[發明專利]包括微粒過濾器的發動機中的排氣流量控制

有效

• 申請號: 201010509230.2
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102032028A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: M·J·范尼馬斯塔特
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01N3/029
• 分類號: F01N3/029;F01N9/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明一般涉及具有包括微粒過濾器的排氣系統的發動機。

背景技術

部分地由于散開的火焰傳播，直接噴射(DI)發動機可以產生比進氣道燃料噴射發動機更多的煙。散開的火焰傳播的結果是，燃料無法在燃燒之前與空氣充分混合，導致產生煙的富燃包。此外，當缺乏空氣和燃料的充足混合時，DI發動機容易在高負載和/或高速狀態期間產生碳煙。

本發明的發明人認識到將微粒過濾器應用于DI、火花點火發動機的各種問題。例如，可能難以維持DI、火花點火發動機中的微粒過濾器再生期間的準確的排放控制。

發明內容

由此，本文描述用于控制包括微粒過濾器的發動機的排氣操作的方法和系統。一種示例性方法包括在發動機操作期間產生真空以及存儲所產生的真空。在發動機停機期間和/或之后，可以利用真空將周圍空氣吸入通過微粒過濾器以至少部分地再生微粒過濾器。

在一個實施例中，所述方法還包括基于發動機停機期間或之后的微粒過濾器再生，在發動機停機之后發動機起動期間調節發動機工作參數。

在另一實施例中，所述方法還包括基于發動機停機期間或之后的微粒過濾器再生，在發動機停機之后發動機起動期間調節發動機工作參數，發動機工作參數是發動機起動的初始燃燒的空-燃比。

通過在發動機停機期間和/或之后執行再生，可以利用增加到微粒過濾器的氧氣流量再生微粒過濾器，同時避免排氣尾管中可能增加的來自三元催化劑的排放。

在一個示例中，真空可以在相反方向通過過濾器吸入新鮮空氣。通過控制系統沿與發動機燃燒期間的排氣流方向相反的方向將新鮮空氣吸入到微粒過濾器，可以實現改善的碳煙去除。

使用存儲的真空在發動機停機期間和/或之后再生過濾器的另一個潛在優點是可以將再生反應延遲或提前到微粒過濾器狀態適于執行再生反應的時間。例如，存儲的真空可以被存儲直至發動機停機之后會發生的自然溫度升高導致微粒過濾器溫度變得足夠熱以實施再生反應。此外，可以在特定的發動機停機狀態下(例如，在發動機運行狀態期間已經開始過濾器再生的停機，或過濾器溫度足夠高的停機)選擇性地實施微粒過濾器再生，而在其它狀態下不實施微粒過濾器再生。

根據另一方面，提供一種用于控制車輛發動機的排氣的操作的系統。系統包括位于發動機氣缸的上游的進氣歧管；氣缸下游的微粒過濾器；以及電子控制器，其配置為：在發動機工作期間產生真空，在進氣歧管中存儲真空，以及在發動機停機期間或之后利用真空吸入周圍空氣通過微粒過濾器。

在一個實施例中，系統還包括一個或一個以上閥，并且其中電子控制器被進一步配置為通過調節一個或一個以上閥調節通過微粒過濾器吸入的周圍空氣的量。

在另一實施例中，系統還包括一個或一個以上閥，并且其中電子控制器被進一步配置為通過調節一個或一個以上閥調節通過微粒過濾器吸入的周圍空氣的量，其中一個或一個以上閥包括高壓EGR閥、低壓EGR閥和渦輪增壓廢氣閥的至少之一。

在另一實施例中，系統還包括一個或一個以上閥，并且其中電子控制器被進一步配置為通過調節一個或一個以上閥來調節通過微粒過濾器吸入的周圍空氣的量，系統還包括渦輪增壓器、低壓排氣再循環(LP-EGR)系統以及高壓排氣再循環(HP-EGR)系統，其中電子控制器配置為調節一個或一個以上閥以利用進氣歧管中的真空吸入周圍空氣通過進氣歧管、通過LP-EGR系統到達微粒過濾器以再生微粒過濾器，并且通過HP-EGR系統到達進氣歧管。

在另一實施例中，系統還包括一個或一個以上閥，并且其中電子控制器被進一步配置為通過調節一個或一個以上閥調節通過微粒過濾器吸入的周圍空氣的量，系統還包括渦輪增壓器和EGR系統，其中電子控制器被配置為調節一個或一個以上閥以利用進氣歧管中的真空吸入周圍空氣通過車輛的排氣尾管、通過微粒過濾器以再生微粒過濾器，并且通過EGR系統到達進氣歧管。

在另一實施例中，系統還包括一個或一個以上閥，并且其中電子控制器被進一步配置為通過調節一個或一個以上閥來調節通過微粒過濾器吸入的周圍空氣的量，其中電子控制器配置為在發動機運行狀態下通過使周圍空氣在第一方向流過微粒過濾器來啟動微粒過濾器的再生，以及在發動機停機之后利用真空通過使周圍空氣在相反的第二方向流過微粒過濾器來吸入周圍空氣通過微粒過濾器來繼續再生。

在另一實施例中，電子控制器被配置為在發動機運行狀態期間開始微粒過濾器再生，并且在發動機停機期間和之后利用真空繼續再生。