靜止動(dòng)力輸出期間柴油微粒過(guò)濾器的被動(dòng)再生的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了允許當(dāng)車(chē)輛處于靜止動(dòng)力輸出模式時(shí)柴油微粒過(guò)濾器再生的系統(tǒng)和方法。描述的方法為：在選擇的動(dòng)力輸出狀況期間，響應(yīng)于再生柴油微粒過(guò)濾器的指示而減小EGR速率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】靜止動(dòng)力輸出期間柴油微粒過(guò)濾器的被動(dòng)再生

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及靜止動(dòng)力輸出(stat1nary power take-off)期間微粒排放的控制。

【背景技術(shù)】
[0002]排放控制裝置(比如柴油微粒過(guò)濾器(DPF))可以通過(guò)捕集煙粒而減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的煙粒排放量。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間這種裝置可以再生以減少捕集的微粒物質(zhì)量。通常通過(guò)將DPF的溫度升高至預(yù)定水平并且確保進(jìn)入DPF的排氣為特定成分而完成再生。
[0003]柴油車(chē)輛可能進(jìn)一步配備有排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)。EGR系統(tǒng)將一部分排氣回流到進(jìn)氣中以冷卻燃燒溫度并減少節(jié)流損失，從而改善車(chē)輛排放和燃料經(jīng)濟(jì)性。在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，EGR系統(tǒng)可以包括低壓EGR(LP-EGR)回路、高壓EGR(HP-EGR)回路或這兩種回路。LP-EGR回路轉(zhuǎn)移通過(guò)渦輪增壓器渦輪的排氣并且將氣體噴射在壓縮器之前，而HP-EGR回路轉(zhuǎn)移渦輪之前的排氣并將氣體噴射在進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)之后。通常，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷測(cè)量或調(diào)節(jié)流過(guò)EGR系統(tǒng)的LP-EGR和/或HP-EGR量以保持希望的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性同時(shí)提供排放和燃料經(jīng)濟(jì)性益處。
[0004]一些柴油車(chē)輛還可能配備有動(dòng)力輸出裝置(PTO)。動(dòng)力輸出裝置是設(shè)計(jì)用于從發(fā)動(dòng)機(jī)取用動(dòng)力的系統(tǒng)。PTO可以連接至傳動(dòng)裝置并且配備用于驅(qū)動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)軸、帶、液壓的升舉或其它的機(jī)構(gòu)。
[0005]當(dāng)車(chē)輛靜止并且發(fā)動(dòng)機(jī)用于動(dòng)力輸出裝置(PTO)時(shí)DPF可能會(huì)積聚煙粒。傳統(tǒng)的DPF再生不會(huì)在車(chē)輛靜止時(shí)發(fā)生并使得車(chē)輛的服務(wù)中斷來(lái)執(zhí)行DPF再生。在用戶指令的靜止再生期間也會(huì)這樣，其還需要停止PTO運(yùn)轉(zhuǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述缺點(diǎn)并在此提供了一種不需要退出靜止PTO模式的DPF再生(例如通過(guò)駕駛員經(jīng)由選擇裝置比如用戶界面或選擇器開(kāi)關(guān)設(shè)置的)的系統(tǒng)和方法。PTO轉(zhuǎn)速和負(fù)荷傾向于穩(wěn)定并且使得較高的尿素劑量水平可以良好運(yùn)轉(zhuǎn)以控制N0X。此外，將EGR減小至正常水平的50%可以改善被動(dòng)的DPF再生。
[0007]當(dāng)滿足兩個(gè)條件時(shí)EGR減小正常EGR水平的50%。首先，DPF接近可以執(zhí)行正常再生的煙粒負(fù)荷(soot loading)水平；其次，車(chē)輛處于靜止ΡΤ0。為了控制Ν0χ，發(fā)明人認(rèn)為將尿素劑量增加。此外，通過(guò)調(diào)整噴射數(shù)量和燃燒相位
[0008](combust1n phasing)可以影響N02的形成。這樣在PTO期間通過(guò)減小EGR50%或更多使DPF再生，并且通過(guò)增加尿素劑量和/或調(diào)節(jié)燃燒相位和燃料噴射數(shù)量而控制了NOx水平。
[0009]本發(fā)明中上述的系統(tǒng)和方法在車(chē)輛處于靜止動(dòng)力輸出模式期間允許柴油微粒過(guò)濾器再生。描述的方法為:在選擇的動(dòng)力輸出狀況期間，響應(yīng)于再生柴油微粒過(guò)濾器的指示而減小EGR速率。
[0010]在一些示例中，PTO運(yùn)轉(zhuǎn)期間的DPF再生方法不同于非PTO運(yùn)轉(zhuǎn)期間(比如車(chē)輛行駛和駕駛操作期間)的DPF再生方法。例如，非PTO運(yùn)轉(zhuǎn)期間的DPF再生可以保持EGR速率同時(shí)采用其它措施(例如調(diào)節(jié)噴射正時(shí)、過(guò)量的排氣氧等)來(lái)增加排氣溫度并再生DPF。在另一個(gè)示例中，在非PTO運(yùn)轉(zhuǎn)期間用于DPF再生的EGR速率調(diào)節(jié)的程度(例如僅減小25% )可以低于PTO運(yùn)轉(zhuǎn)期間DPF再生的程度。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器響應(yīng)于柴油微粒過(guò)濾器中煙粒負(fù)荷的水平當(dāng)前高于預(yù)定閾值而增加通過(guò)尿素噴射器噴射的尿素。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中,排氣再循環(huán)速率減小的量與動(dòng)力輸出負(fù)荷成反比使得隨著動(dòng)力輸出負(fù)荷的增加排氣再循環(huán)速率減少更小量。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種方法，包含:在靜止動(dòng)力輸出運(yùn)轉(zhuǎn)期間并且響應(yīng)于估算的煙粒負(fù)荷的水平當(dāng)前高于閾值而再生煙粒過(guò)濾器，包括:減小排氣再循環(huán)速率；增加尿素的噴射；延遲燃燒相位；以及增加每個(gè)燃燒事件燃料噴射的數(shù)量。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，煙粒負(fù)荷的閾值是取決于煙粒過(guò)濾器容積的預(yù)定值。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，煙粒負(fù)荷的閾值是自上個(gè)煙粒過(guò)濾器再生起的時(shí)間。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包含在非PTO工況期間，通過(guò)排氣再循環(huán)速率不同的減小來(lái)再生煙粒過(guò)濾器。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中,減小排氣再循環(huán)速率與動(dòng)力輸出負(fù)荷成反比使得隨著動(dòng)力輸出負(fù)荷的增加排氣再循環(huán)速率減少更小量。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，增加燃料噴射的數(shù)量包含一旦發(fā)起燃燒則添加額外的后噴射。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，增加燃料噴射的數(shù)量包含在排氣相位中添加額外的后噴射。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，增加尿素的噴射與增加的負(fù)荷成比例使得較高的動(dòng)力輸出負(fù)荷時(shí)尿素噴射有更大的增加。
[0021]單獨(dú)或結(jié)合附圖閱讀下面的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)以及特征將變得顯而易見(jiàn)。
[0022]應(yīng)理解，提供上文的概述用于以簡(jiǎn)化形式引入一系列原理，其將在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步進(jìn)行描述。這并不意味著識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)特征，所要求保護(hù)的主題的范圍唯一地由權(quán)利要求書(shū)確定。此外，所要求保護(hù)的主題并不局限于解決上文或本說(shuō)明書(shū)中任意部分所提到的缺點(diǎn)的實(shí)施方式。此外，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明中描述的缺點(diǎn)，并且并不認(rèn)為它們是眾所周知的。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1顯不了具有排氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的不意圖；
[0024]圖2顯示了用于再生DPF的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]在靜止PTO期間煙粒負(fù)荷可能會(huì)繼續(xù)積聚。下文描述的系統(tǒng)和方法用于在靜止PTO期間再生DPF。使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以在再生過(guò)程期間不中止PTO并且車(chē)輛可以保持靜止。將在下文參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的目的。
[0026]現(xiàn)在參考圖1，顯示了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)汽缸的示意圖，該汽缸可設(shè)置在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。可至少部分地通過(guò)包含控制器12的控制系統(tǒng)以及通過(guò)車(chē)輛駕駛員132經(jīng)由輸入裝置130的輸入而控制發(fā)動(dòng)機(jī)10。在該示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(即汽缸)30可包括活塞36位于其中的燃燒室壁32。在一些實(shí)施例中，汽缸30內(nèi)活塞36的面可以是碗狀?；钊?6可和曲軸40相連使得活塞的往返運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。曲軸40可以向動(dòng)力傳動(dòng)單元41提供動(dòng)力。動(dòng)力傳動(dòng)單元41可以經(jīng)由帶、齒輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸或另一種機(jī)構(gòu)連接至曲軸40。動(dòng)力傳動(dòng)單元41可以進(jìn)一步包含發(fā)動(dòng)機(jī)艙中或車(chē)輛其它區(qū)域的輸出或連接裝置(hook-up)以連接絞盤(pán)、帶驅(qū)動(dòng)的或利用動(dòng)力的其它裝置。曲軸40可經(jīng)由中間傳動(dòng)系統(tǒng)連接至車(chē)輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。此外，起動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)由飛輪連接至曲軸40以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0027]燃燒室30可經(jīng)由進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣并且可經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可通過(guò)各自的進(jìn)氣門(mén)52和排氣門(mén)54選擇性地和燃燒室30連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門(mén)和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣門(mén)。
[0028]可通過(guò)控制器12經(jīng)由電動(dòng)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器(EVA) 51控制進(jìn)氣門(mén)52。類(lèi)似地，可通過(guò)控制器12經(jīng)由EVA53控制排氣門(mén)54?？商娲兀勺儦忾T(mén)驅(qū)動(dòng)器可以是電動(dòng)液壓式或能驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的任何其它可行機(jī)構(gòu)。些工況期間，控制器12可改變提供給驅(qū)動(dòng)器51和53的信號(hào)以控制各自進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉?？梢苑謩e通過(guò)氣門(mén)位置傳感器55和57確定進(jìn)氣門(mén)52和排氣門(mén)54的位置。在替代的實(shí)施例中，可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)中的一個(gè)或多個(gè)，并且可以使用凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門(mén)正時(shí)(VVT)和/或可變氣門(mén)升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)而改變氣門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，汽缸30可替代地可包括經(jīng)由EVA控制的進(jìn)氣門(mén)和通過(guò)包含CPS和/或VCT的凸輪驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的排氣門(mén)。
[0029]燃料噴射器66顯示為直接連接至燃燒室30以與經(jīng)由電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器68從控制器12接收的脈沖寬度信號(hào)FPW成比例地直接向其中噴射燃料。這樣，燃料噴射器66提供了已知為將燃料直接噴射進(jìn)燃燒室30的直接噴射。燃料噴射器可以安裝在例如燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部?？赏ㄟ^(guò)包括燃料箱、燃料泵以及燃料導(dǎo)軌的燃料系統(tǒng)(未顯示)將燃料輸送至燃料噴射器66。無(wú)論有沒(méi)有點(diǎn)火火花，發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室30或一個(gè)或多個(gè)其它燃燒室可運(yùn)轉(zhuǎn)于壓縮點(diǎn)火模式。
[0030]進(jìn)氣通道42可包括分別設(shè)有節(jié)流板64和65的節(jié)氣門(mén)62和63。在該特定的示例中，可通過(guò)控制器12經(jīng)由提供給包括在節(jié)氣門(mén)62和63的電動(dòng)馬達(dá)或執(zhí)行器的信號(hào)而改變節(jié)流板64和65的位置，這種配置通常稱為電子節(jié)氣門(mén)控制(ETC)。這樣，可運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)氣門(mén)62和63以改變提供給燃燒室30及其它發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣?？赏ㄟ^(guò)節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)TP將節(jié)流板64和65的位置提供給控制器12?？梢栽谶M(jìn)氣道42和進(jìn)氣歧管44中的多個(gè)地方測(cè)量壓力、溫度和質(zhì)量空氣流量。例如，進(jìn)氣通道42可以包括用于測(cè)量通過(guò)節(jié)氣門(mén)63進(jìn)入的清潔空氣的質(zhì)量流量的質(zhì)量空氣流量傳感器120。清潔空氣的質(zhì)量流量可以經(jīng)由MAF信號(hào)通信至控制器12。
[0031]發(fā)動(dòng)機(jī)10可以進(jìn)一步包括壓縮裝置(比如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器)，該壓縮裝置至少包括設(shè)置在進(jìn)氣歧管44上游的壓縮器162。對(duì)于渦輪增壓器，壓縮器162可以至少部分地通過(guò)設(shè)置在排氣通道48中的渦輪164(例如經(jīng)由軸)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于機(jī)械增壓器，壓縮器162可以至少部分通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng)并且可以不包括渦輪。從而，可以通過(guò)控制器12改變經(jīng)由渦輪增壓器或機(jī)械增壓器向發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸提供的壓縮量?？梢园▔嚎s器162下游和進(jìn)氣門(mén)52上游的充氣冷卻器154。充氣冷卻器154可以配置用于冷卻例如通過(guò)壓縮器162壓縮加熱過(guò)的氣體。在一個(gè)實(shí)施例中，充氣冷卻器154可以在節(jié)氣門(mén)62的上游。例如可以通過(guò)傳感器145或146測(cè)量壓縮器162下游的壓力、溫度和質(zhì)量空氣流量。測(cè)量的結(jié)果可以從傳感器145和147分別經(jīng)由信號(hào)148和149通信至控制器
12。例如可以通過(guò)傳感器153測(cè)量壓縮器162上游的壓力和溫度并經(jīng)由信號(hào)155通信至控制器12。
[0032]此外，在公開(kāi)的實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)可以將希望部分的排氣從排氣通道48輸送至進(jìn)氣歧管44。圖1顯示了 HP-EGR系統(tǒng)和LP-EGR系統(tǒng)，但是替代實(shí)施例中可以僅包括LP-EGR系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^(guò)HP-EGR通道140將HP-EGR從渦輪164上游輸送至壓縮器162下游?？梢酝ㄟ^(guò)控制器12經(jīng)由HP-EGR閥142改變向進(jìn)氣歧管44提供的HP-EGR量。通過(guò)LP-EGR通道150將LP-EGR從渦輪164下游輸送至壓縮器162上游。可以通過(guò)控制器12經(jīng)由LP-EGR閥152改變向進(jìn)氣歧管44提供的LP-EGR量。例如，HP-EGR系統(tǒng)可以包括HP-EGR冷卻器146并且LP-EGR系統(tǒng)可以包括LP-EGR冷卻器158以防止EGR氣體的熱量排到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑。
[0033]在一些狀況下，EGR系統(tǒng)可以用于調(diào)整燃燒室30內(nèi)空氣和燃料的溫度。從而，可能希望測(cè)量或估算EGR質(zhì)量流量。EGR傳感器可以設(shè)置在EGR通道中并且可以提供質(zhì)量流量、壓力、溫度、氧濃度和排氣濃度中一者或多者的指示。例如，HP-EGR傳感器144可以設(shè)置在HP-EGR通道140中。
[0034]在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以設(shè)置在LP-EGR通道150中以提供通過(guò)LP-EGR通道再循環(huán)的排氣的壓力、溫度和空燃比中一者或多者的指示。在位于LP-EGR通道150和進(jìn)氣通道42相交的混合點(diǎn)(mixing point)可以通過(guò)新鮮進(jìn)氣來(lái)稀釋通過(guò)LP-EGR通道150轉(zhuǎn)移的排氣。特別地，通過(guò)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)LP-EGR閥152和(設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道中壓縮器上游的)第一進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)63，可以調(diào)節(jié)EGR流的稀釋度。
[0035]可以從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流中的傳感器145的輸出推斷LP-EGR流的百分比稀釋度。特別地，傳感器145可以設(shè)置在第一進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)63的下游、LP-EGR閥152的下游以及第二主進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62的上游，這樣可以精確確定主進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)63處或附近的LP-EGR稀釋度。例如，傳感器145可以是氧傳感器(比如通用或?qū)捰蚺艢庋?UEGO)傳感器)。
[0036]排氣傳感器126顯示為連接至渦輪164下游的排氣通道48。傳感器126可以是任何合適的用于提供排氣空燃比指示的傳感器例如線性氧傳感器或通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?UEGO)、雙態(tài)氧傳感器或排氣氧(EGO)、HEG0 (熱EG0)、以及氮氧化物(NOx)、碳?xì)浠衔?HC)或碳氧化物(CO)傳感器。
[0037]排放控制裝置71和72顯示為沿排氣傳感器126上游的排氣通道48設(shè)置。裝置71和72可以是選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)、三元催化劑(TWC)、Ν0χ捕集器、多種其它的排放控制裝置、柴油機(jī)氧化催化劑、柴油微粒過(guò)濾器或它們的組合。例如，裝置71可以是柴油氧化催化劑而裝置72可以是柴油微粒過(guò)濾器(DPF)(本說(shuō)明書(shū)中也稱為煙粒過(guò)濾器)。尿素噴射器73設(shè)置在排放控制裝置的上游并在催化劑再生期間將作為還原劑的尿素(例如柴油排氣流體(DEF))引入排氣通道。在一些實(shí)施例中，DPF72可位于柴油機(jī)氧化催化劑71的下游(如圖1中顯示的)，而在其它實(shí)施例中DPF72可位于柴油氧化催化劑的上游(圖1中未顯示)。
[0038]如圖1所示，控制器12顯示作為微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(在這個(gè)特別的實(shí)施例中顯示為只讀存儲(chǔ)芯片106)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器108、?；畲鎯?chǔ)器110和數(shù)據(jù)總線。控制器12可從和發(fā)動(dòng)機(jī)10相連的傳感器接收各種信號(hào)，除上文討論過(guò)的信號(hào)之外，還包括來(lái)自質(zhì)量空氣流量傳感器120的進(jìn)氣質(zhì)量空氣流量(MAF)的測(cè)量值、來(lái)自和冷卻套筒114相連的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)、來(lái)自和曲軸40相連的霍耳效應(yīng)傳感器118 (或其它類(lèi)型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP)、來(lái)自節(jié)氣門(mén)位置感應(yīng)器的節(jié)氣門(mén)位置(TP)、來(lái)自傳感器122的歧管絕對(duì)壓力(MAP)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(RPM)可由控制器12根據(jù)PIP信號(hào)得到。來(lái)自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可用于提供進(jìn)氣歧管里真空或壓力的指示。應(yīng)注意，可使用上述傳感器的各種組合，例如有MAF傳感器沒(méi)有MAP傳感器或者反之亦然。在化學(xué)計(jì)量運(yùn)轉(zhuǎn)期間，MAP傳感器能提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的指示。此外，該傳感器可與探測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一起提供導(dǎo)入汽缸的充氣(包括空氣)的估算。在一個(gè)示例中，傳感器118(其還用作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器)可對(duì)曲軸的每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生預(yù)定量的等距脈沖。
[0039]存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器106可以編程有電腦可讀的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)代表了可由處理器102執(zhí)行用于執(zhí)行下文描述的方法和所預(yù)期的但沒(méi)有具體列舉的其它變型的指令。
[0040]如上文所述，圖1顯示了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸，并且其中每個(gè)汽缸可類(lèi)似地包括它自身的一組進(jìn)氣/排氣門(mén)、燃料噴射器、火花塞等。
[0041]現(xiàn)在參考圖2，方法通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)(engine on)事件開(kāi)始并前進(jìn)至202，在202處評(píng)估車(chē)輛是否處于靜止動(dòng)力輸出模式。如果車(chē)輛不是處于靜止動(dòng)力輸出模式(否)則方法前進(jìn)至203，在203處響應(yīng)于非PTO狀況發(fā)生DPF再生并且隨后結(jié)束。非靜止PTO期間DPF再生可以包含延遲燃料噴射、改變節(jié)流并改變EGR以升高排氣溫度并減小排氣中的氧水平。將在下文進(jìn)一步討論P(yáng)TO時(shí)和非PTO時(shí)的DPF再生之間的差異。
[0042]如果通過(guò)駕駛員設(shè)置動(dòng)力輸出模式所指示的車(chē)輛處于靜止動(dòng)力輸出模式(是)則方法前進(jìn)至204。靜止動(dòng)力輸出模式可能對(duì)在車(chē)輛不必移動(dòng)下的外部負(fù)荷有用。靜止PTO動(dòng)力輸出負(fù)荷可以較高并且穩(wěn)定。在靜止模式中，當(dāng)車(chē)輛停車(chē)和/或泊車(chē)時(shí)PTO轉(zhuǎn)速可以經(jīng)由來(lái)自外部負(fù)荷裝置(例如液壓泵控制器)或駕駛員的控制指令輸入請(qǐng)求為固定轉(zhuǎn)速(例如540RPM)。這樣在靜止PTO期間負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
[0043]在非靜止模式中，PTO轉(zhuǎn)速可能隨發(fā)動(dòng)機(jī)/馬達(dá)轉(zhuǎn)速和車(chē)速而變化。從而，扭矩可以提供至PTO并且以提供車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)力。在非靜止PTO期間需要被動(dòng)的柴油微粒過(guò)濾器再生的實(shí)施例中，由于在非靜止PTO模式中負(fù)荷隨除用于車(chē)輛推進(jìn)的負(fù)荷之外的PTO啟用/停用而變化，EGR的減少可能會(huì)不同。
[0044]在204處，評(píng)估DPF內(nèi)煙粒負(fù)荷的水平是否高于閾值水平。閾值可以是取決于DPF容積的預(yù)定值。預(yù)定值可以存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器106中。如果煙粒負(fù)荷的水平不高于閾值水平(否)則方法前進(jìn)至206，在206處再循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)百分比的排氣直到DPF內(nèi)的煙粒水平高于閾值水平。
[0045]可以基于包括溫度、負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、空燃比和自上次DPF再生的時(shí)間的工況估算煙粒負(fù)荷的水平。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于靜止動(dòng)力輸出模式并且柴油微粒過(guò)濾器中的煙粒負(fù)荷高于預(yù)定閾值時(shí)可以適調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12以估算柴油微粒過(guò)濾器中的煙粒負(fù)荷水平并減小排氣再循環(huán)速率。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12可以基于傳感器輸入估算煙粒負(fù)荷水平。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12可以響應(yīng)于煙粒過(guò)濾器的狀況而進(jìn)一步控制HP-EGR閥142或LP-EGR閥152。閾值可以是基于給定煙粒過(guò)濾器在各種煙粒負(fù)荷下催化能力的預(yù)定量。
[0046]在204處如果煙粒過(guò)濾器內(nèi)的煙粒水平高于閾值水平則方法前進(jìn)至208，在208處減少至進(jìn)氣的EGR速率以再生DPF。在一個(gè)示例中，EGR減小可以為減少50%。在替代示例中，EGR減小可以與動(dòng)力輸出負(fù)荷成反比使得隨著負(fù)荷的增加排氣再循環(huán)減小較小量。EGR減小可以是高壓EGRjgS EGR的減小或者高壓和低壓EGR都同時(shí)減小。除了減小EGR速率之外，還可以采用下文描述的控制NOx排放的其它措施。
[0047]然后，在210處可以采取減小EGR速率的措施來(lái)控制NOx排放，特別是使發(fā)動(dòng)機(jī)朝產(chǎn)生N02的方向轉(zhuǎn)變。在210處，這些步驟可以包括:在排放控制裝置上游的排氣通道中增加尿素的噴射、改變?nèi)剂蠂娚涞臄?shù)量或者改變?nèi)紵辔弧?br> [0048]增加尿素的噴射可以與增加的負(fù)荷成比例使得較高的動(dòng)力輸出負(fù)荷時(shí)尿素噴射有較大的增加。改變每個(gè)燃燒事件的燃料噴射數(shù)量可以包含一旦發(fā)起燃燒就增加額外的后噴射(after-1nject1n)。除了增加每個(gè)燃燒事件的燃料噴射數(shù)量之外或在替代實(shí)施例中可以包括在排氣相位中增加額外的后噴射。
[0049]這些步驟中的每步具有增加排放控制裝置可用碳?xì)浠衔锏男Ч暂o助減少NOx0可以分別或一次性全部使用這些步驟，并且盡管它們?cè)趫D2顯示的流程圖中出現(xiàn)在減小EGR速率之后，應(yīng)理解控制NOx排放的這些和任何其它步驟可以與減小EGR速率同時(shí)發(fā)生。在210采取控制NOx的步驟之后，方法隨后返回。
[0050]在控制NOx排放中，可以在不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中使用不同的溫度監(jiān)視。在靜止PTO期間，車(chē)底沒(méi)有冷卻的空氣。當(dāng)以靜止PTO模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)DPF可以更迅速地加熱，并且從而可以使用與非靜止PTO期間或正常行駛狀況下不同的監(jiān)視。由于缺少車(chē)底冷卻導(dǎo)致的溫度更加迅速的增加可以輔助被動(dòng)的DPF再生，并且發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12在調(diào)節(jié)EGR減少、燃燒相位、尿素噴射和改變?nèi)剂蠂娚鋾r(shí)可以考慮冷卻上的這種變化。
[0051]在靜止PTO期間再生DPF的方法與非PTO再生不同之處在于，在靜止PTO期間較高穩(wěn)定的負(fù)荷與本發(fā)明公開(kāi)的方法相結(jié)合允許用于被動(dòng)的再生，該被動(dòng)的再生可能發(fā)生在比非PTO的DPF再生更低的溫度下。本發(fā)明中的系統(tǒng)和方法可以增加被動(dòng)的DPF再生速率。減小EGR速率有利于產(chǎn)生N02，這單獨(dú)與DPF催化組合或者與增加尿素噴射組合以輔助減少NO。此外，延遲燃燒相位或增加燃料噴射(但是比非PTO的DPF再生中使用的程度更低)可以與本發(fā)明結(jié)合使用以升高排氣溫度。這樣PTO的DPF再生和非PTO的DPF再生區(qū)別于使用尿素的程度不同。在非PTO的DPF再生期間，可以不增加尿素噴射以節(jié)省車(chē)載尿素儲(chǔ)量。在非PTO的DPF再生期間，為了補(bǔ)償使用最少的尿素，如本發(fā)明所描述的與PTO的DPF再生期間相比燃燒延遲和燃料噴射可以增加至更高的程度。由于更小程度地使用尿素并且可以使得不頻繁地再添加尿素儲(chǔ)存器，在正常的車(chē)輛工況下或者在非靜止PTO期間非PTO的DPF再生可能是有利的。靜止PTO的DPF再生的優(yōu)點(diǎn)是PTO可以不停止并且車(chē)輛可以保持靜止，同時(shí)繼續(xù)供應(yīng)動(dòng)力至PTO單元。
[0052]本說(shuō)明書(shū)中上文描述的系統(tǒng)和方法允許當(dāng)車(chē)輛處于靜止動(dòng)力輸出模式時(shí)柴油微粒過(guò)濾器的再生。描述的方法為:在選擇的動(dòng)力輸出狀況期間，響應(yīng)于再生柴油微粒過(guò)濾器的指示而減小EGR速率。
[0053]應(yīng)理解，本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的配置和方法實(shí)際是示例性的，并且那些具體的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限制，因?yàn)榭赡苡卸喾N變型。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用到V6、14、16、V12、對(duì)置4缸和其它類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的主題包括所有在此公開(kāi)的多種系統(tǒng)和配置(以及其它特征、功能和/或?qū)傩?的新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。
[0054]權(quán)利要求特別指出了某些認(rèn)為是新穎的非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。這些權(quán)利要求可提及“一個(gè)”要素或“第一”要素或其等同物。這樣的權(quán)利要求應(yīng)該理解為包括一個(gè)或多個(gè)這樣的要素的合并，既不要求也不排除兩個(gè)或更多這樣的要素。公開(kāi)的特征、功能、要素和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合可通過(guò)修改當(dāng)前的權(quán)利要求或在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)里通過(guò)正式提交的新權(quán)利要求來(lái)要求保護(hù)。這樣的權(quán)利要求，不管在保護(hù)范圍上和原始權(quán)利要求相比是寬、窄、同樣的或不同的，也認(rèn)為包括在本發(fā)明所公開(kāi)的主題中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包含: 在選擇動(dòng)力輸出狀況期間，響應(yīng)于再生柴油微粒過(guò)濾器的指示而減小EGR速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，減小所述EGR速率包含將所述EGR速率減小 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選擇的動(dòng)力輸出狀況包含所述柴油微粒過(guò)濾器內(nèi)的煙粒負(fù)荷當(dāng)前高于閾值煙粒負(fù)荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選擇的動(dòng)力輸出狀況包含所述發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前處于通過(guò)駕駛員設(shè)置動(dòng)力輸出模式所指示的靜止動(dòng)力輸出模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含，在減小所述EGR速率期間，采取額外的措施來(lái)控制NOx排放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述額外的措施包括增加噴射進(jìn)排氣通道的尿素。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述額外的措施包含調(diào)節(jié)燃燒相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述額外的措施包含增加燃料噴射的數(shù)量。
9.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包含: 動(dòng)力輸出單元； 柴油微粒過(guò)濾器； 排氣再循環(huán)系統(tǒng)；以及 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，配置用于估算所述柴油微粒過(guò)濾器中煙粒負(fù)荷的水平并且當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于靜止動(dòng)力輸出模式且所述柴油微粒過(guò)濾器中所述煙粒負(fù)荷的水平高于預(yù)定閾值時(shí)減小排氣再循環(huán)速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含所述柴油微粒過(guò)濾器上游的尿素噴射器。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK104141557SQ201410183635
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】J·瑞琦, F·M·科皮斯, D·潘娜拉, M·J·范聶瓦斯塔德, D·W·費(fèi)里昂, J·坎普貝爾, T·維博 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司