[发明专利]发动机的排气系统中的微粒过滤器的再生

说明书

技术领域

本发明涉及发动机的排气系统中的微粒过滤器的再生。

背景技术

近来，直喷式汽油发动机已显示出改进了发动机性能并减少了附于发动机进气歧管和进气口的燃料引起的瞬时空气燃料干扰。但在较高发动机转速和较高发动机负载时，发动机排气内可能形成微粒。一些情况下，微粒的形成与燃料喷入汽缸和火花塞开始燃烧之间相隔的较短时间相关。具体地，开始燃烧前，喷射的燃料汽化并形成均质混合物的机会较小。开始燃烧前，如果汽缸内未形成均质空气燃料混合物，则可能形成分层气穴，且通过燃烧汽缸空气燃料混合物内的富区域，可以产生碳烟。已提出微粒过滤器作为减少碳烟排放的方式之一。

发明内容

本发明人已提出了一种用于再生微粒过滤器的方法。特别地，本发明人已提出了一种具有三元催化器及其下游的微粒过滤器的火花点火式发动机的运转方法，其包括：振荡进入微粒过滤器的排气空燃比，以在微粒过滤器下游产生空燃比振荡，同时提高排气温度；当下游振荡充分耗散时，稀化(enlean)进入微粒过滤器的排气空燃比；并且在运转参数超过阈值时减少稀化。

在一个实施例中，运转参数是上升到高于温度阈值的微粒过滤器的温度。

在另一实施例中，运转参数是上升到高于温度阈值的微粒过滤器的温度，且该方法进一步包括排气温度损失充分时终止稀化。

在另一实施例中，运转参数是稳定之后降低至低于压力阈值的微粒过滤器进气口压力。

在另一实施例中，运转参数是超过时间阈值的耗用时间。

在另一实施例中，下游振荡的充分耗散包括：尽管上游空燃比继续在稀富之间切换，但下游空燃比不再在稀富之间切换，并且稀化包括在三元催化器和微粒过滤器之间引入新鲜空气。

通过监控微粒过滤器下游的空燃比以获知排气空燃比振荡的变化，可以识别微粒过滤器再生的适当条件。特别地，振荡的耗散指示微粒过滤器内碳烟的氧化。因此，可以准确及时地执行排气空燃比的稀化，以再生微粒过滤器。例如，可以通过在三元催化器和微粒过滤器之间引入新鲜空气来执行稀化。相应地，当运转参数超过阈值，指示碳烟负载已被氧化时，减少稀化。例如，可以减少或停止新鲜空气的引入。这样，可以利用微粒过滤器下游的空燃比变化，准确地稀化进入微粒过滤器的排气，从而提高再生效率并减少再生时间。作为另一示例，发明人已提出一种发动机系统，其包括：配置为燃烧汽油和酒精至少其一和空气的发动机；配置为接收发动机排气的排气系统；和控制器，其被配置为在所述微粒过滤器再生期间提高微粒过滤器的温度，并响应温度传感器提供的微粒过滤器温度高于温度阈值和氧传感器的λ值偏富的时间大于时间阈值，引入二次空气至处于排放控制装置下游和微粒过滤器上游的位置。其中所述排气系统包括：排放控制装置；定位于所述排放控制装置下游的微粒过滤器；定位于所述微粒过滤器下游的氧传感器；和配置为提供微粒过滤器温度的温度传感器。

在一个实施例中，所述控制器被配置为通过以每秒1至10摄氏度的速率提高微粒过滤器的温度，来提高所述微粒过滤器的温度。

通过监控微粒过滤器的温度变化及微粒过滤器下游氧传感器λ值的变化，二次空气可以被准确引入上游排放控制装置和微粒过滤器之间，以辅助微粒过滤器的再生，而不干扰上游排放控制装置处理发动机排气。二次空气的准确引入可以增加微粒过滤器内碳烟的氧化率。这样，可以提高微粒过滤器的再生效率，并减少再生时间。另外，发动机的空燃比控制可以在稀富之间振荡，使得排放控制装置可以在微粒过滤器再生期间处理发动机排气。

根据另一方面，本发明提供了一种具有排气系统的火花点火式发动机的微粒过滤器的再生的执行方法，所述排气系统包括微粒过滤器、定位于微粒过滤器上游的排放控制装置、配置为提供微粒过滤器温度的温度传感器以及定位于微粒过滤器下游的下游氧传感器。该方法包括在微粒过滤器再生期间提高微粒过滤器的温度；响应微粒过滤器温度高于温度阈值以及下游氧传感器λ值偏富的时间大于时间阈值，引入二次空气至排放控制装置下游和微粒过滤器上游的位置；并响应微粒过滤器温度高于温度阈值以及下游氧传感器λ值偏富的时间不大于时间阈值，设定微粒过滤器的退化条件。

在一个实施例中，进一步包括：响应二次空气引入微粒过滤器进气口后下游氧传感器λ值偏稀的时间不大于第二时间阈值，设定微粒过滤器的退化条件。

在另一实施例中，所述排气系统包括定位于排放控制装置上游的上游氧传感器，该方法进一步包括：在微粒过滤器再生期间，基于上游氧传感器的闭环反馈，保持排放控制装置进气口处的空燃比，其中空燃比在稀富化学计量之间振荡。