再生微粒过滤器的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及微粒过滤器再生的方法和系统。描述了用于操作包括微粒过滤器的发动机的发动机系统和方法。在一个实例中，向一个或多个发动机汽缸的火花输送被终止，同时，燃料继续被喷射至一个或多个汽缸，以提高微粒过滤器再生。系统和方法可特别有益于直接喷射涡轮增压发动机。

【技术实现步骤摘要】
再生微粒过滤器的方法和系统
技术介绍

技术介绍
/概述直接喷射式汽油发动机可提供增强的性能，以便可提高发动机效率。直接喷射燃料至汽缸中可降低汽缸中的温度，以便更多的空气和燃料可被吸引至汽缸中。然而，汽缸中的空气燃料混合物在较高的发动机转速和负载下在点火时可能不充分蒸发，因此存在较少的时间来混合空气与燃料。结果，部分喷射的燃料可能没有完全氧化，从而在汽缸中形成含碳碳烟。在碳烟从发动机排出后，碳烟可存储于微粒过滤器，以随后进行氧化；然而，在微粒过滤器中启动燃烧可能是具有挑战性的。在微粒过滤器中启动再生(例如，减少存储在微粒过滤器中的碳烟量)的一种可能方法是延迟发动机点火定时，以提高汽缸排气口温度。然而，可能花费比期望的更久时间来使排气口的温度达到微粒过滤器，以便再生可以开始。
技术实现思路
本文的专利技术者已经认识到上述局限性，并已经发展了发动机操作方法，其包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；和，当发动机负载小于阈值时并响应松开加速器踏板状况，通过终止输送火花至一个或多个汽缸和供应燃料至一个或多个汽缸，来再生微粒过滤器。通过终止或停止向一个或多个汽缸的火花输送，燃料可被供应至汽缸，以便燃料自汽缸被喷至排气系统，其中，其可更接近微粒过滤器进行氧化。在一个实例中，供应至火花受到抑制的汽缸的燃料可提高位于微粒过滤器上游的三元催化剂的温度，以便热可自三元催化剂转移至微粒过滤器。以这种方式，微粒过滤器的再生可在低发动机负载状况中被启动。例如，在松开加速器踏板(例如，释放加速器踏板或发动机转矩要求减少)后的车辆减速期间，供应至汽缸的火花可被停止，同时发动机通过由车轮供应的转矩继续旋转。燃料可被喷射至火花被停止的汽缸，其后不久，则被喷出到排气系统的三元催化剂中。氧化燃料加热微粒过滤器，以便保存在微粒过滤器中的碳烟可被氧化。在另一实施方式中，发动机操作方法包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；当发动机负载小于阈值时和当发动机通过由车轮供应的转矩被旋转时，通过停止输送火花至汽缸，加热微粒过滤器，以帮助微粒过滤器再生；和，响应发动机负载增加，在汽缸的排气行程中喷射燃料至汽缸。在另一实施方式中，发动机操作方法还包括响应小于阈值的发动机负载和小于阈值的存储在微粒过滤器中的微粒物质的量，不输送燃料至汽缸，同时，停止输送火花至汽缸。在另一实施方式中，当不输送燃料至汽缸时，发动机处于减速燃料切断模式。在另一实施方式中，响应稀的催化剂状态，燃料在汽缸的排气行程中被喷射。在另一实施方式中，发动机操作方法还包括当三元催化剂的温度小于阈值温度时终止喷射燃料至汽缸。在另一实施方式中，用于控制发动机的系统包括：发动机；点火系统，其供应火花至发动机；发动机排气系统中的微粒过滤器；和控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，用于延迟点火定时和增加空燃比的时间变化幅值，以再生第一模式中的微粒过滤器，和响应松开加速器踏板和低于阈值的发动机负载而终止火花输送的可执行指令，以再生第二模式中的微粒过滤器。在另一实施方式中，当在第一模式中空燃比稀时，系统还包括另外的可执行指令，用于另外的延迟点火。在另一实施方式中，系统还包括三元催化剂和另外的可执行指令，用于响应微粒过滤器的再生状态调节存储在三元催化剂中的氧。在另一实施方式中，系统还包括另外的可执行指令，以响应第二模式中的发动机负载要求增加，在排气行程中供应燃料至汽缸。在另一实施方式中，系统还包括另外的可执行指令，以响应在第二模式中的发动机负载要求增加期间催化剂的稀状态，加浓发动机空燃比。在另一实施方式中，时间变化幅值在化学计量的浓和稀之间变化。本说明书可提供若干优势。具体地，该方法可应用燃料，以更有效的方式再生微粒过滤器。另外，通过改进催化剂化学进行微粒过滤器再生后，该方法可提供改进的排放物。此外，该方法可提供增加的机会，用于再生微粒过滤器。本说明书的上述优势和其他优势以及特征将通过以下详细描述——单独进行描述或结合附图进行描述——而更明显。应该理解，提供以上概述以以简化形式介绍对在详细描述中进一步描述的概念的选择。其不意为确定要求保护的主题的关键或本质特征，要求保护的主题的范围由所述详细描述之后的权利要求书唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开内容任何部分中所述的任意缺点的实施。附图简介图1显示发动机的示意图；图2显示预言的（prophetic）实例发动机和排气操作程序；图3和4显示操作发动机的实例方法的流程图；和图5显示实例车辆，其中图1的发动机运转。详细描述本说明书涉及操作火花点火发动机，该发动机包括其排气系统中的微粒过滤器。一个实例系统显示于图1中。发动机和排气系统可被操作，以通过图3和4所示方法提供图2的程序。方法包括以较高发动机负载和较低发动机负载再生微粒过滤器的模式。在一个实例中，在车辆滑行或从较高速度减速至较低速度时，微粒过滤器可被再生。发动机可在所示图5的车辆中运转。参考图1，内燃发动机10——包括多个汽缸，其中一个汽缸显示于图1——通过发动机电子控制器12被控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36位于其中并连接至曲轴40。显示燃烧室30与进气歧管44和排气歧管48通过各自的进气门52和排气门54连通。每一进气门和排气门均可通过进气门凸轮51和排气门凸轮53被操作。进气门凸轮51的位置可通过进气门凸轮传感器55而确定。排气门凸轮53的位置可通过排气门凸轮传感器57而确定。显示燃料喷射器66被布置，以将燃料直接喷射至汽缸30，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可选地，燃料可被喷射至进气口，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66输送与通过控制器12提供的脉宽成比例的液体燃料。燃料通过燃料系统(未显示)——包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未显示)——被输送至燃料喷射器66。进气歧管44通过压缩机162被供应空气。排气使连接至轴161的涡轮164旋转，从而驱动压缩机162。在一些实例中，包括旁通通道，以便排气可在选定工况下绕过涡轮164。此外，在一些实例中，可提供压缩机旁通通道，以限制通过压缩机162提供的压力。另外，显示进气歧管44与中央节气门62——调节节流板64的位置以控制发动机进气42的空气流量——连通。中央节气门62可以是电操作的。响应控制器12，没有分配器的点火系统88通过火花塞92提供点火电火花至燃烧室30。显示通用排气氧(UEGO)传感器126连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可选地，双态排气氧传感器可取代UEGO传感器126。在一个实例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一实例中，可使用多个排放控制装置，每一个均具有多个砖。在一个实例中，转化器70可以是三元型催化剂。微粒过滤器71布置在转化器70下游。第二UEGO125布置在转化器70下游，以提供转化器70的氧存储状态的指示。控制器12作为常规微型计算机显示于图1，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。除了之前论述的那些信号之外，显示控制器12还接收来自与发动机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
发动机操作方法，包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧所述空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；和在发动机负载小于阈值时并响应松开加速器踏板状况，通过终止输送火花至一个或多个汽缸和供应燃料至所述一个或多个汽缸，加热所述微粒过滤器，以促进微粒过滤器再生。

【技术特征摘要】
2012.08.13 US 13/584,4851.发动机操作方法，包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧所述空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；和在发动机负载小于阈值时并响应松开加速器踏板状况，通过终止输送火花至一个或多个汽缸和供应燃料至所述一个或多个汽缸，加热所述微粒过滤器，以促进微粒过滤器再生，并且其中通过将稀空气燃料混合物中的燃料和空气从未正在燃烧的发动机汽缸供应至位于所述微粒过滤器上游的三元催化剂，启动微粒过滤器温度提高，以进行再生。2.权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述微粒过滤器位于所述三元催化剂下游，并且，其中火花输送被终止时，通过由车轮供应的转矩，所述发动机被旋转。3.权利要求1所述的发动机操作方法，还包括在再生所述微粒过滤器时，调节流经所述发动机的空气量，并且还包括响应所述三元催化剂处于浓状态、完成微粒过滤器再生和发动机负载增加，减少喷射至第一汽缸的燃料量以接收燃料。4.权利要求3所述的发动机操作方法，其中流经所述发动机的所述空气量通过节气门或气门正时被调节。5.权利要求1所述的发动机操作方法，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·N·阿勒瑞，A·N·班克，W·C·罗那，H·W·帕特森，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：