи. Следует понимать, что модели двигателя, обеспечивающие расчет степени заполнения фильтра сажей и/или интенсивности сжигания сажи, и используемые в них параметры варьируются в зависимости от двигателя и системы ПООГ и используемой конкретной модели.
Контроллер 31 выполнен также для сравнения расчетной степени SLp заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью SLc заполнения ДСФ сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи. Контроллер 31 является частью системы предупреждения, которая обеспечивает предупреждающий сигнал, например, путем включения светового индикатора 33 на панели приборов, если разница между расчетной степенью SLp заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью SLc заполнения ДСФ сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину. Превышение заданной величины может быть основанием для вывода о ненормально частой регенерации ДСФ, что может указывать на другие проблемы, в частности чрезмерный уровень выбросов сажи или выход из строя катализатора блока ДКО, и может использоваться для включения предупреждающего сигнала, такого как световой индикатор.
На фиг. 2 графически иллюстрируется, что возможная заданная величина может быть, например, временным интервалом Δt между моментом времени, когда расчетная степень SLp2 заполнения ДСФ сажей, полученная на основе падения давления, достигает предельной величины SLlim, и расчетным моментом времени, когда расчетная степень SLc заполнения ДСФ сажей, полученная на основе уровня выбросов сажи, достигнет предельной величины, или же разницей ΔSL между расчетной степенью SLp заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью SLc заполнения ДСФ сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, когда расчетная степень заполнения сажей, полученная на основе падения давления, достигнет предельной величины. Могут использоваться и другие способы определения чрезмерной разницы между расчетной степенью SLp заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью SLc заполнения ДСФ сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи (вместо или в дополнение к разнице по времени или по степени заполнения ДСФ сажей). На фиг. 2 графически иллюстрируется, что при нормально работающем двигателе и блоке ДКО со временем расчетная степень SLp заполнения ДСФ сажей, полученная на основе падения давления, и расчетная степень SLc заполнения ДСФ сажей, полученная на основе уровня выбросов сажи, сближаются. Следует понимать, что графики на фиг. 2 - это всего лишь иллюстрации, и они не представляют точные расчеты степени заполнения ДСФ сажей.
Когда разница между степенью SLp заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, и степенью SLc заполнения ДСФ сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину, оператор или технический специалист может осуществить проверку работы двигателя 21 и блока ДКО 25, или же может быть выполнена автоматизированная диагностика для определения того, что двигатель и блок ДКО работают надлежащим образом.
Обычно контроллер 31 выполняют таким образом, чтобы он осуществлял сравнение расчетной степени SLp заполнения ДСФ сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени SLc заполнения ДСФ сажей, полученной на основе уровня выбросов вредных веществ, по меньшей мере, когда вычисленное значение SLp или SLc достигает заданной предельной величины SLlim, хотя контроллер может осуществлять непрерывное сравнение величин SLp и SLc и обеспечивать предупреждающий сигнал всякий раз, когда разница между ними превышает некоторую абсолютную или относительную величину степени заполнения ДСФ сажей, или же может быть выбран другой критерий разницы SLp и SLc. Контроллер 31 может быть выполнен для запуска процесса регенерации ДСФ, например, путем впрыска углеводородов выше ДСФ по потоку через так называемую "седьмую форсунку" 35, когда расчетная степень SLp заполнения ДСФ сажей, полученная на основе падения давления, достигает предельной величины SLlim. Можно ожидать, что когда возникают проблемы, связанные с увеличением уровня выбросов сажи двигателем или с нарушением работы катализатора блока ДКО, то расчетная степень SLp заполнения ДСФ сажей, полученная на основе падения давления, обычно будет достигать предельной величины SLlim раньше, чем расчетная степень SLc заполнения ДСФ сажей, полученная на основе уровня выбросов сажи.
На фиг. 3 приведена блок-схема способа обнаружения ненормально частой регенерации ДСФ 27. В соответствии с этим способом на стадии 100 измеряется падение давления на ДСФ 27, и измеренное падение давления используется для вычисления степени SLp заполнения ДСФ сажей.
На стадии 200 с помощью модели двигателя вычисляется количество сажи в отработавших газах двигателя, и эта величина используется для вычисления степени SLc заполнения ДСФ сажей. При вычислении величины SLc обычно будет учитываться также расчетное количество сажи, выжигаемой при регенерации ДСФ с использованием NO2 и О2. Как правило, количество сажи в отработавших газах и количество выжигаемой сажи вычисляется с использованием одного или нескольких следующих параметров: число оборотов двигателя, отношение воздуха к топливу в смеси, использование устройства РОГ, угол зажигания (то есть, опережение или запаздывание впрыска топлива и/или его воспламенения относительно верхней мертвой точки), измеренная температура, такая как температура окружающего воздуха, температура на входе двигателя, температура отработавших газов и измеренный уровень выбросов оксидов NOx.
На стадии 300 расчетная степень SLp заполнения ДСФ сажей, полученная на основе падения давления, сравнивается с расчетной степенью SLc заполнения ДСФ сажей, полученной на основе выбросов сажи. Такое сравнение может осуществляться, когда величина SLp или SLc достигнет предельной величины SLlim степени заполнения ДСФ сажей, или в некоторый другой момент, или же непрерывно.
На стадии 400 вырабатывается предупреждающий сигнал, если разница между величинами SLp2 и SLc превышает предельную величину, например слишком большой промежуток Δt времени между моментами времени, когда величины SLp2 и SLc достигают предельной величины SLlim степени заполнения ДСФ сажей, или слишком большая разница между величинами SLp2 и SLc, когда величина SLp2 достигает предельной величины степени заполнения ДСФ сажей.
В настоящем описании такие указания, как "включающий", используются в широком смысле, так же, как и указания "содержащий", и не исключают наличия других структур, материалов или действий. Аналогично, хотя слово "может" используется в широком смысле для указания того, что некоторые структуры, материалы или действия не являются необходимыми, однако если такое слово не используется, это не означает, что некоторая структура, материал или действие является существенным признаком. В той степени, в которой структура, материал или действие в настоящее время считается существенным признаком, они указываются таковыми в явной форме.
Изобретение иллюстрируется в настоящем описании на примере одного из предпочтительных вариантов его осуществления, однако при этом следует иметь в виду, что в него могут быть внесены различные изменения и модификации без выхода за пределы объема изобретения, определяемого нижеприведенной формулой.

Claims (54)

1. Способ диагностики состояния двигателя и системы последующей обработки отработавших газов путем обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра (ДСФ), включающий:
обеспечение работы двигателя и системы последующей обработки отработавших газов, расположенной по потоку после двигателя и содержащей ДСФ;
измерение падения давления на ДСФ и использование измеренной величины падения давления для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе падения давления;
вычисление количества сажи в отработавших газах с помощью модели двигателя и использование вычисленной величины количества сажи для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе выбросов сажи;
сравнение расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, когда одна из них достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей;
запуск процесса активной регенерации ДСФ, когда одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей; и
определение ненормально частой активной регенерации ДСФ, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданную величину,
причем указанная заданная величина представляет собой заданный интервал времени и частота регенерации идентифицируется как ненормальная, если разница между моментом времени, в который одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей, и моментом времени, в который ожидается достижение заданной предельной величины степени заполнения сажей другой из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданный интервал времени.
2. Способ по п. 1, включающий вычисление количества сажи, удаляемой в процессе регенерации с использованием NO2 и О2, и использование вычисленной интенсивности удаления сажи для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе выбросов сажи.
3. Способ по п. 2, включающий вычисление количества сажи в отработавших газах и количества удаляемой сажи с использованием одного или нескольких из следующих данных: число оборотов двигателя, отношение воздуха к топливу в смеси, использование устройства рециркуляции отработавших газов (РОГ) и угол зажигания, измерения температуры, включая измерения одной или нескольких из температуры окружающего воздуха, температуры на входе двигателя и температуры отработавших газов, и измерения уровня выбросов оксидов NOx.
4. Способ по п. 1, включающий проверку работоспособности двигателя и блока дизельного катализатора окисления (ДКО), расположенного по потоку после двигателя, после обеспечения предупреждающего сигнала.
5. Способ по п. 1, включающий вычисление количества сажи в отработавших газах с использованием одного или нескольких из следующих данных: число оборотов двигателя, отношение воздуха к топливу в смеси, использование устройства РОГ и угол зажигания, измерения температуры, включая измерения одной или нескольких из температуры окружающего воздуха, температуры на входе двигателя и температуры отработавших газов, и измерения уровня выбросов оксидов NOx.
6. Способ по п. 1, включающий вычисление расчетной степени заполнения сажей на основе параметров, включающих измеренный массовый расход отработавших газов и их температуру.
7. Способ диагностики состояния двигателя и системы последующей обработки отработавших газов путем обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра (ДСФ), включающий:
обеспечение работы двигателя и системы последующей обработки отработавших газов, расположенной по потоку после двигателя и содержащей ДСФ;
измерение падения давления на ДСФ и использование измеренной величины падения давления для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе падения давления;
вычисление количества сажи в отработавших газах с помощью модели двигателя и использование вычисленной величины количества сажи для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе выбросов сажи;
сравнение расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, когда одна из них достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей;
запуск процесса активной регенерации ДСФ, когда одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей; и
определение ненормально частой активной регенерации ДСФ, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданную величину,
причем указанная заданная величина представляет собой заданную величину степени заполнения сажей и частота регенерации идентифицируется как ненормальная, если, когда одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей, разница между этими степенями заполнения сажей превышает заданную величину степени заполнения сажей.
8. Способ обнаружения возможной неисправности дизельного двигателя или блока дизельного катализатора окисления (ДКО), включающий:
обеспечение работы двигателя и системы последующей обработки отработавших газов, расположенной по потоку после двигателя и содержащей блок ДКО и дизельный сажевый фильтр (ДСФ);
измерение падения давления на ДСФ и использование измеренной величины падения давления для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе падения давления;
вычисление содержания сажи в отработавших газах с помощью модели двигателя и использование вычисленной величины содержания сажи для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе выбросов сажи;
сравнение расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, когда одна из них достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей; и
определение неисправности по меньшей мере дизельного двигателя или блока ДКО, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданную величину,
причем указанная заданная величина представляет собой заданный интервал времени и неисправность идентифицируется, если разница между моментом времени, в который одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей, и моментом времени, в который ожидается достижение заданной предельной величины степени заполнения сажей другой из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданный интервал времени.
9. Способ по п. 8, включающий вычисление количества сажи, удаляемой в процессе регенерации с использованием NO2 и О2, и использование вычисленной интенсивности удаления сажи для вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе выбросов сажи.
10. Дизельный двигатель с системой последующей обработки отработавших газов, содержащий:
выпускной коллектор;
блок дизельного катализатора окисления (ДКО), расположенный по потоку после выпускного коллектора дизельного двигателя;
дизельный сажевый фильтр (ДСФ), расположенный по потоку после блока ДКО;
датчики измерения падения давления на ДСФ; и
контроллер, выполненный с возможностью:
вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе измеренного падения давления;
вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе выбросов сажи, полученных с использованием модели двигателя;
сравнения расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, когда одна из них достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей;
запуск процесса активной регенерации ДСФ, когда одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей; и
определение ненормально частой активной регенерации ДСФ, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, превышает заданную величину,
причем указанная заданная величина представляет собой заданный интервал времени и частота регенерации идентифицируется как ненормальная, если разница между моментом времени, в который одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей, и моментом времени, в который ожидается достижение заданной предельной величины степени заполнения сажей другой из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданный интервал времени.
11. Дизельный двигатель по п. 10, в котором контроллер выполнен с возможностью вычисления количества сажи, удаляемой в процессе регенерации с использованием NO2 и О2, и использования вычисленной интенсивности удаления сажи для получения расчетной степени заполнения сажей на основе уровня выбросов сажи.
12. Дизельный двигатель по п. 11, в котором контроллер выполнен с возможностью вычисления количества сажи в отработавших газах и количества удаляемой сажи на основе одного или нескольких из следующих данных: число оборотов двигателя, отношение воздуха к топливу в смеси, использование устройства РОГ и угол зажигания, измерения температуры, включая измерения одной или нескольких из температуры окружающего воздуха, температуры на входе двигателя и температуры отработавших газов, и измерения уровня выбросов оксидов NOx.
13. Дизельный двигатель по п. 10, в котором контроллер выполнен с возможностью запуска процесса регенерации ДСФ, когда расчетная степень заполнения сажей, полученная на основе падения давления, достигает предельной величины степени заполнения сажей.
14. Дизельный двигатель по п. 10, в котором контроллер выполнен с возможностью вычисления количества сажи в отработавших газах на основе одного или нескольких из следующих данных: число оборотов двигателя, отношение воздуха к топливу в смеси, использование устройства РОГ и угол зажигания, измерения температуры, включая измерения одной или нескольких из температуры окружающего воздуха, температуры на входе двигателя и температуры отработавших газов, и измерения уровня выбросов оксидов NOx.
15. Дизельный двигатель по п. 10, в котором контроллер выполнен с возможностью вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе параметров, включающих измеренный массовый расход отработавших газов и их температуру.
16. Система предупреждения для дизельного двигателя с системой последующей обработки отработавших газов для диагностики работоспособности двигателя и системы последующей обработки отработавших газов, содержащей блок дизельного катализатора окисления (ДКО), расположенный по потоку после выпускного коллектора двигателя, и дизельный сажевый фильтр (ДСФ), расположенный по потоку после блока ДКО, причем система предупреждения содержит:
датчики измерения падения давления на ДСФ; и
контроллер, выполненный с возможностью:
вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе измеренного падения давления;
вычисления расчетной степени заполнения сажей на основе уровня выбросов сажи, полученного с использованием модели двигателя;
сравнения расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, с расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе уровня выбросов сажи, когда одна из них достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей; и
определение неисправности по меньшей мере дизельного двигателя или блока ДКО, если разница между расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степенью заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданную величину,
причем указанная заданная величина представляет собой заданный интервал времени и неисправность идентифицируется, если разница между моментом времени, в который одна из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, достигает заданной предельной величины степени заполнения сажей, и моментом времени, в который ожидается достижение заданной предельной величины степени заполнения сажей другой из величин расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе падения давления, и расчетной степени заполнения сажей, полученной на основе выбросов сажи, превышает заданный интервал времени.
RU2015101565A 2012-06-21 2012-06-21 Способ обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра, система последующей обработки отработавших газов, система и способ предупреждения RU2611546C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2012/043524 WO2013191698A1 (en) 2012-06-21 2012-06-21 Method for detecting abnormally frequent diesel particulate filter regeneration, engine and exhaust after treatment system, and warning system and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015101565A RU2015101565A (ru) 2016-08-10
RU2611546C2 true RU2611546C2 (ru) 2017-02-28

Family

ID=49769150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015101565A RU2611546C2 (ru) 2012-06-21 2012-06-21 Способ обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра, система последующей обработки отработавших газов, система и способ предупреждения

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9482124B2 (ru)
EP (1) EP2864601B1 (ru)
JP (1) JP6325532B2 (ru)
CN (1) CN104508263B (ru)
BR (1) BR112014032062A2 (ru)
CA (1) CA2876191A1 (ru)
IN (1) IN2014MN02660A (ru)
RU (1) RU2611546C2 (ru)
WO (1) WO2013191698A1 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9702284B2 (en) 2015-01-15 2017-07-11 Tenneco Automotive Operating Company Inc. System and method for detecting face-plugging of an exhaust aftertreatment component
US10125658B2 (en) 2015-08-05 2018-11-13 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Particulate sensor assembly
GB2548561B (en) * 2016-03-18 2020-02-19 Caterpillar Inc Exhaust backpressure detection
US10385746B2 (en) * 2016-06-15 2019-08-20 Ford Global Technologies, Llc Diesel Particulate filter regeneration system
GB2594894B (en) * 2016-11-30 2022-05-25 Cummins Emission Solutions Inc Temperature estimation for sensor
CN107842412B (zh) * 2017-09-27 2020-12-15 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种柴油机颗粒捕集器的再生方法和***
CN111801489B (zh) * 2018-03-05 2022-04-29 康明斯排放处理公司 使用双压差传感器改善的烟灰负载估计
CN112135958B (zh) * 2018-05-10 2022-02-18 沃尔沃卡车集团 用于评估发动机故障的方法和***
DE102018209079A1 (de) * 2018-06-07 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Partikelfilter
CN108930578B (zh) * 2018-06-27 2020-09-29 潍柴动力股份有限公司 Doc中毒的检测和保护方法
GB2589139B (en) * 2019-11-22 2023-05-03 Perkins Engines Co Ltd Method of estimating soot using a radio frequency sensor
CN111022155A (zh) * 2019-11-28 2020-04-17 一汽解放汽车有限公司 一种柴油机微粒捕集器再生频率过高的诊断方法
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US12017506B2 (en) 2020-08-20 2024-06-25 Denso International America, Inc. Passenger cabin air control systems and methods
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
CN113340605B (zh) * 2021-04-29 2023-01-24 广西玉柴机器股份有限公司 一种拖拉机整车累碳试验方法及***
CN113356987B (zh) * 2021-06-18 2022-06-14 广西玉柴机器股份有限公司 基于dpf等效压差的dpf捕集效率低诊断方法
CN115324695B (zh) * 2022-06-29 2024-05-28 湖南道依茨动力有限公司 颗粒捕集器频繁再生检测方法、发动机***及工程设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090139211A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 International Engine Intellectual Property Company, Llc Timer-based warning structure for detecting and indicating an overloaded diesel particulate filter
RU2009135074A (ru) * 2007-02-21 2011-03-27 Вольво Ластвагнар Аб (Se) Система доочистки выхлопных газов
US8011179B2 (en) * 2007-05-31 2011-09-06 Caterpillar Inc. Method and system for maintaining aftertreatment efficiency
GB2479122A (en) * 2010-03-29 2011-10-05 Gm Global Tech Operations Inc Determining soot rate in an exhaust by measuring its oxygen concentration
US8051645B2 (en) * 2007-12-18 2011-11-08 Ford Global Technologies, Llc Determination of diesel particulate filter load under both transient and steady state drive cycles

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002256846A (ja) * 2001-02-28 2002-09-11 Bosch Automotive Systems Corp フィルタ制御装置
JP2003083035A (ja) * 2001-09-07 2003-03-19 Mitsubishi Motors Corp エンジンの排気浄化装置
AU2003257819A1 (en) * 2002-08-13 2004-03-03 Bosch Automotive Systems Corporation Filter control device
US6947831B2 (en) 2003-04-11 2005-09-20 Ford Global Technologies, Llc Pressure sensor diagnosis via a computer
JP4470593B2 (ja) 2004-06-03 2010-06-02 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
DE602006004199D1 (de) 2005-05-13 2009-01-22 Honda Motor Co Ltd Abgasemissionssteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor und Steuerungsverfahren dafür
JP5001778B2 (ja) * 2007-10-04 2012-08-15 日立建機株式会社 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム
JP2009138704A (ja) 2007-12-10 2009-06-25 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気後処理装置
CN101939514B (zh) 2008-02-07 2013-09-18 马克卡车公司 通过借助增强的有效no2供应的主动no2基再生对催化的柴油机颗粒过滤器(dpf)进行再生的方法和设备
CN102149904B (zh) * 2008-09-10 2014-01-29 马克卡车公司 估算柴油机微粒过滤器中的煤烟荷载的方法以及引擎和后处理***
JP2010101205A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｄｐｆ再生時期判定方法および判定装置
JP5093093B2 (ja) 2008-12-26 2012-12-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の異常判定装置
US8332124B2 (en) * 2009-11-24 2012-12-11 Corning Incorporated Mass based methods and systems for estimating soot load
US20110146246A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Caterpillar Inc. Regeneration assist transition period
US20120023911A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 Gm Global Technology Operations, Inc. Detection of exhaust particulate filter substrate failure
US20120023903A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 Gm Global Technology Opoerations, Inc. Apparatus and method for monitoring regeneration frequency of a vehicle particulate filter
SE535155C2 (sv) * 2010-08-31 2012-05-02 Scania Cv Ab Förfarande och system för avgasrening
US8447461B2 (en) 2010-10-01 2013-05-21 Deere & Company Particulate filter ash loading prediction method and vehicle with same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2009135074A (ru) * 2007-02-21 2011-03-27 Вольво Ластвагнар Аб (Se) Система доочистки выхлопных газов
US8011179B2 (en) * 2007-05-31 2011-09-06 Caterpillar Inc. Method and system for maintaining aftertreatment efficiency
US20090139211A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 International Engine Intellectual Property Company, Llc Timer-based warning structure for detecting and indicating an overloaded diesel particulate filter
US8051645B2 (en) * 2007-12-18 2011-11-08 Ford Global Technologies, Llc Determination of diesel particulate filter load under both transient and steady state drive cycles
GB2479122A (en) * 2010-03-29 2011-10-05 Gm Global Tech Operations Inc Determining soot rate in an exhaust by measuring its oxygen concentration

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014032062A2 (pt) 2017-06-27
EP2864601A4 (en) 2016-03-30
CN104508263B (zh) 2017-07-18
CN104508263A (zh) 2015-04-08
WO2013191698A1 (en) 2013-12-27
JP6325532B2 (ja) 2018-05-16
CA2876191A1 (en) 2013-12-27
IN2014MN02660A (ru) 2015-08-28
JP2015527514A (ja) 2015-09-17
EP2864601B1 (en) 2020-09-16
EP2864601A1 (en) 2015-04-29
US20150167517A1 (en) 2015-06-18
RU2015101565A (ru) 2016-08-10
US9482124B2 (en) 2016-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2611546C2 (ru) Способ обнаружения ненормально частой регенерации дизельного сажевого фильтра, система последующей обработки отработавших газов, система и способ предупреждения
EP3433476B1 (en) Radio frequency process sensing, control, and particulate matter diagnostics system
US8966882B2 (en) Differential pressure-based enablement of a particulate filter diagnostic
US8973430B2 (en) Diesel particulate filter system
US9038369B2 (en) Systems and methods for aftertreatment system diagnostics
US10287959B2 (en) Method for determining the aging of an oxidation catalyst in an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, method for detecting ash in a particle filter of an exhaust gas aftertreatment system, control device, and internal combustion engine
US20160265413A1 (en) Method and device for monitoring a particulate filter
US9376952B2 (en) Method and system for selectively enabling and disabling a diagnostic monitor of a selective-catalytic-reduction device
US20120023911A1 (en) Detection of exhaust particulate filter substrate failure
EP2929157B1 (en) On board diagnosis of the condition of an exhaust particle filter
US7478553B2 (en) Method for detecting excessive burn
US20130298529A1 (en) System amd method for controlling an after-treatment component of a compression-ignition engine
US9068495B2 (en) Oxidation catalyst/hydrocarbon injector testing system
KR102135304B1 (ko) 산화질소 트랩의 진단 방법 및 장치
KR20180066487A (ko) 질소산화물 센서를 이용한 dpf 리크 진단 방법
CN110578576A (zh) 用于无效的颗粒过滤器烟灰的补救措施
US8904757B2 (en) System and method for controlling regeneration within an after-treatment component of a compression-ignition engine
CN103388519A (zh) 选择禁用NOx还原效率诊断的排气诊断控制***和方法
JP4275154B2 (ja) 排気温度センサ点検装置
KR102324288B1 (ko) 가솔린 작동식 내연기관의 배기가스 시스템에 배열된 입자 필터를 진단하는 방법 및 장치
US11808196B2 (en) Method of detecting a need for regeneration of an exhaust particulate filter, and exhaust system
JP2008223518A (ja) 温度センサの故障診断装置

Legal Events

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

Effective date: 20180622