柴油发动机微粒过滤器再生系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及柴油发动机微粒过滤器再生系统和方法。描述了用于估计从汽缸的第一循环到汽缸的第二循环留在汽缸中的残余或保留燃料的量的方法和系统。在一个示例中，残余燃料的量响应于氧化催化剂的温度而被估计。保留的燃料量于是可以作为用于在汽缸的第二循环期间调整燃料喷射量的基础。

【技术实现步骤摘要】
柴油发动机微粒过滤器再生系统和方法
本专利技术涉及柴油发动机微粒过滤器再生系统和方法。
技术介绍
包括可变气门正时的两冲程柴油发动机和四冲程柴油发动机可以利用发动机汽缸中之前的燃烧事件留在发动机汽缸中的相对大量的残余排气运行。这些相同的发动机可以在它们的排气系统中包括微粒过滤器以捕获可以作为燃烧的副产品产生的含碳烟尘。经过一段时间，微粒过滤器可以被烟尘充满导致其可以对排气提供更显著的限制。微粒过滤器可以通过提高排气温度和向微粒过滤器供应富氧排气混合物而再生以使留在微粒过滤器中的烟尘燃烧，从而使微滤过滤器再生。排气温度可以通过将可以被排出到发动机排气系统的后(post)燃料喷射量喷射到汽缸内而提高，在发动机排气系统中燃料可以在氧化催化剂内燃烧并提高排气温度。然而，一些后喷射的燃料可以被保留在发动机汽缸内，在汽缸内其可以在汽缸的下一个循环期间燃烧。保留的燃料可以提高发动机扭矩并且促进比期望更早的燃烧正时。因此，可以期望估计从一个汽缸循环到下一个汽缸循环在发动机汽缸中的燃料残余量。
技术实现思路
在本文中专利技术人已经认识到上述挑战并且已经开发了一种发动机控制方法，所述方法包含：响应于氧化催化剂的温度提高通过控制器估计从汽缸的第一循环到汽缸的第二循环保留在汽缸中的燃料量；和响应于燃料的估计量在汽缸的第二循环期间通过控制器调整喷射到汽缸的燃料的量。通过响应于催化剂温度估计从一个汽缸循环到下一个汽缸循环保留在汽缸中的燃料量，可以在下一个汽缸循环期间以提供精确的发动机扭矩输出和减少排放的方式调整燃料喷射。催化剂温度可以提供保留在汽缸内的燃料的精确的估计而无需知道汽缸压力。尤其是，未参与燃烧并且被从发动机汽缸喷出以促进微粒过滤器再生的后喷射的燃料提高了催化剂温度。催化剂温度提高是未参与汽缸内的燃烧并且被从汽缸喷出的燃料的后喷射的量的函数。从汽缸的一个循环到汽缸的下一个循环保留在汽缸中的后喷射的燃料的量是后喷射的燃料的量减去未参与汽缸内的燃烧并且被从汽缸喷出的燃料的量。本专利技术可以提供一些优点。具体地，该方法可以估计从一个汽缸循环到下一个汽缸循环保留在汽缸中的后喷射燃料的量而无需知道汽缸内的压力。进一步，该方法提供了调整燃料喷射正时的多种方式以改进发动机扭矩控制和发动机排放。此外，该方法可以帮助在微粒过滤器再生期间改进对氧化催化剂内的放热反应的控制。当单独或结合附图时，本专利技术的上述优点和其他优点以及特征在以下的具体实施方式中将会是显而易见的。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了发动机的示意图；图2示出了示例微粒过滤器再生顺序；图3示出了相对于活塞位置的后燃料喷射正时；和图4是使微粒过滤器再生的示例方法。具体实施方式本专利技术涉及控制供应给柴油发动机的燃料。图1示出了增压两冲程柴油发动机的一个示例，但本文描述的方法同样适用于四冲程柴油发动机。而且，图1中的柴油发动机是对置活塞发动机，但本文描述的方法也可以应用于每个发动机汽缸包括单个活塞的两冲程发动机。图2示出了调整燃料喷射的方式的方框图。用于柴油发动机的燃料喷射顺序在图3中被示出。用于给柴油发动机供应燃料的方法在图4中被示出。参考图1，包含多个汽缸(其中一个汽缸在图1中被示出)的对置活塞内燃发动机10被电子发动机控制器12控制。控制器12接收来自图1的各种传感器的信号并且基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令利用图1的各种致动器来调整发动机运行。发动机10包括汽缸30和汽缸壁32，其中进气活塞36a和排气活塞36b被放置在其中并且被分别连接到曲轴40a和40b。曲轴40a和40b可以通过皮带、链或齿轮被耦接到一起。曲轴40a和40b可以被电机77(例如，启动马达)转动以启动转动发动机10。汽缸30被示为通过进气端口44a和44b与排气端口48a和48b与进气歧管44和排气歧管48连通。第一燃料喷射器69和第二燃料喷射器68被示为放置在汽缸壁32中并且它们可以将燃料直接喷射到汽缸30内，这被本领域的技术人员熟知为直接喷射。燃料通过包括燃料罐95、燃料泵91、燃料泵控制阀93和燃料导轨(未示出)的燃料系统被输送到第一燃料喷射器69和第二燃料喷射器68。由燃料系统输送的燃料压力可以通过改变调节到燃料泵(未示出)的流量的位置阀被调整。此外，计量阀可以被定位在燃料导轨中或燃料导轨附近以用于闭环燃料控制。泵计量阀也可以调节到燃料泵的燃料流量，从而减少泵送到高压燃料泵的燃料。进气歧管44被示为与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的空气流动。机械增压器压缩机162是机械驱动的并且其从涡轮增压器压缩机135的下游抽取空气。涡轮增压器压缩机135从空气进气装置42抽取空气。机械增压器压缩机162向增压室46供应空气。排气使通过轴136耦接到涡轮增压器压缩机135的涡轮增压器可变几何涡轮机137旋转。机械增压器压缩机162经由轴161和变速箱163被曲轴40b机械地驱动，轴161和变速箱163可以通过机构164(例如，齿轮、链或皮带)被耦接到曲轴40b。机械增压器变速箱163包括多个传动比以用于改变机械增压器压缩机162相对于曲轴40b的速度的速度。机械增压器压缩机速度可以通过选择和啮合变速箱163的齿轮163a来调整。在一个示例中，给定发动机曲轴速度可以通过在变速箱163中在第一传动比和第二传动比之间转换而以第一速度和第二速度转动机械增压器压缩机162。机械增压器压缩机旁通阀158可以被选择性地打开以减小增压室46中的空气压力并且使空气和排气再循环(EGR)返回机械增压器压缩机162上游。在一些示例中，增压空气冷却器156可以被提供在机械增压器压缩机162下游以冷却进入汽缸30的空气充气。空气充气冷却器旁通阀157可以被选择性地打开以绕过增压空气冷却器156。叶片致动器137a的位置可以通过控制器12被调整以提高或降低涡轮机137的旋转速度。在替代示例中，废气门137c可以代替叶片致动器137a或作为叶片致动器137a的补充使用。叶片致动器137a调整可变几何涡轮叶片137b的位置。当叶片在打开位置时，排气能够穿过涡轮机137从而提供少量能量以使涡轮机137旋转。当叶片在关闭位置时，排气能够穿过涡轮机137并且给涡轮机137施加增大的力。替代地，废气门137c或旁通阀允许排气绕涡轮机137流动以减少提供给涡轮机的能量。在替代示例中，机械增压器压缩机162可以被放置在涡轮增压器压缩机135上游。进一步，空气增压冷却器(未示出)可以被放置在EGR通道82与在机械增压器压缩机162和涡轮增压器压缩机135之间的进气装置43连结的位置下游。空气增压冷却器将会省去对EGR冷却器的需求。排气可以通过EGR系统81被再循环到汽缸30。EGR系统包括可选EGR冷却器85、EGR阀80、EGR通道82、EGR冷却器旁路84、EGR传感器89和冷却EGR通道83。排气可以从排气歧管48流向在机械增压器压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机控制方法，其包含：响应于氧化催化剂的温度提升，通过控制器估计从汽缸的第一循环到所述汽缸的第二循环保留在所述汽缸中的燃料的量；和响应于所述燃料的估计量，在所述汽缸的所述第二循环期间通过所述控制器调整喷射到所述汽缸的燃料的量。

【技术特征摘要】
2017.09.19 US 15/708,8691.一种发动机控制方法，其包含：响应于氧化催化剂的温度提升，通过控制器估计从汽缸的第一循环到所述汽缸的第二循环保留在所述汽缸中的燃料的量；和响应于所述燃料的估计量，在所述汽缸的所述第二循环期间通过所述控制器调整喷射到所述汽缸的燃料的量。2.根据权利要求1所述的发动机控制方法，还包含进一步响应于在所述汽缸的所述第一循环期间后燃料喷射的喷射正时，估计留在所述汽缸中的燃料的量。3.根据权利要求1所述的发动机控制方法，还包含进一步响应于所述汽缸中的内排气残余量和外排气残余量，估计留在所述汽缸中的燃料的量。4.根据权利要求1所述的发动机控制方法，还包含进一步响应于进气歧管压力和排气歧管压力之间的压力差，估计留在所述汽缸中的燃料的量。5.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其中在所述汽缸的所述第二循环期间调整喷射的燃料的量包括调整先导燃料喷射中的燃料的量。6.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其中在所述汽缸的所述第二循环期间调整喷射的燃料的量包括调整主燃料喷射中的燃料的量。7.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其中所述汽缸的所述第二循环紧随所述汽缸的所述第一循环。8.根据权利要求1所述的发动机控制方法，还包含响应于所述燃料的估计量，调整所述第二循环期间主燃料喷射的喷射开始正时。9.一种发动机系...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·库尔茨，E·J·卡斯塔尼斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US