用于气体微粒过滤器的方法和系统技术方案

本申请提供了用于诊断位于发动机汽缸的排气流道中的微粒过滤器的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括使来自第一汽缸的排气流过第一流道中的第一微粒过滤器，并使来自第二汽缸的排气流过第二流道中的第二微粒过滤器。该方法可以进一步包括响应于微粒过滤器退化而调整发动机操作，所述微粒过滤器退化基于相对于燃烧事件的排气压力脉冲正时来区别第一与第二微粒过滤器的退化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及用于控制车辆发动机以便选择性地使气体微粒过滤器再生的方法和系统。
技术介绍
排放后处理装置被用来从内燃发动机的排气收集微粒物质。具体地，排放处理装置可以包括微粒过滤器、氧化催化剂和氮氧化物(NOx)催化剂。在微粒过滤器的情况下存在问题，因为主要由碳微粒组成的微粒趋向于堵塞过滤器，从而限制排气的流动。为了周期性地再生或吹扫微粒的过滤器，已知的是采取导致排气温度增加至预定水平之上(例如增加至600℃之上)的措施，以便烧掉在过滤器中积累的碳微粒。一种用来增加排气温度的方法可以涉及控制发动机的进气歧管中的节流阀。具体地，通过节流/关闭节流阀，可以增加所有汽缸的排气温度，导致损害燃料经济性。被这种再生方法作为目标的气体微粒过滤器可以被放置在涡轮的上游且在排气歧管的下游。Winsor等人在美国专利US20090077954中示出了一种示例方法。在其中描述的非催化式微粒过滤器在具有过量空气的燃烧事件之后接收具有足够高温度的排气，以使过滤器再生。然而，专利技术人在此已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，这些系统将微粒过滤器放置在排气歧管外面，并且因此利用增加的发动机调整来升高排气温度，并导致燃料经济性的总体降低。作为第二示例，单个大型微粒过滤器的使用提供了具有很少诊断能力的发动机系统。如果独立汽缸喷射器喷雾退化，那么具有单个大型微粒过滤器的系统不能诊断该退化，因为一个汽缸的排气对接收来自多个汽缸的排气的微粒过滤器有极小影响。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可以通过以下方法来解决，该方法包括：使来自第一汽缸的排气流过第一流道中的第一微粒过滤器；使来自第二汽缸的排气流过第二流道中的第二微粒过滤器；以及响应于微粒过滤器退化而调整发动机操作，所述微粒过滤器退化基于相对于燃烧事件的排气压力脉冲正时来区别第一与第二微粒过滤器的退化。发动机控制器可以基于测量的排气压力幅值与阈值的比较来检测微粒过滤器中的高微粒物质负荷或检测独立发动机汽缸的排气流道中的泄漏/缺失的微粒过滤器。以此方式，每个独立微粒过滤器可以针对微粒物质负荷被独立地评估，并且结污的微粒过滤器可以通过调整仅对应于该结污的微粒过滤器的发动机汽缸的操作而被独立地再生。专利技术人还认识到，独立的微粒过滤器结污可以指示结污的或其他方式退化的燃料喷射器。例如，具有高于期望或平均微粒物质负荷的独立微粒过滤器可以指示用于相关联的汽缸的燃料喷射器正表现出偏离的喷雾形式(例如，由于喷射器喷嘴上的物质累积)，所述偏离的喷雾形式引起不完全燃烧或导致来自汽缸的高微粒物质输出。通过增加汽缸温度以使上述的微粒过滤器再生，同样可以减少燃料喷射器上物质累积，从而减少来自汽缸的总微粒物质输出。此外，专利技术人已经认识到，由于在排气流道中存在比在其他车辆构造中可以设置微粒过滤器的其他下游区域存在更高的热量，相对于利用定位在更下游的微粒过滤器进行过滤，将独立微粒过滤器设置在排气流道内将使此类过滤器中的微粒过滤得以增加。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了根据本公开的发动机的示例汽缸。图2示出了在每个汽缸排气流道中具有独立微粒过滤器的示例发动机。图3示出了详细描述诊断排气流道微粒过滤器中的高微粒物质负荷的方法的高级流程图。图4A和图4B示出了说明计算压力阈值并比较测量的压力与压力阈值以诊断退化的微粒过滤器的方法的流程图。图5A-C分别示出了说明具有标准的气体微粒过滤器、退化的微粒过滤器或泄漏/缺失的微粒过滤器的发动机的各种压力传感器幅值的曲线图。具体实施方式本专利技术涉及微粒过滤器再生和喷射器喷雾诊断。在常规发动机系统中，汽油微粒过滤器被放置在催化转换器的下游，并且通过发动机调整来加热排气以进行再生。专利技术人在此提供了独立的微粒过滤器，每个微粒过滤器被放置在将发动机汽缸耦接至排气歧管的多个排气流道中的一个流道中。由于每个排气流道被耦接至发动机汽缸中的一个汽缸，因此可以分析排气流道内的独立微粒过滤器的性能，以诊断由独立汽缸引起的高微粒物质负荷和/或独立汽缸的偏离的燃料喷射器喷雾。现在参照附图，图1描述了内燃发动机111的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机111可以接收来自包括控制器121的控制参数和经由输入装置132来自车辆操作者130的输入。在这个示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机111的汽缸(在本文中也被称为“燃烧室”)141可以包括燃烧室壁136，活塞138被定位在该燃烧室壁中并且被汽缸盖152覆盖。汽缸盖152可以与其他汽缸(未示出)的盖邻接。冷却套(未示出)可以被布置在汽缸盖152中和/或在燃烧室壁136内。活塞138可以被耦接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至客车的至少一个驱动轮。此外，起动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴140，以实现发动机111的起动操作。其中至少一个汽缸盖配备有集成的冷却套的内燃发动机的实施例是有利的。具体地，机械增压内燃发动机受到高热负荷，因此对冷却装置有高要求。冷却装置有可能采取空气式冷却装置或液体式冷却装置的形式。然而，使用液体式冷却装置能够比使用空气式冷却装置消散更多的热量。液体冷却需要汽缸盖或汽缸体配备有集成的冷却套，即引导冷却液通过汽缸盖或汽缸体的冷却液管道的布置。热量被消散到已经在部件的内部中的冷却液。冷却液通过布置在冷却回路中的泵(未示出)来供给，使得冷却液在冷却套中循环。被消散到冷却液的热量以此方式从汽缸盖或体的内部消散，并且在热交换器(未示出)中被再次从冷却液汲取。汽缸141可以经由一系列进气通道142、144和146通过汽缸盖152中的入口接收进气。除了汽缸141外，进气通道146还可以与发动机111的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可以包括升压装置，例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置为具有涡轮增压器的发动机111，该涡轮增压器包括在进气通道142与144之间布置的压缩机174和沿排气通道148布置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包含：使来自第一汽缸的排气流过第一流道中的第一微粒过滤器；使来自第二汽缸的排气流过第二流道中的第二微粒过滤器；以及响应于微粒过滤器退化而调整发动机操作，所述微粒过滤器退化基于相对于燃烧事件的排气压力脉冲正时来区别所述第一微粒过滤器与所述第二微粒过滤器的退化。

【技术特征摘要】
2014.11.13 US 14/540,3071.一种方法，其包含：
使来自第一汽缸的排气流过第一流道中的第一微粒过滤器；
使来自第二汽缸的排气流过第二流道中的第二微粒过滤器；以及
响应于微粒过滤器退化而调整发动机操作，所述微粒过滤器退化基于相对
于燃烧事件的排气压力脉冲正时来区别所述第一微粒过滤器与所述第二微粒过
滤器的退化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一排气流道和所述第一微粒过
滤器仅接收来自所述第一汽缸的排气，并且其中取决于从所述第一过滤器和所
述第二过滤器之中区分的退化，所述调整是不同的。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：使来自所述第一流道和所
述第二流道的排气在排气歧管中混合，并感测混合的排气的排气压力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中响应于微粒过滤器退化而调整发动机
操作进一步包含基于测量的排气压力幅值与阈值的比较来确定所述微粒过滤器
退化。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述阈值是第一阈值，所述方法进一
步包含：响应于所述测量的排气压力幅值低于所述第一阈值而执行第一发动机
调整，并响应于所述测量的排气压力幅值高于第二阈值而执行第二发动机调整。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述测量的排气压力幅值基于所述测
量的排气压力幅值相对于所述第一汽缸的燃烧事件的排气压力脉冲正时而与所
述第一汽缸相关联，并且其中所述第一发动机调整包括增加所述第一汽缸的发
动机汽缸温度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中增加所述发动机汽缸温度包括执行火
花延迟或空燃比调整以使所述第一微粒过滤器再生。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述排气压力传感器基于点火时刻测

\t量所述发动机汽缸排气压力，点火时刻与独立汽缸点火事件相关联。
9.一种方法，其包含：
使来自多个汽缸中的每个汽缸的排气流过独立排气流道，每个流道具有位
于其中的微粒过滤器；
使来自所述多个汽缸中的每个汽缸的排气在每个所述微粒过滤器的下游混
合；
与汽缸事件同步地采样混合的排气的排气压力；以及
基于点火顺序和采样的排气压力的峰值幅值在每个所述微粒过滤器之中区
别退化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述混合包含使来自所述多个汽缸中
的每个汽缸的排气在排气歧管中混合。
11.根据权利要求9所述的方法，其中采样所述混合的排气的所述排气压力
包含利用位于所述微粒过滤器下游...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·马丁，M·J·V·尼乌斯塔特，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US