[发明专利]包括微粒过滤器的发动机中的排气流量控制

说明书

技术领域

本发明一般涉及具有包括微粒过滤器的排气系统的发动机。

背景技术

部分地由于散开的火焰传播，直接喷射(DI)发动机可以产生比进气道燃料喷射发动机更多的烟。散开的火焰传播的结果是，燃料无法在燃烧之前与空气充分混合，导致产生烟的富燃包。此外，当缺乏空气和燃料的充足混合时，DI发动机容易在高负载和/或高速状态期间产生碳烟。

本发明的发明人认识到将微粒过滤器应用于DI、火花点火发动机的各种问题。例如，可能难以维持DI、火花点火发动机中的微粒过滤器再生期间的准确的排放控制。

发明内容

由此，本文描述用于控制包括微粒过滤器的发动机的排气操作的方法和系统。一种示例性方法包括在发动机操作期间产生真空以及存储所产生的真空。在发动机停机期间和/或之后，可以利用真空将周围空气吸入通过微粒过滤器以至少部分地再生微粒过滤器。

在一个实施例中，所述方法还包括基于发动机停机期间或之后的微粒过滤器再生，在发动机停机之后发动机起动期间调节发动机工作参数。

在另一实施例中，所述方法还包括基于发动机停机期间或之后的微粒过滤器再生，在发动机停机之后发动机起动期间调节发动机工作参数，发动机工作参数是发动机起动的初始燃烧的空-燃比。

通过在发动机停机期间和/或之后执行再生，可以利用增加到微粒过滤器的氧气流量再生微粒过滤器，同时避免排气尾管中可能增加的来自三元催化剂的排放。

在一个示例中，真空可以在相反方向通过过滤器吸入新鲜空气。通过控制系统沿与发动机燃烧期间的排气流方向相反的方向将新鲜空气吸入到微粒过滤器，可以实现改善的碳烟去除。

使用存储的真空在发动机停机期间和/或之后再生过滤器的另一个潜在优点是可以将再生反应延迟或提前到微粒过滤器状态适于执行再生反应的时间。例如，存储的真空可以被存储直至发动机停机之后会发生的自然温度升高导致微粒过滤器温度变得足够热以实施再生反应。此外，可以在特定的发动机停机状态下(例如，在发动机运行状态期间已经开始过滤器再生的停机，或过滤器温度足够高的停机)选择性地实施微粒过滤器再生，而在其它状态下不实施微粒过滤器再生。

根据另一方面，提供一种用于控制车辆发动机的排气的操作的系统。系统包括位于发动机气缸的上游的进气歧管；气缸下游的微粒过滤器；以及电子控制器，其配置为：在发动机工作期间产生真空，在进气歧管中存储真空，以及在发动机停机期间或之后利用真空吸入周围空气通过微粒过滤器。

在一个实施例中，系统还包括一个或一个以上阀，并且其中电子控制器被进一步配置为通过调节一个或一个以上阀调节通过微粒过滤器吸入的周围空气的量。

在另一实施例中，系统还包括一个或一个以上阀，并且其中电子控制器被进一步配置为通过调节一个或一个以上阀调节通过微粒过滤器吸入的周围空气的量，其中一个或一个以上阀包括高压EGR阀、低压EGR阀和涡轮增压废气阀的至少之一。

在另一实施例中，系统还包括一个或一个以上阀，并且其中电子控制器被进一步配置为通过调节一个或一个以上阀来调节通过微粒过滤器吸入的周围空气的量，系统还包括涡轮增压器、低压排气再循环(LP-EGR)系统以及高压排气再循环(HP-EGR)系统，其中电子控制器配置为调节一个或一个以上阀以利用进气歧管中的真空吸入周围空气通过进气歧管、通过LP-EGR系统到达微粒过滤器以再生微粒过滤器，并且通过HP-EGR系统到达进气歧管。

在另一实施例中，系统还包括一个或一个以上阀，并且其中电子控制器被进一步配置为通过调节一个或一个以上阀调节通过微粒过滤器吸入的周围空气的量，系统还包括涡轮增压器和EGR系统，其中电子控制器被配置为调节一个或一个以上阀以利用进气歧管中的真空吸入周围空气通过车辆的排气尾管、通过微粒过滤器以再生微粒过滤器，并且通过EGR系统到达进气歧管。

在另一实施例中，系统还包括一个或一个以上阀，并且其中电子控制器被进一步配置为通过调节一个或一个以上阀来调节通过微粒过滤器吸入的周围空气的量，其中电子控制器配置为在发动机运行状态下通过使周围空气在第一方向流过微粒过滤器来启动微粒过滤器的再生，以及在发动机停机之后利用真空通过使周围空气在相反的第二方向流过微粒过滤器来吸入周围空气通过微粒过滤器来继续再生。

在另一实施例中，电子控制器被配置为在发动机运行状态期间开始微粒过滤器再生，并且在发动机停机期间和之后利用真空继续再生。