计算颗粒过滤器中的碳烟量的方法、控制碳烟量的方法、排气后处理系统及计算机产品与流程

本发明涉及一种用于计算颗粒过滤器中的碳烟量ms的方法、一种排气后处理系统和一种计算机程序产品。

背景技术：

de102014006692a1公开了一种带有颗粒过滤器的奥托发动机和再生策略以及对此的方法。

技术实现要素：

根据本发明的用于计算颗粒过滤器中的碳烟量ms的方法在计算时考虑该颗粒过滤器中的碳烟减少量msr，并且在计算该碳烟减少量msr时考虑第一颗粒过滤器温度t1和氧气量mo。

颗粒过滤器的任务在于将碳烟从排气流中过滤出去。排气流通过燃烧而产生，例如通过燃烧发动机的燃烧室中的燃烧。碳烟包括作为燃烧时的副产品而形成的颗粒。碳烟保留在颗粒过滤器中，存在于颗粒过滤器中的碳烟量ms由此增加。由此在颗粒过滤器下游的排气流中不包含这样经过滤的碳烟。

颗粒过滤器的过滤效果取决于存在于颗粒过滤器中的碳烟量ms。针对颗粒过滤器中较高的碳烟量ms，提高颗粒过滤器的过滤效果。因此，对于燃烧发动机的运行、尤其对于遵守排气纯度的法律规定而言有利的是，确定和/或计算颗粒过滤器的碳烟量ms以及基于此颗粒过滤器的过滤效果。

在计算颗粒过滤器中的碳烟量ms时，以减法的方式考虑碳烟减少量msr。因此，碳烟减少量msr的计算对于碳烟量ms的确定至关重要。

例如在燃烧发动机运行期间的推进阶段较长时，这使得颗粒过滤器中的氧气量mo提高。取决于颗粒过滤器温度t1，由于碳烟燃耗导致得颗粒过滤器中出现碳烟减少量msr。在此，碳烟减少量msr是因碳烟燃耗而不再存在于颗粒过滤器中的碳烟的量。在此，更高的温度t1导致燃耗率提高。碳烟减少量msr更快，则燃耗率更高。原因在于，温度t1的升高导致用于使碳烟发生燃耗的化学反应加速。在此，温度t1描述的是颗粒过滤器在燃耗开始时所具有的温度。

关于用于碳烟减少量msr的氧气量mo，得出：对于氧气量mo提高的情况而言，燃耗率提高，直至达到氧气量的极限值。对于氧气量mo超过氧气量的极限值的情况而言，燃耗率保持接近恒定。对此的原因在于，从氧气量的极限值开始，有足够的氧气用于反应并且由此用于碳烟的燃耗。因此，额外存在的氧气不导致燃耗率提高。

针对碳烟减少量msr考虑t1和mo可以实现对颗粒过滤器中的碳烟量ms的更准确的计算以及由此对过滤效果的更准确的计算。在这种情况下，更准确的计算意味着碳烟量ms的计算结果更加符合颗粒过滤器中存在的实际碳烟量。这可以实现燃烧发动机的更环保的运行，因为能够根据实际的过滤效果优化地设定例如针对用于燃烧的燃油的配量等燃烧发动机参数。在此，实际的过滤效果是从颗粒过滤器中存在的实际碳烟量得出的颗粒过滤器的过滤效果。

此外，针对该方法，为了计算碳烟减少量msr考虑温度t2(ms1)。由于颗粒过滤器中的碳烟燃耗时发生的化学反应，颗粒过滤器的温度发生变化。在温度t2(ms1)中考虑该变化。

温度的升高基于碳烟燃耗时出现的放热。由此导致燃耗率的提高。为了在计算时考虑到该提高，考虑因放热而上升的颗粒过滤器的温度t2(ms1)。在此，还得出与现有的第一碳烟加载量ms1的相关性。对于第一碳烟加载量ms1更高的情况而言，得出温度t2(ms1)更高，因为有更大量的碳烟被提供用于燃耗。燃耗本身由于放热导致温度t2(ms1)进一步升高。由此提高燃耗率。

此外针对该方法，温度t2(ms1)随着时长tsr的增加而升高。时长tsr是碳烟在此期间发生燃耗的时长。对于时长tsr更长的情况而言，燃耗率提高，直至达到时长的极限值。之后基于时长tsr，燃耗率再次降低。

时长的极限值由碳烟减少量msr表示。一旦碳烟量ms的一部分燃耗掉，用于后续放热反应的反应物的数量就减少，温度t2(ms1)由此降低。这导致燃耗率下降。

额外地考虑参数ms1、t2(ms1)和tsr可以实现对碳烟量ms的计算，该碳烟量更加符合实际上在颗粒过滤器中存在的碳烟量，因为更好地通过计算反映出碳烟燃耗时经历的物理和化学过程。这可以实现用于计算碳烟减少量msr、和由此碳烟量ms以及颗粒过滤器的过滤效果的额外提高的准确度。

根据本发明的用于控制碳烟量ms以便影响颗粒过滤器的过滤效果的方法包括以下步骤：

a)按照根据本发明的方法算出该颗粒过滤器中的碳烟量ms；

b)借助算出的该颗粒过滤器中的碳烟量ms选择燃烧发动机参数。

通过对碳烟量ms的更准确的计算，由此可以实现对颗粒过滤器的实际过滤效果的更准确的确定和/或计算并且由此可以实现燃烧发动机的更环保的运行，因为能够根据实际的过滤效果优化地选择例如针对燃烧的燃烧发动机参数。

例如能够如此利用根据本发明的方法：更改燃烧发动机参数，使得碳烟量ms的调整以碳烟减少的形式进行。

根据本发明的排气后处理系统包括颗粒过滤器的控制系统和颗粒过滤器，其中该控制系统被适配成用于执行根据本发明的方法。

根据本发明的计算机程序产品包括如下程序，该程序在由根据本发明的控制系统运行时促使该控制系统执行根据本发明的方法。

根据本发明的方法可以实现对颗粒过滤器的实际过滤效果的更准确的计算。由此，根据本发明的控制系统可以例如通过使用根据本发明的计算机程序产品实现如此控制颗粒过滤器，使得不低于排气纯度的法律规定。此外，这可以燃烧发动机的更环保的运行。

实施例描述了本发明的其他有利的实施方式。

附图说明

优选的实施例借助以下附图进一步阐述。

图1示出根据本发明的排气后处理系统。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的排气后处理系统1，该排气后处理系统包括颗粒过滤器2的控制系统3和颗粒过滤器2。根据本发明的用于计算颗粒过滤器2中的碳烟量ms的方法的一个实施例在计算时考虑颗粒过滤器2中的碳烟减少量msr，其中在计算该碳烟减少量msr时考虑第一颗粒过滤器温度t1和氧气量mo。

颗粒过滤器2中的碳烟减少量msr和由此碳烟的燃耗以及尤其燃耗率取决于t1和mo。这种相关性例如以第一特征图谱保存在控制系统3中。

在另一实施例中，根据本发明的方法针对计算考虑第二颗粒过滤器温度t2(ms1)，其中t2(ms1)取决于现有的第一碳烟加载量ms1。

在仅考虑t1和mo的情况下，不考虑颗粒过滤器2的温度在燃耗期间因放热而上升。

这种相关性例如以第二特征图谱和/或通过第一多项式组和/或第一数值表组保存在控制系统3中。在第一特征图谱的第一调制中考虑该第二特征图谱和/或第一多项式组和/或第一数值表组。在此，第一特征图谱的第一调制可以实现以更准确的值来设定第一特征图谱的参数。

这可以在确定和/或计算颗粒过滤器2的实际过滤效果时实现额外提高的准确度。这可以实现燃烧发动机的更环保的运行。

在另一实施例中，为了计算碳烟减少量msr，根据本发明的方法考虑时长tsr。

这得出了，对于燃耗的时长tsr更长的情况而言，燃耗率更高，直至达到燃耗的时长的极限值。之后，燃耗率基于时长tsr降低。时长tsr的极限值例如为约20s的时间。在该时间内，能够燃耗掉颗粒过滤器2中的碳烟的绝大部分。由此减少用于后续的放热反应的碳烟量，由此温度t2(ms1)降低。这导致燃耗率下降。

在此，燃耗率与时长tsr的相关性例如作为第二多项式和/或第二数值表保存在控制系统3中，并且在第一特征图谱的第二调制中进行考虑。在此，第一特征图谱的第二调制可以实现以更准确的值来设定第一特征图谱的参数。

这可以在确定和/或计算颗粒过滤器2的实际过滤效果时实现额外提高的准确度。这可以实现燃烧发动机的更环保的运行。

在另一实施例中，当碳烟减少量msr超过碳烟减少量的极限值时，中断用于减少颗粒过滤器2中的碳烟的第一动作。

在此，第一动作能够是燃烧发动机的推进阶段。在此，mo的值升高并且在足够高的温度t1时导致颗粒过滤器2中的碳烟的燃耗。由于颗粒过滤器2的过滤效果取决于存在于颗粒过滤器2中的碳烟量ms，因此能够针对颗粒过滤器2的运行算出最低过滤效果。

基于对颗粒过滤器2中的碳烟量ms和碳烟减少量msr的计算，能够算出最低碳烟量ms和/或最大碳烟减少量msr，针对这二者实现最低过滤效果。在达到最低碳烟量和/或最大碳烟减少量时，燃烧发动机的推进阶段中断。第一中断条件包括该中断。

由此确保最低过滤效果，这样可以实现燃烧发动机的更环保的运行。

在另一实施例中，当时长tsr超过时长的极限值时，中断第一动作。第二中断条件包括该中断。

该第二中断条件是第一中断条件的替选，并且同样确保颗粒过滤器2的最低过滤效果。碳烟量ms的计算基于燃耗的时长tsr。由此能够算出燃耗的最大时长，从而确保最低过滤效果。在此，相比于第一中断条件，第二中断条件能够更快地算出，因为没有明确地一并考虑燃耗的放热。

有利地，这确保了对最低过滤效果的更快的计算，这可以实现燃烧发动机的更环保的运行。

在另一实施例中，该方法包括执行用于使颗粒过滤器2中的碳烟量ms完全燃耗的第二动作。

在颗粒过滤器2中的碳烟完全燃耗后，得出颗粒过滤器2中的实际碳烟量为零。该值也能够在进行完全燃耗的时间点上被用于计算碳烟量ms。由此实现颗粒过滤器2中的实际碳烟量与所计算的碳烟量ms之间的一致。由此能够将误差重置为对ms的计算。在此，可能由于计算没有准确地反映物理和化学过程而导致误差。重置误差可以实现对ms的更准确的计算。

例如，第二动作也能够由控制器3主动触发，以便将误差还原为对ms的计算。第二动作能够是燃烧发动机的推进阶段。

对ms的更准确的计算燃烧发动机的更环保的运行，因为能够根据实际的过滤效果优化地选择例如针对燃烧的燃烧发动机参数。

所描述的各个实施例可以单独或组合地实施。

根据本发明的用于控制碳烟量ms以便影响颗粒过滤器2的过滤效果的方法包括以下步骤：

a)按照根据本发明的方法算出颗粒过滤器2中的碳烟量ms；

b)借助算出的颗粒过滤器2中的碳烟量ms选择燃烧发动机参数。

根据本发明的排气后处理系统1包括颗粒过滤器1的控制系统3和颗粒过滤器1，其中控制系统3适被配成用于执行根据本发明的方法。

根据本发明的计算机程序产品包括如下程序，该程序在由控制系统3运行时促使控制系统3执行根据本发明的方法。