用于排氣處理系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】描述了用于具有包括微粒過濾器的排氣處理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的多種系統(tǒng)和方法。在一個(gè)示例方法中，響應(yīng)于在延長(zhǎng)的冷怠速操作時(shí)微粒過濾器的再生請(qǐng)求，通過升高排氣溫度至第一溫度積聚的碳?xì)浠衔锉粡呐艢馓幚硐到y(tǒng)中除去。在預(yù)定的持續(xù)時(shí)間后，排氣溫度被升高至第二、更高的溫度以再生微粒過濾器。
【專利說明】用于排氣處理系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)大體涉及一種定位在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)的排氣處理系統(tǒng)的再生。
【背景技術(shù)】
[0002]排氣處理系統(tǒng)被包含在車輛中發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)內(nèi)，用于減少受管制的排放。在一個(gè)例子中，排氣處理系統(tǒng)可包括柴油微粒過濾器(DPF)和柴油氧化催化劑(D0C)。排氣溫度定期升高，以便以被稱為DPF再生的過程燃燒在DPF內(nèi)積聚的碳煙。在一些條件下，如延長(zhǎng)的冷怠速，發(fā)動(dòng)機(jī)中未燃燒的碳?xì)浠衔锟梢员环e聚到排氣處理系統(tǒng)中并且沒有產(chǎn)生功率。在隨后的DPF再生中，所積聚的未燃燒的碳?xì)浠衔锟梢匝杆俚厝紵Ｈ紵細(xì)浠衔镏械姆艧崾遣皇芸睾臀从?jì)量的，從而造成排氣系統(tǒng)內(nèi)過高的溫度，從而導(dǎo)致DPF和/或DOC的退化。
[0003]本發(fā)明人在此已經(jīng)意識(shí)到上述問題，并且設(shè)計(jì)了一種方法至少可以部分解決它。因此，一種用于排氣系統(tǒng)的方法被公開。該方法包括，響應(yīng)于延長(zhǎng)的冷怠速運(yùn)轉(zhuǎn)并且響應(yīng)微粒過濾器的再生請(qǐng)求，首先除去存儲(chǔ)在微粒過濾器中的碳?xì)浠衔?，然后?zhí)行微粒過濾器再生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)示例中，排氣溫度可被升高至第一溫度，但低于第二溫度，以通過解吸碳?xì)浠衔飦沓ニ鼈儯蝗缓筮M(jìn)一步升高至第二溫度，以啟動(dòng)微粒過濾器的再生。例如，排氣在第一溫度的持續(xù)時(shí)間是基于延長(zhǎng)的冷怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的持續(xù)時(shí)間和在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間的排氣溫度。通過在執(zhí)行微粒過濾器再生之前除去碳?xì)浠衔?，由于燃燒碳?xì)浠衔飳?dǎo)致的微粒過濾器的退化就可以被減少。
[0005]應(yīng)當(dāng)理解，上述
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供以簡(jiǎn)化的形式介紹將在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述的精選的構(gòu)思。這并不意味著確定要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，要求保護(hù)主題的范圍由【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一地確定。此外，要求保護(hù)的主體并不限于解決上文或在本文公開內(nèi)容的任何部分中記載的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1顯示包括定位在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的排氣處理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
[0007]圖2顯示用于確定排氣處理系統(tǒng)中的碳?xì)浠衔锏牧恳呀?jīng)超過閾值量的程序。
[0008]圖3顯示從微粒過濾器中除去碳?xì)浠衔锊⑶以偕⒘＿^濾器的程序。
[0009]圖4-6顯示圖示說明關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣溫度和存儲(chǔ)在微粒過濾器碳?xì)浠衔锏牧康母鞣N微粒過濾器再生情景的系列圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]接下來的描述涉及到用于具有排氣處理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。一種示例方法包括:響應(yīng)于延長(zhǎng)的冷怠速運(yùn)行，并且響應(yīng)微粒過濾器再生請(qǐng)求，首先除去存儲(chǔ)在氧化催化劑和/或微粒過濾器中的碳?xì)浠衔?，然后?zhí)行微粒過濾器再生。通過升高排氣溫度至第一溫度而低于第二溫度一段持續(xù)時(shí)間，碳?xì)浠衔锟梢员怀?，這段持續(xù)時(shí)間是基于延長(zhǎng)的冷怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的持續(xù)時(shí)間和在怠速狀況期間的排氣溫度。一旦碳?xì)浠衔锉怀?，微粒過濾器再生就可以通過升高排氣溫度至第二溫度來啟動(dòng)。在一些示例中，在非延長(zhǎng)的冷怠速狀況中，微粒過濾器再生可以在沒有首先除去碳?xì)浠衔锏那闆r下響應(yīng)于再生需求而被啟動(dòng)。
[0011]圖1是顯示多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)10中的一個(gè)汽缸的示意圖，它被包括在車輛的動(dòng)力系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以通過包含控制器12的控制系統(tǒng)，和通過輸入裝置130從車輛操作者132的輸入被至少部分地控制。在這個(gè)示例中，該輸入裝置130包括加速踏板和用以產(chǎn)生比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(如，汽缸)30包括燃燒室壁32，其中活塞36定位在其中。在一些實(shí)施例中，汽缸30內(nèi)側(cè)的活塞36的表面可具有碗?；钊?6連接至曲軸40，從而使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40至少要通過中間變速系統(tǒng)與車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪聯(lián)接。此外，起動(dòng)馬達(dá)通過飛輪與曲軸40聯(lián)接，從而可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行。
[0012]盡管在圖1中的示例僅顯示一個(gè)汽缸30，但是發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括多個(gè)汽缸，所述汽缸被配置為燃燒充氣空氣(例如，進(jìn)氣)與燃料的混合物，所述燃料例如柴油、汽油、醇類(如，乙醇、甲醇等)、燃料混合物或者其它適合的燃料。燃燒室30可以通過進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接受進(jìn)氣空氣，并且可以通過排氣通道48排放燃燒的氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可以通過各自的進(jìn)氣門52和排氣門54選擇性地與燃燒室30連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或更多個(gè)排氣門。
[0013]進(jìn)氣門52可以利用控制器12通過電子氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)(EVA) 51來控制。類似地，排氣門54可以利用控制器通過EVA53來控制。可替代地，可變氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是電動(dòng)液壓或者其它可以想到的機(jī)構(gòu)來使氣門驅(qū)動(dòng)。在一些情況中，控制器12可以改變提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)51和53的信號(hào)來控制相應(yīng)的進(jìn)氣門和排氣門的開閉。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可以通過氣門位置傳感器55和57分別確定。在可替代的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和排氣門可以利用一個(gè)或多個(gè)凸輪來驅(qū)動(dòng)，且可以使用凸輪輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)來改變氣門的操作。例如，汽缸30可以替代地包括通過電子氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制的進(jìn)氣門，和通過包括CPS和/或CVT的凸輪機(jī)構(gòu)控制的排氣門。
[0014]所顯示的燃料噴嘴66直接與燃燒室30聯(lián)接，以用于直接向燃燒室30內(nèi)噴射燃料。燃料噴射可以通過共軌系統(tǒng)，或者其它如柴油燃料噴射系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。燃料可以利用包括燃油箱、燃油泵和燃油軌道的高壓燃料系統(tǒng)(未顯示)被輸送至燃料噴嘴66。
[0015]進(jìn)氣通道42包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在這個(gè)具體示例中，節(jié)流板64的位置可以利用控制器12通過提供至包括節(jié)氣門62的電動(dòng)馬達(dá)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)被變化，該配置通常被稱作為電子節(jié)氣門控制(ETC)。在這種方式中，可以操作節(jié)氣門62來改變提供到其它發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃燒室30的進(jìn)氣空氣。節(jié)流板64的位置可以通過節(jié)氣門位置信號(hào)TP被提供至控制器12。進(jìn)氣通道42包括空氣流量傳感器120和歧空氣壓力傳感器122，分別用于提供信號(hào)MAF和MAP至控制器12。[0016]另外，在所公開的實(shí)施例中，排氣再循序(EGR)系統(tǒng)可以引導(dǎo)部分排氣從排氣通道48通過EGR通道140至進(jìn)氣通道44。提供至進(jìn)氣通道44的EGR的量可以通過控制器12經(jīng)由EGR閥142被變化。而且，EGR傳感器144可被設(shè)置在EGR通道內(nèi)，且可以提供壓力、溫度、和排氣濃度中的一個(gè)或多個(gè)的指示。可替代地，EGR可以通過基于從MAF傳感器(上游)、MAP (進(jìn)氣歧管)、MAT (歧管氣體溫度)和曲軸速度傳感器計(jì)算的值被控制。而且，EGR可以基于排氣氧傳感器和/或進(jìn)氣氧傳感器(進(jìn)氣歧管)被控制。在一些狀況下，EGR系統(tǒng)可以用來調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空氣和燃料混合物的溫度。雖然圖1示出高壓EGR系統(tǒng)，但是另夕卜，或可選擇地，低壓EGR系統(tǒng)可以在EGR從渦輪增壓器的渦輪下游被引導(dǎo)至渦輪增壓器的壓縮機(jī)上游的地方被使用。
[0017]如圖1中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括壓縮裝置，例如包括沿進(jìn)氣歧管44布置的至少一個(gè)壓縮機(jī)162的渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。對(duì)于渦輪增壓器，壓縮機(jī)162至少部分通過沿排氣通道48設(shè)置的渦輪164 (如，經(jīng)由軸)來驅(qū)動(dòng)。對(duì)于機(jī)械增壓器，壓縮機(jī)162至少部分通過發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，且可以不包括渦輪。因此，通過渦輪增壓器或機(jī)械增壓器，提供至發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)或多個(gè)汽缸的壓縮量可以通過控制器12被改變。
[0018]所示的排氣傳感器126在排氣處理系統(tǒng)70的上游被聯(lián)接至排氣通道48。傳感器126可以是用來提供排氣空燃比指示的任意合適的傳感器，如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EGO、HEGO (加熱的EGO)，NOx, HC、或CO傳感器。
[0019]所示的排氣處理系統(tǒng)70沿排氣傳感器126的下游的排氣通道48設(shè)置。如所描繪的，排氣處理系統(tǒng)70包括催化器71，如柴油氧化催化器(DOC)和微粒過濾器72，如柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)。在一些實(shí)施例中，微粒過濾器72位于催化劑的下游(如圖1所示)，而在其它的實(shí)施例中，微粒過濾器72可以與催化劑組合到單個(gè)磚系統(tǒng)(在圖1中未顯示)。在一些實(shí)施例中，排氣處理系統(tǒng)70可以另外地或選擇地包括選擇性催還原(SCR)系統(tǒng)、三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其它排放控制裝置或它們的組合。
[0020]微粒過濾器72可以通過升高微粒過濾器72的溫度至碳煙被氧化的預(yù)定溫度來而被定期再生。例如微粒過濾器72的溫度可以通過升高發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度被升高。在一些示例中，排氣溫度可以通過調(diào)整一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)而被升高，如燃料噴射正時(shí)、空燃t匕、火花正時(shí)等，如將在下文更加詳細(xì)地描述的。在其它實(shí)施例中，排氣溫度可以在微粒過濾器72的下游通過將燃料噴射到排氣通道48或排氣處理系統(tǒng)70的上游而被升高。
[0021]而且，在一些工況下，如在延長(zhǎng)的冷怠速狀況中，過量的碳?xì)浠衔锟梢苑e聚在排氣處理系統(tǒng)70中。由于過量的碳?xì)浠衔锟赡苋紵瑥亩鴮?dǎo)致排氣處理系統(tǒng)70部件的退化，所積聚的碳?xì)浠衔锟梢栽趫?zhí)行微粒過濾器72再生之前在碳?xì)浠衔锏慕馕降倪^程中除去。碳?xì)浠衔锏慕馕竭^程包括升高排氣溫度至第一溫度，但低于第二溫度。作為一個(gè)非限制示例，第一溫度可以在250到350°C之間。當(dāng)在第一溫度預(yù)定持續(xù)時(shí)間后，排氣溫度被升高至第二溫度，從而啟動(dòng)再生，這將在下文更詳細(xì)地說明。作為一個(gè)非限制示例，第二溫度可以是600°C。
[0022]繼續(xù)見圖1，圖1中所示的控制器可以作為微型計(jì)算機(jī)，它包括:微處理器單元(CPU) 102，輸入/輸出接口 104 (1/0)，用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)，如在該具體示例中所示的只讀存儲(chǔ)器(ROM) 106，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 108，?；畲鎯?chǔ)器(KAM) 110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以從聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)12的傳感器接受各種信號(hào)，除了前文所討論的那些信號(hào)外，還包括:來自質(zhì)量空氣流量傳感器120的空氣流量(MAF);來自連接至冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來自連接至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);及來自傳感器122的歧管絕對(duì)壓力信號(hào)，MAP。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，RPM，可以由控制器12從例如信號(hào)PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可以在進(jìn)氣歧管中用于提供真空、或壓力的指示。注意，可以使用上述傳感器的多種組合，例如無MAP傳感器而使用MAF傳感器，或反之亦然。在化學(xué)計(jì)量運(yùn)轉(zhuǎn)中，MAP傳感器可以提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指示。此外，這些傳感器與檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一起能夠提供進(jìn)入到汽缸的充氣量(包括空氣)的估計(jì)。在一個(gè)示例中，也可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器使用的傳感器118可以在曲軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖。
[0023]此外，控制器12可以從布置有發(fā)動(dòng)機(jī)10的車輛的操作者101接收輸入。作為示例，操作者101可以要求微粒過濾器72的手動(dòng)再生，這將在下文更詳細(xì)地說明。響應(yīng)于用于再生的手動(dòng)請(qǐng)求，控制器可調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)以便升高排氣的溫度至適合碳?xì)浠衔锏慕馕蛭⒘＿^濾器再生的合適溫度。
[0024]存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器106可以用計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)進(jìn)行編程，它表示可以由處理器102執(zhí)行的非臨時(shí)性指令，用以實(shí)現(xiàn)以下描述的方法及其它被預(yù)期但沒有具體列出的變體。
[0025]正如上文所述，圖1僅顯示多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的的一個(gè)汽缸，且每個(gè)汽缸類似地包括其各自的進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
[0026]圖2和圖3分別顯示圖示說明確定儲(chǔ)存在排氣處理系統(tǒng)中的碳?xì)浠衔锏牧渴欠翊笥陂撝岛驮偕⒘＿^濾器的流程圖。圖2中所述的程序可以被執(zhí)行，且用于確定在較高溫度下再生微粒過濾器之前碳?xì)浠衔锏慕馕枰l(fā)生。因此，圖2和圖3中所示的程序可以結(jié)合使用，因?yàn)橥ㄟ^圖2中所示的程序中確定的信息可以在圖3中所示的程序中使用。
[0027]現(xiàn)在參照?qǐng)D2,用于確定排氣處理系統(tǒng)(例如在以上參考圖1描述的排氣處理系統(tǒng))中的碳?xì)浠衔锏牧康某绦?00，被顯示超過閾值量。具體地，該程序根據(jù)存儲(chǔ)在排氣處理系統(tǒng)里的碳?xì)浠衔锏牧看_定碳?xì)浠衔锝馕^程是否必要。
[0028]在202，確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況。作為在非限制示例，發(fā)動(dòng)機(jī)工況包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、空燃t匕、排氣溫度等。
[0029]一旦發(fā)動(dòng)機(jī)工況被確定，程序繼續(xù)到204，在此積聚在排氣處理系統(tǒng)和存儲(chǔ)在排氣處理系統(tǒng)中的碳?xì)浠衔锏牧勘淮_定。碳?xì)浠衔锏牧靠梢愿鶕?jù)自上一次再生的前次怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作的持續(xù)時(shí)間和在怠速操作中的排氣溫度來確定。例如，怠速操作時(shí)間越長(zhǎng)并且排氣溫度越低，碳?xì)浠衔锏牧烤驮酱蟆?br> [0030]一旦碳?xì)浠衔锏牧看_定后，程序前進(jìn)至206以確定碳?xì)浠衔锏牧渴欠翊笥诘谝婚撝盗?。第一閾值量可?duì)應(yīng)于微粒過濾器的特定負(fù)載。例如，閾值量可對(duì)應(yīng)于微粒過濾器的10%的負(fù)載。在其它實(shí)施例中，閾值可以對(duì)應(yīng)于小于微粒過濾器10%的負(fù)載或者大于微粒過濾器10%的負(fù)載。
[0031]如果確定的碳?xì)浠衔锏牧坎淮笥诘谝婚撝盗浚瑒t程序移至212，并且繼續(xù)當(dāng)前操作。另一方面，如果確定了碳?xì)浠衔锏牧看笥诘谝婚撝盗浚瑒t程序繼續(xù)至208，在此設(shè)置標(biāo)志以指示碳?xì)浠衔锏牧恳呀?jīng)超過第一閾值量，并且當(dāng)再生被觸發(fā)并且如果再生被觸發(fā)，碳?xì)浠衔锏慕馕梢栽谖⒘＿^濾器再生前執(zhí)行，如參照?qǐng)D3被詳細(xì)說明的。例如，碳?xì)浠衔锏慕馕^程包括升高排氣溫度至低于發(fā)生微粒過濾器再生溫度的第一溫度，這樣碳?xì)浠衔锟梢员怀ヒ宰柚蛊湓谠偕^程中燃燒。
[0032]繼續(xù)到圖3，它示出用于微粒過濾器的再生的程序300，例如以上參照?qǐng)D1中描述的微粒過濾器72。具體地，程序確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在持續(xù)的怠速狀況下，如延長(zhǎng)的冷怠速狀況，然后執(zhí)行微粒過濾器的再生。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在延長(zhǎng)的冷怠速狀況下，在微粒過濾器的再生之前，先執(zhí)行碳?xì)浠衔锏慕馕^程，以除去積聚的碳?xì)浠衔铩?br> [0033]在302，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在繼續(xù)的怠速下。作為示例，繼續(xù)的怠速狀況可包括延長(zhǎng)的冷怠速狀況。延長(zhǎng)的冷怠速狀況包括如下發(fā)動(dòng)機(jī)操作，其中例如發(fā)動(dòng)機(jī)在閾值轉(zhuǎn)速以下操作且排氣溫度低于閾值溫度比閾值持續(xù)時(shí)間大的持續(xù)時(shí)間。
[0034]如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)是在延長(zhǎng)的冷怠速狀況下，程序前進(jìn)至304，并且確定碳?xì)浠衔锏牧渴欠翊笥诘诙撝盗?，第二閾值量大于先前參考圖2描述的第一閾值量。例如,碳?xì)浠衔锏牧靠梢愿鶕?jù)延長(zhǎng)的冷怠速狀況的持續(xù)時(shí)間和在延長(zhǎng)的冷怠速狀況時(shí)排氣的溫度被確定。此外，第二閾值量可以隨碳煙的負(fù)載量而改變。如果確定碳?xì)浠衔锏牧啃∮诘诙撝盗浚瑒t程序移至320，并且繼續(xù)當(dāng)前操作。
[0035]另一方面，如果確定的碳?xì)浠衔锏牧看笥诘诙撝盗?，則程序繼續(xù)到306，在此車輛操作者被警報(bào)以手動(dòng)請(qǐng)求再生或驅(qū)動(dòng)清洗。如一個(gè)非限制性示例，操作者可以通過車輛儀表盤上的指示燈而被警報(bào)。
[0036]在308，確定手動(dòng)再生是否已經(jīng)被啟動(dòng)或者自動(dòng)再生是否已經(jīng)被觸發(fā)。如果手動(dòng)再生和自動(dòng)再生都沒有被啟動(dòng)，則程序返回至306。替代地，如果由操作者已經(jīng)啟動(dòng)手動(dòng)再生或自動(dòng)再生已經(jīng)被觸發(fā)，則程序前進(jìn)至310，且排氣溫度被升高至第一溫度，以使碳?xì)浠衔锉唤馕Ｗ鳛橐粋€(gè)示例，第一溫度可以在250和350°C之間。作為另一示例，排氣溫度可以在300到400°C之間。在第一溫度，碳?xì)浠衔锟梢詮呐艢馓幚硐到y(tǒng)中被解吸，這樣在隨后的微粒過濾器再生中，碳?xì)浠衔飳⒉蝗紵铱赡芡嘶艢馓幚硐到y(tǒng)的部件。在一些示例中，當(dāng)基于碳煙負(fù)載自動(dòng)觸發(fā)再生時(shí)，排氣溫度可被升高至第一溫度以解吸碳?xì)浠衔?見下面的圖5)。
[0037]如上所述，排氣溫度可以通過調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)而被升高。作為一個(gè)示例，排氣溫度可以通過延遲燃料噴射正時(shí)而被升高至第一溫度。作為另一個(gè)示例，排氣溫度可以通過調(diào)節(jié)點(diǎn)火正時(shí)或通過升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而被升高至第一溫度。在一些實(shí)施例中，僅一個(gè)操作參數(shù)可以被調(diào)節(jié)以升高排氣溫度至第一溫度，而在另一實(shí)施例中，多于一個(gè)操作參數(shù)可以被調(diào)節(jié)。
[0038]在程序300的312，基于存儲(chǔ)或積聚的碳?xì)浠衔锏牧烤S持排氣溫度在第一溫度一段持續(xù)時(shí)間。存儲(chǔ)的碳?xì)浠衔锏牧靠梢酝ㄟ^以上參照?qǐng)D2描述的程序200來確定。例如，該持續(xù)時(shí)間是基于發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在延長(zhǎng)怠速狀況下的持續(xù)時(shí)間和在怠速狀況下排氣的溫度。
[0039]當(dāng)經(jīng)過了該持續(xù)時(shí)間后，程序前進(jìn)至314，并且排氣溫度被升高至第二溫度以啟動(dòng)微粒過濾器再生。第二溫度是比第一溫度高的較高溫度。作為非限制性示例，第二溫度可以是600°C。排氣溫度可以通過調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)而被升高至第二溫度。例如，可以升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或調(diào)節(jié)點(diǎn)火正時(shí)和/或燃料噴射。作為另一示例，燃料噴射事件的數(shù)量可以增加。例如，在一次燃燒事件中，噴射事件的數(shù)量可以由一個(gè)或兩個(gè)噴射事件增加到三個(gè)或五個(gè)噴射事件(如，分別為近-后噴射、遠(yuǎn)-后噴射)。在一些示例中，至少兩個(gè)操作參數(shù)可以被調(diào)節(jié)以升高排氣溫度至第二溫度。例如，升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和延遲燃料噴射。在其它示例中，僅一個(gè)操作參數(shù)被調(diào)節(jié)。作為一個(gè)示例，燃料噴射正時(shí)可以從燃料噴射正時(shí)調(diào)整被進(jìn)一步延遲以實(shí)現(xiàn)第一排氣溫度。如果僅一個(gè)操作參數(shù)被調(diào)節(jié)，它可以是，與調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)第一排氣溫度操作參數(shù)相同或不同的操作參數(shù)。
[0040]轉(zhuǎn)回302，如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)沒有在繼續(xù)的怠速狀況下，則程序移動(dòng)至316且確定微粒過濾器的碳煙負(fù)載。例如該碳煙負(fù)載可以根據(jù)碳煙傳感器的輸出或者是通過微粒過濾器兩側(cè)的壓降來確定。在一些實(shí)施例中，例如如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)沒有在繼續(xù)的怠速狀況下，發(fā)動(dòng)機(jī)在其中定位的車輛可以被驅(qū)動(dòng)。
[0041]一旦碳煙負(fù)載被確定，則確定碳煙負(fù)載是否大于閾值負(fù)載。例如閾值負(fù)載可以是微粒過濾器中所積聚的碳煙的最大量。如果確定碳煙負(fù)載不大于閾值負(fù)載，則程序移至320，并且繼續(xù)當(dāng)前操作。
[0042]另一方面，如果確定碳煙負(fù)載大于閾值負(fù)載，則程序移至314，且排氣溫度升高至第二溫度以啟動(dòng)微粒過濾器再生，如上文所述。這樣，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)沒有在繼續(xù)的怠速狀況下時(shí)，如延長(zhǎng)的冷怠速狀況，當(dāng)通過系統(tǒng)自動(dòng)請(qǐng)求或者觸發(fā)微粒過濾器再生時(shí)，碳?xì)浠衔锝馕^程不被執(zhí)行。因此，在被升高至第二溫度以微粒過濾器再生之前，排氣溫度不保持在第一溫度一段時(shí)間。
[0043]因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在延長(zhǎng)的冷怠速狀況下，再生微粒過濾器之前，碳?xì)浠衔锝馕^程可以執(zhí)行以先從微粒過濾器中除去碳?xì)浠衔?。這樣，在排氣溫度升高到足夠高之前除去碳?xì)浠衔?，在所述足夠高的溫度處碳?xì)浠衔锏娜紵蓪?dǎo)致排氣處理系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件的退化。此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)沒有在延長(zhǎng)的冷態(tài)怠速狀況下，不用先從微粒過濾器中除去碳?xì)浠衔?，就?zhí)行微粒過濾器再生。
[0044]圖4-6顯示圖示說明關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣溫度、存儲(chǔ)在微粒過濾器里的碳?xì)浠衔锏牧侩S時(shí)間變化的各種再生情景的系列圖表示出了。如圖4所示，碳?xì)浠衔?06的量隨時(shí)間增加而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速402是怠速并且排氣溫度404較低。在時(shí)間h，碳?xì)浠衔锏牧?06超過第一閾值量(HCttoeshl),如以上參考圖2描述的第一閾值量，并且設(shè)置標(biāo)志以指示再生被請(qǐng)求時(shí)應(yīng)執(zhí)行碳?xì)浠衔锝馕^程。當(dāng)碳?xì)浠衔锏牧?06超第二閾值(HCthresh2),如上述參考圖3描述的第二閾值量，微粒過濾器再生被請(qǐng)求且在時(shí)間t2啟動(dòng)。例如，再生請(qǐng)求可以是手動(dòng)再生請(qǐng)求。響應(yīng)于再生請(qǐng)求，排氣溫度404被升高至第一溫度T1 一段持續(xù)時(shí)間以使碳?xì)浠衔锉唤馕?。在該持續(xù)時(shí)間后，在時(shí)間t3，排氣溫度404被升高至第二溫度T2從而執(zhí)行微粒過濾器的再生。
[0045]在時(shí)間t4，接收自動(dòng)再生請(qǐng)求。由于發(fā)動(dòng)機(jī)不再處于延長(zhǎng)的冷怠速狀況下，響應(yīng)于自動(dòng)再生請(qǐng)求，排氣溫度被升高至第二溫度T2而不保持在第一溫度T1預(yù)定的持續(xù)時(shí)間。
[0046]圖5顯示碳?xì)浠衔锏牧?06超過第一閾值量，但不超過第二閾值量的情景。例如，在時(shí)間A，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速502在繼續(xù)的怠速下，第一閾值量被超過，并且設(shè)置標(biāo)志以指示在下一再生前應(yīng)執(zhí)行碳?xì)浠衔锏慕馕?。在時(shí)間t2，手動(dòng)或自動(dòng)再生被啟動(dòng)。在圖5的示例中，根據(jù)微粒過濾器中碳煙載荷的量啟動(dòng)再生，因?yàn)樘細(xì)浠衔锏牧繘]有超過第二閾值量。在時(shí)間t2，排氣溫度504被升高至第一溫度T1,以使在排氣溫度在時(shí)間t3被升高至T2以再生微粒過濾器之前執(zhí)行碳?xì)浠衔锏慕馕0047]圖6顯示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速602在持續(xù)的怠速時(shí)，碳?xì)浠衔锏牧?06沒有超過第一閾值量或第二閾值量的情景。因此，根據(jù)碳煙負(fù)載，例如，在時(shí)間h通過升高排氣溫度406至第一溫度T2而沒有先升高排氣溫度604至第一溫度T1啟動(dòng)手動(dòng)或自動(dòng)再生，且沒有執(zhí)行碳?xì)浠衔锏慕馕?br> [0048]注意在本文中包括的示例控制和估計(jì)程序也可以在各種發(fā)動(dòng)和/或車輛系統(tǒng)配置中運(yùn)用。本文中所描述的特別的程序代表的是任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所示的各種步驟、操作或功能可以按所述的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在某些情況下省略。類似地，處理的順序不是實(shí)現(xiàn)在此所述的本發(fā)明的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必須的，而是為了便于演示和說明所提供的。根據(jù)所使用的特定的策略，所示的一個(gè)或多個(gè)步驟或功能可以重復(fù)的執(zhí)行。此外，所述的步驟可以以圖形表示要編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)里的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的代碼。
[0049]應(yīng)當(dāng)理解，在此公開的配置、系統(tǒng)和例程在本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實(shí)施例不應(yīng)該被視為具有限制意義，因?yàn)榇罅康淖凅w也是可能的。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用到V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4、及其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的主題包括在此公開的各種系統(tǒng)和配置，及其它特征、功能、和/或?qū)傩缘乃行路f和非顯而易見的組合及子組合。
[0050]下面的權(quán)利要求特別之處視為新穎和非顯而易見的組合及子組合。這些權(quán)利要求可能引用“一個(gè)”元素或“第一”元素或其等同。這樣的權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括對(duì)一個(gè)或一個(gè)以上這樣的元素的結(jié)合，而不是要求或排除兩個(gè)或兩個(gè)以上這樣的元素。所公開的其它組合及子組合的特征、功能、元素、和/或?qū)傩钥梢酝ㄟ^本發(fā)明的權(quán)利要求的修改或通過在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提供新的權(quán)利要求來請(qǐng)求保護(hù)。
[0051]這樣的權(quán)利要求，無論是在范圍上比原始權(quán)利要求更寬、更窄、或等同或不同，都應(yīng)被視為包括在本發(fā)明的主題之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 響應(yīng)于延長(zhǎng)的冷怠速狀況，并且響應(yīng)于微粒過濾器的再生請(qǐng)求，首先除去存儲(chǔ)在微粒過濾器中的碳?xì)浠衔?，然后?zhí)行所述微粒過濾器再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中除去所述碳?xì)浠衔锇ㄉ吲艢鉁囟戎恋谝粶囟鹊陀诘诙囟纫欢晤A(yù)定的持續(xù)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法 ，其中所述第一溫度介于250和350°C之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述預(yù)定的持續(xù)時(shí)間基于所述怠速操作的持續(xù)時(shí)間及在所述怠速操作期間的排氣溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中升高排氣溫度包括升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、延遲燃料噴射正時(shí)和增加燃料噴射事件的數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)于在延長(zhǎng)的冷怠速操作中沒有接收到手動(dòng)微粒過濾器的再生請(qǐng)求，在沒有除去存儲(chǔ)在所述微粒過濾器中的碳?xì)浠衔锏那闆r下執(zhí)行所述微粒過濾器的再生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述怠速操作的持續(xù)時(shí)間和在所述怠速操作期間的排氣溫度估計(jì)存儲(chǔ)在所述微粒過濾器中的碳?xì)浠衔锏牧俊?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中延長(zhǎng)的冷怠速操作包括在低于閾值轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速下操作發(fā)動(dòng)機(jī)，且排氣溫度低于閾值溫度一段持續(xù)時(shí)間，所述持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于閾值持續(xù)時(shí)間。
9.一種方法，包括: 響應(yīng)于微粒過濾器再生的手動(dòng)請(qǐng)求，當(dāng)存儲(chǔ)在定位于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的微粒過濾器中碳?xì)浠衔锏牧砍^閾值量并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)在延長(zhǎng)的冷怠速狀況下，升高排氣溫度至第一溫度，但低于第二溫度。 在所述第一溫度下預(yù)定的持續(xù)時(shí)間后，升高排氣溫度至所述第二溫度以啟動(dòng)所述微粒過濾器的再生。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中碳?xì)浠衔锏拈撝盗渴腔谒龅∷贍顩r的持續(xù)時(shí)間和在所述怠速狀況期間的所述排氣溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述預(yù)定的持續(xù)時(shí)間基于存儲(chǔ)在所述微粒過濾器中碳?xì)浠衔锏牧俊?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括，響應(yīng)于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未在延長(zhǎng)的冷怠速狀況下時(shí)微粒過濾器再生的手動(dòng)請(qǐng)求，升高所述排氣溫度至所述第二溫度以啟動(dòng)所述微粒過濾器的再生，而不需要使排氣溫度保持在所述第一溫度所述預(yù)定的持續(xù)時(shí)間。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中升高所述排氣溫度至所述第一溫度包括升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中升高所述排氣溫度至所述第二溫度包括升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和延遲燃料噴射正時(shí)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中碳?xì)浠衔锏乃鲩撝盗繉?duì)應(yīng)于所述微粒過濾器的負(fù)載。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第一溫度介于250和350°C之間，且所述第二溫度是600°C。
17.—種系統(tǒng),包括:具有排氣通道的發(fā)動(dòng)機(jī)； 布置在所述排氣通道內(nèi)且包括至少一個(gè)微粒過濾器的排氣處理系統(tǒng)；和 控制系統(tǒng)，其包括非暫時(shí)性指令，用于當(dāng)碳?xì)浠衔锏牧砍^閾值量并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)在延長(zhǎng)的冷怠速狀況下時(shí)，使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度升高至第一溫度；用于在預(yù)定的第一持續(xù)時(shí)間后升高所述排氣溫度至第二、更高的溫度；并且響應(yīng)于在非延長(zhǎng)的冷怠速狀況時(shí)的再生請(qǐng)求升高所述排氣的溫度至所述第二溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中碳?xì)浠衔锏乃鲩撝盗繉?duì)應(yīng)于所述微粒過濾器的負(fù)載。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括用于延遲燃 料噴射正時(shí)以升高所述排氣的溫度至所述第一溫度的指令。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括用于升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和延遲燃料噴射正時(shí)以升高所述排氣的溫度至所述第二溫度的指令。
【文檔編號(hào)】F01N9/00GK103967566SQ201410044797
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】S·K·陳, K·A·帕里什, J·古德, J·M·特拉維斯, N·H·奧波爾斯基 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司