專利名稱：用于在再生微粒過濾器的同時(shí)控制火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛排放控制系統(tǒng)和方法的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
因?yàn)橹苯訃娚涞狡字械娜剂夏軌驕p少汽缸充氣溫度，直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供改善 的效率。結(jié)果，與具有進(jìn)氣道噴射燃料的相同汽缸相比，額外的空氣可以進(jìn)入汽缸。因此，可 以增進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率和效率。此外，因?yàn)槿剂显谥眹娖桶l(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸進(jìn)氣口比進(jìn)氣道燃料 噴射發(fā)動(dòng)機(jī)存在更小的聚集趨勢(shì)，直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)可以表現(xiàn)出改善的瞬態(tài)燃料控制。但是， 直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載狀況下會(huì)產(chǎn)生碳煙，這是因?yàn)榫哂休^少的時(shí)間可被 利用以將汽缸中的燃料霧化。因此，將微粒過濾器合并到直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中是有用 的。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)包括用純汽油或汽油與諸如酒精的其他燃料的混合物作為燃料的那些發(fā)動(dòng) 機(jī)。此外，還包括用在火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)中的其他的燃料，例如液化丙烷氣(LPG)和壓縮天 然氣(CNG)。在美國(guó)專利6，738，702中，公開一種用于再生微粒過濾器的方法。具體說，該參考 文獻(xiàn)公開了一種具有微粒過濾器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該微粒過濾器后面設(shè)有稀NOx或SCR催化 器。該方法描述調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料以提供用于抽取催化器的空氣-燃料比。但是，該方法關(guān) 于如何調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料沒有提供細(xì)節(jié)，并且任何這種調(diào)節(jié)對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是不太可能有效 的，因?yàn)槠桶l(fā)動(dòng)機(jī)通常以化學(xué)計(jì)量狀態(tài)運(yùn)行，而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常以稀空氣-燃料混合物 運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)研發(fā)出一種用于調(diào)節(jié)供給火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的方法，包括 在第一運(yùn)行狀態(tài)期間不主動(dòng)再生微粒過濾器時(shí)，提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài)變化的空氣-燃料 混合物，所述空氣-燃料混合物在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均是基本化學(xué)計(jì)量的；以及在 第二運(yùn)行狀態(tài)期間主動(dòng)再生所述微粒過濾器時(shí)，提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài)變化的空氣-燃料 混合物，所述空氣-燃料混合物在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均是稀化學(xué)計(jì)量的，所述第二 運(yùn)行狀態(tài)不同于所述第一運(yùn)行狀態(tài)。通過在第一運(yùn)行狀態(tài)期間在沒有主動(dòng)再生微粒過濾器時(shí)提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài) 變化的空氣-燃料混合物，并且通過在第二運(yùn)行狀態(tài)期間提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài)變化的空 氣-燃料混合物，該空氣-燃料混合物是稀化學(xué)計(jì)量狀態(tài)，無論微粒過濾器是否在再生，三 元催化器都能夠有效地工作。例如，當(dāng)微粒過濾器不再生時(shí)，保持在排氣中的很少的氧參與 碳煙氧化。另一方面，在微粒過濾器再生期間，排氣中的過量的氧可以通過氧化碳煙而被消 耗。如果在微粒過濾器不再生時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)以基本化學(xué)計(jì)量的空氣-燃料混合物運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī) 排氣系統(tǒng)中的三元催化器能夠有效地工作，因?yàn)樵谂艢庵写嬖谘趸锖瓦€原劑。如果發(fā)動(dòng) 機(jī)以稀化學(xué)計(jì)量狀態(tài)的空氣-燃料混合物運(yùn)行，過量的氧通過氧化碳煙而被消耗，因此基3本上化學(xué)計(jì)量的混合物進(jìn)入用于處理的三元催化器。因此微粒過濾器再生或不再生，催化 器都暴露在基本上化學(xué)計(jì)量的排氣混合物中。本發(fā)明具有若干優(yōu)點(diǎn)。具體說，本發(fā)明在保持凈化學(xué)計(jì)量排氣狀態(tài)的同時(shí)提供一 種用于儲(chǔ)存從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生含碳微粒排放物以控制尾氣管排放物的方法。該方法通過對(duì)被 三元催化器處理過的排氣提供改進(jìn)的控制能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)排放。而且，發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料 控制可以被簡(jiǎn)化，特別是如果氧傳感器設(shè)置在該排氣系統(tǒng)中在微粒過濾器和下游催化劑之 間，這事因?yàn)橥ㄟ^氧化碳煙所消耗的氧的量能夠被直接測(cè)量，而不是通過模型估計(jì)。還有， 該方法再生微粒過濾器而無需提供諸如空氣泵之類的額外硬件。根據(jù)另一方面，提供一種用于調(diào)節(jié)供給火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的方法。該方法 包括在不再生微粒過濾器時(shí)向火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài) 變化的第一空氣-燃料混合物，所述空氣-燃料混合物在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均是基 本化學(xué)計(jì)量的；以及在主動(dòng)再生微粒過濾器時(shí)，向火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸提供 第二空氣-燃料混合物，以使離開所述微粒過濾器的排氣在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均是 基本化學(xué)計(jì)量的。在一個(gè)實(shí)施例中，所述火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)是直噴火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)在排氣系統(tǒng)中的所述微粒催化劑下游的氧濃度調(diào)節(jié)所述 第二空氣-燃料混合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，三元催化器設(shè)置在排氣系統(tǒng)中的所述微粒過濾器的下游。根據(jù)另一方面，提供一種用于控制具有微粒過濾器和連接于該微粒濾器下游的三 元催化器的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。該方法包括向該微粒過濾器提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量波動(dòng)的排氣氧濃 度，其中隨著微粒過濾器的再生該波動(dòng)的氧濃度具有增加的過量的氧，同時(shí)保持離開該微 粒過濾器并進(jìn)入三元催化器的排氣氧濃度關(guān)于化學(xué)計(jì)量波動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，三元催化劑設(shè)置在排氣系統(tǒng)中的所述微粒過濾器的上游。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)是直噴火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)在排氣系統(tǒng)中的所述微粒過濾器下游的氧濃度調(diào)節(jié)所述 關(guān)于化學(xué)計(jì)量波動(dòng)的排氣氧濃度。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過改變提供給火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的燃料量 調(diào)節(jié)所述關(guān)于化學(xué)計(jì)量波動(dòng)的排氣氧濃度。在另一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)在排氣系統(tǒng)中的所述三元催化器下游的氧濃度調(diào)節(jié)所述 關(guān)于化學(xué)計(jì)量波動(dòng)的排氣氧濃度。從下面單獨(dú)的或結(jié)合附圖的詳細(xì)描述很容易明白本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)以及其他優(yōu) 點(diǎn)和特征。應(yīng)當(dāng)理解，提供上述發(fā)明內(nèi)容以便以簡(jiǎn)化的形式引進(jìn)選擇的基本原理，這些基本 原理在下文的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述。這不意味著想要限制所主張的主題的關(guān)鍵或基本特 征，所主張的主題的范圍由權(quán)利要求唯一地限定。而且，所主張的主題不限于解決上面指出 的任何優(yōu)點(diǎn)的或本發(fā)明的任何部分中的裝置。


圖1示出汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性實(shí)施例的示意圖加示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖2b示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖2c示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖3示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖4示出燃料控制方法的一部分的流程圖，以再生用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒過濾 器；圖5示出圖4所示的燃料控制方法的剩余部分的流程圖；圖6示出用于增加用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒過濾器的溫度的方法的流程圖；圖7示出用于在以減速燃料切斷模式或可變排量模式運(yùn)行汽油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)再生微 粒過濾器的方法的流程圖；圖8示出用于在再生微粒過濾器的同時(shí)運(yùn)行汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法的流程圖；圖9示出汽缸空氣-燃料調(diào)節(jié)和微粒過濾器下游的排氣氧濃度的示例性曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出用10總的標(biāo)示的汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。具體地，內(nèi)燃機(jī) 10包括多個(gè)汽缸，其中一個(gè)汽缸示于圖1。發(fā)動(dòng)機(jī)10用電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12進(jìn)行控制。發(fā) 動(dòng)機(jī)10包括燃燒室14和具有設(shè)置在其中并且連接于曲軸20活塞18的汽缸壁16。燃燒室 14經(jīng)由相應(yīng)的進(jìn)氣門沈和排氣門觀與進(jìn)氣歧管22和排氣歧管M連通。
進(jìn)氣歧管22經(jīng)由節(jié)氣門片32與節(jié)氣門體30連通。在一個(gè)實(shí)施例中，可以用電子 控制的節(jié)氣門。在一個(gè)實(shí)施例中，電子控制節(jié)氣門，以在進(jìn)氣歧管22中周期性的或連續(xù)地 保持規(guī)定的真空水平。應(yīng)當(dāng)指出，在一些應(yīng)用中，節(jié)氣門體30和節(jié)氣門片32可以設(shè)置在壓 縮裝置90下游的位置?？蛇x地，節(jié)氣門體30和節(jié)氣門片32可以被省去。還示出燃燒室14具有與其連接的燃料噴嘴37，用于與來自控制器12的信號(hào)脈沖 寬度(fpw)成比例提供燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料泵和燃料管路的常規(guī)的燃料系統(tǒng) (未示出)提供給燃料噴嘴37。在如圖1所示的直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，利用諸如共用諸 如共軌裝置的高壓燃料系統(tǒng)。火花塞34提供用于燃燒室14的內(nèi)含物的點(diǎn)火源。用于產(chǎn)生火花的能量由點(diǎn)火系 統(tǒng)35提供。控制器12調(diào)節(jié)為火花塞34提供電壓的點(diǎn)火線圈的充電。在所示的實(shí)施例中，控制器12是常規(guī)的微型計(jì)算機(jī)，并且包括微處理器單元 (CPU)40、輸入/輸出端口 42、在這個(gè)具體的示例中可以是電子可編程的存儲(chǔ)器的電子存儲(chǔ) 器(例如隨機(jī)只讀存儲(chǔ)器，即ROM)44、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)46以及常規(guī)的數(shù)據(jù)總線?？刂破?2接收來自連接于發(fā)動(dòng)機(jī)10的各傳感器的各種信號(hào)，包括但不限于從連 接于空氣過濾器(圖1的A)質(zhì)量空氣流傳感器50引入的質(zhì)量空氣流的測(cè)量結(jié)果；來自連 接于冷卻液套M的溫度傳感器52的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECP)；來自連接于進(jìn)氣歧管22的 歧管壓力傳感器56的歧管壓力的測(cè)量結(jié)果(MAP)；來自連接于節(jié)氣門片32的節(jié)氣門位置 傳感器58節(jié)氣門位置測(cè)量結(jié)果(TP)；以及來自連接于表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的曲軸20的霍爾效 應(yīng)(或可變磁阻)傳感器60的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP)。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)以幫助降低NOx和其他排放物。例如 發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括高壓EGR系統(tǒng)，其中排氣通過高壓EGR管70提供給進(jìn)氣歧管22，該高壓5EGR管70在壓縮裝置90的排氣渦輪90a上游的位置與排氣歧管M連通，并且在壓縮裝置 90的進(jìn)氣壓縮器90b下游的位置與進(jìn)氣歧管22連通。所示的高壓EGR系統(tǒng)包括設(shè)置在該 高壓EGR管70中的高壓EGR閥組件72。排氣從排氣歧管M移動(dòng)首先通過高壓EGR閥組 件72，并且然后到進(jìn)氣歧管22。EGR冷卻器(圖1中用Y表示)可以設(shè)置在高壓EGR管70 中，以在進(jìn)入進(jìn)氣歧管之前冷卻再循環(huán)的排氣。冷且通常用發(fā)動(dòng)機(jī)水進(jìn)行，但是也可以用空 氣來冷卻空氣熱交換器。發(fā)動(dòng)機(jī)10還可以包括低壓EGR系統(tǒng)。所示的低壓EGR系統(tǒng)包括低壓EGR管170， 該低壓EGR管170在排氣渦輪90a下游的位置與排氣歧管M連通，并且在進(jìn)氣壓縮器90b 上游的位置與進(jìn)氣歧管22連通。低壓閥組件172設(shè)置在低壓EGR管170中。在低壓EGR 回路中的排氣從渦輪90a移動(dòng)通過后處理裝置82 (例如，由包括鉬、鈀和銠的涂層構(gòu)成的三 元催化器的微粒過濾器)和在進(jìn)入低壓EGR管170之前的后處理裝置80。后處理裝置82， 例如，處理發(fā)動(dòng)機(jī)排氣以保持碳煙和氧化的排氣組分。附加的排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在下面的描述 和附圖中進(jìn)行描述。低壓EGR冷卻器私可以沿著低壓EGR管170設(shè)置。應(yīng)當(dāng)指出，在本發(fā)明的上下文中，后處理裝置可以包括各種類型的催化器，包括氧 化催化器、SCR催化器、催化微粒過濾器(例如，均勻的涂層區(qū)域，或分層的催化過濾器)、三 元催化器，并且還包括微粒過濾器、碳?xì)浠衔锸占饕约癗Ox收集器，但不包括傳感器和 致動(dòng)器，例如氧傳感器、NOx傳感器或微粒傳感器。后處理器的一些具體的例子可以通過例 子清楚地參考。高壓EGR閥組件72和低壓EGR閥組件172每個(gè)具有用于控制高壓EGR管70和低 壓EGR管170中的節(jié)流閥(未示出)，因此該閥分別控制高壓EGR流和低壓EGR流。真空調(diào)節(jié)器74和174分別連接于高壓EGR閥組件72、低壓EGR閥組件172。真空 調(diào)節(jié)器74和174接收來子控制器12的致動(dòng)信號(hào)，分別用于控制高壓EGR閥組件72和低壓 EGR閥組件172的閥位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，高壓EGR閥組件72和低壓EGR閥組件172是 真空致動(dòng)的閥。但是，可以用任何類型的流量控制閥，例如電螺線管驅(qū)動(dòng)的閥或步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)的閥。壓縮裝置90可以是渦輪增壓器或任何其他這種裝置。所示的壓縮裝置90具有連 接于排氣歧管M的渦輪90a和經(jīng)由中間冷卻器(圖1用X表示)連接于進(jìn)氣歧管22的壓縮 機(jī)90b，該中間冷卻器通常用空氣來冷卻空氣換熱器，但是也可以是水冷卻的。渦輪90a通 常經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸92連接于壓縮機(jī)90b (這也可以是順序起動(dòng)的渦輪增壓器設(shè)置、單個(gè)VGT (可 變幾何渦輪增壓器)、雙VGT或能夠應(yīng)用的任何其他渦輪增壓器的設(shè)置)。出現(xiàn)在排氣系統(tǒng)中的氧濃度可以由氧傳感器175、178和176確定。而且，附加的 氧傳感器(未示出)或更少的傳感器可以設(shè)置在這里所述的排氣系統(tǒng)中的各種位置。氧傳 感器175檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣體的氧濃度，而氧傳感器178檢測(cè)后處理器裝置82下游的排氣 氧濃度。氧傳感器可以是具有線性化輸出的寬范圍氧傳感器，或者它們可以是指示接近化 學(xué)計(jì)量狀態(tài)的高增益信號(hào)的傳感器。而且，驅(qū)動(dòng)踏板94與駕駛員的腳95 —起示出。踏板位置傳感器(pps) 96測(cè)量駕 駛員驅(qū)動(dòng)的踏板的角度位置。應(yīng)當(dāng)理解，所示的發(fā)動(dòng)機(jī)10僅僅為了舉例的目的而被示出， 并且這里描述的該系統(tǒng)和方法可以在具有任何合適的部件和/或部件的設(shè)置的任何其他 合適的發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)或應(yīng)用于具有任何合適的部件和/或部件的設(shè)置的任何其他合適的發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在參考圖2a，圖加示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。排氣系統(tǒng)201包括后處理 裝置230，該后處理裝置230由氧化催化器和沒有氧儲(chǔ)存介質(zhì)(例如，二氧化鈰)的微粒過 濾器構(gòu)成?？蛇x地，在一些應(yīng)用中，后處理裝置230可以包括微粒過濾器或均勻的涂層區(qū)， 或分層的催化微粒過濾器，該過濾器沒有氧儲(chǔ)存介質(zhì)。后處理裝置230被示出在發(fā)動(dòng)機(jī)200 下游的最上游的位置230。氧傳感器202設(shè)置在后處理裝置230的下游并且在后處理裝置 232的上游。后處理裝置232可以包括三元催化器，例如，氧傳感器204設(shè)置在后處理裝置 232的下游。在圖加的實(shí)施例中，氧傳感202有利地計(jì)算當(dāng)碳煙在微粒過濾器230中燃燒時(shí)所 消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣氧。當(dāng)微粒過濾器230在碳煙的氧化溫度之下時(shí)，氧傳感器202指示發(fā) 動(dòng)機(jī)供出氣體的氧濃度。另一方面，氧傳感器202指示進(jìn)入后處理裝置232的氧濃度，無論 被微粒過濾器230保持碳煙是否燃燒。通過檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧，能夠確定發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒濃空氣-燃料混合物或稀空 氣-燃料混合物。而且，通過檢測(cè)進(jìn)入后處理裝置中的氧濃度能夠估計(jì)并控制后處理裝置 的工作。在圖加的具體結(jié)構(gòu)中，氧傳感器202提供進(jìn)入后處理裝置232中的氧的指示。而 且，當(dāng)后處理裝置232保持的碳煙不被氧化時(shí)，氧傳感器202檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣中的氧。另 一方面，當(dāng)碳煙被后處理裝置230氧化時(shí)，不需要估計(jì)氧化的碳煙來確定進(jìn)入下游后處理 裝置232中的氧的量。因此，能夠調(diào)節(jié)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)200的燃料的量，以便后處理裝置暴露 于接近化學(xué)計(jì)量排氣而不必估計(jì)多少氧被碳煙氧化所消耗。例如，如果碳煙被氧化，并且氧 傳感器202指示稀空氣-燃料混合物，則可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，使得進(jìn)入后處理裝置中的氧 濃度處在化學(xué)計(jì)量水平。相反，如果碳煙被氧化并且氧傳感器202指示濃空氣-燃料混合 物，則可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。因此，當(dāng)來自發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧參與被后處理裝置230保持的 碳煙的氧化時(shí)，能夠調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料使得下游后處理裝置232暴露于希望的氧的量。還應(yīng)當(dāng)指出，氧傳感器202可以用于確定其他排氣組分是增加或者減少。例如，接 近化學(xué)計(jì)量狀態(tài)，增加氧的量可以指示增加的N0X，而減少氧濃度可以指示增加的HC和CO 排放物。下游氧傳感器204可以用于指示或推知后處理裝置232的狀態(tài)。在一個(gè)例子中， 當(dāng)氧傳感器204指示稀狀態(tài)時(shí)，可以使供給發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣-燃料混合物變濃，以便后處理裝 置232可以回到化學(xué)計(jì)量狀態(tài)。在另一個(gè)例子中，當(dāng)氧傳感器204指示濃狀態(tài)時(shí)，可以使供 給發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣-燃料混合物變稀，以便后處理裝置232可以回到化學(xué)計(jì)量狀態(tài)。以這種 方式，能夠調(diào)節(jié)供給發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣-燃料混合物，以改善并補(bǔ)償設(shè)置在排氣系統(tǒng)上游的后 處理裝置(例如，微粒過濾器)的性能，同時(shí)也保持下游后處理裝置(例如，三元催化器) 的有效運(yùn)行。現(xiàn)在參考圖2b，圖2b示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。上游氧傳感器206直接 檢測(cè)來自發(fā)動(dòng)機(jī)200的發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣。最上游后處理裝置240檢測(cè)可以包括微粒過濾器和 三元催化器。氧傳感器208檢測(cè)已經(jīng)被后處理裝置240處理過的排氣。通過在后處理裝置 240的下游提供氧傳感器，可以在206提供單一氧傳感器的系統(tǒng)或在208提供單一傳感器 的系統(tǒng)上獲得優(yōu)點(diǎn)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣排放物可以被傳感器206直接檢測(cè)，而在后處理裝 置240的三元催化器部分中利用的或儲(chǔ)存的氧可以被氧傳感器208探測(cè)。此外，當(dāng)碳煙在后處理裝置240的微粒過濾器部分燃燒時(shí)，氧傳感器208檢測(cè)排氣氧的減少。因此，可以比 較傳感器206和298的輸出，以確定什么時(shí)候后處理裝置的催化器部分起燃(例如，起燃可 以用催化器轉(zhuǎn)換氧的能力表示)和什么時(shí)候開始微粒過濾器中的碳煙氧化。例如，通過上 游后處理裝置的氧濃度可以從進(jìn)入上游后處理裝置的氧的量中減去。當(dāng)氧濃度偏離氧使用 的基本水平時(shí)，能夠確定催化器已經(jīng)被激活(例如，存在催化器起燃)或碳煙在微粒過濾器 中燃燒。由于催化器在低于碳煙被氧化的溫度被激活，因此能夠監(jiān)控用作催化器和微粒過 濾器的裝置的上游和下游的氧濃度，并且確定什么時(shí)候發(fā)生催化器起燃以及什么時(shí)候碳煙 氧化開始。例如，在微粒過濾器的第一溫度范圍內(nèi)，通過檢測(cè)的氧儲(chǔ)存，后處理裝置下游的 氧濃度能夠從上游后處理裝置上游的氧濃度中減去，并且該差能夠表示催化器起燃。在高 于第一溫度范圍的第二溫度范圍內(nèi)，后處理裝置下游的氧濃度可以從該后處理裝置上游的 氧濃度中減去，并且該差能夠指示什么時(shí)候碳煙開始在后處理裝置內(nèi)氧化。下游后處理裝置242可以包括在所示的結(jié)構(gòu)中的三元催化器。并且，下游氧傳感 器212可以用于指示下游后處理裝置對(duì)2的狀態(tài)。而且，氧傳感器208和212的組合可以 提供關(guān)于后處理裝置M2的狀態(tài)的更多的信息。例如，氧傳感器212的輸出可以從氧傳感 器208的輸出中減去，以確定后處理裝置242的氧儲(chǔ)存容量。具體說，當(dāng)后處理裝置242的 狀態(tài)從濃轉(zhuǎn)變成稀時(shí)，氧的差由氧傳感器208和氧傳感器212檢測(cè)，由氧傳感器212和208 檢測(cè)氧濃度的差提供后處理裝置M2的氧儲(chǔ)存容量的指示。在一個(gè)實(shí)施例中，由后處理裝置240保持的碳煙部分可以被在濃排氣狀態(tài)和稀排 氣狀態(tài)之間反覆周期性工作的后處理裝置240氧化，同時(shí)在后處理裝置242中的氧被消耗 和再儲(chǔ)存而沒有被完全消耗的或再儲(chǔ)存的后處理裝置M2的總儲(chǔ)存容量。例如，供給發(fā)動(dòng) 機(jī)的燃料能夠圍繞化學(xué)計(jì)量調(diào)整，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸燃燒濃的或稀的化學(xué)計(jì)量的 空氣-燃料混合物。頻度、工作循環(huán)以及濃或稀的程度可以變化以調(diào)整燃燒的空氣-燃料混 合物，因而調(diào)整排氣氧濃度。圖2b的結(jié)構(gòu)使后處理裝置240的狀態(tài)能夠在超過化學(xué)計(jì)量狀 態(tài)的氧濃度和少于化學(xué)計(jì)量狀態(tài)的氧濃度之間變化。同時(shí)，能夠監(jiān)控后處理裝置M2的狀 態(tài)，因此調(diào)節(jié)供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，使得后處理裝置M2的氧儲(chǔ)存容量不完全被消盡或充滿。 例如，氧儲(chǔ)存量可以保持在后處理裝置242的氧儲(chǔ)存容量的大約50%，或者氧儲(chǔ)存量可以 保持在氧儲(chǔ)存量的20% -80%的范圍內(nèi)，優(yōu)選在氧儲(chǔ)存量的40% -60%的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，氧傳感器208可以從圖2b的系統(tǒng)中去掉。如果氧傳感器208 被去掉，發(fā)動(dòng)機(jī)燃料調(diào)節(jié)可以基于氧傳感器206和212。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)入后處理裝置 242的氧的量可以用估計(jì)碳煙聚集和碳煙氧化的模型進(jìn)行估計(jì)。碳煙聚集可以模擬為從經(jīng) 驗(yàn)確定的測(cè)試結(jié)果的質(zhì)量。例如，在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載下由發(fā)動(dòng)機(jī)排放的碳煙的量 可以儲(chǔ)存在表或函數(shù)中。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，該表可以根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載詢問，以確 定引向排氣系統(tǒng)的微粒過濾器的碳煙的量。同樣，碳煙的氧化速率可以用與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣氧 濃度和微粒過濾器溫度類似的方式估計(jì)。通過已知進(jìn)入后處理裝置MO的排氣的氧濃度、 后處理裝置的MO的氧儲(chǔ)存容量、后處理裝置的MO的碳煙氧化速率以及后處理裝置240 儲(chǔ)存的碳煙的量，能夠估計(jì)進(jìn)入后處理裝置M2的氧的量。當(dāng)儲(chǔ)存在后處理裝置M2中估 計(jì)的氧的量低于閾值或超過閾值時(shí)，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)燃料調(diào)節(jié)成濃或稀，以使后處理裝置242 返回到儲(chǔ)存氧的希望的量。氧傳感器212提供來自后處理裝置242的下游的氧濃度信息，因此能夠響應(yīng)探測(cè)的氧濃度調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。例如，如果氧傳感器212指示稀狀態(tài)，則可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃 料，以減少排氣中的氧。如果氧傳感器212指示濃狀態(tài)，則可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，以增加 排氣中的氧。現(xiàn)在參考圖2c，圖2c示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。氧傳感器220直接檢測(cè)來 自發(fā)動(dòng)機(jī)200的排氣。在排氣流到微粒過濾器252之前三元催化器250氧化并減少排氣組 分。氧傳感器222檢測(cè)已經(jīng)通過三元催化器250的排氣。三元催化器2M進(jìn)一步處理已經(jīng) 通過三元催化器250和微粒過濾器252不希望的排氣。下游氧傳感器2 檢測(cè)已經(jīng)通過上 游催化器和微粒過濾器的排氣。圖2c的系統(tǒng)的運(yùn)行類似于圖沘的系統(tǒng)。但是，三元催化器250和微粒過濾器252 是分開的部件，因此每個(gè)部件的體積可以變化而無需改變另一個(gè)部件的體積。在一個(gè)例子 中，三元催化器體積小于微粒過濾器252或三元催化器254的體積的一半。通過減少三元 催化器的體積，該催化器可以更快地起燃，因?yàn)樵谌呋鬟_(dá)到工作溫度之前較少的質(zhì) 量被加熱。氧傳感器220提供與氧傳感器206相同的作用，并且以類似于氧傳感器206的 方式利用。氧傳感器222提供已經(jīng)被三元催化器250處理過的排氣的氧濃度信息。氧傳感 器2M提供已經(jīng)在碳煙氧化中被利用的排氣的氧濃度信息。通過提供在微粒過濾器上游和 下游的氧傳感器，提供最上游催化器的氧儲(chǔ)存容量和在碳煙氧化期間所用的氧之間的測(cè)量 的差別。最后，氧傳感器2 提供與上面描述的傳感器212相同的功能和類似的使用方式?，F(xiàn)在參考圖3，圖3示出示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。上游傳感器302和304直接 檢測(cè)來自發(fā)動(dòng)機(jī)300的不同汽缸組的發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣。最上游的三元催化器320和322設(shè)置 在微粒過濾器3 的上游。氧傳感器306檢測(cè)已經(jīng)被三元催化器320和322處理過的排氣。 具體說，來自兩個(gè)汽缸組的排氣在到達(dá)氧傳感器306之前混合并提供給微粒過濾器324。氧 傳感器306設(shè)置在微粒過濾器324的下游和三元催化器3 的上游。氧傳感器306提供關(guān) 于發(fā)動(dòng)機(jī)300的兩個(gè)汽缸組的氧濃度的指示。在一個(gè)例子中，如果氧傳感器306探測(cè)到出 現(xiàn)在排氣系統(tǒng)中的較高的氧濃度，則指示比較稀的空氣-燃料混合物被燃燒的汽缸組將被 變濃，使該排氣濃度接近于化學(xué)計(jì)量混合物。類似于圖2c的傳感器224，下游氧傳感器308 可以用于調(diào)節(jié)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)300的汽缸的燃料量。具體說，氧傳感器308提供來自后處理 裝置326的下游的氧濃度信息，以便能夠響應(yīng)由下游傳感器308可探測(cè)的氧濃度來調(diào)節(jié)每 個(gè)汽缸組的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。例如，如果氧傳感器308指示稀狀態(tài)，則增加具有氧傳感器302或 304檢測(cè)的最稀混合物的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸組的燃料。如果氧傳感器308指示濃狀態(tài)，則減少具有 氧傳感器302或304檢測(cè)的最濃混合物的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸組的燃料?，F(xiàn)在參考圖4，圖4示出燃料控制方法的一部分的流程圖，以再生用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 的微粒過濾器。在步驟402，從傳感器和致動(dòng)器確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況。在一個(gè)示例中，程序 400確定發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、環(huán)境溫度、通過微粒過濾器或后處理裝置的壓力降、從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的 時(shí)間、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩要求、微粒過濾器下游的催化器的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度以及引 入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣的量。在另一些示例性的實(shí)施例中，可以根據(jù)規(guī)定的目的確定附加的或 更少的運(yùn)行狀況。在確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況之后，程序400進(jìn)行到404。在步驟404，確定由微粒過濾器保持的碳煙的量以及碳煙的氧化速率。正如上面所 討論的，在一個(gè)實(shí)施例中，碳煙聚集可以模擬成由經(jīng)驗(yàn)確定的測(cè)試結(jié)果的質(zhì)量。在這個(gè)實(shí)施 例中，在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載下由發(fā)動(dòng)機(jī)排放的碳煙的量可以儲(chǔ)存在表或函數(shù)中。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，可以根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載詢問該表，以確定引到排氣系統(tǒng)的微粒過 濾器的碳煙的量。同樣，碳煙的氧化速率可以從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣氧濃度和微粒過濾器溫度用類 似的方式確定。例如，保持碳煙氧化速率的表可以通過微粒過濾器溫度和到該過濾器的氧 的質(zhì)量流率檢索。如果碳煙的氧化速率超過碳煙的儲(chǔ)存速率，則認(rèn)為微粒過濾器被再生，因 為碳煙儲(chǔ)存容量的一部分被碳煙的氧化釋放。然后程序400進(jìn)行到406。在步驟406，程序400判斷是否開始再生微粒過濾器。在一個(gè)實(shí)施例中，程序400 根據(jù)通過微粒過濾器的壓力降進(jìn)行判斷。在另一個(gè)實(shí)施例中，程序400可以根據(jù)模型判斷 再生微粒過濾器。例如，估計(jì)由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的碳煙的量的碳煙聚集模型可以是用于再生微 粒過濾器的根據(jù)。如果估計(jì)的碳煙的量超過閾值，則微粒過濾器再生已經(jīng)開始。另一方面， 如果通過微粒過濾器的壓力從傳感器或估計(jì)模型確定，則微粒過濾器再生可以在探測(cè)的或 估計(jì)的壓力超過閾值之后開始。此外，其他狀況可以包括確定什么時(shí)候再生微粒過濾器，例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高 于閾值溫度，或如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于閾值溫度，過濾器再生可以不進(jìn)行。而且，在一個(gè)例子 中，如果過濾器溫度低于閾值溫度，過濾器再生可以不進(jìn)行。但是，如果碳煙聚集在該過濾 器上，控制器12可以通過延遲點(diǎn)火并且如圖6的描述所述增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流來升高該過濾 器溫度，直到達(dá)到閾值過濾器溫度。在這個(gè)例子中，在達(dá)到閾值溫度之后可以進(jìn)行微粒過濾 器再生。在又一個(gè)例子中，對(duì)于從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的一段時(shí)間，可以不進(jìn)行微粒過濾器再生。例 如，可以不開始微粒過濾器再生，直到在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后為了使發(fā)動(dòng)機(jī)速度穩(wěn)定已經(jīng)過去 足夠的時(shí)間。在另一個(gè)實(shí)施例中，在減速燃料切斷期間，可以開始微粒過濾器再生。在又一 個(gè)實(shí)施例中，可以不開始微粒過濾器再生，除非發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于閾值值(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載 可以是希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)得到的總扭矩之比，在其它應(yīng)用中，負(fù)載可以是汽缸空 氣充入與總的理論汽缸空氣充入之比)，例如0. 3負(fù)載。在另一個(gè)例子中，可以不進(jìn)行微粒 過濾器再生，直到設(shè)置在微粒過濾器下游的催化器處于閾值溫度。應(yīng)當(dāng)指出，微粒過濾器可以主動(dòng)或被動(dòng)地再生。在主動(dòng)再生期間，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況 能夠被調(diào)節(jié)，潛在地方便或改善微粒過濾器再生。例如，可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)以增加微 粒過濾器的溫度來增加碳煙氧化。相反，例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況使被微粒過濾器保持的碳 煙氧化而沒有微粒過濾器再生要求時(shí)，被動(dòng)的微粒過濾器再生是可能的。在一個(gè)實(shí)施例中， 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以較高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載運(yùn)行時(shí)，微粒過濾器可以被動(dòng)地再生。該再生可以是被 動(dòng)的，盡管響應(yīng)排氣系統(tǒng)中的氧濃度調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣燃料，該氧濃度受被微粒過濾器保持 的微粒物質(zhì)的氧化的影響。如果希望微粒過濾器再生并且滿足條件，則程序400進(jìn)行到408。否則程序400進(jìn) 行到418。在步驟418，程序400返回到用基本的化學(xué)計(jì)量的燃料控制來運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。應(yīng)當(dāng)指 出，在一些狀況下，基本的燃料控制使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以稀或濃化學(xué)計(jì)量運(yùn)行。例如，在冷起動(dòng) 期間發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以具有基本的燃料控制的稀化學(xué)計(jì)量運(yùn)行，以減少碳?xì)浠衔锱欧盼铩Ｏ?反，在高負(fù)載狀況下發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以具有基本燃料控制的濃化學(xué)計(jì)量運(yùn)行，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)性 能下降的可能性。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)可以以保持平均時(shí)間的凈化學(xué)計(jì)量狀態(tài)的各種周期性的稀 濃狀態(tài)運(yùn)行。在步驟408，程序400判斷微粒過濾器是否處在支持被微粒過濾器保持的碳煙或其他物質(zhì)氧化的溫度。如果程序400判斷微粒過濾器是處在支持再生和氧化的溫度，則程 序400進(jìn)行到410。否則程序400進(jìn)行到414。在步驟414，程序400開始升高微粒過濾器的溫度以促進(jìn)微粒過濾器再生。具體 說，由圖6描述的方法用于升高微粒過濾器的溫度。然后程序400返回到408，以判斷微粒 過濾器的溫度是否足以使程序400進(jìn)行到410。在步驟410，程序判斷是用稀燃燒產(chǎn)物還是用濃燃燒產(chǎn)物開始微粒過濾器再生。在 一個(gè)實(shí)施例中，在第一運(yùn)行狀況期間，通過從基本上化學(xué)計(jì)量(例如，士0.04λ，其中λ是 空燃比比/化學(xué)計(jì)量的空燃比)的燃燒調(diào)節(jié)(ramp)成濃燃燒再生開始。具體說，發(fā)動(dòng)機(jī)空 氣-燃料調(diào)節(jié)到濃空氣-燃料，直到基本上所有的氧儲(chǔ)存(例如，多于75%可得到的儲(chǔ)存 容量)在包括微粒過濾器的上游的任何后處理裝置中被消耗。然后通過調(diào)節(jié)燃料變稀或通 過汽缸中空氣-燃料混合物的調(diào)節(jié)變化(例如，響應(yīng)氧消耗從0. 95 λ到1. 05 λ )使發(fā)動(dòng)機(jī) 空氣-燃料混合物變稀。通過消耗上游后處理裝置中的氧，能夠增加到微粒過濾器中的氧 流率，同時(shí)減少氧通過微粒過濾器以及氧和/或NOx通過設(shè)置在該微粒過濾器下游的后處 理裝置的可能性。以這種方式，能夠改善氧化速率，因?yàn)樘紵熀脱踔g的動(dòng)力互作用隨著較 高的氧流率而增加。在另一個(gè)實(shí)施例中，或在不同于第一運(yùn)行狀況的第二運(yùn)行狀況期間，通 過將發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料混合物調(diào)節(jié)成稀化學(xué)計(jì)量狀態(tài)再生開始。在一個(gè)例子中，發(fā)動(dòng)機(jī)空 氣-燃料逐漸調(diào)節(jié)成稀，因此碳煙的氧化逐漸增加。以這種方式，能夠控制氧化率，因此微 粒過濾器溫度逐漸增加，并且因此發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比能夠用于控制微粒過濾器的溫度。在一個(gè) 例子中，程序400判斷響應(yīng)微粒過濾器的溫度開始稀還是濃氧化過程。例如，如果微粒過濾 器溫度接近閾值氧化溫度，則程序400通過空氣-燃料變濃變濃開始微粒過濾器氧化過程。 另一方面，如果微粒過濾器溫度高于閾值氧化溫度，則程序400通過空氣-燃料變濃變稀開 始微粒過濾器氧化過程。如果程序400判斷通過空氣-燃料變濃開始微粒過濾器氧化過程， 則程序400進(jìn)行到412。否則，程序400進(jìn)行到416。因此，程序400提供總是開始濃或稀 微粒過濾器氧化過程的能力。但是，程序400也根據(jù)狀況提供開始濃或稀微粒過濾器氧化 過程。例如，在第一狀況下，微粒過濾器氧化過程可以稀或濃開始，而在第二狀況下，微粒過 濾器氧化過程可以以濃或稀的另一種狀態(tài)開始。在步驟412，程序通過使發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料調(diào)節(jié)成濃開始微粒過濾器氧化，直到它 確定微粒過濾器的下游的排氣包含少于化學(xué)計(jì)量排氣混合物的氧的閾值量。在一個(gè)實(shí)施 例中，微粒過濾器下游的氧傳感器提供指示什么時(shí)候氧傳感器上游的氧基本被消耗掉的數(shù) 據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料混合物的能夠變濃的程度被限制于閾值量。在發(fā) 動(dòng)機(jī)的空燃比變濃之后，程序400進(jìn)行到圖5所描述的程序的其余部分，即程序500。在步驟416，程序通過使發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料調(diào)節(jié)變稀開始微粒過濾器氧化直到它 確定微粒過濾器的下游的排氣包含多于化學(xué)計(jì)量排氣混合物的氧的閾值量。在一個(gè)實(shí)施例 中，微粒過濾器下游的氧傳感器提供指示什么時(shí)候氧開始穿過設(shè)置在該氧傳感器上游的后 處理裝置的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料混合物的能夠變稀的程度被限制于 閾值量。在發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比比變稀之后，程序400進(jìn)行到圖5所描述的程序的其余部分，即 程序500?，F(xiàn)在參考圖5，圖5示出圖4所示的程序的剩余部分。在步驟502，程序500判斷 是否存在設(shè)置在催化器上游的氧傳感器，并且該氧傳感器是否用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣氧濃度的氧傳感器。例如，程序500可以根據(jù)儲(chǔ)存在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的儲(chǔ)存器中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息 判斷氧傳感器的位置。如果程序500判斷最上游氧傳感器設(shè)置在催化器的上游，則程序500 進(jìn)行到504，否則程序500進(jìn)行到506。在步驟504，程序500計(jì)算在微粒過濾器中聚集的氧化的碳煙的量。具體說，在一 個(gè)實(shí)施例中，程序500將化學(xué)計(jì)量空燃比調(diào)節(jié)成比較稀，使得在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通過該微粒過 濾器并且發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣氧的一部分氧化由微粒過濾器保持的碳煙之后該發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣氧 濃度表示化學(xué)計(jì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比。然后程序500進(jìn)行到506。在步驟506，程序500判斷在微粒過濾器的上游是否存在催化器以及該催化器是 否具有氧儲(chǔ)存容量?？蛇x地，該催化器可以被微粒過濾器包括。例如，程序500可以根據(jù)儲(chǔ) 存在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的儲(chǔ)存期器中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息判斷在該微粒過濾器上游是否存在催化 器以及該催化器是否具有氧儲(chǔ)存容量。如果程序500判斷存在具有氧儲(chǔ)存容量的催化器， 程序500進(jìn)行到508。如果沒有催化器存在或如果該催化器不包括氧儲(chǔ)存介質(zhì)，則程序500 進(jìn)行到510。在步驟508，程序500確定上游催化器的氧儲(chǔ)存容量。在一個(gè)實(shí)施例中，氧儲(chǔ)存容 量從包含可以被催化器溫度檢索的氧儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的表確定。此外，從該表提取的氧儲(chǔ)存容量 可以被調(diào)節(jié)以計(jì)算隨著時(shí)間發(fā)生的催化器性能下降。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)在稀濃狀態(tài)之 間循環(huán)催化器來調(diào)節(jié)氧儲(chǔ)存容量，并且當(dāng)催化器的狀態(tài)變化時(shí)，由來自設(shè)置在該催化器上 游和下游的氧傳感器的數(shù)據(jù)檢測(cè)。在確定催化器的氧儲(chǔ)存容量之后，程序500進(jìn)行到510。在步驟510，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比以改變進(jìn)入該上游催化器的排氣組分，如果存在上 游催化器的話。在一個(gè)實(shí)施例中，其中上游氧傳感器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)和催化器之間，該上游氧 傳感器提供發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣氧濃度的反饋。而且，上游氧傳感器指示進(jìn)入上游催化器的氧的 濃度。通過用流過發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量流率乘以氧濃度，能夠確定進(jìn)入上游催化器中的氧的質(zhì)量。 在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置在催化器上游的氧傳感器確定在一段時(shí)間內(nèi)多少氧(例如，氧的質(zhì) 量)被提供該催化器。在一個(gè)實(shí)施例中，供給上游催化器的氧的流率能夠根據(jù)運(yùn)行狀況調(diào) 節(jié)。例如，在微粒過濾器的溫度超過閾值氧化溫度閾值量而微粒過濾器的溫度在不同的閾 值溫度之下時(shí)，可以增加提供給上游催化器和微粒過濾器的氧的流率。當(dāng)微粒過濾器的溫 度下降或接近閾值氧化溫度時(shí)，可以減少供給上游催化器和微粒過濾器的氧流率。在一個(gè)實(shí)施例中，在微粒過濾器再生期間，供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料通過燃料控制參數(shù) 控制，該燃料控制參數(shù)不同于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在類似的狀況下運(yùn)行而微粒過濾器不被再生時(shí)用于 控制發(fā)動(dòng)機(jī)加油的燃料控制參數(shù)。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)在類似運(yùn)行狀況下運(yùn)行時(shí)，當(dāng)微粒過濾器 再生時(shí)與當(dāng)微粒過濾器不再生時(shí)相比，供給排氣系統(tǒng)的氧流率以及來自化學(xué)計(jì)量狀態(tài)的稀 或濃的程度可以不同。在一個(gè)實(shí)施例中，在微粒過濾器再生時(shí)通過使汽缸空氣-燃料混合 物變稀，額外的氧被添加到排氣組分中。如果在具體結(jié)構(gòu)中不存在上游催化器，可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比，以促進(jìn)碳煙的氧 化。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置在微粒過濾器上游的氧傳感器可以控制提供給微粒過濾器的氧 的量。例如，可以響應(yīng)被微粒過濾器保持的碳煙的量或響應(yīng)碳煙氧化的速率，可以產(chǎn)生超過 化學(xué)計(jì)量排氣濃度的氧的量。對(duì)于被微粒過濾器保持的較高的碳煙量，較高的氧的量可以 供給該微粒過濾器。對(duì)于被微粒過濾器保持的較低的碳煙量，較低的氧的量可以供給該微 粒過濾器。以這種方式，能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的氧的量，因此排氣中過量的氧用于氧化由微粒過濾器保持的碳煙，并且因此在微粒過濾器下游的催化器的狀態(tài)不受妨礙到導(dǎo)致NOx穿 過微粒過濾器下游的催化器的程度。圖8提供在微粒過濾器再生期間關(guān)于如何調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī) 空氣-燃料的更多的細(xì)節(jié)。在步驟512，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比，以改變進(jìn)入下游催化器的排氣組分。在一個(gè)實(shí)施 例中，調(diào)節(jié)在步驟510確定的發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比，使得微粒過濾器下游的催化器的狀態(tài)發(fā)生變 化。例如，汽缸的空氣-燃料混合物能夠被調(diào)節(jié)成比在步驟510確定的空氣-燃料混合物 的調(diào)節(jié)更稀或更濃。通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料混合物，下游催化器的狀態(tài)被調(diào)節(jié)，因此它 在微粒過濾器再生模式中有效地轉(zhuǎn)換。可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料，以利用設(shè)置在該下游催化器上游的氧傳感器、設(shè)置 在該下游催化器下游的氧傳感器、或者通過設(shè)置在該下游催化器上游的氧傳感器和設(shè)置在 該下游催化器下游的氧傳感器的組合，控制微粒過濾器下游的催化器的狀態(tài)。在一個(gè)例子 中，當(dāng)設(shè)置在該下游催化器下游的氧傳感器指示稀狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入汽缸的空氣-燃料混合物 可以調(diào)節(jié)成比較濃。當(dāng)設(shè)置在該下游催化器下游的氧傳感器指示濃狀態(tài)時(shí)，汽缸空燃比可 以調(diào)節(jié)成比較稀。另一方面，當(dāng)稀的閾值排氣量進(jìn)入下游催化器時(shí)，設(shè)置在該下游催化器上 游的氧傳感器能夠用來將汽缸的空氣-燃料混合物調(diào)節(jié)成變濃。當(dāng)設(shè)置在該下游催化器上 游的氧傳感器指示進(jìn)入下游催化器的排氣的閾值量為濃時(shí)，汽缸空氣-燃料混合物能夠調(diào) 節(jié)成變稀。以這種方式，可以控制出現(xiàn)在下游催化器中的氧的量，因此，在NOx減少的同時(shí) HC和CO可以被氧化。在步驟514，程序500能夠調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空氣-燃料混合物，以控制碳煙氧化的 速率。在一個(gè)例子中，通過稀汽缸空氣-燃料混合物能夠?qū)⒀跻M(jìn)到微粒過濾器中，因此在 微粒過濾器中能夠得到過量的氧以氧化碳煙。如果氧化速率高于希望的氧化速率，或如果 微粒過濾器溫度升高到閾值溫度之上，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空氣-燃料混合物能夠變濃，因此能夠 得到較少的氧參與氧化被微粒過濾器保持的碳煙。例如，微粒過濾器溫度可以用傳感器測(cè) 量，或從發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況推知。此外，根據(jù)運(yùn)行狀況可以改變提供給微粒過濾器的氧的流 率。例如，如果微粒過濾器溫度高于閾值氧化溫度，但是低于希望的氧化溫度，于是供給該 微粒過濾器的氧的量能夠通過使汽缸空氣-燃料混合物變稀而增加。但是，如果微粒過濾 器溫度高于閾值氧化溫度但是接近希望的氧化溫度，于是供給該微粒過濾器的氧的量可以 通過使汽缸空氣-燃料混合物變濃而減少。在步驟516，程序500判斷該微粒過濾器是否已經(jīng)充分再生。換句話說，程序判斷 被該微粒過濾器保持的碳煙的希望的量是否已經(jīng)被氧化。程序500判斷微粒過濾器的再生 是否已經(jīng)完成，或再生的狀態(tài)是否不再存在。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)通過該微粒過濾器的壓力 差小于預(yù)定的量時(shí)確定再生完成。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)該微粒過濾器下游的排氣指示通 過該微粒過濾器的排氣中的氧濃度增加時(shí)確定再生完成。該增加的氧濃度可以是該過濾器 中碳煙已經(jīng)被氧化并且碳煙的量被減少使得較少的氧被消耗于氧化保持在過濾器中的碳 煙的指示器。如果程序500判斷再生被完成，則程序500進(jìn)行到518。否則程序500進(jìn)行到 510。在步驟518，程序500將燃料控制返回到基本燃料控制。在一個(gè)示例性實(shí)施例中， 調(diào)節(jié)燃料，因此當(dāng)微粒過濾器再生已經(jīng)停止與當(dāng)微粒過濾器再生正在進(jìn)行相比，在整個(gè)時(shí) 間間隔較少的氧出現(xiàn)在排氣中。當(dāng)然，許多方法可以用來達(dá)到這種結(jié)果。例如，汽缸事件的13時(shí)間的總數(shù)或汽缸事件的數(shù)目在發(fā)動(dòng)機(jī)稀運(yùn)行期間能夠減少。在另一個(gè)例子中，汽缸稀運(yùn) 行的程度能夠被減小。例如，汽缸可以用化學(xué)計(jì)量空氣燃料混合物而不是0. 5空氣-燃料 混合物的稀空氣-燃料混合物運(yùn)行。以這種方式，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比可以被調(diào)節(jié)返回到發(fā) 動(dòng)機(jī)燃燒基本上化學(xué)計(jì)量的空氣-燃料混合物的基本燃料?，F(xiàn)在參考圖6，圖6示出用于增加汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒過濾器的溫度的方法的流程 圖。在步驟602，程序600判斷微粒過濾器是否在希望的閾值氧化溫度。如果是，程序600 進(jìn)行到610，在步驟610點(diǎn)火提前到最大扭矩最小點(diǎn)火提前角(MBT)或爆燃界限點(diǎn)火角。如 微粒過濾器不在希望的溫度，程序進(jìn)行到604。應(yīng)當(dāng)指出，希望的閾值氧化溫度可以設(shè)置在 高于碳煙氧化開始的溫度。例如，希望的閾值溫度可以設(shè)置在40°C，高于碳煙開始氧化的溫 度。在步驟604，程序600判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否在希望的點(diǎn)火延遲的區(qū)域中運(yùn)行。在一個(gè)例 子中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載高于閾值量時(shí)點(diǎn)火可以不延遲。此外，對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，該閾值 可以變化。例如，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于0. 6發(fā)動(dòng)機(jī)速度為1200RPM，點(diǎn)火可以不延遲，而對(duì)于 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于0. 45發(fā)動(dòng)機(jī)速度為5000RPM，點(diǎn)火可以不延遲。在另一個(gè)實(shí)施例中，在火花 點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒過濾器再生期間，至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸點(diǎn)火正時(shí)能夠被調(diào)節(jié)，以調(diào)整 所述微粒過濾器的溫度高于閾值溫度。而且，響應(yīng)增加的駕駛員要求的扭矩點(diǎn)火正時(shí)可以 提前。例如，如果點(diǎn)火延遲10度以增加微粒過濾器的溫度，當(dāng)駕駛員扭矩要求增加時(shí)點(diǎn)火 可以提前，以便發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生希望的扭矩，并且因此發(fā)動(dòng)機(jī)具有希望扭矩響應(yīng)。如果駕駛員隨 后降低駕駛員要求的扭矩，當(dāng)駕駛員扭矩要求被降低時(shí)點(diǎn)火可以延遲，因此達(dá)到希望的微 粒過濾器溫度。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在希望延遲點(diǎn)火的狀態(tài)下運(yùn)行，程序600進(jìn)行到606，在步驟606點(diǎn)火 延遲，否則程序600進(jìn)行到610。在步驟606，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火從MBT或爆燃邊界點(diǎn)火延遲。在一個(gè)例子中，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃 燒時(shí)間數(shù)目上點(diǎn)火可以逐漸延遲，使得點(diǎn)火延遲對(duì)車輛駕駛員來說不太明顯。點(diǎn)火延遲的 量可以經(jīng)驗(yàn)確定并且儲(chǔ)存在被微粒過濾器、負(fù)電荷速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載檢索的表或函數(shù)中。在步驟608，程序600增加汽缸空氣充入，使得在點(diǎn)火被延遲以加熱微粒過濾器時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生相等的扭矩。在一個(gè)例子中增加的空氣的量?jī)?chǔ)存被從MBT延遲的點(diǎn)火、發(fā) 動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載檢索的表中。因此，同時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前和汽缸空氣量，以便在 增加微粒過濾器溫度的同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將提供希望的操作者扭矩?，F(xiàn)在參考圖7，圖7示出在以減速燃料切斷模式(DSFO)或以可變排量模式(VDE) 運(yùn)行汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)用于再生微粒過濾器的方法的流程圖。在DSFO期間，至少一個(gè)汽缸 的燃料被切斷或減少到不能用稀燃料混合物燃燒的程度。在VDE模式期間，產(chǎn)生扭矩的活 動(dòng)汽缸的數(shù)目少于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的總數(shù)目。在一個(gè)實(shí)施例中當(dāng)微粒過濾器的溫度大于閾值量 時(shí)并且當(dāng)希望以稀空燃比運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸時(shí)，可以開始稀空燃比模式VDE或DSF0，例如在 圖4的416和圖5的510-514。而且，當(dāng)汽缸負(fù)載低并且微粒過濾器溫度超過閾值量時(shí)可以 進(jìn)入VDE模式。在步驟702，程序700判斷是否要求或希望稀微粒過濾器再生。如果是，程序700 進(jìn)行到704。如果不是，程序700進(jìn)行到退出。在稀微粒過濾器再生期間，微粒過濾器通過 向該微粒過濾器供給過量的氧，因此碳煙可以被過量的氧氧化而再生。
在步驟704，程序700判斷條件是否滿足用于VDE或DSFO微粒過濾器再生。在一 個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于VDE發(fā)動(dòng)機(jī)可以以預(yù)定的閾值發(fā)動(dòng)機(jī)速度/負(fù)載范圍運(yùn)行。當(dāng)操作者的腳 釋放節(jié)氣門并且車輛高于閾值速度時(shí)，DSFO微粒過濾器再生可以被激活。如果不滿足VDE 或DSFO條件，則程序700進(jìn)行到714，在步驟714稀微粒過濾器再生可以通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)汽 缸空燃比而不使發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停止工作而完成。圖8提供關(guān)于通過這種方法再生微粒過濾器 的細(xì)節(jié)。如果滿足VDE或DSFO稀模式微粒過濾器再生條件，則程序700進(jìn)行到706。在步驟706，程序700判斷該微粒過濾器是否處于希望的再生溫度。在一個(gè)例子 中，該微粒過濾器必需高于閾值溫度。該閾值溫度可以為碳煙氧化溫度或高于碳煙氧化溫 度。如果微粒過濾器高于該閾值溫度，則程序700進(jìn)行到712。如果微粒過濾器不高于該閾 值溫度，則程序700進(jìn)行到708。在步驟708，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火從MBT或爆燃界限點(diǎn)火延遲。在一個(gè)例子子中，點(diǎn)火可以 在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒事件數(shù)目上逐漸延遲，因此點(diǎn)火延遲對(duì)于車輛操作者而言不太明顯。點(diǎn) 火延遲的量可以經(jīng)驗(yàn)地確定并且儲(chǔ)存在被微粒過濾器溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載檢索 的表或函數(shù)中。在步驟710，程序700增加汽缸空氣充入，使得在點(diǎn)火延遲以加熱微粒過濾器的同 時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生相等的扭矩。在一個(gè)例子中，附加的空氣的量?jī)?chǔ)存在被從MBT的點(diǎn)火延 遲、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載檢索的表中。因此，同時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前和發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空 氣量，以便在增加微粒過濾器溫度的同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將提供希望的操作者扭矩。應(yīng)當(dāng)指出，步驟 708和710可以不延遲點(diǎn)火并且增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣量，除非發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載低于對(duì)不同的發(fā)動(dòng)機(jī) 速度可以變化的閾值水平。在步驟712，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可以不工作(既，不進(jìn)行燃燒)以支撐VDE或DSFO模式。 在一個(gè)例子中，汽缸響應(yīng)希望的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)速度不工作。而在VDE或DSFO模式 中，該不工作的汽缸可以通過泵送稀空氣-燃料混合物通過發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)為微粒過濾 器提供氧?？蛇x地，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可以泵送進(jìn)氣系統(tǒng)氣體通過發(fā)動(dòng)機(jī)并且到微粒過濾器。在 不工作的汽缸泵送氧到微粒過濾器的同時(shí)，工作的汽缸可以用濃空氣-燃料混合物和/或 延遲點(diǎn)火正時(shí)運(yùn)行。如果催化器設(shè)置在微粒過濾器的上游，濃汽缸混合物和不活動(dòng)的汽缸 內(nèi)含物可以在上游催化器混合以提供附加的熱，以增加微粒過濾器溫度。在一個(gè)實(shí)施例中， 在工作的汽缸中燃燒的空氣-燃料混合物可以在稀和濃混合物之間交替變化。例如，一個(gè) 特定的汽缸在一個(gè)汽缸循環(huán)可以燃燒濃空氣-燃料混合物，然后在一個(gè)或多個(gè)汽缸循環(huán)可 以燃燒稀空氣-燃料混合物。以這種方式，濃和稀空氣-燃料混合物可以周期性地循環(huán)，因 此在下游催化器保持接近化學(xué)計(jì)量狀態(tài)的同時(shí)微粒過濾器暴露于過量的氧?，F(xiàn)在參考圖8，圖8示出用于運(yùn)行汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和再生微粒過濾器的方法的流程圖。 該方法允許在下游催化器中保持接近化學(xué)計(jì)量的狀態(tài)。在步驟802，程序800判斷微粒過濾器再生是否完成。如果是，則程序800進(jìn)行到 退出。如果不是，則程序800進(jìn)行到804。在步驟802可以用在圖5的步驟516描述的方 法，以確定如果微粒過濾器再生完成并且因此為了簡(jiǎn)化被省去。并且，如果圖8的方法用在 圖5的步驟510和512，則由于這個(gè)功能在步驟516被完成而步驟802可以被省去。在步驟804，程序800確定在排氣系統(tǒng)的所有催化器的氧儲(chǔ)存容量。在一個(gè)例子 中，通過在稀和濃狀態(tài)之間循環(huán)系統(tǒng)催化器并且探測(cè)催化器改變狀態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間，能夠確定如上所述的氧儲(chǔ)存容量。在另一個(gè)例子中，在稀和濃狀態(tài)之間循環(huán)系統(tǒng)催化器同時(shí)紀(jì) 錄提供給出催化器的氧的質(zhì)量(例如，氧濃度乘以發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量流率)的同時(shí)可以確定氧儲(chǔ) 存容量。在又一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)催化器的氧儲(chǔ)存可以儲(chǔ)存在被催化器溫度檢索的表中，并 且通過探測(cè)設(shè)置在催化器上游和下游的氧傳感器之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間來修改。在步驟806，確定被微粒過濾器保持的碳煙的量。如上所述，可以通過測(cè)量經(jīng)過 微粒收集器的壓力降來確定碳煙的量?；蚩蛇x地，聚集的碳煙和碳煙氧化速率可以從描述 由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的碳煙的量的模型(例如，被發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載檢索的表)和碳煙氧化速率 (例如，碳煙氧化速率可以與微粒過濾器溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中得到的氧的量相關(guān))來確定。在步驟808，程序800確定在該系統(tǒng)的每個(gè)催化器中儲(chǔ)存的氧的量。當(dāng)排氣通過 排氣系統(tǒng)時(shí)，氧可以從排氣中提取并且用于在系統(tǒng)催化器或微粒過濾器中氧化HC和CO;因 此，程序800始終監(jiān)視氧在系統(tǒng)中的儲(chǔ)存和利用。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，保持在發(fā)動(dòng)機(jī)供 給氣中的氧的量在排氣通過催化器或微粒過濾器之前被上游氧傳感器探測(cè)。當(dāng)排氣通過催 化器或微粒過濾器時(shí)，氧氣的一部分可以用于氧化HC、CO和碳煙?？梢酝ㄟ^用每個(gè)催化器 或微粒過濾器的利用系數(shù)乘以發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣體氧質(zhì)量能夠估計(jì)從排氣消耗的氧的量。例 如，每個(gè)后處理裝置的利用系數(shù)例如可以根據(jù)溫度和質(zhì)量流率調(diào)節(jié)。不參與氧化并且不在 下游傳感器被探測(cè)的氧可以被認(rèn)為儲(chǔ)存在催化器中。如果氧傳感器檢測(cè)不被預(yù)期或與儲(chǔ)存 的氧的估計(jì)量不一致的氧濃度，可以重新設(shè)置或調(diào)節(jié)每個(gè)催化器的氧儲(chǔ)存容量。以這種方 式，可以估計(jì)儲(chǔ)存在每個(gè)氧儲(chǔ)存催化器中的氧的量。在步驟810，程序800確定微粒過濾器溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，溫度傳感器可以用 于確定微粒過濾器溫度。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn) 火提前以及發(fā)動(dòng)機(jī)空氣-燃料混合物估計(jì)微粒過濾器溫度。例如，經(jīng)驗(yàn)確定排氣溫度的表 可以被儲(chǔ)存并且在以后被檢索，以便發(fā)動(dòng)機(jī)控制器能夠估計(jì)微粒過濾器溫度。在步驟812，程序800判斷碳煙氧化速率是否增加。在一個(gè)實(shí)施例中，希望的碳煙 氧化速率可以以被微粒過濾器保持的碳煙的量和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載為依據(jù)。例如，如果，希望的碳 煙氧化速率為0. Img/秒，并且當(dāng)前的碳煙氧化速率為0. 05mg/秒，則根據(jù)50mg收集的碳 煙汽缸空燃比以被變稀0. 01 λ。在另一個(gè)例子中，如果希望的碳煙氧化速率為0. Img/秒， 并且當(dāng)前的碳煙氧化速率是0. 05mg/秒，則根據(jù)20mg收集的碳煙汽缸空燃比可以被變稀 0. 05 λ。因此在第一狀態(tài)期間，可以調(diào)節(jié)汽缸空氣-燃料以響應(yīng)被微粒過濾器保持的碳煙 第一量改變碳煙氧化的速率，在第二狀態(tài)期間，可以調(diào)節(jié)汽缸空氣-燃料以根據(jù)被微粒過 濾器保持的碳煙第二量改變碳煙氧化的速率。如果估計(jì)的碳煙氧化速率比希望的氧化速率 小，則程序800進(jìn)行到814。如果估計(jì)的碳煙氧化速率比希望的氧化速率大，則程序800進(jìn) 行到826。在步驟814，程序800判斷發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空氣-燃料混合物是否處于稀極限，如果是， 程序800進(jìn)行到818。否則程序800進(jìn)行行到816，在步驟816汽缸空氣-燃料混合物被變 稀。在步驟816發(fā)動(dòng)機(jī)或汽缸空氣-燃料混合物可以逐漸地變稀，或以分級(jí)的方式變稀到 某個(gè)預(yù)定的量。例如，通過將汽缸空氣-燃料混合物從λ = 1變稀到λ = 1.01，少量的 氧可以提供給排氣系統(tǒng)。隨著時(shí)間過去(5秒鐘)和隨著燃燒事件的數(shù)目增加(例如500 次)，氧緩慢地添加到排氣系統(tǒng)中。另一方面，通過將汽缸變稀為λ = 1. 1在較短的時(shí)間內(nèi) 相同數(shù)量的氧可以提供給排氣系統(tǒng)。汽缸變稀的速率或汽缸燃料減少的速率與被微粒過濾16器保持的碳煙的希望的氧化速率或碳煙的量有關(guān)。例如，當(dāng)微粒過濾器一半充滿時(shí)汽缸可 以每分鐘移動(dòng)0. 001 λ，而當(dāng)微粒過濾器充滿時(shí)速率為每分鐘0. 002 λ。因此，在第一狀態(tài) 下，汽缸的燃料可以以第一速率變稀，而在第二狀態(tài)下汽缸的燃料可以以第二速率變稀，該第二速率不同于第一速率。在步驟818，程序800判斷下游催化器是否處于稀極限。在圖2a_2c和圖3的所示 結(jié)構(gòu)中，該下游催化器用作緩沖器，其中既使通過將過量的氧供給微粒過濾器和上游催化 器來處理排氣組分。但是，希望保持下游催化器高于閾值溫度，并且利用催化器氧儲(chǔ)存容量 的氧儲(chǔ)存容量在20% -80%之間的狀態(tài)(優(yōu)選在40% -60%之間)。如果催化器溫度低于 第一閾值溫度，或如果過量的氧儲(chǔ)存在催化器尾管中，HC、CO和NOx的排放物可能增加。因 此，程序800根據(jù)下游催化器的氧容量的量以及儲(chǔ)存在該催化器中的氧的量判斷該下游催 化器是否在稀極限。如果儲(chǔ)存的氧的量超過閾值量，則程序800進(jìn)行到820。否則程序800 進(jìn)行到擬4。在步驟820，既使希望較高的氧化速率程序800使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料調(diào)節(jié)變濃。程序800 使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料調(diào)節(jié)變濃，因此下游催化器可以有效地連續(xù)工作，燃料調(diào)節(jié)變濃直到下游催 化器處于濃極限，并且然后用于微粒過濾器的稀運(yùn)行，碳煙減少可以重新開始。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排 放稀燃燒的產(chǎn)物時(shí)，在排氣中的氧的一部分通過氧化被微粒過濾器保持的碳煙而被消耗。 因此，由于較少的氧將進(jìn)入下游催化器，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠稀運(yùn)行延長(zhǎng)的時(shí)間段。在步驟824，程序800判斷下游催化器是否在濃極限。如上所述，希望將下游催化 器保持在利用20%-80%之間(優(yōu)選在40%-60%之間)的催化器氧儲(chǔ)存容量的狀態(tài)。在 這種狀態(tài)，催化器保持用于氧化和還原排氣的組分。因此，程序800根據(jù)下游催化器的氧容 量的量以及儲(chǔ)存在催化器中的氧的量判斷下該游催化器是否在濃極限。如果儲(chǔ)存在下游催 化器中的氧的量少于閾值量，則程序800進(jìn)行到822。否則程序800進(jìn)行到802。在步驟822，程序800使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料調(diào)節(jié)變稀，以便下游催化器能夠有效地連續(xù)運(yùn) 行。在一個(gè)例子中，燃料調(diào)節(jié)變稀直到達(dá)到儲(chǔ)存在該下游催化器中的希望的氧的量。在稀 運(yùn)行期間，燃料可以調(diào)節(jié)變化，直到實(shí)現(xiàn)在汽缸中的希望的空氣-燃料混合物，于是發(fā)動(dòng)機(jī) 可以以稀空氣-燃料混合物連續(xù)運(yùn)行，直到下游催化器達(dá)到希望的氧的儲(chǔ)存量。在步驟826，程序800判斷是否通過使發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空燃比變濃而減少微粒過濾器 氧化。如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，希望的碳煙氧化速率可以以由微粒過濾器保持的碳煙的 量和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載為依據(jù)。例如，如果希望的碳煙氧化速率是0. 05mg/秒并且當(dāng)前的碳煙氧 化速率是0. Img/秒，則根據(jù)5mg收集的碳煙，汽缸空燃比可以變濃0. 02 λ。在另一個(gè)例子 中，如果希望的碳煙氧化速率是0. 05mg/秒并且當(dāng)前的碳煙氧化速率是0. 15mg/秒，則根據(jù) 2mg收集的碳煙，汽缸空燃比可以變濃0.05 λ。因此，在第一狀態(tài)期間，可以響應(yīng)被微粒過 濾器保持的碳煙的第一量調(diào)節(jié)汽缸空氣-燃料，以改變碳煙氧化的速率，并且在第二狀態(tài) 期間，可以響應(yīng)被微粒過濾器保持的碳煙的第二量調(diào)節(jié)汽缸空氣-燃料，以改變碳煙氧化 的速率。如果估計(jì)碳煙氧化的速率大于希望的氧化速率，則程序800進(jìn)行到828，否則程序 800進(jìn)行到818。在步驟828，程序800判斷發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空氣-燃料混合物是否在濃極限。如果是， 程序800進(jìn)行到818。否則程序800進(jìn)行到830，在步驟830汽缸空氣-燃料混合物變濃。 在步驟830發(fā)動(dòng)機(jī)或汽缸空氣-燃料混合物可以逐漸變濃或可以分級(jí)的方式變濃到預(yù)定的量。例如通過使汽缸空氣-燃料混合物從λ = 1變濃到λ =0.98，很少的氧的量可以從 排氣中提取。隨著時(shí)間過去(5秒鐘)和隨著燃燒事件的數(shù)目增加(例如500次)，氧從排 氣中緩慢地提取。另一方面，通過使汽缸空氣-燃料混合物變濃到λ =0.98相同數(shù)量的 氧能夠從排氣中提取。在步驟830，使發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空氣-燃料混合物變濃。在步驟830發(fā)動(dòng)機(jī)或汽缸空 氣-燃料混合物可以逐漸變濃或可以以分級(jí)的方式變濃到預(yù)定的量。例如通過使汽缸空 氣-燃料混合物從λ = 1變濃到λ =0.98，很少的氧的量可以從排氣中除去。隨著時(shí)間 過去(5秒鐘)和隨著燃燒事件的數(shù)目增加(例如500次)，氧可以從后處理裝置除去，因?yàn)?儲(chǔ)存的氧被用于氧化增加的HC和CO。另一方面，通過將汽缸空氣-燃料混合物變濃為λ =0. 9，在較短的時(shí)間內(nèi)相同的氧的量可以從后處理裝置除去。類似于在步驟816描述的方 式，汽缸變濃的速率與被微粒過濾器保持的碳煙的希望的氧化的速率或碳煙的量有關(guān)。以這種方式，圖8的方法在微粒過濾器再生期間調(diào)節(jié)汽缸空氣-燃料混合物，使得 在汽缸循環(huán)數(shù)目中，平均的或整體的空氣-燃料混合物變成比較稀。同時(shí)，在微粒過濾器下 游的排氣中氧的濃度減少，使得在汽缸循環(huán)數(shù)目中平均的或整體的排氣混合物處于基本上 化學(xué)計(jì)量的狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)指出，所有的程序4-8可以由單個(gè)控制器執(zhí)行，或者可選地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可 以僅僅執(zhí)行方法4-8的一部分。因此，程序4-8可以用于各種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在參考圖9，圖9示出汽缸空氣-燃料調(diào)節(jié)和微粒過濾器下游的排氣氧濃度的示 例性曲線圖。上部的曲線圖示出在汽缸循環(huán)數(shù)目中汽缸的示例性空燃比。該空燃比圍繞X 軸線振蕩，該X軸線表示化學(xué)計(jì)量空燃比。時(shí)間從左向右增加。在Tl之前汽缸空燃比是關(guān) 于化學(xué)計(jì)量對(duì)稱的并且微粒過濾器不被再生。在Tl和Τ2之間微粒過濾器再生開始，并且 汽缸空燃比變稀，以計(jì)算參與微粒過濾器中的碳煙的氧化的氧。應(yīng)當(dāng)注意整個(gè)振蕩的空燃 比變稀。在Τ2和Τ3之間汽缸空燃比更進(jìn)一步變稀，以進(jìn)一步增加微粒過濾器中的氧化速 率?？諝?燃料混合物的濃側(cè)也增加進(jìn)入汽缸的空氣-燃料混合物的濃或稀的程度，以便 保持后部三元催化器平衡和有效的運(yùn)行。在Τ3之后，汽缸的空燃比變濃并且當(dāng)碳煙氧化已 經(jīng)完成時(shí)再一次關(guān)于化學(xué)計(jì)量對(duì)稱。應(yīng)當(dāng)指出，圖9所示的空燃比僅僅為了舉例說明的目的并且不是想要以任何方式 限制本發(fā)明。例如發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比可以通過關(guān)于化學(xué)計(jì)量的三角形空燃比分布或通過關(guān)于化 學(xué)計(jì)量的隨機(jī)分布控制。此外，可以調(diào)節(jié)空燃比濃或稀的持續(xù)時(shí)間以及空燃比濃或稀的程 度，以保持下游三元催化器對(duì)化學(xué)計(jì)量的平衡。下部曲線圖示出排氣系統(tǒng)中在微粒過濾器下游位置的氧濃度。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在微 粒過濾器再生期間碳煙被氧化時(shí)汽缸空燃比變稀時(shí)，氧濃度保持關(guān)于化學(xué)計(jì)量對(duì)稱。當(dāng)稀 排氣在Tl和Τ3之間通過微粒過濾器時(shí)，氧參與碳煙氧化生成CO和/或C02。碳煙局部氧 化成CO可以為NOx的減少提供還原劑。結(jié)果，存在于微粒過濾器中的氧濃度關(guān)于化學(xué)計(jì)量 狀態(tài)對(duì)稱。因此，在下游催化器中保持化學(xué)計(jì)量狀態(tài)。以這種方式，在下游催化器中保持化 學(xué)計(jì)量狀態(tài)的同時(shí)，能夠再生上游微粒過濾器。因此，在微粒過濾器中的碳煙氧化的同時(shí)下 游催化器能夠有效地轉(zhuǎn)換排氣。應(yīng)當(dāng)理解，這里所公開的結(jié)構(gòu)和程序在性質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施 例不認(rèn)為是限制的意義，因?yàn)樵S多變化是可能的。例如上述方法能夠應(yīng)用于V6、L4、L6、V12、對(duì)置4缸和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括這里描述的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)、以及其他特征、功能和/或性質(zhì) 的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。下面的權(quán)利要求具體指出認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些 權(quán)利要求可能涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這種權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括 一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這種元件。所公開的特征、功 能、元件和/或性質(zhì)的其他組合和子組合可以通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或在這種應(yīng)用或相關(guān) 應(yīng)用中新權(quán)利要求的形式來主張。這些權(quán)利要求，與原權(quán)利要求在范圍上無論更寬、更狹、 相等或不同，也都認(rèn)為包括在本發(fā)明的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)供給火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的方法，包括在第一運(yùn)行狀態(tài)期間不主動(dòng)再生微粒過濾器時(shí)，提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài)變化的空 氣-燃料混合物，所述空氣-燃料混合物在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均是基本化學(xué)計(jì)量的； 以及在第二運(yùn)行狀態(tài)期間主動(dòng)再生所述微粒過濾器時(shí)，提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài)變化的空 氣-燃料混合物，所述空氣-燃料混合物在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均是稀化學(xué)計(jì)量的，所 述第二運(yùn)行狀態(tài)不同于所述第一運(yùn)行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中主動(dòng)再生所述微粒過濾器包括調(diào)節(jié)所述空氣-燃 料比變稀以增加碳煙氧化的速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述第一運(yùn)行狀態(tài)期間響應(yīng)于排氣流中所述 微粒過濾器下游的氧濃度，將所述空氣-燃料混合物調(diào)節(jié)為稀化學(xué)計(jì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二運(yùn)行狀態(tài)是通過所述微粒過濾器的壓力 下降的量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二運(yùn)行狀態(tài)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過增加至少一個(gè)汽缸以稀空氣-燃料混合物運(yùn) 行的汽缸燃燒事件的持續(xù)時(shí)間或數(shù)目，在所述第二運(yùn)行狀態(tài)期間，基于所述數(shù)目的化學(xué)計(jì) 量汽缸周期的所述空氣-燃料混合物被變稀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第二運(yùn)行狀態(tài)期間通過延遲所述火花點(diǎn)火 發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火正時(shí)增加所述微粒過濾器的溫度。
8.一種用于調(diào)節(jié)供給火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的方法，包括在不再生微粒過濾器時(shí)，向火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸提供關(guān)于化學(xué)計(jì)量狀態(tài)變 化的第一空氣-燃料混合物，所述空氣-燃料混合物在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均基本是 化學(xué)計(jì)量的；和在主動(dòng)再生所述微粒過濾器時(shí)，向所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸提供第二空 氣-燃料混合物，以使離開所述微粒過濾器的排氣在一定數(shù)目的汽缸周期內(nèi)平均是基本化 學(xué)計(jì)量的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二空氣-燃料混合物是稀空氣-燃料混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中三元催化器設(shè)置在排氣系統(tǒng)中的所述微粒過濾 器的上游。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于在再生微粒過濾器的同時(shí)控制火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的方法，以及用于過濾并氧化由直噴汽油機(jī)產(chǎn)生的微粒物質(zhì)的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸空氣-燃料，使得碳煙能夠在上游微粒過濾器中被氧化，同時(shí)排氣在下游催化器中被充分處理。
文檔編號(hào)F02D43/00GK102052179SQ20101050927
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者C·P·哈伯德, D·K·比德納, E·喬娜蘇, G·盧旺, H·H·魯蘭, J·M·克恩斯, J·S·赫伯恩, M·K·施普林格, R·W·麥凱布, T·洛倫茨, 肖年 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司