[发明专利]再生微粒过滤器的方法和系统

说明书

背景技术/概述

直接喷射式汽油发动机可提供增强的性能，以便可提高发动机效率。直接喷射燃料至汽缸中可降低汽缸中的温度，以便更多的空气和燃料可被吸引至汽缸中。然而，汽缸中的空气燃料混合物在较高的发动机转速和负载下在点火时可能不充分蒸发，因此存在较少的时间来混合空气与燃料。结果，部分喷射的燃料可能没有完全氧化，从而在汽缸中形成含碳碳烟。在碳烟从发动机排出后，碳烟可存储于微粒过滤器，以随后进行氧化；然而，在微粒过滤器中启动燃烧可能是具有挑战性的。在微粒过滤器中启动再生(例如，减少存储在微粒过滤器中的碳烟量)的一种可能方法是延迟发动机点火定时，以提高汽缸排气口温度。然而，可能花费比期望的更久时间来使排气口的温度达到微粒过滤器，以便再生可以开始。

本文的发明者已经认识到上述局限性，并已经发展了发动机操作方法，其包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；和，当发动机负载小于阈值时并响应松开加速器踏板状况，通过终止输送火花至一个或多个汽缸和供应燃料至一个或多个汽缸，来再生微粒过滤器。

通过终止或停止向一个或多个汽缸的火花输送，燃料可被供应至汽缸，以便燃料自汽缸被喷至排气系统，其中，其可更接近微粒过滤器进行氧化。在一个实例中，供应至火花受到抑制的汽缸的燃料可提高位于微粒过滤器上游的三元催化剂的温度，以便热可自三元催化剂转移至微粒过滤器。以这种方式，微粒过滤器的再生可在低发动机负载状况中被启动。例如，在松开加速器踏板(例如，释放加速器踏板或发动机转矩要求减少)后的车辆减速期间，供应至汽缸的火花可被停止，同时发动机通过由车轮供应的转矩继续旋转。燃料可被喷射至火花被停止的汽缸，其后不久，则被喷出到排气系统的三元催化剂中。氧化燃料加热微粒过滤器，以便保存在微粒过滤器中的碳烟可被氧化。

在另一实施方式中，发动机操作方法包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；当发动机负载小于阈值时和当发动机通过由车轮供应的转矩被旋转时，通过停止输送火花至汽缸，加热微粒过滤器，以帮助微粒过滤器再生；和，响应发动机负载增加，在汽缸的排气行程中喷射燃料至汽缸。

在另一实施方式中，发动机操作方法还包括响应小于阈值的发动机负载和小于阈值的存储在微粒过滤器中的微粒物质的量，不输送燃料至汽缸，同时，停止输送火花至汽缸。

在另一实施方式中，当不输送燃料至汽缸时，发动机处于减速燃料切断模式。

在另一实施方式中，响应稀的催化剂状态，燃料在汽缸的排气行程中被喷射。

在另一实施方式中，发动机操作方法还包括当三元催化剂的温度小于阈值温度时终止喷射燃料至汽缸。

在另一实施方式中，用于控制发动机的系统包括：发动机；点火系统，其供应火花至发动机；发动机排气系统中的微粒过滤器；和控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，用于延迟点火定时和增加空燃比的时间变化幅值，以再生第一模式中的微粒过滤器，和响应松开加速器踏板和低于阈值的发动机负载而终止火花输送的可执行指令，以再生第二模式中的微粒过滤器。

在另一实施方式中，当在第一模式中空燃比稀时，系统还包括另外的可执行指令，用于另外的延迟点火。

在另一实施方式中，系统还包括三元催化剂和另外的可执行指令，用于响应微粒过滤器的再生状态调节存储在三元催化剂中的氧。

在另一实施方式中，系统还包括另外的可执行指令，以响应第二模式中的发动机负载要求增加，在排气行程中供应燃料至汽缸。

在另一实施方式中，系统还包括另外的可执行指令，以响应在第二模式中的发动机负载要求增加期间催化剂的稀状态，加浓发动机空燃比。

在另一实施方式中，时间变化幅值在化学计量的浓和稀之间变化。

本说明书可提供若干优势。具体地，该方法可应用燃料，以更有效的方式再生微粒过滤器。另外，通过改进催化剂化学进行微粒过滤器再生后，该方法可提供改进的排放物。此外，该方法可提供增加的机会，用于再生微粒过滤器。

本说明书的上述优势和其他优势以及特征将通过以下详细描述——单独进行描述或结合附图进行描述——而更明显。