[发明专利]柴油微粒过滤器控制

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机(例如柴油发动机和汽油发动机)的微粒物质净化系统。

背景技术

排放控制装置，例如柴油微粒过滤器(DPF)可通过捕集微粒减少柴油发动机的微粒物质排放(例如烟粒)的量。这样的装置可在发动机运行期间再生，从而减少被捕集的微粒物质的量(例如，通过燃烧)并保持装置的收集能力。为了符合严格的联邦政府排放标准，再生操作和DPF功能性可被严格控制并定期评估。

控制柴油微粒过滤器的方法的一个示例由Stewart等人在US7,155,334中说明。其中，发动机控制器基于从传感器接收的输入启动过滤器再生，例如微粒物质传感器和/或二氧化碳传感器，其设置在过滤器的上游和下游。特别地，控制器基于通过过滤器前后的排气成分确定是否再生过滤器。

然而，本发明人认识到该方法的问题。作为一个示例，对基于阻抗感测的微粒物质(PM)传感器的使用降低了排放控制系统的灵敏度。这种常用PM传感器可被配置为基于电路两端的电阻或电容变化电检测PM的存在。这样的传感器可具有“死区(dead-band)”，在死区中，在传感器能够响应之前，PM必须积累。检测PM需要的该额外时间可延迟过滤器再生的确定和启动。这种过滤器再生可加速过滤器衰退。额外的时间也降低电子传感器识别DPF衰退的能力。总之，这可导致衰退的排气排放水平。

作为另一示例，对来自在确定过滤器再生中感测排气CO₂水平的CO₂传感器的输入的使用也可降低系统准确估算过滤器上的烟粒负荷的能力，这是由于在过滤器烟粒水平和排气CO₂水平之间的间接关联。由于排气CO₂水平更能代表燃烧状况，因此可推断烟粒负荷，但不能准确确定。

发明内容

因此，在一个示例中，上面某些问题中的一些可通过运行包括微粒过滤器的发动机排气系统的方法解决，该系统包含基于被氧化的、过滤器后的排气微粒物质(PM)的CO₂信号(signature)调节发动机运行。CO₂信号可包括由安置在过滤器下游的CO₂传感器所估算的被氧化的PM的CO₂水平。

在一个示例中，柴油发动机排气系统可配置有过滤器基底和安置在DPF下游的CO₂传感器。在选择的发动机工况期间，发动机控制器可加热基底并使用在排气中存在的氧在加热基底上氧化过滤器后的排气微粒物质(即，排气烟粒)。可通过下游CO₂传感器估算从烟粒氧化生成的CO₂，从而确定被氧化的、过滤器后的排气微粒物质(PM)的CO₂信号。CO₂信号可至少包括被氧化的PM的CO₂水平。由于生成的CO₂很大程度上取决于在加热基底上氧化的排气烟粒的量，因此估算的排气CO₂水平和排气的烟粒水平之间可直接关联。即，CO₂传感器可用作PM传感器。然后控制器可基于CO₂信号调节发动机运行并执行过滤器诊断。在其它发动机工况期间，CO₂传感器可用来感测与过滤器后的排气PM无关的排气CO₂水平。