微粒過濾器的碳煙燃燒方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微粒過濾器的碳煙燃燒方法。提供了用于再生發(fā)動機(jī)排氣中的微粒過濾器的方法和系統(tǒng)，其中通過引入額外的氧氣到微粒過濾器上游的排氣中啟動碳煙燃燒，其中排氣溫度超過閾值，碳煙燃燒速率通過調(diào)整所述額外的氧氣的脈沖調(diào)節(jié)進(jìn)行控制。此外，在增壓發(fā)動機(jī)條件期間通過高壓EGR通道引入額外的氧氣的脈沖調(diào)節(jié)。
【專利說明】微粒過濾器的碳煙燃燒方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年7月11日提交的歐洲專利申請N0.12175874.2的優(yōu)先權(quán)，其整體內(nèi)容在此通過引用被并入用于全部目的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排氣微粒過濾器中燃燒碳煙以再生微粒過濾器的方法，并且涉及適于執(zhí)行該方法的車輛。
【背景技術(shù)】
[0004]發(fā)動機(jī)可利用排氣系統(tǒng)中的微粒過濾器，用于通過捕集碳煙微粒減少碳煙排放物的量。在發(fā)動機(jī)的操作過程中，微粒過濾器可被再生，以便減少過濾器內(nèi)捕集的微粒物質(zhì)的量。然而，在發(fā)動機(jī)操作過程中，排氣溫度可能升高，并對微粒過濾器造成損壞。
[0005]US7, 640，729描述了具有位于微粒過濾器上游的二次氣流通道的方法。為了再生微粒過濾器，該公開的方法基于微粒過濾器溫度和微粒物質(zhì)燒去速率從微粒過濾器上游輸送二次氣流。此外，溫度傳感器位于排氣通道中微粒過濾器的下游，以便測量排氣溫度。
[0006]本發(fā)明人已認(rèn)識到使額外的氧氣流入排氣通道中用于微粒過濾器再生的問題。通過二次通道進(jìn)入排氣通道中的額外的氧氣流可在發(fā)動機(jī)操作期間的非最佳時(shí)間發(fā)生。此夕卜，在微粒過濾器下游具有溫度傳感器可造成額外的氧氣流切斷的延遲。此外，該延遲可能造成不準(zhǔn)確讀取微粒過濾器溫度，導(dǎo)致?lián)p壞過濾器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)例子中，上述問題的一些可通過包括以下方面的方法解決:再生發(fā)動機(jī)排氣中的微粒過濾器，其中當(dāng)排氣溫度超過閾值時(shí)，碳煙的燃燒通過將額外的氧氣引入微粒過濾器上游的排氣中啟動，且基于發(fā)動機(jī)操作，通過調(diào)整引入的額外的氧氣的脈沖調(diào)節(jié)控制碳煙燃燒速率。例如，當(dāng)進(jìn)氣增壓壓力大于排氣壓力時(shí)，脈沖的空氣通過高壓EGR通道引入。因此，額外的氧氣脈沖的頻率和/或脈沖寬度可通過調(diào)整置于通道中的高壓EGR閥的脈沖調(diào)節(jié)，以響應(yīng)于工況。因此，通過脈沖引入額外的氧氣可允許碳煙燃燒過程被更精確地控制。
[0008]在另一個(gè)例子中，溫度傳感器可被置于發(fā)動機(jī)排氣通道的微粒過濾器內(nèi)部。以這種方式，溫度傳感器可以能夠進(jìn)行更精確的排氣溫度的測量。例如，一旦微粒過濾器內(nèi)部的溫度達(dá)到最大閾值，額外的氧氣脈沖的終止可能發(fā)生。因此，置于微粒過濾器內(nèi)部的溫度傳感器可允許微粒過濾器的改進(jìn)的再生。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡化形式介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的概念選擇。其不是為了明確要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或必要特征，本主題的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。而且，要求保護(hù)的主題不限于解決上述或在本公開任何部分所述的任何缺點(diǎn)的執(zhí)行方式。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1示出具有微粒過濾器再生系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2示出通過在適當(dāng)?shù)臏囟认乱敫谎鯕怏w到微粒過濾器上游的排氣中再生微粒過濾器的方法。
[0012]圖3示出用于再生微粒過濾器的HP-EGR閥操作的圖形例子。
[0013]圖4示出不同溫度下碳煙氧化速率對碳煙轉(zhuǎn)化的圖形例子。
[0014]圖5示出FW2 (商業(yè)碳煙)、柴油碳煙和汽油碳煙的碳煙氧化速率對碳煙轉(zhuǎn)化的圖形例子；以及
[0015]圖6示出在溫度為460°C和50%碳煙轉(zhuǎn)化下的碳煙氧化速率對O2濃度的圖形例子?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]下列描述涉及微粒過濾器的再生系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法(圖1)。微粒過濾器再生可包括監(jiān)控溫度和排氣中存在的氧氣水平，以便啟動碳煙燃燒。然而，排氣可能需要額外的氧氣，以便啟動碳煙燃燒。因此，額外的氧氣(例如，除了來自汽缸中的稀薄燃燒的過量氧氣之夕卜)可經(jīng)脈沖通過控制HP-EGR系統(tǒng)中的閥輸送至排氣通道(圖2-3)。碳煙燃燒速率通過排氣溫度(圖4)、碳煙類型(例如柴油碳煙對商業(yè)碳煙)(圖5)和排氣中氧氣的量(圖6)確定。
[0017]現(xiàn)參考圖1，其示出了微粒過濾器的典型再生系統(tǒng)22。微粒過濾器11容納在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)12的后處理系統(tǒng)中。發(fā)動機(jī)12可通過包括控制器13的控制系統(tǒng)，并可通過輸入裝置130由來自車輛駕駛員132的輸入至少部分地被控制。在該例子中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生相稱的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)12的燃燒室(即汽缸)30可包括燃燒室壁136，活塞138被置于其中。在一些實(shí)施方式中，汽缸30內(nèi)部的活塞138的表面可具有凹腔(bowl)?；钊?38可被連接到曲軸140，以便活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸140可以通過中間傳動系統(tǒng)被連接到車輛的至少一個(gè)驅(qū)動輪。此外，起動機(jī)可通過飛輪被連接到曲軸140,從而使發(fā)動機(jī)12啟動操作。
[0018]燃燒室30可通過進(jìn)氣通道19接收來自進(jìn)氣歧管146的進(jìn)氣，并可通過排氣通道18排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管146和排氣通道18可選擇性地通過各自的進(jìn)氣門156和排氣門150與燃燒室30連通。在一些實(shí)施方式中，燃燒室30可包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門，和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣門。
[0019]進(jìn)氣門156可由控制器13通過電動氣門驅(qū)動器(EVA) 151控制。相似地，排氣門150可由控制器13通過EVA153控制?？蛇x地，可變氣門驅(qū)動器可以是電動液壓的或任何其它可想到的機(jī)構(gòu)，從而使氣門驅(qū)動。在一些情況期間，控制器13可改變提供給驅(qū)動器151和153的信號，從而控制各自的進(jìn)氣門和排氣門的打開和關(guān)閉。進(jìn)氣門156和排氣門150的位置可分別通過氣門位置傳感器155和157確定。在可選的實(shí)施方式中，進(jìn)氣門和排氣門的一個(gè)或多個(gè)可通過一個(gè)或多個(gè)凸輪驅(qū)動，并可利用凸輪廓線變換(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)改變氣門操作。例如，汽缸30可以可選地包括通過電動氣門驅(qū)動控制的進(jìn)氣門和通過包括CPS和/或VCT的凸輪驅(qū)動控制的排氣門。
[0020]示出燃料噴射器166被直接連接到燃燒室30用于與通過電子驅(qū)動器168從控制器13接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地直接在其中噴射燃料。以這種方式，燃料噴射器166提供所謂的燃料到燃燒室30中的直接噴射。例如，燃料噴射器可被安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。燃料可以通過包括燃料箱、燃料泵和燃料集合管的燃料系統(tǒng)(未示出)被輸送至燃料噴射器166。
[0021]在選擇的操作模式下，點(diǎn)火系統(tǒng)190可以響應(yīng)來自控制器13的火花提前信號SA通過火花塞192為燃燒室30提供點(diǎn)火火花。盡管示出了火花點(diǎn)火組件，但是在一些實(shí)施方式中，燃燒室30或發(fā)動機(jī)12的一個(gè)或多個(gè)其它燃燒室可以在有或沒有點(diǎn)火火花的情況下以壓縮點(diǎn)火模式操作。
[0022]進(jìn)氣通道19可包括節(jié)氣門162和節(jié)流板164。在這個(gè)具體例子中，可以由控制器13通過提供給包括在節(jié)氣門162中的電動馬達(dá)或驅(qū)動器的信號改變節(jié)流板164的位置，該配置通常被稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以這種方式，可操作節(jié)氣門162以改變提供給其它發(fā)動機(jī)汽缸之中的燃燒室30的進(jìn)氣。節(jié)流板164的位置可通過節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器13。壓力、溫度和質(zhì)量空氣流量可在沿著進(jìn)氣通道19和進(jìn)氣歧管146的不同點(diǎn)處測量。例如，進(jìn)氣通道19可包括質(zhì)量空氣流量傳感器122，用于測量清潔的空氣質(zhì)量流量。清潔的空氣質(zhì)量流量可以通過MAF信號與控制器13通信。
[0023]發(fā)動機(jī)12可進(jìn)一步包括壓縮裝置，如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器，其至少包括布置在進(jìn)氣歧管146上游的壓縮機(jī)174。對于渦輪增壓器，壓縮機(jī)174可以至少部分地由沿著排氣通道18布置的渦輪機(jī)176 (例如通過軸)驅(qū)動。因此，通過渦輪增壓器提供給發(fā)動機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸的壓縮量可通過控制器13改變。
[0024]在排氣通道18中發(fā)動機(jī)12的下游布置了催化轉(zhuǎn)換器15?？刂破?3通過通信線17連接至發(fā)動機(jī)12，并連接至微粒過濾器11的至少上游和下游的傳感器16A和16B。在一個(gè)實(shí)施方式中，傳感器16B可以置于微粒過濾器11內(nèi)部，如圖1中不出。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)12排放的排氣首先在催化轉(zhuǎn)換器15中并隨后在微粒過濾器11中處理。排氣通過出口 21離開再生系統(tǒng)22。微粒過濾器11從排氣中收集微粒物質(zhì)。一定時(shí)間后，必須再生微粒過濾器
11。微粒過濾器11內(nèi)部的碳煙必須轉(zhuǎn)化為二氧化碳。為了滿足具體要求，必須達(dá)到預(yù)定的溫度和預(yù)定的氧氣水平。
[0025]此外，含氧氣體通過入口 19進(jìn)入再生系統(tǒng)22。優(yōu)選地，含氧氣體是新鮮空氣。新鮮空氣被供應(yīng)至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)12，并且至高壓(HP)-EGR通道20。例如，新鮮空氣經(jīng)HP-EGR通道20從渦輪機(jī)176的上游沿路線到壓縮機(jī)174的下游。在另一個(gè)例子中，微粒過濾器被置于HP-EGR通道20下游的排氣通道中?？刂破?3也被連接到HP-EGR閥14。HP-EGR通道20直接供應(yīng)一部分新鮮空氣至微粒過濾器11的進(jìn)口。此外，控制器13包含存儲在非暫時(shí)性(non-transitory)存儲器中的指令，以便在增壓發(fā)動機(jī)工況期間，以所選的頻率和脈沖寬度脈沖調(diào)節(jié)HP-EGR閥14從而脈沖調(diào)節(jié)空氣進(jìn)入微粒過濾器11上游的排氣中以響應(yīng)于過濾器再生。
[0026]在一些條件下，EGR系統(tǒng)可用于調(diào)節(jié)燃燒室30內(nèi)的空氣和燃料混合物的溫度。因此，可期望測量或估計(jì)EGR質(zhì)量流量。EGR傳感器可被布置在EGR通道內(nèi)，并可提供質(zhì)量流量、壓力、溫度、O2濃度和排氣濃度中一個(gè)或多個(gè)的指不。此外，在空氣冷卻器145之后，HP-EGR傳感器119可被布置在HP-EGR通道內(nèi)，并可提供壓力、溫度和排氣濃度中的一個(gè)或多個(gè)。[0027]示出排氣傳感器16A連接到渦輪機(jī)176下游和微粒過濾器11上游的排氣通道18。傳感器16A可以是任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎糜谔峁┮韵轮甘?溫度和/或排氣空燃比，傳感器如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO、HEGO (加熱的EGO)、NOx, HC、或CO傳感器。此外，置于微粒過濾器11中的傳感器16B可以是任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，用于提供微粒過濾器溫度的指示。
[0028]控制器13在圖1中示為微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理器單元106、輸入/輸出端口108、在該具體例子中示為只讀存儲器芯片110的可執(zhí)行的程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲器112、?；畲鎯ζ?14以及數(shù)據(jù)總線。控制器13可從連接到發(fā)動機(jī)12的傳感器接收各種信號，除了先前討論的那些信號還包括:來自質(zhì)量空氣流量傳感器122的引導(dǎo)的質(zhì)量空氣流量(MAF)的測量；來自連接到冷卻套筒118的溫度傳感器116的發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(ECT);來自連接到曲軸140的霍爾效應(yīng)傳感器120 (或其他類型)的表面點(diǎn)火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP)；以及來自傳感器124的絕對歧管壓力信號MAP?？梢杂煽刂破?3從信號PIP生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、RPM。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以用于提供進(jìn)氣歧管中的真空或壓力的指示。注意，可以使用上述傳感器的各種組合，如使用MAF傳感器而不使用MAP傳感器，或者反之亦然。在化學(xué)計(jì)量操作中，MAP傳感器可給出發(fā)動機(jī)扭矩的指示。此外，這種傳感器連同探測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可提供引導(dǎo)到汽缸內(nèi)的充氣(charge)(包括空氣)的估計(jì)。在一個(gè)例子中，也用作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器120可在曲軸每次旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間距脈沖。
[0029]存儲介質(zhì)只讀存儲器110可使用表示由處理器106執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程，用于進(jìn)行下面描述的方法以及預(yù)期的但沒有具體列出的其它變量。
[0030]如上所述，該系統(tǒng)包括具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、具有EGR閥的EGR系統(tǒng)、置于EGR系統(tǒng)下游的排氣通道中的微粒過濾器、以及控制器?？刂破骺砂ù鎯υ诜菚簳r(shí)性(non-transitory)存儲器中的指令，以便在增壓發(fā)動機(jī)工況期間以選擇的頻率和脈沖寬度脈沖調(diào)節(jié)閥從而脈沖調(diào)節(jié)空氣進(jìn)入排氣上游以響應(yīng)于過濾器再生。在一個(gè)例子中，EGR系統(tǒng)是高壓EGR系統(tǒng)。在另一個(gè)例子中，排氣通道包括微粒過濾器上游的溫度傳感器。溫度傳感器也可以是氧傳感器。在仍另一個(gè)例子中，微粒過濾器包括溫度傳感器。
[0031]參考圖2，示出了再生發(fā)動機(jī)排氣中的微粒過濾器的方法。當(dāng)排氣溫度超過閾值(例如250°C以上)時(shí)，通過引入額外的氧氣進(jìn)入微粒過濾器上游的排氣中啟動碳煙燃燒。通過調(diào)整引入到排氣通道中的額外的氧氣的脈沖調(diào)節(jié)來控制碳煙燃燒速率。因此，含氧氣體的受控的引入用于控制煙粒負(fù)荷和碳煙燃燒的量，從而防止微粒過濾器達(dá)到高溫。
[0032]在202處，該方法包括估計(jì)和/或推斷發(fā)動機(jī)工況。這些可包括例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)溫度、催化劑溫度、增壓水平、MAP、MAF、環(huán)境條件(溫度、壓力、濕度等)。
[0033]再生方法可包括三個(gè)步驟，其包括:在204第一步驟，監(jiān)控排氣溫度。在206，該方法的第二步驟也可包括監(jiān)控排氣的氧水平。在218，該方法的第三步驟可包括監(jiān)控微粒過濾器的溫度。在一個(gè)例子中，這三個(gè)步驟在排氣通道上游和/或微粒過濾器下游中由傳感器執(zhí)行。
[0034]在210，該方法繼續(xù)，其中確定排氣溫度是否高于閾值(例如溫度高于250°C)。在214，如果排氣高于閾值，則確定排氣氧水平是否低于閾值。因此，在216，當(dāng)排氣溫度高并且氧水平低時(shí)，調(diào)整HP-EGR閥以便基于碳煙燃燒速率生成額外的氧氣脈沖。此外，在額外的氧氣被引入排氣之前，將其壓縮。例如，當(dāng)排氣溫度達(dá)到或超過閾值例如250°C時(shí)，可通過調(diào)整HP-EGR閥將額外的氧氣引入到排氣中，以便以脈沖輸送氧氣，從而初始化碳煙燃燒。此夕卜，根據(jù)期望的碳煙燃燒速率和/或基于工況，脈沖的頻率和/或脈沖寬度可由HP-EGR閥控制(也見圖3)。在一個(gè)例子中，在增壓微粒過濾器再生條件期間，響應(yīng)于排氣中的溫度和過量氧氣，排氣再循環(huán)閥可被脈沖調(diào)節(jié)以便輸送進(jìn)氣到微粒過濾器。在一個(gè)例子中，僅當(dāng)進(jìn)氣增壓壓力大于排氣壓力時(shí)，脈沖的空氣通過高壓(HP)-EGR通道被引入。此外，在含氧氣體被弓I入排氣通道之前，其可被壓縮單元壓縮。
[0035]基于各排氣溫度下的已知碳煙燃燒速率、已知的入口氣體的氧濃度、以及煙粒負(fù)荷的預(yù)測量，可通過控制器確定額外期望的含氧氣體的量。因此，根據(jù)識別的氧氣需求，通過打開閥(216)和/或調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的操作(218)控制器啟動碳煙燃燒。例如，在較低的排氣流速下，發(fā)生HP-EGR閥脈沖調(diào)節(jié)的頻率。此外，調(diào)整HP-EGR閥脈沖調(diào)節(jié)的頻率可與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成比例。
[0036]返回到210，在210，如果排氣溫度低于閾值，則調(diào)整HP-EGR (例如關(guān)閉)，使得在再生期間或當(dāng)過濾器不正在燃燒碳煙時(shí)沒有脈沖的空氣引入。此外，如果排氣溫度上升高于上限閾值(例如800 V )，則基于工況脈沖的空氣引入終止。此外，在214，如果排氣氧水平高于閾值，則HP-EGR關(guān)閉，并且空氣引入終止，以便基于工況(例如發(fā)動機(jī)負(fù)載)保持閾值氧水平。
[0037]在220，該方法繼續(xù)，其中確定微粒過濾器溫度是否高于閾值溫度。例如，在微粒過濾器內(nèi)部的溫度超過上限例如900°C的情況下，終止含氧氣體的供應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，為了防止由于非常高的溫度導(dǎo)致的微粒過濾器退化，通過關(guān)閉HP-EGR閥可終止含氧氣體的供應(yīng)，可避免燃料切斷(cut)，或在當(dāng)溫度非常高的時(shí)間期間可以產(chǎn)生富集混合物。因此，在224，如果微粒過濾器具有高于900°C的溫度，則可關(guān)閉HP-EGR閥以便保持微粒過濾器中的低溫(也見圖3 )。在一個(gè)例子中，通過過濾器內(nèi)部的傳感器直接測量微粒過濾器的溫度。
[0038]返回到220，在220，如果微粒過濾器的溫度低于閾值，則調(diào)整HP-EGR閥以便保持閾值溫度(例如打開HP-EGR閥)。
[0039]以該方式，該方法包括:在增壓微粒過濾器再生條件期間，響應(yīng)于排氣中的溫度和過量氧氣，脈沖調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)閥以便輸送脈沖的進(jìn)氣到微粒過濾器。在一個(gè)例子中，在較低排氣流速，發(fā)生脈沖調(diào)節(jié)頻率的增加。此外，脈沖調(diào)節(jié)的頻率與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成比例。在另一個(gè)例子中，排氣再循環(huán)閥置于不同于發(fā)動機(jī)的低壓排氣再循環(huán)通道的高壓排氣再循環(huán)通道中。此外，在非增壓條件期間，響應(yīng)于期望的排氣再循環(huán)量，調(diào)整排氣再循環(huán)閥，以便控制輸送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣的排氣再循環(huán)量。在另仍一個(gè)例子中，脈沖調(diào)節(jié)包括使閥從完全打開到完全關(guān)閉振蕩所選頻率和所選脈沖寬度。基于響應(yīng)于微粒過濾器再生速率、微粒過濾器溫度、以及微粒過濾器中存儲的微粒量調(diào)整脈沖寬度。
[0040]參考圖3，示出了用于微粒過濾器再生的HP-EGR閥操作的圖形例子。圖表301示出增壓發(fā)動機(jī)正在運(yùn)行，其中增壓條件可包括其中壓縮機(jī)在運(yùn)行期間的條件。例如，增壓條件可包括高發(fā)動機(jī)負(fù)載條件。在增壓條件期間，在302，HP-EGR閥可被打開，以便允許過量氧氣流入排氣通道。例如，在tl，基于排氣溫度在閾值以上(303)(例如高于400°C)以及排氣氧水平低(304)，可以啟動碳煙燃燒。因此，在302，打開EGR閥，過量氧氣以設(shè)定的間隔(d3)脈沖設(shè)定的持續(xù)時(shí)間(dl)，并且基于預(yù)定的碳煙燃燒速率，脈沖繼續(xù)持續(xù)時(shí)間(d2)。然而，在t2，當(dāng)排氣的氧水平開始增加時(shí)，在305調(diào)整EGR閥，以便減少正輸送到排氣通道的過量氧氣的量。例如，如果排氣的氧水平高(例如發(fā)動機(jī)負(fù)載增加)，則來自HP-EGR閥的氧氣脈沖的持續(xù)時(shí)間d4與脈沖持續(xù)時(shí)間dl相比更短。此外，基于對來自HP-EGR系統(tǒng)的到排氣通道的過量氧氣需求減少，脈沖間隔持續(xù)時(shí)間d5與脈沖間隔持續(xù)時(shí)間d3相比更長。
[0041]圖表306示出具有上限閾值307和下限閾值308的溫度范圍(rl)。在309，當(dāng)微粒過濾器的溫度在正常溫度范圍內(nèi)(例如低于900°C，高于400°C )時(shí)，則打開EGR閥，脈沖過量氧氣設(shè)定的持續(xù)時(shí)間(d6)，具有脈沖之間設(shè)定的間隔(d7)，且脈沖繼續(xù)設(shè)定的持續(xù)時(shí)間(d8)。然而，在310，當(dāng)微粒過濾器的溫度達(dá)到上限溫度范圍(例如高于900°C)時(shí)，在t3關(guān)閉HP-EGR閥，并且過量氧氣不再引入排氣通道中。
[0042]參考圖4，其示出了不同溫度下碳煙氧化速率對碳煙轉(zhuǎn)化的圖形例子。確定隨著溫度增加，碳煙氧化速率增加。
[0043]參考圖5，其示出FW2、柴油碳煙和汽油碳煙的碳煙氧化速率對碳煙轉(zhuǎn)化的圖形例子。確定隨著過濾器中碳煙量減少，碳煙氧化速率降低。
[0044]參考圖6，示出在溫度為460°C和50%碳煙轉(zhuǎn)化時(shí)的碳煙氧化速率對O2濃度的圖形例子。確定隨著氧氣濃度的增加，碳煙氧化速率增加。
[0045]當(dāng)制作圖表時(shí)，如圖4、圖5和圖6示出，O2的濃度為2-2(^01.%，而!120為10%。氮?dú)庥米饔嗔俊Ｑ鯕庖赃B續(xù)流或以脈沖引入。設(shè)定總流量以獲得SV7.5k h—1。入口氣體的溫度在440°C至500°C之間保持恒定，持續(xù)4650s的時(shí)間段，接著以10°C /min的溫度梯度升高溫度到800°C，用于燃燒微粒過濾器中的所有剩余的碳煙。
[0046]注意，本文包括的實(shí)例控制和估計(jì)方法可以與各種發(fā)動機(jī)和/或車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一起使用。本文描述的具體方法可以代表許多處理策略中的一種或多種，例如事件驅(qū)動的、中斷驅(qū)動的、多任務(wù)處理、多線程處理等等。因此，闡述的各種動作、操作、或功能可以按照所闡明順序執(zhí)行、并行執(zhí)行、或在一些情況中省略。同樣地，實(shí)現(xiàn)本文所描述的實(shí)例實(shí)施方式的特征和優(yōu)勢不一定需要該處理順序，但是為了便于闡明和描述提供該處理順序。取決于使用的具體策略，可以重復(fù)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)所闡明動作或功能。進(jìn)一步，所描述的動作可以通過圖表示編程入發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的代碼。
[0047]將理解的是，本文中公開的結(jié)構(gòu)和方法本質(zhì)上是示例性的，不應(yīng)當(dāng)在限制性意義上考慮這些【具體實(shí)施方式】，因?yàn)楦鞣N變化是可能的。例如，以上技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸、和其他發(fā)動機(jī)類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)以及其他特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0048]權(quán)利要求具體地指出了認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的一些組合和子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等價(jià)物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括一個(gè)或多個(gè)這樣的元件，既不需要也不排除兩個(gè)或多個(gè)元件。通過修改目前權(quán)利要求或通過在該申請或相關(guān)申請中提供新的權(quán)利要求可以要求保護(hù)所公開特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合。這些權(quán)利要求，不管范圍比原始權(quán)利要求寬、窄、相等或不同，也被認(rèn)為包括在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，其包括: 再生發(fā)動機(jī)排氣中的微粒過濾器，其中當(dāng)排氣溫度超過閾值時(shí)，通過引入額外的氧氣到所述微粒過濾器上游的所述排氣中啟動碳煙燃燒，碳煙燃燒速率通過調(diào)整引入的所述額外的氧氣的脈沖調(diào)節(jié)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括響應(yīng)于工況調(diào)整所述脈沖的頻率和/或脈沖寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述閾值等于或高于250°C，且其中在再生過程中或當(dāng)所述微粒過濾器不正在燃燒碳煙時(shí)，在所述閾值以下沒有脈沖的空氣引入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)進(jìn)氣增壓壓力大于排氣壓力時(shí)，通過高壓EGR通道引入所脈沖的空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中如果排氣溫度上升高于上限閾值，則終止所述脈沖的空氣引入。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述上限閾值基于工況進(jìn)行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述額外的氧氣被引入進(jìn)所述排氣之前，壓縮所述額外的氧氣。
8.一種系統(tǒng)，其包括: 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其具有渦輪增壓器； EGR系統(tǒng)，其具有EGR閥； 微粒過濾器，其置于所述EGR系統(tǒng)下游的排氣通道中；以及 控制器，其具有存儲在非暫時(shí)性存儲器中的指令，以在增壓發(fā)動機(jī)工況期間，以選擇的頻率和脈沖寬度脈沖調(diào)節(jié)所述閥，從而脈沖調(diào)節(jié)空氣到所述排氣通道上游中以響應(yīng)于過濾器再生。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述EGR系統(tǒng)是高壓EGR系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述排氣通道包括所述微粒過濾器上游的溫度傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器也是氧傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述微粒過濾器包括溫度傳感器。
13.—種方法,其包括: 在增壓微粒過濾器再生條件期間，脈沖調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)閥從而輸送脈沖的進(jìn)氣到微粒過濾器以響應(yīng)于排氣中的溫度和過量氧氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在較低的排氣流速下，發(fā)生脈沖調(diào)節(jié)頻率的增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中調(diào)整脈沖調(diào)節(jié)的所述頻率與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成比例。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述排氣再循環(huán)閥置于高壓排氣再循環(huán)通道中，其不同于發(fā)動機(jī)的低壓排氣再循環(huán)通道。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在非增壓條件期間，響應(yīng)于排氣再循環(huán)的期望量調(diào)整所述排氣再循環(huán)閥以控制輸送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣的排氣再循環(huán)的量。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述脈沖調(diào)節(jié)包括:以選擇的頻率和選擇的脈沖寬度使所述閥在完全打開到完全關(guān)閉之間來回?cái)[動，調(diào)整所述脈沖寬度以響應(yīng)于微粒過濾器再生速率、微粒過濾器 溫度和所述微粒過濾器中存儲的微粒量。
【文檔編號】F01N3/029GK103541789SQ201310290338
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】R·烏克羅派克, A·A·杜邦孔, C·波爾恩森, E·萊斯邁爾, M·巴萊諾維奇, B·P·卡伯里 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司