[發明專利]柴油微粒過濾器控制

有效

• 申請號: 201110120219.1
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN102242665A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: C·帕寧
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00;F01N3/023
• 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

本發明涉及內燃發動機(例如柴油發動機和汽油發動機)的微粒物質凈化系統。

背景技術

排放控制裝置，例如柴油微粒過濾器(DPF)可通過捕集微粒減少柴油發動機的微粒物質排放(例如煙粒)的量。這樣的裝置可在發動機運行期間再生，從而減少被捕集的微粒物質的量(例如，通過燃燒)并保持裝置的收集能力。為了符合嚴格的聯邦政府排放標準，再生操作和DPF功能性可被嚴格控制并定期評估。

控制柴油微粒過濾器的方法的一個示例由Stewart等人在US7,155,334中說明。其中，發動機控制器基于從傳感器接收的輸入啟動過濾器再生，例如微粒物質傳感器和/或二氧化碳傳感器，其設置在過濾器的上游和下游。特別地，控制器基于通過過濾器前后的排氣成分確定是否再生過濾器。

然而，本發明人認識到該方法的問題。作為一個示例，對基于阻抗感測的微粒物質(PM)傳感器的使用降低了排放控制系統的靈敏度。這種常用PM傳感器可被配置為基于電路兩端的電阻或電容變化電檢測PM的存在。這樣的傳感器可具有“死區(dead-band)”，在死區中，在傳感器能夠響應之前，PM必須積累。檢測PM需要的該額外時間可延遲過濾器再生的確定和啟動。這種過濾器再生可加速過濾器衰退。額外的時間也降低電子傳感器識別DPF衰退的能力。總之，這可導致衰退的排氣排放水平。

作為另一示例，對來自在確定過濾器再生中感測排氣CO₂水平的CO₂傳感器的輸入的使用也可降低系統準確估算過濾器上的煙粒負荷的能力，這是由于在過濾器煙粒水平和排氣CO₂水平之間的間接關聯。由于排氣CO₂水平更能代表燃燒狀況，因此可推斷煙粒負荷，但不能準確確定。

發明內容

因此，在一個示例中，上面某些問題中的一些可通過運行包括微粒過濾器的發動機排氣系統的方法解決，該系統包含基于被氧化的、過濾器后的排氣微粒物質(PM)的CO₂信號(signature)調節發動機運行。CO₂信號可包括由安置在過濾器下游的CO₂傳感器所估算的被氧化的PM的CO₂水平。

在一個示例中，柴油發動機排氣系統可配置有過濾器基底和安置在DPF下游的CO₂傳感器。在選擇的發動機工況期間，發動機控制器可加熱基底并使用在排氣中存在的氧在加熱基底上氧化過濾器后的排氣微粒物質(即，排氣煙粒)。可通過下游CO₂傳感器估算從煙粒氧化生成的CO₂，從而確定被氧化的、過濾器后的排氣微粒物質(PM)的CO₂信號。CO₂信號可至少包括被氧化的PM的CO₂水平。由于生成的CO₂很大程度上取決于在加熱基底上氧化的排氣煙粒的量，因此估算的排氣CO₂水平和排氣的煙粒水平之間可直接關聯。即，CO₂傳感器可用作PM傳感器。然后控制器可基于CO₂信號調節發動機運行并執行過濾器診斷。在其它發動機工況期間，CO₂傳感器可用來感測與過濾器后的排氣PM無關的排氣CO₂水平。