СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПЕРЕД ДИЗЕЛЬНЫМ САЖЕВЫМ ФИЛЬТРОМ, А ТАКЖЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
METHOD AND DEVICE FOR CONTROL OF TEMPERATURE IN FRONT OF DIESEL PARTICULATE FILTER, AS WELL AS VEHICLE

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к области техники транспортных средств и, в частности, к способу и устройству для управления температурой перед дизельным сажевым фильтром (DPF), и к транспортному средству.
Уровень техники
[0002] С быстрым развитием технологии транспортных средств, очистка выхлопных газов двигателей, особенно выхлопных газов дизельных двигателей, становится все более важной для снижения загрязнения воздуха при использовании транспортных средств.
2
[0003] Система обработки выхлопных газов дизельного двигателя включает в себя дизельный катализатор окисления (DOC), устройство для выброса углеводородов (HC), дизельный сажевый фильтр (DPF), датчик температуры, расположенный перед DPF, и датчик температуры, расположенный перед DOC и т.д. DOC сконфигурирован для преобразования NO (окись азота) в выхлопных газах в NO (двуокись азота) и окисления HC (углеводорода) и CO (окись углерода) в выхлопных газах. DPF выполнен с возможностью улавливания частиц в выхлопных газах для снижения количества частиц, выходящих из двигателя. Датчик температуры, расположенный перед сажевым фильтром, сконфигурирован для измерения температуры перед сажевым фильтром, то есть температуры выхлопных газов, протекающих в сажевый фильтр. Датчик температуры, расположенный перед DOC, выполнен с возможностью измерения температуры перед DOC, то есть температуры выхлопных газов, протекающих в DOC.
[0004] Однако, количество частиц, которые могут содержаться в DPF, является ограниченным. Следовательно, чтобы гарантировать, что DPF улавливает частицы нормально, требуется регенерировать DPF, когда частицы в DPF накапливаются до определенного количества. DPF регенерируется следующим образом. Когда температура перед DOC достигает точки воспламенения топлива, электронный блок управления (ECU) управляет устройством выброса HC, расположенным перед DOC, для выброса топлива, так что топливо сгорает в DOC для того, чтобы повысить температуру перед DPF до заданной температуры регенерации. Следовательно, частицы, захваченные DPF, окисляются, так что DPF восстанавливает способность улавливать частицы. Заданная температура регенерации относится к температуре, необходимой для регенерации DPF.
[0005] В процессе регенерации DPF, очень важно регулировать температуру перед DPF для достижения заданной температуры регенерации. В традиционной технологии, способ управления температурой перед DPF заключается в следующем.
[0006] Сначала получают базовое подаваемое в прямом направлении количество топлива на основе таблицы соответствия между текущим массовым расходом выхлопного газа и температурой перед DOC. Приращение подаваемого в прямом направлении топлива получается на основе заданной температуры регенерации, температуры перед DOC, массового расхода выхлопных газов и теплоемкости выхлопных газов. Подаваемое в прямом направлении количество топлива получается путем сложения базового подаваемого в прямом направлении количества топлива и приращения подаваемого в прямом направлении топлива. Затем отводимое назад количество топлива получается с использованием пропорционально-интегрально-дифференциального (PID) алгоритма, основанного на заданной температуре регенерации и температуре, полученной датчиком температуры, расположенным перед DPF. Наконец, общее количество топлива, необходимое для выброса из устройства выброса HC, получается путем сложения, подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива, так что электрический блок управления управляет устройством выброса HC для выброса топлива на основе общего количества топлива. Температура выхлопных газов повышается за счет сжигания топлива, так что температура перед DPF повышается до заданной температуры регенерации.
[0007] Однако, в способе согласно традиционной технологии базовое подаваемое в прямом направлении количество топлива получается путем запроса таблицы отображения, что приводит к низкой точности базового подаваемого в прямом направлении количества топлива. Кроме того, приращение подаваемого в прямом направлении топлива получается из простого вычисления, что приводит к низкой точности приращения подаваемого в прямом направлении топлива. Следовательно, точность подаваемого в прямом направлении количества топлива, определенного на основе базового подаваемого в прямом направлении количества топлива и приращения подаваемого в прямом направлении топлива является низкой, что приводит к низкой точности общего количества топлива, которое требуется для выброса из устройства для выброса HC. Если общее количество топлива, выбрасываемого из устройства для выброса HC, превышает количество топлива, необходимого для повышения температуры перед DPF до заданной температуры регенерации, температура перед DPF может превысить заданную температуру регенерации. В этом случае устройство, расположенное за DPF, может легко сгореть из-за чрезмерной температуры. Кроме того, если общее количество топлива, выбрасываемого из устройства для выброса HC, является меньше количества топлива, необходимого для повышения температуры перед DPF до заданной температуры регенерации, DPF может регенерироваться не полностью, что приводит к частой регенерации. Частая регенерация может не только увеличить расход топлива, но и сократить срок службы DPF.
Сущность изобретения
[0008] Для решения вышеупомянутых технических проблем в традиционной технологии, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предусмотрен способ и устройство для управления температурой перед DPF и транспортное средство. Точность общего количества топлива повышается за счет повышения точности подаваемого в прямом направлении количества топлива, так что устраняется случай, когда температура перед DPF, полученная регулировкой, превышает или меньше заданной температуры регенерации, тем самым предохраняется устройство, расположенное за DPF от сгорания из-за чрезмерной температуры, или не допускается частая регенерации из-за недостаточной температуры.
[0009] Для реализации вышеуказанных задач согласно настоящему изобретению, предусмотрены следующие технические решения.
[0010] Согласно настоящему изобретению предусмотрен способ управления температурой перед DPF, при котором: получают посредством использования физической модели подаваемое в прямом направлении количество топлива на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед дизельным сажевым фильтром DPF, и текущей температуры перед дизельным катализатором окисления DOC, где физическая модель представляет собой построенный путем моделирования процесс, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации; получают общее количество топлива на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива; и передают общее количество топлива в устройство для выброса углеводородов, где устройство для выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива для повышения температуры перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0011] Как вариант, построение физической модели путем моделирования процесса, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, включает в себя: разделение DOC, по меньшей мере, на два подблока DOC, где, по меньшей мере, два подблока DOC включают в себя первый подблок DOC и второй подблок DOC; установку текущей температуры перед DPF в качестве начальной температуры за вторым подблоком DOC; получение начальной температуры за первым подблоком DOC на основании начальной температуры за вторым подблоком DOC; установку текущей температуры перед DOC как температуры перед первым подблоком DOC; получение величины потребности в топливе первого подблока DOC на основании температуры перед первым подблоком DOC и начальной температуры за первым подблоком DOC; получение фактической температуры за первым подблоком DOC на основании температуры перед первым подблоком DOC и количества потребности в топливе первого подблока DOC; установку фактической температуры за первым подблоком DOC как температуры перед вторым подблоком DOC; получение величины потребности в топливе второго подблока DOC на основании температуры перед вторым подблоком DOC и начальной температуры за вторым подблоком DOC; получение фактической температуры за вторым подблоком DOC на основании температуры перед вторым подблоком DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC; и получение подаваемого в прямом направлении количества топлива на основании величины потребности в топливе первого подблока DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC.
[0012] Как вариант, перед получением общего количества топлива на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива, способ дополнительно включает в себя: получение отводимого назад количества топлива на основе разницы между фактической температурой за вторым подблоком DOC и текущая температура перед DPF за счет использования пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма.
[0013] Как вариант, получение подаваемого в прямом направлении количества топлива на основе величины потребности в топливе первого подблока DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC включает в себя: получение подаваемого в прямом направлении количества топлива на основе величины потребности в топливе первого подблока DOC, первой скорости преобразования топлива, соответствующей величине потребности в топливе первого подблока DOC, величине потребности в топливе второго подблока DOC и второй скорости преобразования топлива, соответствующей величине потребности в топливе второго подблока DOC.
[0014] Как вариант, получение посредством использования физической модели подаваемого в прямом направлении количества топлива включает в себя: периодическое получение подаваемого в прямом направлении количества топлива с использованием физической модели, где заданная температура регенерации, соответствующая предыдущему периоду, увеличивается на фиксированную температуру или не фиксированную температуру для получения заданной температуры регенерации, соответствующей последующему периоду, и при этом заданная температура регенерации находится в диапазоне от текущей температуры перед DPF до целевой температуры регенерации.
[0015] Согласно настоящему изобретению дополнительно предусмотрено устройство для управления температурой перед DPF. Устройство включает в себя первый блок получения данных, второй блок получения данных и передающий блок. Первый блок получения данных выполнен с возможностью получения, посредством использования физической модели, подаваемого в прямом направлении количества топлива на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед дизельным сажевым фильтром DPF и текущей температуры перед дизельным катализатором окисления DOC. Физическая модель построена путем моделирования процесса, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации. Второй блок получения данных выполнен с возможностью получения общего количества топлива на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива. Передающий блок выполнен с возможностью передачи общего количества топлива в устройство для выброса углеводородов, где устройство для выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива, для повышения температуры перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0016] Как вариант, первый блок получения данных включает в себя подблок разделения, первый подблок установки, первый подблок получения данных, второй подблок установки, второй подблок получения данных, третий подблок получения данных, третий подблок установки, четвертый подблок получения данных, пятый подблок получения данных и шестой подблок получения данных. Подблок разделения выполнен с возможностью разделения DOC, по меньшей мере, на два подблока DOC. По меньшей мере, два подблока DOC включают в себя первый подблок DOC и второй подблок DOC. Первый подблок установки выполнен с возможностью установки текущей температуры перед DPF в качестве начальной температуры за вторым подблоком DOC. Первый подблок получения данных выполнен с возможностью получения начальной температуры за первым подблоком DOC на основе начальной температуры за вторым подблоком DOC. Второй подблок установки выполнен с возможностью установки текущей температуры перед DOC в качестве температуры перед первым подблоком DOC. Второй подблок получения данных выполнен с возможностью получения величины потребности в топливе первого подблока DOC на основании температуры перед первым подблоком DOC и начальной температуры за первым подблоком DOC. Третий подблок получения данных выполнен с возможностью получения фактической температуры за первым подблоком DOC на основе температуры перед первым подблоком DOC и величины потребности в топливе первого подблока DOC. Третий подблок установки выполнен с возможностью установки фактической температуры за первым подблоком DOC как температуры перед вторым подблоком DOC. Четвертый подблок получения данных выполнен с возможностью получения величины потребности в топливе второго подблока DOC на основании температуры перед вторым подблоком DOC и начальной температуры за вторым подблоком DOC. Пятый подблок получения данных выполнен с возможностью получения фактической температуры за вторым подблоком DOC на основании температуры перед вторым подблоком DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC. Шестой подблок получения данных выполнен с возможностью получения подаваемого в прямом направлении количества топлива на основании величины потребности в топливе первого подблока DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC.
[0017] Как вариант, устройство дополнительно включает в себя третий блок получения данных. Третий блок получения данных выполнен с возможностью получения отводимого назад количества топлива на основе разницы между фактической температурой за вторым подблоком DOC и текущей температурой перед DPF, посредством использования пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма.
[0018] Как вариант, шестой подблок получения данных выполнен с возможностью получения подаваемого в прямом направлении количества топлива на основе количества потребности в топливе первого подблока DOC, первой скорости преобразования топлива, соответствующей величине потребности в топливе первого подблока DOC, величины потребности в топливе второго подблока DOC и второй скорости преобразования топлива, соответствующей величине потребности в топливе второго подблока DOC.
[0019] Как вариант, первый блок получения данных выполнен с возможностью периодического получения подаваемого в прямом направлении количества топлива посредством использования физической модели. Заданная температура регенерации, соответствующая предыдущему периоду, увеличивается на фиксированную температуру или на не фиксированную температуру для получения заданной температуры регенерации, соответствующей последующему периоду. Заданная температура регенерации варьируется от текущей температуры перед DPF до целевой температуры регенерации.
[0020] Согласно настоящему изобретению дополнительно предусмотрено транспортное средство. Транспортное средство включает вышеприведенное устройство для управления температурой перед DPF.
[0021] По сравнению с традиционной технологией, настоящее изобретение имеет, по меньшей мере, следующие преимущества. В способе управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, заданная температура регенерации, текущая температура перед DPF и текущая температура перед DOC вводятся в физическую модель с тем, чтобы получить подаваемое в прямом направлении количество топлива из физической модели. Дополнительно, в процессе получения подаваемого в прямом направлении количества топлива из физической модели, процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, моделируется в DOC, так что подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе количества топлива, необходимого для процесса сгорания. Таким образом, в этом способе, физическая модель точно моделирует процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации на основе текущей температуры перед DPF и текущей температуры перед DOC. Подаваемое в прямом направлении количество топлива получается точно на основе смоделированного процесса сгорания, так что точность подаваемого в прямом направлении количества топлива повышается, тем самым, повышая точность общего количества топлива, требуемого для выброса устройством для выброса HC. Следовательно, температура перед DPF, полученная посредством регулирования, предотвращается от превышения или понижения от заданной температуры регенерации, тем самым предотвращая сгорание устройства, расположенного за DPF, из-за чрезмерной температуры или избегая частой регенерации из-за недостаточной температуры.
Краткое описание чертежей
[0022] Для более ясной иллюстрации технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения или традиционной технологии, ниже кратко описаны чертежи, которые должны применяться в вариантах осуществления настоящего изобретения или традиционной технологии. Очевидно, чертежи в нижеследующем описании показывают только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и другие чертежи могут быть получены специалистами в данной области техники на основе предоставленных чертежей без творческих усилий. На чертежах:
[0023] Фиг.1 представляет собой схематичную структурную схему устройства для очистки выхлопного газа дизельного двигателя;
[0024] Фиг.2 представляет собой блок-схему способа для управления температурой перед DPF;
[0025] Фиг.3 представляет собой блок-схему реализации способа для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0026] Фиг.4 представляет собой блок-схему другой реализации способа для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0027] Фиг.5 представляет собой блок-схему реализации этапа S401 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0028] Фиг.6 представляет собой схематичную структурную схему разделения DOC на шесть подблоков DOC согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0029] Фиг.7 представляет собой блок-схему реализации этапа S4013 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0030] Фиг.8 представляет собой блок-схему реализации этапа S4015 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0031] Фиг.9 представляет собой блок-схему реализации этапа S401 в случае N=2 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0032] Фиг.10 представляет собой блок-схему способа для управления температурой перед DPF согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
[0033] Фиг.11 представляет собой схематичную структурную схему устройства для управления температурой перед DPF согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения; и
[0034] Фиг.12 представляет собой схематичную структурную схему транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
2
[0035] Для того, чтобы снизить загрязнение воздуха, вызванное выхлопными газами, выходящими из транспортного средства, выхлопные газы, выходящие из двигателя, должны быть очищены. Отработанный газ очищается следующим образом. NO в выхлопном газе превращается в NO, HC и CO в выхлопном газе окисляются, частицы выхлопного газа улавливаются и так далее.
[0036] Для удобства объяснения и описания, очистка выхлопного газа, выпускаемого дизельным двигателем, описана в качестве примера для объяснения.
[0037] Ссылка сделана к фиг.1, которая представляет собой схематичную структурную схему устройства для очистки выхлопного газа дизельного двигателя.
[0038] Как показано на Фиг.1, устройство очистки выхлопного газа дизельного двигателя включает в себя DOC 103, датчик 101 температуры, расположенный перед DOC 103, устройство 102 выброса HC, DPF 105, и датчик 104 температуры, расположенный перед DPF 105.
[0039] Датчик 101 температуры, расположенный перед DOC 103, выполнен с возможностью получения температуры перед DOC 103, то есть температуры выхлопного газа, протекающего в DOC 103.
[0040] Устройство 102 выброса HC выполнено с возможностью выброса топлива для сжигания топлива в DOC 103 с тем, чтобы повысить температуру выхлопного газа.
2
[0041] DOC 103 выполнен с возможностью преобразования NO в выхлопном газе в NO и окисления HC и CO в выхлопном газе. Когда требуется регенерировать DPF 105, DOC 103 дополнительно выполнен с возможностью сжигания топлива, выбрасываемого устройством 102 выброса HC, так что температура перед DPF достигает температуры, необходимой для регенерации DPF 105.
[0042] Датчик 104 температуры, расположенный перед DPF 105, выполнен с возможностью получения температуры перед DPF 105, то есть температуры выхлопного газа, протекающего в DPF 105.
[0043] DPF 105 выполнен с возможностью улавливания частиц в выхлопном газе с тем, чтобы уменьшить количество частиц, выходящих из двигателя. При регенерации DPF 105, DPF 105 дополнительно выполнен с возможностью окисления частиц, которые были захвачены в DPF 105, так что DPF 105 восстанавливает способность захватывать частицы.
2
2
2
[0044] Вышеприведенное устройство для очистки выхлопного газа очищает выхлопной газ следующим образом. Сначала, выхлопной газ проходит через DOC 103, так что DOC 103 преобразует NO в выхлопном газе в NO, уменьшая загрязнение воздуха, вызванное NO. Дополнительно, DOC 103 окисляет HC и CO в выхлопном газе до CO и HO, уменьшая загрязнение воздуха, вызываемое HC и CO. Затем выхлопной газ проходит через DPF 105, так что DPF 105 улавливает частицы в выхлопном газе, уменьшая загрязнение воздуха, вызванное частицами.
[0045] Однако, частицы, которые могут содержаться в DPF 105, являются ограниченными. Следовательно, для того, чтобы гарантировать, что DPF 105 улавливает частицы нормально, требуется регенерировать DPF 105, когда частицы в DPF 105 накапливаются до определенного количества.
[0046] DPF регенерируется следующим образом. DOC 103 регулирует устройство 102 выброса HC, расположенное перед DOC 103, для выброса топлива так, что топливо сгорает в DOC 103 с тем, чтобы повысить температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, тем самым окисляя частицы, которые были захвачены в DPF 105. Таким образом, DPF 105 восстанавливает способность улавливать частицы.
[0047] Следовательно, при регенерации DPF 105 очень важно регулировать температуру перед DPF для достижения заданной температуры регенерации.
[0048] Существующий способ управления температурой перед DPF описан ниже.
[0049] Ссылка сделана к Фиг.2, которая представляет собой блок-схему способа для управления температурой перед DPF.
[0050] В традиционной технологии, способ управления температурой перед DPF включает следующие этапы S201-S203.
[0051] На этапе S201 получается базовое подаваемое в прямом направлении количество топлива на основе таблицы соответствия между текущим массовым расходом выхлопного газа и температурой перед DOC. Приращение подаваемого в прямом направлении топлива получается на основе заданной температуры регенерации, температуры перед DOC, массового расхода выхлопного газа и теплоемкости выхлопа. Подаваемое в прямом направлении количество топлива получается путем сложения базового подаваемого в прямом направлении количества топлива и приращения подаваемого в прямом направлении топлива.
[0052] Приращение подаваемого в прямом направлении топлива рассчитывается по следующему уравнению.
TG
docup
[0053] В уравнении (0), q представляет приращение подаваемого в прямом направлении топлива, facFu представляет теплотворную способность топлива, CpEG представляет теплоемкость выхлопа, mEG представляет массовый расход выхлопного газа, t представляет собой заданную температуру регенерации, а t представляет собой температуру перед DOC.
[0054] На этапе S202, отводимое назад количество топлива получается с использованием пропорционально-интегрально-дифференциального (PID) алгоритма, основанного на заданной температуре регенерации и температуре, полученной датчиком 104 температуры, расположенным перед DPF.
[0055] На этапе S203, общее количество топлива, необходимое для выброса из устройства 102 выброса HC, получается путем сложения, подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива, так что электрический блок управления регулирует устройство 102 выброса HC для выброса топлива на основе общего количества топлива. Температура выхлопного газа повышается за счет сжигания топлива, так что температура перед DPF повышается до заданной температуры регенерации.
[0056] Однако, в результате исследований было обнаружено, что существующий способ управления температурой перед DPF имеет следующие недостатки.
[0057] В существующем способе, поскольку базовое подаваемое в прямом направлении количество топлива получается путем запроса таблицы отображения, точность базового подаваемого в прямом направлении количества топлива является низкой. Кроме того, приращение подаваемого в прямом направлении топлива получается из простого вычисления, тем самым приводя к низкой точности приращения подаваемого в прямом направлении топлива. Следовательно, точность подаваемого в прямом направлении количества топлива, определенного на основе базового подаваемого в прямом направлении количества топлива и приращения подаваемого в прямом направлении топлива является низкой, что приводит к низкой точности общего количества топлива, которое требуется для выброса из устройства для выброса HC (углеводородов). Если общее количество топлива, выбрасываемого из устройства для выброса HC, превышает количество топлива, необходимого для повышения температуры перед DPF до заданной температуры регенерации, температура перед DPF может превысить заданную температуру регенерации. В этом случае устройство, расположенное за DPF, может легко сгореть из-за чрезмерной температуры. Кроме того, если общее количество топлива, выбрасываемого из устройства для выброса HC, является меньше количества топлива, необходимого для повышения температуры перед DPF до заданной температуры регенерации, DPF может регенерироваться не полностью, что приводит к частой регенерации. Частая регенерация может не только увеличить расход топлива, но и сократить срок службы DPF.
[0058] Для того, чтобы преодолеть недостатки в вышеприведенном существующем способе управления температурой перед DPF, предусмотрен способ управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает этапы, при которых: получают, посредством использования физической модели, подаваемое в прямом направлении количество топлива на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед дизельным сажевым фильтром DPF, и текущей температуры перед дизельным катализатором окисления DOC, где физическая модель представляет собой построенный путем моделирования процесс, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации; получают общее количество топлива на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива; и передают общее количества топлива в устройство для выброса углеводородов, так, что устройство выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива с тем, чтобы повысить температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0059] В способе согласно варианту осуществления настоящего изобретения, заданную температуру регенерации, текущую температуру перед DPF и текущую температуру перед DOC вводят в физическую модель с тем, чтобы получить подаваемое в прямом направлении количество топлива из физической модели. Дополнительно, в процессе получения подаваемого в прямом направлении количества топлива из физической модели, процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, моделируется в DOC, так что подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе количества топлива, необходимого для процесса сгорания. В этом способе, физическая модель точно моделирует процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации на основе текущей температуры перед DPF и текущей температуры перед DOC. Поэтому, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается точно на основе смоделированного процесса сгорания, так что точность подаваемого в прямом направлении количества топлива повышается, тем самым, повышая точность общего количества топлива, требуемого для выброса устройством для выброса HC. Поэтому, температура перед DPF, полученная посредством регулирования, предотвращается от превышения или понижения от заданной температуры регенерации, тем самым предотвращая сгорание устройства, расположенного за DPF, из-за чрезмерной температуры, или избегая частой регенерации из-за недостаточной температуры.
[0060] Технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения описаны ясно и полностью вместе с прилагаемыми чертежами вариантов осуществления настоящего изобретения, так что специалисты в данной области техники могут лучше понять технические решения настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь частью, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. На основе вариантов осуществления настоящего изобретения все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области без творческой работы, подпадают под объем защиты настоящего изобретения.
Первый вариант осуществления способа
[0061]
[0062] Выполним ссылку к фиг.3, которая представляет собой блок-схему реализации способа для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0063] Способ управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает следующие этапы с S301 по S303.
[0064] На этапе S301, посредством использования физической модели, получают подаваемое в прямом направлении количество топлива на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед дизельным сажевым фильтром DPF и текущей температуры перед дизельным катализатором окисления DOC. Физическая модель построена моделированием процесса, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0065] Заданная температура регенерации может быть установлена заранее. Например, заданная температура регенерации устанавливается на основе температуры, необходимой для регенерации DPF.
[0066] Текущая температура перед DPF может быть получена датчиком температуры, расположенным перед DPF.
[0067] Текущая температура перед DOC может быть получена датчиком температуры, расположенным перед DOC.
[0068] В реализации, физическая модель моделирует процесс сгорания, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации следующим образом. Во-первых, физическая модель моделирует текущее состояние DOC на основе текущей температуры перед DOC и текущей температуры перед DPF. Затем, физическая модель моделирует, на основе заданной температуры регенерации и текущего состояния DOC, процесс сгорания, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0069] Таким образом, когда заданная температура регенерации, текущая температура перед DOC и текущая температура перед DPF вводятся в физическую модель, физическая модель точно моделирует DOC и точно моделирует процесс сгорания при котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации с тем, чтобы точно определить подаваемое в прямом направлении количество топлива на основе количества топлива, необходимого для процесса сгорания. Следовательно, в настоящем изобретении, на этапе S301, процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, точно моделируется на основе текущей температуры перед DPF и текущей температуры перед DOC, так что подаваемое в прямом направлении количество топлива получается точно на основе смоделированного процесса сгорания, тем самым повышая точность подаваемого в прямом направлении количества топлива.
[0070] На этапе S302, общее количество топлива получается на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива.
[0071] Количество отводимого назад топлива получается с использованием PID алгоритма. Конкретно, отводимое назад количество топлива получается на основе разницы между заданной температурой регенерации и текущей температурой перед DPF с использованием PID алгоритма.
[0072] При реализации, на этапе S302, общее количество топлива получается на основе суммы подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива.
[0073] В другой реализации, чтобы дополнительно повысить точность общего количества топлива, на этапе S302, общее количество топлива получается на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива, отводимого назад количества топлива, первого веса и второго веса.
[0074] Первый вес может быть заранее задан. Например, первый вес задается на основе доли влияния подаваемого в прямом направлении количества топлива на общее количество топлива.
[0075] Второй вес может быть заранее задан. Например, второй вес задается на основе доли влияния отводимого назад количества топлива на общее количество топлива.
[0076] Общее количество топлива рассчитывается по следующему уравнению. Общее количество топлива=первое значение веса × подаваемое в прямом направлении количество топлива+второе значение веса × отводимое назад количество топлива.
[0077] На этапе S303, общее количество топлива передается в устройство для выброса углеводородов, так, что устройство для выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива с тем, чтобы увеличить температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0078] При получении общего количества топлива, устройство выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива. Топливо сгорает DOC с тем, чтобы нагреть выхлопной газ в DOC. Таким образом, температура перед DPF достигает заданной температуры регенерации.
[0079] В способе управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, заданная температура регенерации, текущая температура перед DPF и текущая температура перед DOC вводятся в физическую модель с тем, чтобы получить подаваемое в прямом направлении количество топлива из физической модели. Дополнительно, в процессе получения подаваемого в прямом направлении количества топлива из физической модели, процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, моделируется в DOC, так что подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе количества топлива, необходимого для процесса сгорания. Таким образом, в этом способе, физическая модель точно моделирует процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации на основе текущей температуры перед DPF и текущей температуры перед DOC. Подаваемое в прямом направлении количество топлива получается точно на основе смоделированного процесса сгорания, так что точность подаваемого в прямом направлении количества топлива повышается, тем самым повышая точность общего количества топлива, требуемого для выброса устройством для выброса HC. Поэтому, температура перед DPF, полученная посредством регулирования, предотвращается от превышения или понижения от заданной температуры регенерации, тем самым предотвращая сгорание устройства, расположенного за DPF, из-за чрезмерной температуры или избегая частой регенерации из-за недостаточной температуры.
[0080] Для того, чтобы дополнительно повысить точность общего количества топлива, предусмотрена другая реализация способа управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который поясняется и описывается ниже в связи с прилагаемыми чертежами.
Второй вариант осуществления способа
[0081]
[0082] Второй вариант осуществления способа улучшен на основе первого варианта осуществления способа. Для краткости, некоторые детали второго варианта осуществления способа являются такими же, как и детали первого варианта осуществления способа, которые здесь не повторяются.
[0083] Выполним ссылку к фиг.4, которая представляет собой блок-схему другой реализации способа для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0084] Способ управления температурой перед DPF согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения включает следующие этапы с S401 по S405.
[0085] На этапе S401 строится физическая модель.
[0086] На этапе S402, посредством использования физической модели, получается подаваемое в прямом направлении количество топлива на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед дизельным сажевым фильтром DPF и текущей температуры перед дизельным катализатором окисления DOC.
[0087] На этапе S403 отводимое назад количество топлива получается на основе разницы между первой температурой и текущей температурой перед DPF с использованием пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма.
[0088] На этапе S404, общее количество топлива получается на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива.
[0089] Этап S404 является аналогичным этапу S302 и здесь подробно не описывается.
[0090] На этапе S405, общее количество топлива передается в устройство для выброса углеводородов, так что устройство для выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива с тем, чтобы увеличить температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0091] Этап S405 является аналогичным этапу S303 и здесь подробно не описывается.
[0092] Детали этапов с S401 по S403 описаны последовательно ниже.
[0093] Этап S401 может быть реализован различными способами, которые описаны последовательно ниже.
[0094] Выполним ссылку к фиг.5, которая представляет собой блок-схему реализации этапа S401 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0095] В реализации, этап S401 включает в себя следующие этапы с S4011 по S4016.
[0096] На этапе S4011, DOC делится на N подблоков DOC, где N является положительным целым числом, и N больше или равно 2.
[0097] Температуры в разных местах в DOC являются различными. В частности, температуры в разных местах в DOC различаются вдоль направления, в котором течет выхлопной газ.
[0098] Следовательно, чтобы дополнительно повысить точность физической модели для моделирования DOC, DOC делится на несколько подблоков DOC вдоль направления, в котором течет выхлопной газ с тем, чтобы имитировать процесс сгорания топлива в каждом из множества подблоков DOC, тем самым повышая точность физической модели и дополнительно улучшая точность подаваемого в прямом направлении количества топлива.
[0099] Для удобства объяснения и описания, объяснение и описание приведены ниже вместе с Фиг.6.
[0100] Выполним ссылку к фиг.6, которая представляет собой схематичную структурную схему разделения DOC на шесть подблоков DOC согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0101] DOC, показанный на фиг.6, включает в себя первый подблок 501 DOC, второй подблок 502 DOC, третий подблок 503 DOC, четвертый подблок 504 DOC, пятый подблок 505 DOC, и шестой подблок 506 DOC. Любые два подблока DOC имеют разные текущие состояния.
[0102] Выхлопной газ проходит через первый подблок 501 DOC, второй подблок 502 DOC, третий подблок 503 DOC, четвертый подблок 504 DOC, пятый подблок 505 DOC и шестой подблок 506 DOC последовательно.
[0103] N может быть заданным. Большое значение N указывает на то, что DOC, моделируемый физической моделью, приближается к фактическому DOC, так что точность физической модели является высокой.
[0104] Следует отметить, что по мере увеличения N, сложность физической модели увеличивается, и также увеличивается вычисление для получения соответствующих параметров процесса сгорания с использованием физической модели. В этом случае, при выполнении процесса, увеличивается нагрузка на электронный блок управления. Поэтому, в практических применениях, N устанавливается на основе требований к точности физической модели и величине нагрузки электронного блока управления.
[0105] На этапе S4012, текущая температура пред DPF устанавливается как начальная температура за N-м подблоком DOC.
[0106] В примере, как показано на Фиг.6, в случае, когда DOC разделен на шесть подблоков, текущая температура перед DPF устанавливается как начальная температура за шестым подблоком 506 DOC на этапе S4012.
[0107] На этапе S4013, начальные температуры за N подблоками DOC получаются последовательно.
[0108] Выполним ссылку к фиг.7, которая представляет собой блок-схему реализации этапа S4013 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0109] В этой реализации, этап S4013 включает в себя следующие этапы с S40131 по S40135.
[0110] На этапе S40131, начальная температура за (N-1)-м подблоком DOC получается на основе начальной температуры ниже по потоку от N-го подблока DOC.
[0111] На этапе S40132, начальная температура за (N-2)-м подблоком DOC получается на основе начальной температуры за (N-1)-м подблоком DOC.
[0112] На этапе S40133, начальная температура за (N-3)-м подблоком DOC получается на основе начальной температуры за (N-2)-м подблоком DOC.
[0113] На этапе S40134, начальная температура за вторым подблоком DOC получается на основе начальной температуры за третьим подблоком DOC.
[0114] На этапе S40135, начальная температура за первым подблоком DOC получается на основе начальной температуры за вторым подблоком DOC.
[0115] В другой реализации, чтобы повысить точность начальных температур за различными подблоками DOC, S4013 включает в себя: получение начальной температуры за (Ni-1)-м подблоком DOC на основе начальной температуры за (Ni)-м подблоком DOC и первого параметра рассеивания тепла, где i является положительным целым числом, и i больше или равно 0 и меньше или равно N-2.
[0116] Первый параметр рассеивания тепла включает в себя температуру окружающей среды за пределами DOC, коэффициент рассеивания тепла и теплоемкость выхлопного газа.
[0117] Следует отметить, что первый параметр рассеивания тепла может быть предварительно установлен или может быть определен на основе состояния двигателя.
[0118] Кроме того, в реализации, начальная температура за (N-i-1) -го подблока DOC получается на основе начальной температуры за (N-i)-м подблоком DOC и первого параметра рассеивания тепла из следующего уравнения.
N-i-1
N-i
env
[0119] В уравнении (1) t представляет начальную температуру за (N-i-1)-м подблоком DOC, t представляет собой начальную температуру за (N-i)-м подблоком DOC, t представляет температуру окружающей среды за пределами DOC, facHeatLoss представляет коэффициент рассеивания тепла, а CpEG представляет теплоемкость выхлопного газа.
[0120] На этапе S4014, текущая температура перед DOC устанавливается в качестве температуры перед первым подблоком DOC. Температура перед DOC представляет собой температуру выхлопного газа, протекающего в DOC.
[0121] В примере, как показано на Фиг.6, в случае, когда DOC разделен на шесть подблоков, на этапе S4014, текущая температура перед DOC устанавливается как температура перед первым подблоком DOC.
[0122] На этапе S4015 величины потребности в топливе этих подблоков DOC и фактические температуры за этими подблоками DOC получаются последовательно.
[0123] Выполним ссылку к фиг.8, которая представляет собой блок-схему реализации этапа S4015 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0124] На этапе S4015a, величина потребности в топливе первого подблока DOC получается на основе температуры перед первым подблоком DOC и начальной температуры за первым подблоком DOC.
[0125] На этапе S4015b, фактическая температура за первым подблоком DOC получается на основе температуры перед первым подблоком DOC и величины потребности в топливе первого подблока DOC.
[0126] На этапе S4015c, фактическая температура за первым подблоком DOC устанавливается как температура перед вторым подблоком DOC.
[0127] На этапе S4015d, величина потребности в топливе второго подблока DOC получается на основе температуры перед вторым подблоком DOC и начальной температуры за вторым подблоком DOC.
[0128] На этапе S4015e, фактическая температура за вторым подблоком DOC получается на основе температуры перед вторым подблоком DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC.
[0129] На этапе S4015f, фактическая температура за вторым подблоком DOC устанавливается как температура перед третьим подблоком DOC.
[0130] На этапе S4015g, величина потребности в топливе третьего подблока DOC получается на основе температуры перед третьим подблоком DOC и начальной температуры за третьим подблоком DOC.
[0131] На этапе S4015h, фактическая температура за третьим подблоком DOC получается на основе температуры перед третьим подблоком DOC и величины потребности в топливе третьего подблока DOC.
[0132] На этапе S4015i, фактическая температура за третьим подблоком DOC устанавливается как температура перед четвертым подблоком DOC.
[0133] На этапе S4015j, величина потребности в топливе (N-1)-го подблока DOC получается на основе температуры перед (N-1)-м подблоком DOC и начальной температуры за (N-1)-м подблоком DOC.
[0134] На этапе S4015k, фактическая температура за (N-1)-м подблоком DOC получается на основе температуры перед (N-1)-м подблоком DOC и величины потребности в топливе (N-1)-го подблока DOC.
[0135] На этапе S4015l, фактическая температура за (N-1)-м подблоком DOC устанавливается как температура перед N-м подблоком DOC.
[0136] На этапе S4015m, величина потребности в топливе N-го подблока DOC получается на основе температуры перед N-м подблоком DOC и начальной температуры за N-м подблоком DOC.
[0137] На этапе S4015n, фактическая температура за N-м подблоком DOC получается на основе температуры перед N-м подблоком DOC и величины потребности в топливе N-го подблока DOC.
[0138] В другой реализации, чтобы повысить точность величин потребности в топливе этих подблоков DOC, на этапе S4015 получение величины потребности в топливе j-го подблока DOC на основе температуры перед j-м подблоком DOC и начальной температуры после j-го подблока DOC, и где j является положительным целым числом, и j больше или равно 1 и меньше или равно N-1, включает в себя: получение величины потребности в топливе для j-го подблока DOC на основе температуры перед j-м подблоком DOC, начальной температуры после j-го подблока DOC и второго параметра рассеивания тепла, где j является положительным целым числом, и j больше или равно 1 и меньше или равно N-1.
[0139] Второй параметр рассеивания тепла включает в себя температуру окружающей среды за пределами DOC, коэффициент рассеивания тепла, теплоемкость выхлопа и теплотворную способность топлива.
[0140] Следует отметить, что второй параметр рассеивания тепла может быть предварительно установлен или может быть определен на основе состояния двигателя.
[0141] Кроме того, в реализации, величина потребности в топливе j-го подблока DOC получается на основе температуры перед j-м подблоком DOC, начальной температуры за j-м подблоком DOC и второго параметра рассеивания по следующей формуле:
j
j
env
j
[0142] В уравнении (2) Q представляет величину потребности в топливе j-го подблока DOC, t представляет начальную температуру за j-м подблоком DOC, t представляет температуру окружающей среды за пределами DOC, facHeatLoss представляет собой коэффициент рассеяния тепла, tup представляет температуру перед j-м подблоком DOC, CpEG представляет теплоемкость выхлопа, а facFu представляет теплотворную способность топлива.
[0143] Следует отметить, что величина теплотворной способности топлива может быть определена на основе типа топлива.
[0144] В другой реализации, чтобы повысить точность фактической температуры за этими подблоками DOC, на этапе S4015 получение фактической температуры за j-м подблоком DOC на основе температуры перед j-м подблоком DOC и величины потребности в топливе j-го подблока DOC, и где j является положительным целым числом, и j больше или равно 1 и меньше или равно N-1, включает в себя: получение фактической температуры за j-м подблоком DOC на основе температуры перед j-м подблоком DOC, величины потребности в топливе j-го подблока DOC и третьего параметра рассеивания тепла, где j является положительным целым числом, и j больше или равно 1 и меньше или равно N-1.
[0145] Третий параметр рассеивания тепла включает в себя температуру окружающей среды за пределами DOC, коэффициент рассеивания тепла, теплоемкость выхлопа и теплотворную способность топлива.
[0146] Следует отметить, что третий параметр рассеивания тепла может быть предварительно установлен или может быть определен на основе состояния двигателя.
[0147] Более того, фактическая температура за j-м подблоком DOC получается на основе температуры перед j-м подблоком DOC и величины потребности в топливе j-го подблока DOC и третьего параметра рассеивания тепла по следующей формуле:
j
j
env
j
[0148] В уравнении (3) T представляет фактическую температуру за j-м подблоком DOC, Q представляет величину потребности в топливе j-го подблока DOC, facFu представляет теплотворную способность топлива, t представляет температуру окружающей среды за пределами DOC, facHeatLoss представляет собой коэффициент рассеяния тепла, tup представляет температуру перед j-м подблоком DOC, CpEG представляет теплоемкость выхлопа.
[0149] Следует отметить, что величина теплотворной способности топлива может быть определена на основе типа топлива.
[0150] На этапе S4016, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе величин потребности в топливе всех подблоков DOC.
[0151] В реализации, на этапе S4016, величины потребности в топливе первого подблока DOC с N-м подблоком DOC складываются, и сумма величин потребности в топливе первого подблока DOC с N-м подблоком DOC устанавливается как подаваемое в прямом направлении количество топлива.
[0152] В другой реализации, чтобы дополнительно повысить точность подаваемого в прямом направлении количества топлива, на этапе S4016, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе величин потребности в топливе всех подблоков DOC и скоростей преобразования топлива. Величины потребности в топливе всех подблоков DOC соответствуют скоростям преобразования топлива в соотношении один к одному.
[0153] В этой реализации, подаваемое в прямом направлении количество топлива рассчитывается по следующему уравнению.
all
j
j
[0154] В уравнении (4), Q представляет подаваемое в прямом направлении количество топлива, Q представляет величину потребности в топливе j-го подблока DOC, e представляет скорость преобразования топлива, соответствующую величине потребности в топливе j-го подблока DOC.
[0155] Таким образом, учитывая топливную эффективность каждого подблока DOC, дополнительно повышается точность подаваемого в прямом направлении количества топлива, а также улучшается степень использования топлива.
[0156] Реализация этапа S401 подробно описана выше. В этой реализации, DOC разделяется на более чем 2 подблока DOC, рассчитываются величины потребности в топливе более чем 2 подблоков DOC и фактические температуры за более чем 2 подблоками DOC, так что подаваемое в прямом направлении количество топлива DOC точно получается на основе величин потребности в топливе всех подблоков DOC.
[0157] Чтобы облегчить понимание специалистами в данной области техники, S401 описывается ниже с N=2 в качестве примера.
[0158] Выполним ссылку к фиг.9, которая представляет собой блок-схему реализации этапа S401 в случае N=2 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0159] В случае N=2, этап S401 может включать в себя следующие этапы с S401a по S401j.
[0160] На этапе S401a, DOC делится на два подблока DOC, то есть первый подблок DOC и второй подблок DOC.
[0161] На этапе S401b, текущая температура пред DPF устанавливается как начальная температура за вторым подблоком DOC.
[0162] На этапе S401с, начальная температура за первым подблоком DOC получается на основе начальной температуры за вторым подблоком DOC.
[0163] На этапе S401d, текущая температура перед DOC устанавливается в качестве температуры перед первым подблоком DOC.
[0164] На этапе S401e, величина потребности в топливе первого подблока DOC получается на основе температуры перед первым подблоком DOC и начальной температуры за первым подблоком DOC.
[0165] На этапе S401f, фактическая температура за первым подблоком DOC получается на основе температуры перед первым подблоком DOC и величины потребности в топливе первого подблока DOC.
[0166] На этапе S401g, фактическая температура за первым подблоком DOC устанавливается как температура перед вторым подблоком DOC.
[0167] На этапе S401h, величина потребности в топливе второго подблока DOC получается на основе температуры перед вторым подблоком DOC и начальной температуры за вторым подблоком DOC.
[0168] На этапе S401i, фактическая температура за вторым подблоком DOC получается на основе температуры перед вторым подблоком DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC.
[0169] На этапе S401j, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе величины потребности в топливе первого подблока DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC.
[0170] Следует отметить, что приведенное выше описание основано на реализации, в которой DOC разделен на два подблока DOC. Однако на этапе S401 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, DOC делится на более чем два подблока DOC, что не ограничивается настоящим изобретением.
[0171] Реализация этапа S401 описана выше.
[0172] Реализация этапа S402 описана выше.
[0173] В способе реализации, на этапе S402, заданная температура регенерации, текущая температура перед DPF и текущая температура перед DOC служат в качестве входных параметров и вводятся в физическую модель, построенную на S401 с тем, чтобы получить подаваемое в прямом направлении количество топлива.
[0174] В этом случае, физическая модель, построенная на этапе S401, точно моделирует процесс горения в DOC. Следовательно, подаваемое в прямом направлении количество топлива точно получается на основе физической модели, построенной S401 с тем, чтобы точно получить общее количество топлива, тем самым предотвращая превышение температуры перед DPF от заданной температуры регенерации, и дополнительно предотвращая устройство, расположенное за DPF от сгорания.
[0175] Реализация этапа S402 описана выше.
[0176] Реализация этапа S403 описана выше.
[0177] Первая температура может быть задана или может быть определена на основе заданной температуры регенерации.
[0178] В реализации, в случае, когда первая температура служит в качестве заданной температуры регенерации, на этапе S403 отводимое назад количество топлива получается на основе разницы между заданной температурой регенерации и текущей температурой перед DPF посредством использования пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма.
[0179] В другой реализации, чтобы дополнительно повысить точность отводимого назад количества топлива, на этапе S403, фактическая температура за последним подблоком DOC получается на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед DPF, и текущей температуры перед DOC, которые вводятся в физическую модель, а количество отводимого назад топлива получается на основе разницы между фактической температурой за последним подблоком DOC и текущей температурой перед DPF за счет использования пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма.
[0180] В примере, в случае, когда DOC включает первый подблок DOC и второй подблок DOC, на этапе S403, отводимое назад количество топлива получается на основе разницы между фактической температурой за вторым подблоком DOC и текущей температурой перед DPF посредством использования пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма.
[0181] Реализация этапа S402 описана выше.
[0182] В способе управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, DOC разделен на более чем два подблока DOC, и процесс горения в различных подблоках DOC используется для имитации процесса горения в различных местах в DOC, так что физическая модель, имитирующая DOC, точно имитирует фактический процесс горения в DOC с тем, чтобы получить точное количество подаваемого в прямом направлении топлива на основе процесса горения, тем самым повышая точность общего количества топлива. Поэтому, температура перед DPF, полученная посредством регулирования, предотвращается от превышения или понижения от заданной температуры регенерации, тем самым предотвращая сгорание устройства, расположенного за DPF, из-за чрезмерной температуры или избегая частой регенерации из-за недостаточной температуры. Более того, в этом способе, точность подаваемого в прямом направлении количества топлива дополнительно улучшается на основе величины потребности в топливе всех подблоков DOC и скоростей преобразования топлива, соответственно соответствующих величинам потребности в топливе всех подблоков DOC, с тем, чтобы дополнительно повысить точности общего количества топлива, что предотвращает превышение температуры перед DPF от заданной температуры регенерации, тем самым, предотвращая сгорание устройства, расположенного после DPF, из-за чрезмерной температуры.
[0183] Кроме того, в способе управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, фактическая температура за последним подблоком DOC получается с использованием физической модели с тем, чтобы получить отводимое назад количество топлива на основе разницы между фактической температурой за последним подблоком DOC и текущей температурой перед DPF с использованием пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма. Таким образом, точность отводимого назад количества топлива повышается, так что точность общего количества топлива улучшается, и предотвращается превышение температуры перед DPF от заданной температуры регенерации, тем самым не позволяя устройству, расположенному за DPF от сгорания из-за чрезмерной температуры.
[0184] Для того, чтобы улучшить коэффициент использования топлива, предусмотрена другая реализация способа управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который поясняется и описывается ниже в связи с прилагаемыми чертежами.
Третий вариант осуществления способа
[0185]
[0186] Третий вариант осуществления способа улучшен на основе первого варианта осуществления способа или второго варианта осуществления способа. Для краткости, третий вариант осуществления способа поясняется и проиллюстрирован ниже с использованием улучшений, основанных на первом варианте осуществления способа в качестве примера. Некоторые детали третьего варианта осуществления способа, которые аналогичны деталям первого варианта осуществления способа, здесь подробно не описываются.
[0187] Выполним ссылку к фиг.10, которая представляет собой блок-схему способа для управления температурой перед DPF согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0188] Способ управления температурой перед DPF согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения включает следующие этапы с S901 по S909.
[0189] На этапе S901, заданная температура регенерации получается на основе текущей температуры перед DPF.
[0190] В реализации, на этапе S901, заданная температура регенерации получается на основе суммы текущей температуры перед DPF и второго приращения. Второе приращение больше 0 и имеет небольшое значение.
[0191] Например, предполагается, что текущая температура перед DPF составляет 400°C, а второе приращение составляет 10°C. На этапе S901, заданная температура регенерации 410°C получается на основе суммы текущей температуры перед DPF, равной 400°C, и второго приращения в 10°C.
[0192] На этапе S902, посредством использования физической модели, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед дизельным сажевым фильтром DPF и текущей температуры перед дизельным катализатором окисления DOC. Физическая модель построена моделированием процесса, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0193] Этап S902 является аналогичным этапу S301 и здесь подробно не описывается.
[0194] На этапе S903, общее количество топлива получается на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива.
[0195] Этап S903 является аналогичным этапу S302 и здесь подробно не описывается.
[0196] На этапе S904, общее количество топлива передается в устройство для выброса углеводородов, так что устройство для выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива с тем, чтобы увеличить температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0197] Этап S904 является аналогичным этапу S303 и здесь подробно не описывается.
[0198] На этапе S905, получается обновленная температура перед DPF.
[0199] На этапе S906 определяется, достигает ли обновленная температура перед DPF целевой температуры регенерации. В случае, если обновленная температура перед DPF достигает целевой температуры регенерации, выполняется этап S909. В случае, если обновленная температура перед DPF не достигает целевой температуры регенерации, выполняется этап S907.
[0200] Целевая температура регенерации требуется для регенерации DPF.
[0201] Например, DPF требуется регенерировать при температуре 600°C. Следовательно, целевая температура регенерации составляет 600°C.
[0202] На этапе S907, обновленная заданная температура регенерации получается на основе суммы заданной температуры регенерации и первого приращения.
[0203] Первое приращение может быть получено на основе определенного правила. Например, первая температура представляет собой фиксированную температуру или не фиксированную температуру.
[0204] Следует отметить, что независимо от того, как получено первое приращение, сумма первого приращения и заданной температуры регенерации не может превышать целевую температуру регенерации.
[0205] В реализации, первое приращение является фиксированной температурой, на этапе S907, обновленная заданная температура регенерации является суммой температуры регенерации и фиксированной температуры. Таким образом, в случае, когда подаваемое в прямом направлении количество топлива получается периодически посредством использования физической модели, заданная температура регенерации, соответствующая предыдущему периоду, увеличивается на фиксированную температуру, чтобы получить заданную температуру регенерации, соответствующую последующему периоду.
[0206] В реализации, первое приращение является не фиксированной температурой, на этапе S907, обновленная заданная температура регенерации является суммой температуры регенерации и не фиксированной температуры. Таким образом, в случае, когда подаваемое в прямом направлении количество топлива получается периодически посредством использования физической модели, заданная температура регенерации, соответствующая периоду, увеличивается на не фиксированную температуру для получения заданной температуры регенерации, соответствующей последующему периоду.
[0207] На этапе S908, заданная температура регенерации и текущая температура перед DPF получается на основе обновленной заданной температуры регенерации и обновленной температуры перед DPF, соответственно с тем, чтобы вернуться к этапу S902.
[0208] В реализации, на этапе 908, заданная температура регенерации равна обновленной заданной температуре регенерации, а текущая температура перед DPF равна обновленной температуре перед DPF.
[0209] На этапе S909, процесс управления температурой перед DPF заканчивается.
[0210] В способе управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается периодически с использованием физической модели, при этом заданная температура регенерации, соответствующая предыдущему периоду, увеличивается на фиксированную температуру или не фиксированную температуру для получения заданной температуры регенерации, соответствующей последующему периоду, так что температура перед DPF постепенно приближается к целевой температуре регенерации. Когда температура перед DPF достигает заданной температуры регенерации, процесс управления температурой перед DPF завершается. Таким образом, температура перед DPF регулируется для постепенного приближения к целевой температуре регенерации, так что температура перед DPF, полученная системой регулирования, не может превышать или быть меньше целевой температуры регенерации во время регулирования, тем самым предотвращая устройство, расположенное после DPF, от сгорания из-за чрезмерной температуры или предотвращения неполной регенерации из-за недостаточной температуры. Дополнительно, во время регулирования предотвращается потеря топлива в результате того, что температура перед DPF превышает целевую температуру регенерации, тем самым повышается степень использования топлива. Кроме того, можно избежать чрезмерного периода времени в результате того, что температура перед DPF превышает целевую температуру регенерации во время регулирования, тем самым сокращая период времени, необходимый для того, чтобы температура перед DPF достигла заданной температуры регенерации, и повышая эффективность управления температурой. Кроме того, DOC периодически управляет устройством выброса углеводородов для выброса топлива, избегая потерь топлива из-за недостаточного сгорания в результате чрезмерного выброса топлива, тем самым улучшая использование топлива.
[0211] На основе способа управления температурой перед DPF согласно вышеизложенным вариантам осуществления, дополнительно предусмотрено устройство для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения, которое поясняется и описывается ниже в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Вариант осуществления устройства
[0212]
[0213] Выполним ссылку к фиг.11, которая представляет собой структурную блок-схему устройства для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0214] Устройство для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя первый блок 1001 получения, второй блок 1002 получения и передающий блок 1003.
[0215] Первый блок 1001 получения выполнен с возможностью получения, посредством использования физической модели, подаваемого в прямом направлении количества топлива на основе заданной температуры регенерации, текущей температуры перед дизельным сажевым фильтром DPF и текущей температуры перед дизельным катализатором окисления DOC. Физическая модель построена моделированием процесса, в котором DOC увеличивает температуру перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0216] Второй блок 1002 получения выполнен с возможностью получения общего количества топлива на основе подаваемого в прямом направлении количества топлива и отводимого назад количества топлива.
[0217] Передающий блок 1003 выполнен с возможностью передачи общего количества топлива в устройство для выброса углеводородов, так, что устройство для выброса углеводородов выбрасывает топливо на основе общего количества топлива, для повышения температуры перед DPF до заданной температуры регенерации.
[0218] В другой реализации, для увеличения точности подаваемого в прямом направлении количества топлива, и дополнительного увеличения точности общего количества топлива, первый блок 1001 получения включает в себя подблок разделения, первый подблок установки, первый подблок получения, второй подблок установки, второй подблок получения, третий подблок получения, третий подблок установки, четвертый подблок получения, пятый подблок получения и шестой подблок получения.
[0219] Подблок разделения выполнен с возможностью разделения DOC, по меньшей мере, на два подблока DOC. По меньшей мере, два подблока DOC включают в себя первый подблок DOC и второй подблок DOC.
[0220] Первый подблок установки выполнен с возможностью установки текущей температуры перед DPF в качестве начальной температуры за вторым подблоком DOC.
[0221] Первый подблок получения выполнен с возможностью получения начальной температуры за первым подблоком DOC на основе начальной температуры за вторым подблоком DOC.
[0222] Второй подблок установки выполнен с возможностью установки текущей температуры перед DOC в качестве температуры перед первым подблоком DOC.
[0223] Второй подблок получения выполнен с возможностью получения величины потребности в топливе первого подблока DOC на основании температуры перед первым подблоком DOC и начальной температуры за первым подблоком DOC.
[0224] Третий подблок получения выполнен с возможностью получения фактической температуры за первым подблоком DOC на основе температуры перед первым подблоком DOC и величины потребности в топливе первого подблока DOC.
[0225] Третий подблок установки выполнен с возможностью установки фактической температуры за первым подблоком DOC как температуры перед вторым подблоком DOC.
[0226] Четвертый подблок получения выполнен с возможностью получения величины потребности в топливе второго подблока DOC на основе температуры перед вторым подблоком DOC и начальной температуры за вторым подблоком DOC.
[0227] Пятый подблок получения выполнен с возможностью получения фактической температуры за вторым подблоком DOC на основе температуры перед вторым подблоком DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC.
[0228] Шестой подблок получения выполнен с возможностью получения подаваемого в прямом направлении количества топлива на основе величины потребности в топливе первого подблока DOC и величины потребности в топливе второго подблока DOC.
[0229] В другой реализации, чтобы повысить точность подаваемого в прямом направлении количества топлива и дополнительно повысить точность общего количества топлива, устройство для управления температурой перед DPF согласно настоящему изобретению дополнительно включает в себя третий блок получения. Третий блок получения выполнен с возможностью получения отводимого назад количества топлива на основе разницы между фактической температурой за вторым подблоком DOC и текущей температурой перед DPF, посредством использования пропорционально-интегрально-дифференциального PID алгоритма.
[0230] В другой реализации, чтобы дополнительно повысить точность подаваемого в прямом направлении количества топлива и дополнительно повысить точность общего количества топлива, шестой подблок получения выполнен с возможностью получения подаваемого в прямом направлении количества топлива на основе величины потребности в топливе первого подблока DOC, первой скорости преобразования топлива, соответствующей величине потребности в топливе первого подблока DOC, величины потребности в топливе второго подблока DOC и второй скорости преобразования топлива, соответствующей величине потребности в топливе второго подблока DOC.
[0231] В другой реализации, чтобы улучшить коэффициент использования топлива и эффективность управления температурой, первый блок 1001 получения выполнен с возможностью периодического получения подаваемого в прямом направлении количества топлива посредством использования физической модели. Заданная температура регенерации, соответствующая предыдущему периоду, увеличивается на фиксированную температуру или на не фиксированную температуру для получения заданной температуры регенерации, соответствующей последующему периоду. Заданная температура регенерации варьируется от текущей температуры перед DPF до целевой температуры регенерации.
[0232] Устройство для управления температурой перед DPF согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя первый блок 1001 получения, второй блок 1002 получения и передающий блок 1003. С этим устройством, заданная температура регенерации, текущая температура перед DPF и текущая температура перед DOC вводятся в физическую модель с тем, чтобы получить подаваемое в прямом направлении количество топлива из физической модели. Дополнительно, в процессе получения подаваемого в прямом направлении количества топлива из физической модели, процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, моделируется в DOC, так что подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе количества топлива, необходимого для процесса сгорания. Таким образом, в этом устройстве, физическая модель точно моделирует процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации на основе текущей температуры перед DPF и текущей температуры перед DOC. Поэтому, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается точно на основе смоделированного процесса сгорания, так что точность подаваемого в прямом направлении количества топлива повышается, тем самым, повышая точность общего количества топлива, требуемого для выброса устройством для выброса HC. Поэтому, температура перед DPF, полученная посредством регулирования, предотвращается от превышения или понижения от заданной температуры регенерации, тем самым предотвращая сгорание устройства, расположенного за DPF, из-за чрезмерной температуры, или избегая частой регенерации из-за недостаточной температуры.
[0233] На основе способа и устройства для управления температурой перед DPF согласно вышеизложенным вариантам осуществления, дополнительно предусмотрено транспортное средство согласно варианту осуществления настоящего изобретения, которое поясняется и описывается ниже вместе с прилагаемыми чертежами.
Вариант осуществления транспортного средства
[0234]
[0235] Выполним ссылку к фиг.12, которая представляет собой схематичную структурную схему транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[0236] Транспортное средство согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя устройство 1101 для управления температурой перед DPF. Устройство 1101 для управления температурой перед DPF является устройством для управления температурой перед DPF согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления.
[0237] Транспортное средство согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя устройство 1101 для управления температурой перед DPF. Следовательно, для транспортного средства, заданная температура регенерации, текущая температура перед DPF и текущая температура перед DOC вводятся в физическую модель с тем, чтобы получить подаваемое в прямом направлении количество топлива из физической модели. Дополнительно, в процессе получения подаваемого в прямом направлении количества топлива из физической модели, процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации, моделируется в DOC, так что подаваемое в прямом направлении количество топлива получается на основе количества топлива, необходимого для процесса сгорания. Таким образом, в этом транспортном средстве, физическая модель точно моделирует процесс сгорания, увеличивающий температуру перед DPF до заданной температуры регенерации на основе текущей температуры перед DPF и текущей температуры перед DOC. Поэтому, подаваемое в прямом направлении количество топлива получается точно на основе смоделированного процесса сгорания, так что точность подаваемого в прямом направлении количества топлива повышается, тем самым, повышая точность общего количества топлива, требуемого для выброса устройством для выброса HC. Поэтому, температура перед DPF, полученная посредством регулирования, предотвращается от превышения или понижения от заданной температуры регенерации, тем самым предотвращая сгорание устройства, расположенного за DPF, из-за чрезмерной температуры, или избегая частой регенерации из-за недостаточной температуры.
[0238] Следует понимать, что в этом описании, «по меньшей мере, один (элемент)» относится к одному или более, а «несколько» относится к двум или более. Выражение «и/или» используется для описания отношения ассоциации связанных объектов, указывая на то, что может быть три типа отношений. Например, выражение «A и/или B» может указывать на случай только A, случай только B или случай обоих A и B, где A и B могут быть в единственном или множественном числе. Символ «/» обычно указывает, что предыдущий и последующие объекты находятся в отношении «или». Выражение «по меньшей мере, один (элемент) из следующих» или подобные выражения относятся к любой комбинации этих элементов, включая любую комбинацию одного (элемент) или множественного числа (элементы). Например, выражение «по меньшей мере, одно из a, b или c» может указывать на случай «только a», случай «только b», случай «только c», случай «a и b», случай «a и c», случай «b и c» или случай «оба a, b и c», где a, b и c могут быть одиночными или множественными.
[0239] Только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше и не предназначены для ограничения настоящего изобретения в какой-либо форме. Хотя настоящее изобретение раскрыто, как указано выше, в предпочтительных вариантах осуществления, которые не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники, основываясь на способах и технических решениях, раскрытых выше, могут внести множество возможных изменений и модификаций в технические решения настоящего изобретения или заменить их на эквивалентные варианты осуществления, не выходя за рамки технических решений настоящего изобретения. Следовательно, любые простые модификации, эквивалентные изменения и модификации, внесенные в вышеупомянутые варианты осуществления на основе технической сущности настоящего изобретения, без отклонения от технических решений настоящего изобретения, по-прежнему подпадают под объем защиты технических решений настоящего изобретения.