專利名稱：柴油微粒過濾器再生持續(xù)時間的控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及柴油微粒過濾器的再生。
背景技術：
排放控制設備，例如柴油微粒過濾器(DPF)，可以通過捕捉煙塵微粒來降低柴油發(fā) 動機中的煙塵排放量。這樣的設備可以在發(fā)動機，例如渦輪增壓發(fā)動機的運行期間被再生， 從而降低被捕捉的微粒物質(zhì)的量。通常通過將柴油微粒過濾器(DPF)的溫度升高到預定水 平，并確保進入柴油微粒過濾器(DPF)的排氣具有特定成分來實現(xiàn)再生?？刂七^濾器再生的一種方法是在過濾器中的剩余微粒量低于閾值時終止再生事 件，或可替換地在微粒過濾器存儲的百分比(相對于總容量)降至低于閾值百分比時終止 再生事件。然而，發(fā)明人在此認識到這種方法的問題。例如，在一些運行狀況下，在較低存儲 水平處移除微粒需要的時間很長。因此，再生持續(xù)時間可以在這種運行狀況期間被顯著延 長。由于消耗額外的燃料來維持升高的再生溫度，所以在這種狀況下用于僅僅移除少量微 粒的延長再生是低效的，特別是在燃油經(jīng)濟性方面。
發(fā)明內(nèi)容
在一個示例方法中，以上問題可以通過用于在發(fā)動機排氣系統(tǒng)中控制柴油微粒過 濾器再生的方法被至少部分解決，該方法包括基于微粒燃燒率終止再生。例如，在一些狀 況期間，即使在較低微粒存儲水平下，也可以發(fā)生足夠高的煙塵燃燒率。在這種狀況下，再 生可以在較低煙塵存儲水平終止，因此在隨后的過濾器存儲運行期間允許更長的存儲。然 而，在其它狀況下，在較低微粒存儲水平期間，煙塵燃燒率可以足夠低使得再生在較高煙塵 存儲水平終止。因此，這即便減少隨后的存儲運行，相比連續(xù)再生來說，也是較小的損失。在一個具體的示例中，再生終止可以基于存儲的微粒的可變閾值，其中存儲的微 粒的閾值取決于當前的煙塵燃燒率。再生終止可以進一步基于車速。在這種方法中，再生 事件的持續(xù)時間可以根據(jù)煙塵燃燒率是否高于閾值被延長，從而進一步降低在低水平存儲 的煙塵的量。因此，在選擇的狀況下，再生事件之間的間隔可以被延長，其中這種延長導致 合理的額外煙塵的移除。這樣，當煙塵燃燒率低于閾值時，可以通過不延長在低煙塵存儲水 平的持續(xù)時間來實現(xiàn)降低的燃料消耗。此外，由于自再生的排氣損失減少和燃料在油稀釋 方面的改善(可以潛在延長換油間隔)，可以實現(xiàn)尾管排放的減少。根據(jù)另一方面，提供一種用于控制發(fā)動機排氣系統(tǒng)中柴油微粒過濾器的再生事件 的方法。該方法包括響應降至低于閾值的存儲的微粒量，終止再生事件；響應升高的微粒燃 燒率，升高閾值，并且響應降低的微粒燃燒率，降低閾值。在一個實施例中，微粒燃燒率基于 在柴油微粒過濾器中的存儲的微粒量和柴油微粒過濾器的溫度。在另一實施例中，該方法 進一步包括基于車速終止再生事件。在另一實施例中，閾值基于微粒過濾器的老化水平。根據(jù)另一方面，車輛的系統(tǒng)包括聯(lián)接在車輛排氣系統(tǒng)中的微粒過濾器，以及具有在其上編碼以便控制微粒過濾器再生的指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，該指令包括響應車輛 運行狀況和存儲的微粒量啟動微粒過濾器再生的指令、響應存儲的微粒量降至低于存儲的 微粒的閾值百分比終止微粒過濾器再生的指令，該存儲的微粒的閾值百分比基于微粒燃燒 率。在一個實施例中，指令包括基于存儲的微粒量和催化器溫度確定微粒燃燒率。在另一 實施例中，存儲的微粒的閾值百分比進一步基于微粒過濾器的老化水平。在另一實施例中， 指令包括調(diào)節(jié)后噴射以終止再生。在另一實施例中，指令包括響應升高的微粒燃燒率升高 存儲的微粒量的閾值百分比。在另一實施例中，指令包括響應降低的微粒燃燒率降低存儲 的微粒量的閾值百分比。在另一實施例中，微粒濾波器再生的終止進一步基于車速。應理解，提供上述背景和內(nèi)容以簡化形式介紹在具體實施例方式中進一步描述的 選擇性概念。這不意味著指出要求保護的主題的關鍵特征或重要特征，要求保護的范圍由 權利要求唯一限定。此外，要求保護的主題不限于解決以上或在本公開的任何部分提到的 任何缺點的實施方式。
圖1示出內(nèi)燃發(fā)動機的示意圖。圖2示出確定何時啟動微粒過濾器再生的程序。圖3示出再生持續(xù)時間的控制程序。圖4示出確定在微粒過濾器中的存儲的微粒量的示例程序。圖5A示出存儲的微粒的閾值百分比如何取決于微粒燃燒率和存儲的微粒的示例 繪圖。圖5B示出隨著存儲的微粒的閾值百分比降低，再生持續(xù)時間如何增加的示例繪 圖。
具體實施例方式在例如圖1示出的渦輪增壓發(fā)動機的運行期間，可以發(fā)生微粒過濾器再生，以降 低捕捉的微粒物質(zhì)的量。如圖2的示例所示，再生事件可以響應發(fā)動機和排氣運行狀況啟 動。一旦啟動再生，那么控制系統(tǒng)可以監(jiān)控微粒過濾器的當前狀態(tài)和車輛運行狀況，以確定 何時終止再生事件。圖3示出監(jiān)控存儲的微粒和催化器溫度以確定煙塵燃燒率的示例控制 程序。然后，圖3的程序基于煙塵燃燒率確定可變百分比的存儲的煙塵閾值。圖4示出在 柴油微粒過濾器(DPF)中監(jiān)控存儲的微粒量的一個示例。圖5A示出可變百分比的存儲的 煙塵閾值如何隨過濾器中的微粒過濾器溫度和存儲的微粒量變化的示例繪圖。一旦監(jiān)控的 存儲的煙塵的百分比低于可變百分比的存儲的煙塵閾值，那么再生事件終止。以此方式，有 可能考慮和利用微粒過濾器燃燒率的當前狀態(tài)，并依靠運行狀況，例如微粒裝載、過濾器溫 度和車速，或早或晚地適當終止再生以改善性能。圖5B示出再生持續(xù)時間如何隨著可變百 分比的存儲的煙塵閾值降低或升高而相應地增加或減少的示例繪圖。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，示出示意圖，該示意圖示出可以包括在機動車推進系統(tǒng)中的多缸內(nèi) 燃發(fā)動機10的一個氣缸?？梢灾辽俨糠滞ㄟ^包括控制器12的控制系統(tǒng)以及車輛操作員132 經(jīng)輸入設備130的輸入來控制發(fā)動機10。在該示例中，輸入設備130包括加速踏板和用于 產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室(即氣缸)30可以包括燃燒室壁32以及設置在其中的活塞36?；钊?6可以聯(lián)接至曲軸40，從而活塞的 往復運動被轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)中間傳動系統(tǒng)聯(lián)接至車輛的至少一個 驅(qū)動輪。此外，起動馬達可以經(jīng)飛輪聯(lián)接至曲軸40，以使發(fā)動機10的起動運行成為可用。燃燒室30可以從進氣歧管44經(jīng)進氣通道42接收進氣，并經(jīng)排氣通道48排出燃 燒氣體。進氣歧管44和排氣通道48可以分別經(jīng)進氣門52和排氣門54與燃燒室30選擇 性連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或多于兩個進氣門和/或兩個或多于兩 個排氣門。在該示例中，進氣門52和排氣門54可以經(jīng)各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53由凸輪 致動機構控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53均可以包括固定的凸輪正時，或可以包括一個或多 于一個凸輪，并可以利用可由控制器12操作的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、 可變氣門正時(WT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或更多，從而改變氣門運行。 進氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器55和57確定。在可替換實施例中， 進氣門52和/或排氣門54可以由電子氣門致動機構控制。例如，氣缸30可以可替換地包 括經(jīng)電子氣門致動機構控制的進氣門，以及經(jīng)包括凸輪廓線變換(CPS)和/或可變氣門正 時(VCT)系統(tǒng)的凸輪致動機構控制的排氣門。燃料噴射器66被示出直接聯(lián)接至燃燒室30，以便噴射燃料。以此方式，燃料噴射 器66提供被稱作直接噴射的方式使燃料進入燃燒室30。例如，燃料噴射器可以安裝在燃燒 室的側面或頂部。燃料可以通過燃料系統(tǒng)(未示出)被輸送到燃料噴射器66，所述燃料系 統(tǒng)包括燃料箱、燃料泵和可以是共同燃料管道的燃料管道。進氣歧管44可以包括具有節(jié)流板64的節(jié)流閥62。然而，在其它示例中，節(jié)流閥可 以位于進氣通道42中。在該具體的示例中，節(jié)流板64的位置可以由提供至包括節(jié)流閥62 的電動機或致動器(即通常被稱為電子節(jié)流閥控制(ETC)的配置)的信號而通過控制器12 改變。以此方式，節(jié)流閥62可以被操作從而改變提供給包括其它發(fā)動機氣缸在內(nèi)的燃燒室 30的進氣和/或EGR。節(jié)流板64的位置可以通過節(jié)流閥位置信號TP提供至控制器12。進 氣通道42可以包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管氣壓傳感器122，以便分別提供MAF和 MAP信號至控制器12。在該實施例中，發(fā)動機是被配置為經(jīng)壓縮點火燃燒柴油燃料(例如，石油柴油或 生物柴油)的柴油發(fā)動機。排氣傳感器126被示出在排放控制設備70上游聯(lián)接至排氣通 道48。傳感器126可以是提供排氣空/燃比指示的任意適當?shù)膫鞲衅?，例如線性氧氣傳感 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。排放控制設備70被示出在排氣傳感器126下游沿排氣通道48布置。設備 70可以包括柴油氧化催化器(DOC)和選擇性催化還原(SCR)催化器。氨(或尿素)輸送系 統(tǒng)可以被聯(lián)接至SCR催化器或SCR催化器的上游，從而向SCR催化器輸送還原劑。至少一個柴油微粒過濾器(DPF) 72可以被聯(lián)接至排放控制設備70的下游。柴油微 粒過濾器(DPF)可以由包括堇青石、碳化硅和其它高溫氧化物陶瓷的各種材料制造。一旦 煙塵積聚達到(例如經(jīng)壓降識別的)預定水平，可以啟動過濾器再生。過濾器再生可以通過 將過濾器加熱到在比新煙塵微粒堆積更快的速率燃燒煙塵微粒的溫度，例如400°C -600°C 來實現(xiàn)。在一個示例中，柴油微粒過濾器(DPF)可以是含有貴金屬(例如鉬)涂層的催化 微粒過濾器，以降低煙塵燃燒溫度，并且還將碳氫化合物和一氧化碳氧化為二氧化碳和水。
碳氫化合物(HC)還原輸送系統(tǒng)74可以用于從燃料箱或存儲容器將HC輸送至排 氣系統(tǒng)，以產(chǎn)生熱量用于加熱微粒過濾器72從而用于再生目的?？商鎿Q地，或此外，晚期燃 料噴射(例如，在排氣沖程期間)可以用來升高排氣溫度。溫度傳感器76和78可以分別位于柴油微粒過濾器(DPF) 72的上游和下游。溫度 傳感器76和78，或額外的溫度傳感器也可以位于柴油微粒過濾器(DPF)內(nèi)，或柴油微粒過 濾器(DPF)溫度(或排氣溫度)可以基于運行狀況使用排氣溫度模型估算。壓差信號被示 出由分別在柴油微粒過濾器(DPF) 72上游和下游的壓力傳感器80和82確定。注意到，還 可以用單個壓差來測量穿過柴油微粒過濾器(DPF)72的壓差。還可以使用單口表壓傳感器 (SPGS)。應理解，可替換的排放控制系統(tǒng)配置可以用于可替換的實施例中。例如，排氣控制 設備70可以被聯(lián)接至柴油微粒過濾器(DPF)下游。進一步在其它示例中，可以在排放控制 系統(tǒng)中包括多個柴油微粒過濾器。此外，在其它示例中，SCR催化器可以不包括在排放控制 系統(tǒng)中。每個催化器、過濾器等都可以封裝在一個單個外殼內(nèi)，或可替換地可以經(jīng)(多個) 獨立外殼封裝。將理解，多種配置是可能的，并且在圖1示出的配置本質(zhì)上是示例性的。此 外，如上所提及，還原劑(例如，氨或尿素)噴射系統(tǒng)可以被聯(lián)接至排氣系統(tǒng)，從而在排放控 制設備70上游噴射尿素?？梢詫嵤┰偕鷩娚洳呗裕瑥亩共裼臀⒘＿^濾器(DPF)再生。再生噴射策略可以 實施包括多個噴射事件的噴射分布，例如引燃噴射、主燃噴射、近后燃噴射和/或遠后燃噴 射。將理解前面提到的燃料噴射在其它實施例中可以包括多個噴射事件。因此，柴油微粒 過濾器(DPF)可以在發(fā)動機運行期間再生。例如，通過調(diào)節(jié)各種噴射的量，柴油氧化催化器 (DOC)下游和柴油微粒過濾器(DPF)上游的溫度可以被控制到期望值，以促進微粒物質(zhì)在 柴油微粒過濾器(DPF)內(nèi)燃燒。在該示例中，可以建立柴油氧化催化器(DOC)下游和柴油 微粒過濾器(DPF)上游的溫度設定點，從而便于柴油微粒過濾器(DPF)再生。發(fā)動機10可以進一步包括壓縮設備，例如包括沿進氣歧管44布置的至少一臺壓 縮機162的渦輪增壓器或機械增壓器。對于渦輪增壓器，壓縮機162可以至少部分由沿排 氣通道48布置的渦輪164驅(qū)動(例如，經(jīng)軸)。對于機械增壓器，壓縮機162可以至少部分 由發(fā)動機和/或電動機器驅(qū)動，并可以不包括渦輪。因此，經(jīng)渦輪增壓器或機械增壓器向發(fā) 動機的一個或多于一個氣缸提供的壓縮量(例如，增壓)可以通過控制器12改變。此外， 傳感器123可以設置在進氣歧管44中，以便向控制器12提供增壓信號。發(fā)動機10可以進一步包括高壓EGR系統(tǒng)150。高壓EGR系統(tǒng)150包括在渦輪164 上游聯(lián)接至排氣通道48并在壓縮機162下游聯(lián)接至進氣岐管44的EGR管152。高壓EGR 系統(tǒng)150可以包括沿EGR管152設置的EGR閥154，從而控制通過EGR系統(tǒng)150的排氣流。 發(fā)動機10還可以包括低壓EGR系統(tǒng)156。低壓EGR系統(tǒng)156包括在渦輪164下游聯(lián)接至排 氣通道48并在壓縮機162上游聯(lián)接至進氣岐管44的EGR管158。低壓EGR系統(tǒng)156可以 包括沿EGR管152設置的EGR閥160，從而控制通過EGR系統(tǒng)156的排氣流。控制器12在圖1中被示為微型計算機，包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 (I/O) 104、在該具體示例中被示為只讀存儲芯片(ROM) 106的存儲可執(zhí)行程序和校準值的 電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器(RAM) 108、保活存儲器(KAM) 110和數(shù)據(jù)總線。控制器12 可以從聯(lián)接至發(fā)動機10的各傳感器接收各種信號，除先前討論的信號之外，包括以下測量值來自質(zhì)量空氣流量傳感器120的感應質(zhì)量空氣流量(MAF)；來自聯(lián)接至冷卻套筒114的 溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)；來自聯(lián)接至曲軸40的霍爾效應傳感器118 (或 其它類型)的表面點火感測(PIP)信號；來自節(jié)流閥位置傳感器的節(jié)流閥位置(TP)；以及 來自傳感器122的歧管絕對壓力信號MAP。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號RPM可以由控制器12從信號 PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以用來提供進氣歧管中的真空度或 壓力的指示。存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以通過代表處理器102可執(zhí)行的指令的計算機可讀數(shù) 據(jù)而被編程，其中處理器102可執(zhí)行的指令用于執(zhí)行下面描述的方法和控制策略以及預期 到但未具體列出的其它變體。如上所述，圖1僅示出多氣缸發(fā)動機的一個氣缸；然而應理解，每個氣缸都可以相 似地包括它本身的進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等的組?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出啟動微粒過濾器再生的示例程序。圖2中的程序可以利用以上 描述的系統(tǒng)和組件實施。確切地，在一些示例中，排放控制系統(tǒng)可以包括安置在柴油氧化催 化器(DOC)下游的柴油微粒過濾器(DPF)，該柴油氧化催化器(DOC)被安置在內(nèi)燃發(fā)動機的 排氣系統(tǒng)中的渦輪增壓器的下游。然而，將理解可替代的布置是可能的，因此在其它示例中 圖2的控制策略可以利用其它適合的系統(tǒng)和組件實施。首先，在202確定車輛和內(nèi)燃發(fā)動機的運行狀況。運行狀況可以包括在202A確定 由發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩、在202B確定排氣溫度、在202C確定在柴油微粒過濾器(DPF)上游和 下游的壓力，并在202D確定在柴油微粒過濾器(DPF)上游和/或下游的排氣成分。將理解 在一些示例中，在渦輪下游和柴油微粒過濾器和/或柴油氧化催化器(DOC)上游的排氣溫 度可以經(jīng)測量或估計或它們的組合在202B確定。接下來在204，確定柴油微粒過濾器(DPF)再生是否應發(fā)生。在一些示例中，穿過 柴油微粒過濾器(DPF)的閾值壓差可以被用來確定柴油微粒過濾器(DPF)是否應再生。然 而，在其它示例中，柴油微粒過濾器(DPF)再生可以在車輛運行超過閾值距離或超過發(fā)動 機運行的閾值時間間隔后發(fā)生，或在存儲的微粒量大于最大閾值的情況下發(fā)生。如果確定 DPF不應再生(在204為否)，那么程序結束。然而，如果確定柴油微粒過濾器(DPF)應再生(在204為是)，那么程序在206為柴 油微粒過濾器(DPF)實施再生控制策略。再生控制策略可以包括在柴油微粒過濾器(DPF) 上游建立排氣的溫度設定點，并調(diào)節(jié)運行狀況，從而將排氣溫度升高到設定點。具體地，可 以為柴油微粒過濾器(DPF)上游和柴油氧化催化器(DOC)下游的位置建立溫度設定點。將 理解實施再生控制策略可以進一步包括基于穩(wěn)態(tài)狀況向燃燒室輸送后燃料噴射。此外，將 理解在柴油微粒過濾器(DPF)再生期間排氣空-燃比可以是稀的，以促進移除柴油微粒過 濾器(DPF)中的微粒物質(zhì)。以此方式，在不調(diào)整發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩的情況下，可以改變排氣 溫度。一旦微粒過濾器再生事件啟動，例如參考圖2在以上描述的，微粒過濾器可以由 各種設備和方法監(jiān)控，從而確定何時終止再生事件。圖3示出基于可變閾值確定終止再生 事件的示例程序。在圖3的示例程序中，監(jiān)控過濾器中的當前的煙塵量(有時被稱為煙塵裝載量)， 并且繼續(xù)再生，直到煙塵裝載量降至低于閾值，借此再生終止。閾值被調(diào)整以考慮到包括煙塵燃燒率的多種運行參數(shù)，其中閾值可以在相對較高的燃燒率的狀況下減少，并且在相對 較低的燃燒率的狀況下增加。同樣，閾值煙塵裝載水平可以用各種方式表達，例如絕對裝載 (例如，以克為單位)，或占過濾器當前老化狀態(tài)的過濾器的總煙塵存儲容量的百分比。具 體地，隨著過濾器的老化，總煙塵存儲容量可以減少，并且以此方式，閾值還可以被調(diào)整以 考慮到過濾器上的老化效應。例如，老化水平或由于老化的劣化程度等都可以用來確定總 煙塵存儲容量。煙塵燃燒率可以用各種方式確定。例如，可以基于微粒過濾器當前的狀態(tài)估計煙 塵燃燒率，該狀態(tài)通過沿排氣通道布置的多個傳感器中的一個或更多監(jiān)控。微粒過濾器的 當前狀態(tài)可以包括例如過濾器溫度、過濾器中存儲的煙塵量以及通過過濾器的質(zhì)量空氣流 量。例如，通過過濾器的質(zhì)量空氣流量可以基于車速。因此，用于確定再生終止的煙塵燃燒 率和因此的閾值是可變化的，并取決于發(fā)動機和排氣系統(tǒng)運行狀況。在一個具體的示例中， 隨著當前煙塵燃燒率升高，閾值被降低以延長再生持續(xù)時間，反之亦然。下文更詳細描述的 圖5A和5B圖示說明閾值關于煙塵燃燒率的依賴關系的示例，該煙塵燃燒率可以用來調(diào)節(jié) 再生持續(xù)時間。在圖3中的步驟300，程序確定再生事件是否已經(jīng)啟動或微粒過濾器是否正在再 生。微粒過濾器再生的啟動可以響應以上關于圖2描述的各種發(fā)動機和車輛運行狀況發(fā) 生。可以用各種方式確定微粒過濾器是否正在再生，例如，基于在控制程序中設定的標志， 或檢查微粒過濾器是否具有存儲的微粒和/或過濾器溫度是否高于預定水平。如果在300 不發(fā)生再生事件，那么程序結束。然而，如果在300發(fā)生再生事件，那么程序進行至302。在302，確定微粒過濾器的溫度。微粒過濾器的溫度可以通過各種途徑確定。在一 個示例中，該溫度可以基于來自沿排氣通道設置的一個或多于一個傳感器的測量值，例如 圖1中的傳感器76和78?？商鎿Q地，微粒過濾器的溫度可以基于模型計算。例如，該溫度 可以基于在整個微粒過濾器長度的分布量而不是基于單獨的溫度測量值建模。在另一示例 中，該溫度可以基于發(fā)動機運行狀況，使用存儲在存儲器中的特征預定圖譜建立。發(fā)動機運 行參數(shù)可以包括例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、燃料噴射量、燃料噴射正時和發(fā)動機溫度。然后程序進行到304，以確定在微粒過濾器中當前存儲的微粒量，例如，煙塵質(zhì)量。 目前存儲的微粒量可以通過各種方法確定。在一個示例中，在燃燒過程期間，存儲的微粒量 可以基于當前存儲的微粒量和在每預定采樣時間產(chǎn)生的微粒增加量。在該示例中，在每預 定采樣時間產(chǎn)生的微粒增加量可以基于發(fā)動機運行狀況，例如燃料噴射量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速。 本文以下描述的圖4示出確定當前存儲的微粒量的示例方法。然后程序進行到306，以基于在步驟302中確定的微粒過濾器溫度和在步驟304中 確定的煙塵質(zhì)量確定煙塵燃燒率。煙塵燃燒率可以基于例如存儲在存儲器中的預定查詢表 確定。在另一示例中，煙塵燃燒率可以基于模型計算確定。這樣的模型計算可以基于發(fā)動 機和/或排氣系統(tǒng)的運行參數(shù)。例如，再生率遵循阿倫尼烏斯(Arrhenius)公式隨著升高 的溫度而升高。此外，隨著存儲的微粒量降低，再生率降低。因此，例如，煙塵燃燒率可以通 過存儲在存儲器中具有作為輸入的溫度和存儲的微粒量的函數(shù)確定。程序進行到308，從而基于在步驟306中確定的煙塵燃燒率確定閾值百分比。閾 值百分比可以是存儲的微粒閾值的百分比，并可以基于例如預定查詢表確定。在另一示例 中，閾值百分比可以從查詢表確定，該查詢表基于例如微粒過濾器壽命、發(fā)動機里程和/或其它車輛或發(fā)動機參數(shù)更新。例如，在步驟308確定的閾值可以響應升高的微粒燃燒率而 升高，并可以響應降低的微粒燃燒率而降低。相比于確定再生事件何時終止的設定閾值百分比，在步驟308確定的可變閾值百 分比可以自適應地基于車輛、發(fā)動機和/或排氣參數(shù)，例如存儲的微粒量、排氣溫度和/或 車速。然后在310，程序?qū)⒗缁趶牟襟E304確定的煙塵質(zhì)量的存儲的微粒百分比與 在步驟308中確定的閾值百分比相比較。如果在310，存儲的微粒百分比大于閾值百分比， 那么程序繼續(xù)返回302，以在繼續(xù)再生事件時重復監(jiān)控程序。然而，如果在310，存儲的微粒 百分比小于或等于閾值百分比，那么程序進行到312。在312，程序通過例如調(diào)節(jié)后噴射來 終止再生事件，并且然后結束?，F(xiàn)在參考圖4，描述用于確定微粒過濾器中存儲的微粒量的示例程序。首先，在步 驟410中，確定微粒過濾器是否目前正在經(jīng)歷再生。可以用各種方式確定微粒過濾器是否 正在再生，例如，基于在控制程序中設定的標志，或檢查微粒過濾器是否具有存儲的微粒， 以及溫度是否高于預定水平。在步驟410的回答為是時，程序繼續(xù)到步驟412。在步驟412中，程序在再生期間通過包括由燃燒過程產(chǎn)生的微粒(cpa)、當前存儲 的微粒量(spa)和在再生階段期間釋放的微粒量(rpa)確定存儲的微粒量。否則，程序移 至步驟414，并基于當前存儲的微粒量和燃燒過程期間產(chǎn)生的微粒，確定存儲的微粒量。在 一個示例中，在燃燒過程期間產(chǎn)生的微粒量(cpa)可以基于發(fā)動機運行狀況確定，例如燃 料噴射量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速。同樣，再生過程期間釋放的微粒量(rpa)可以基于排氣空間速度 和微粒過濾器溫度(tp)確定。轉(zhuǎn)到5A，示出說明如以上關于圖3的程序說明的存儲的微粒的閾值百分比關于煙 塵燃燒率和存儲的微粒量的依賴關系的示例圖。圖5A中的繪圖示出存儲的微粒的閾值百 分比相對存儲的微粒的曲線圖形式的兩條示例曲線502和504。曲線502示出當微粒燃燒率與關于曲線504的微粒燃燒率相比處于低值時，閾值 百分比如何隨存儲的微粒變化。關于曲線502的較低微粒燃燒率可以由微粒過濾器溫度Tl 引起，該溫度Tl低于關于較高微粒燃燒率曲線504的微粒過濾器溫度T2。如在曲線502和504中可見，隨著存儲的微粒增加，閾值百分比升高。閾值百分比 的升高導致再生持續(xù)時間的減少。再生持續(xù)時間關于存儲的微粒的閾值百分比的依賴關系 由在圖5B中示出的圖例表明。因此在圖5A中，隨著存儲的微粒增加，曲線502和504的閾 值百分比均升高，從而導致再生持續(xù)時間減少，如圖5B中曲線506所示。因此，在基于煙塵燃燒率的可變閾值百分比的基礎上調(diào)節(jié)再生持續(xù)時間時，考慮 了各中發(fā)動機和車輛參數(shù)的相互作用。注意到本文包括的示例控制和估計程序可以在各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置 中使用。本文描述的具體程序可以代表一個或者多個任何數(shù)目的處理策略，例如事件驅(qū)動、 中斷驅(qū)動、多任務、多線程以及類似物。就此而言，所示的各種動作、操作或功能可以以所示 的順序?qū)嵤?、并行實施或者在一些情況下被省略。類似地，該處理的順序并不是實現(xiàn)本文所 述的示例性實施例的特征和優(yōu)點所必需的，只不過被提供以便于展示和說明。根據(jù)所使用 的特別策略可以重復實施一個或多于一個所示的動作或者功能。此外，所述動作可以圖表 性地代表有待編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)內(nèi)的代碼。
應該理解的是，本文公開的這些配置和程序本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體的 實施方案不應從限定的角度進行解釋，因為可能存在多種變體。例如，上述技術可以應用于 V-6、L-4、L-6、V-12、對置4(opposed 4)以及其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括多種系 統(tǒng)和配置以及本文公開的其他特征、功能和/或特性的所有新穎的且非顯而易見的組合和
子組合。隨附的權利要求特別指出了被認為是新穎的和非顯而易見的某些組合以及子組 合。這些權利要求可能提到“一個”元件或“第一”元件或者其等價物。這種權利要求應該 被理解為包括一個或多于一個這種元件的結合，既不必需也不排除兩個或多于兩個這種元 件。所公開的這些特征、功能、元件和/或特性的其他組合以及子組合可能通過當前權利要 求的修改或者通過在本申請或相關申請中提出新權利要求而要求保護。不管是否比原始權 利要求的范圍更寬、更窄、等同或者不同，這種權利要求均被視為包括在本公開的主題內(nèi)。
權利要求
1.一種在發(fā)動機排氣系統(tǒng)中控制柴油微粒過濾器再生的方法，所述方法包括 基于微粒燃燒率終止再生。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中進一步包括調(diào)節(jié)后噴射以終止再生。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述微粒燃燒率基于所述柴油微粒過濾器的運行 狀況。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述運行狀況包括在所述柴油微粒過濾器中的存 儲的微粒量和所述柴油過濾器的溫度。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中進一步包括基于車輛速度終止再生。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中進一步包括基于存儲的微粒的閾值百分比終止再生。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述存儲的微粒的閾值百分比基于所述微粒過濾 器的老化水平。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中進一步包括隨所述微粒燃燒率的降低而升高所述 存儲的微粒的閾值百分比。
9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中進一步包括隨所述微粒燃燒率的升高而降低所述 存儲的微粒的閾值百分比。
10.一種在發(fā)動機排氣系統(tǒng)中控制柴油微粒過濾器的再生事件的方法，所述方法包括響應降至低于閾值的存儲的微粒量，終止再生事件；所述閾值響應升高的微粒燃燒率而被升高，并且響應降低的微粒燃燒率而被降低。
全文摘要
本發(fā)明涉及微粒過濾器再生的終止，該終止可以基于存儲的微粒的可變閾值百分比，其中存儲的微粒的閾值百分比取決于當前的煙塵燃燒率。在一個示例方法中，控制柴油微粒過濾器再生的方法包括基于微粒燃燒率終止再生；其中微粒燃燒率基于柴油微粒過濾器的運行狀況；所述運行情況包括在柴油微粒過濾器中存儲的微粒量和柴油過濾器的溫度。
文檔編號F01N3/025GK102003257SQ20101026861
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權日2009年8月28日
發(fā)明者C·奧博斯基, N·H·奧珀斯蓋, P·M·里昂, 陳師魁 申請人:福特環(huán)球技術公司