Система восстановления системы обработки выхлопных газов - RU150625U1

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель в целом относится к восстановлению системы обработки выхлопных газов, расположенной в системе выпуска двигателя внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Система обработки выхлопных газов может быть включена в систему выпуска двигателя в транспортном средстве, чтобы снижать регулируемые выбросы. В одном из примеров, система обработки выхлопных газов может включать в себя дизельный сажевый фильтр (DPF) и дизельный окислительный каталитический нейтрализатор (DOC). Температура выхлопных газов может периодически повышаться, чтобы выжигать накопленную сажу в DPF в процессе, известном как восстановление DPF (см. например, US 2011167800, опубл. 14.07.2011, МПК F01N 3/02). В некоторых условиях, таких как продолжительный холодный холостой ход, несгоревшие углеводороды из двигателя могут накапливаться в системе обработки выхлопных газов и могут быть неучитываемыми. При последующем восстановлении DPF, накопленные несгоревшие углеводороды могут быстро выгорать. Экзотермическое тепло от горящих углеводородов является неуправляемым и неизмеримым, давая в результате чрезмерно высокие температуры в системе выпуска, которые могут приводить к ухудшению работы DPF и/или DOC.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенную проблему и предложили подход, чтобы по меньшей мере частично преодолеть ее.

В одном из аспектов предложена система восстановления системы обработки выхлопных газов, содержащая:

двигатель с выпускным каналом;

систему обработки выхлопных газов, расположенную в выпускном канале, содержащую по меньшей мере сажевый фильтр; и

систему управления, содержащую постоянные команды для повышения температуры выхлопных газов из двигателя до первой температуры, когда количество углеводородов превышает пороговое количество, а двигатель находится в условиях продолжительного холодного холостого хода; для повышения температуры выхлопных газов до второй, более высокой температуры после заданной продолжительности времени; и для повышения температуры выхлопных газов до второй температуры в ответ на запрос восстановления в условиях непродолжительного холодного холостого хода.

В одном из вариантов предложена система, в которой пороговое количество углеводородов соответствует загрузке сажевого фильтра.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая команды для осуществления запаздывания установки момента впрыска топлива для повышения температуры выхлопных газов до первой температуры.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая команды для повышения скорости вращения двигателя и осуществления запаздывания установки момента впрыска топлива для повышения температуры выхлопных газов до второй температуры.

Кроме того, предложен способ для системы выпуска. Способ включает в себя, в ответ на продолжительную работу на холодном холостом ходу и в ответ на запрос восстановления сажевого фильтра, начальное удаление углеводородов, накопленных в сажевом фильтре, а затем, выполнение восстановление сажевого фильтра.

В одном из примеров, температура выхлопных газов может повышаться до первой температуры, но меньшей, чем вторая температура, чтобы удалять углеводороды, десорбируя их, а затем дополнительно повышается до второй температуры, чтобы инициировать восстановление сажевого фильтра. Продолжительность времени, в течение которой выхлопные газы остаются при первой температуре, например, может быть основана на продолжительности времени продолжительной работы на холодном холостом ходу и температуре выхлопных газов при работе на холостом ходу. Посредством удаления углеводородов перед выполнением восстановления сажевого фильтра, ухудшение работы сажевого фильтра, обусловленное горением углеводородов, может уменьшаться.

Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя, включающего в себя систему обработки выхлопных газов, расположенную в системе выпуска двигателя.

Фиг. 2 показывает процедуру для определения, что количество углеводородов в системе обработки выхлопных газов превысило пороговое количество.

Фиг. 3 показывает процедуру для удаления углеводородов из сажевого фильтра и восстановления сажевого фильтра.

Фиг. 4-6 показывает последовательность графиков, иллюстрирующих различные сценарии восстановления сажевого фильтра относительно скорости вращения двигателя, температуры выхлопных газов и количества углеводородов, накопленных в сажевом фильтре.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Последующее описание относится к способам и системам для системы двигателя с системой обработки выхлопных газов. Один из примерных способов включает в себя, в ответ на продолжительную работу на холодном холостом ходу и в ответ на запрос восстановления сажевого фильтра, начальное удаление углеводородов, накопленных в окислительном каталитическом нейтрализаторе и/или сажевом фильтре, а затем, выполнение восстановление сажевого фильтра. Углеводороды могут удаляться посредством повышения температуры выхлопных газов до первой температуры, но меньшей, чем вторая температура, в течение продолжительности времени, основанной на времени продолжительной работы на холодном холостом ходу и температуре выхлопных газов в условиях холостого хода. Как только углеводороды удалены, восстановление сажевого фильтра может инициироваться посредством повышения температуры выхлопных газов до второй температуры. В некоторых примерах, в условиях непродолжительного холодного холостого хода, восстановление сажевого фильтра может инициироваться в ответ на запрос восстановления без начального удаления углеводородов.

Фиг. 1 - схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 (то есть, цилиндр) сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них. В некоторых вариантах осуществления, поверхность поршня 36 внутри цилиндра 30 может иметь выемку. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Хотя только один цилиндр 30 показан в примере, изображенном на фиг. 1, двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров, выполненных с возможностью сжигать смесь наддувочного воздуха (например, всасываемого воздуха) и топлива, такого как дизельное, бензиновое, спиртовое (например, этиловый спирт, метиловый спирт, и т.д.), топливную смесь или другое пригодное топливо. Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

Впускной клапан может управляться контроллером 12 посредством электрического привода 51 клапана (EVA). Подобным образом, выпускной клапан 54 может управляться контроллером 12 посредством EVA 53. В качестве альтернативы, исполнительный механизм регулируемого клапана может быть электрогидравлическим или любым другим возможным механизмом для предоставления возможности приведения в действие клапана. В некоторых условиях, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 51 и 53, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения клапана, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие одним или более кулачков и могут использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемых фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемых фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL) для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT.

Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее. Впрыск топлива может происходить посредством системы с общей направляющей-распределителем для топлива. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой высокого давления (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива.

Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, заключенный дросселем 62, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 64 может выдаваться в контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для выдачи соответствующих сигналов MAF и MAP в контроллер 12.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может направлять требуемую порцию выхлопных газов из выпускного канала 48 во впускной канал 44 через канал 140 EGR. Количество EGR, выдаваемой во впускной канал 44, может меняться контроллером 12 посредством клапана 142 EGR. Кроме того, датчик 144 EGR может быть расположен внутри канала EGR и может выдавать показание одного или более из давления, температуры, концентрации выхлопных газов. В качестве альтернативы, EGR может управляться посредством расчетного значения, основанного на сигналах с датчика MAF (выше по потоку), MAP (впускного коллектора), MAT (температуры газа в коллекторе) и датчика скорости вращения коленчатого вала. Кроме того, EGR может управляться на основании датчика O₂ выхлопных газов и/или кислородного датчика на впуске (впускного коллектора). В некоторых условиях, система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает систему EGR высокого давления, дополнительно или в качестве альтернативы, система EGR низкого давления может использоваться в тех случаях, когда EGR направляется из ниже по потоку от турбины турбонагнетателя в выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

Как изображено на фиг. 1, двигатель 10 дополнительно включает в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 162, расположенный вдоль впускного коллектора 44. Что касается турбонагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 164, (например, через вал), расположенной на протяжении выпускного канала 48. Что касается нагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в движение двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина сжатия, обеспечиваемого для одного или более цилиндров двигателя 10 посредством турбонагнетателя или нагнетателя, может регулироваться контроллером 12.

Датчик 126 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 выше по потоку от системы 70 обработки выхлопных газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NO_x, HC, или CO.

Система 70 обработки выхлопных газов показана расположенной вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 выхлопных газов. Как изображено, система 70 обработки выхлопных газов включает в себя каталитический нейтрализатор 71, такой как дизельный окислительный каталитический нейтрализатор (DOC), и сажевый фильтр 72, такой как дизельный сажевый фильтр (DPF). В некоторых вариантах осуществления, сажевый фильтр 72 может быть расположен ниже по потоку от каталитического нейтрализатора (как показано на фиг. 1), наряду с тем, что, в других вариантах осуществления, сажевый фильтр 72 может комбинироваться с каталитическим нейтрализатором в единую систему брикетов (не показанную на фиг. 1). В некоторых вариантах осуществления, система 70 обработки выхлопных газов, дополнительно или в качестве альтернативы, может включать в себя систему избирательного каталитического восстановления (SCR), трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (TWC), уловитель NO_x, различные другие устройства снижения токсичности выхлопных газов или их комбинации.

Сажевый фильтр 72 может периодически восстанавливаться посредством подъема температуры сажевого фильтра 72 до заданной температуры, при которой окисляется сажа. Температура сажевого фильтра 72, например, может повышаться посредством повышения температуры выхлопных газов. В некоторых примерах, температура выхлопных газов может повышаться посредством регулировки одного или более рабочих параметров двигателя, таких как временные характеристики впрыска топлива, топливно-воздушное соотношение, установка момента зажигания, и т.д., как будет подробнее описано ниже. В других вариантах осуществления, температура выхлопных газов может повышаться выше по потоку от сажевого фильтра 72 посредством впрыска топлива в выпускной канал 48 или выше по потоку от системы 70 обработки выхлопных газов.

Кроме того, в некоторых условиях работы, таких как в условиях продолжительного холодного холостого хода, избыточные углеводороды могут накапливаться в системе 70 обработки выхлопных газов. Так как избыточные углеводороды могут гореть, приводя к ухудшению работы компонентов системы 70 обработки выхлопных газов, накопленные углеводороды могут удаляться в процессе десорбции углеводородов до того, как выполняется восстановление сажевого фильтра 72. Процесс десорбции углеводородов может включать в себя повышение выхлопных газов до первой температуры, которая меньше, чем вторая температура. В качестве одного из неограничивающих примеров, первая температура может находиться между 250 и 350°C. Спустя заданную продолжительность времени на первой температуре, что будет подробно описано ниже, температура выхлопных газов может повышаться до второй температуры, чтобы инициировалось восстановление. В качестве неограничивающего примера, вторая температура может иметь значение 600°C.

Продолжая по фиг. 1, контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, например, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи показания разряжения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.

Кроме того, контроллер 12 может принимать входной сигнал от водителя 101 транспортного средства, в котором расположен двигатель 10. В качестве примера, водитель 101 может запрашивать ручное восстановление сажевого фильтра 72, как будет подробнее описано ниже. В ответ на ручной запрос на восстановление, контроллер может регулировать один или более рабочих параметров двигателя, чтобы повышать температуру выхлопных газов до температуры, пригодной для десорбции углеводородов или восстановления сажевого фильтра.

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими постоянные команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и т.д.

Фиг. 2 и 3 показывают блок-схемы последовательности операций способа, иллюстрирующие процедуры для определения, соответственно, является ли количество углеводородов, накопленных в системе обработки выхлопных газов, большим, чем пороговое значение для восстановления сажевого фильтра. Процедура, показанная на фиг. 2, может выполняться и использоваться для определения, что десорбции углеводородов необходимо происходить до того, как сажевый фильтр может восстанавливаться при высокой температуре. По существу, процедуры, показанные на фиг. 2 и 3, могут использоваться совместно, в то время как информация, определенная посредством процедуры, показанной на фиг. 2, может использоваться процедурой, показанной на фиг. 3.

Далее, со ссылкой на фиг. 2, показана процедура 200 для определения, что количество углеводородов в системе обработки выхлопных газов, такой как система 70 обработки выхлопных газов, описанная выше со ссылкой на фиг. 1, превысило пороговое количество. Более точно, процедура определяет, необходим ли процесс десорбции углеводородов, на основании количества углеводородов, накопленных в системе обработки выхлопных газов.

На этапе 202 определяют условия работы двигателя. В качестве неограничивающих примеров, условия работы двигателя могут включать в себя скорость вращения двигателя, топливно-воздушное соотношение, температуру выхлопных газов, и т.д.

Как только определены условия работы, процедура переходит на этап 204, где определяется количество углеводородов, накопленных в системе обработки выхлопных газов и хранимых в системе обработки выхлопных газов. Количество углеводородов может определяться на основании продолжительности времени предшествующей работы двигателя на холостом ходу после последнего восстановления и температуры выхлопных газов при работе на холостом ходу. Например, чем продолжительнее работа на холостом ходу и ниже температура выхлопных газов, тем больше величина накопления углеводородов.

Как только определено количество углеводородов, процедура переходит на этап 206, чтобы определять, является ли количество углеводородов большим, чем первое пороговое количество. Первое пороговое количество может соответствовать загрузке твердыми частицами сажевого фильтра. Например, пороговое количество может соответствовать загрузке 10% сажевого фильтра. В других примерах, пороговое значение может соответствовать загрузке менее чем 10% или загрузке более чем 10% сажевого фильтра.

Если определено, что количество углеводородов не больше, чем первое пороговое количество, процедура переходит на этап 212, и продолжается текущая работа. С другой стороны, если определено, что количество углеводородов больше, чем первое пороговое количество, процедура переходит на этап 208, где устанавливается флажковый признак, чтобы указывать, что количество углеводородов превысило первое пороговое количество, и десорбция углеводородов должна выполняться перед восстановлением сажевого фильтра, когда и если инициировано восстановление, как подробно описано со ссылкой на фиг. 3. Процесс десорбции углеводородов включает в себя повышение температуры выхлопных газов до первой температуры, которая меньше, чем температура, при которой происходит восстановление сажевого фильтра, например, чтобы углеводороды могли удаляться для предотвращения их горения во время восстановления.

Продолжая по фиг. 3, она показывает процедуру 300 для восстановления сажевого фильтра, такого как сажевый фильтр 72, описанный выше со ссылкой на фиг. 1. Более точно, процедура определяет, находится ли двигатель в условиях продолжительного холостого хода, таких как условия продолжительного холодного холостого хода, и выполняет восстановление сажевого фильтра соответствующим образом. Например, когда двигатель находится в условиях продолжительного холодного холостого хода, сначала выполняется процесс десорбции углеводородов, перед восстановлением сажевого фильтра, чтобы удалить накопленные углеводороды.

На этапе 302 определяют, находится ли двигатель на продолжительном холостом ходу. В качестве примера, условия продолжительного холостого хода могут включать в себя условия продолжительного холодного холостого хода. Условия продолжительного холодного холостого хода, например, включают в себя работу двигателя, при которой двигатель работает на скорости вращения ниже пороговой скорости вращения с температурой выхлопных газов, меньшей, чем пороговая температура, в течение продолжительности времени, большей, чем пороговая продолжительность времени.

Если определено, что двигатель находится в условиях продолжительного холодного холостого хода, процедура переходит на этап 304, и определяется, является ли количество углеводородов большим, чем второе пороговое количество, второе пороговое количество, больше, чем первое пороговое количество, описанное выше со ссылкой на фиг. 2. Например, количество углеводородов может определяться на основании продолжительности времени условий продолжительного холодного холостого хода и температуры выхлопных газов в условиях продолжительного холодного холостого хода. Кроме того, второе пороговое количество может меняться в зависимости от величины загрузки сажей. Если определено, что количество углеводородов меньше, чем второе пороговое количество, процедура переходит на этап 320, и продолжается текущая работа.

С другой стороны, если определено, что количество углеводородов больше, чем второе пороговое количество, процедура переходит на этап 306, где водитель транспортного средства уведомляется, что следует вручную запросить восстановление или осуществлять вождение для обработки. В качестве неограничивающего примера, водитель может уведомляться посредством сигнальной лампы на приборной панели транспортного средства.

На этапе 308 определяют, было ли инициировано ручное восстановление, или было ли запущено автоматическое восстановление. Если ни ручное восстановление, ни автоматическое восстановление не были инициированы, процедура возвращается на этап 306. Взамен, если либо ручное восстановление было инициировано водителем, либо было запущено автоматическое восстановление, процедура переходит на этап 310, и температура выхлопных газов повышается до первой температуры, чтобы могли десорбироваться углеводороды. В качестве одного из примеров, первая температура может иметь значение между 250 и 350°C. В качестве еще одного примера, температура выхлопных газов может иметь значение между 300 и 400°C. На первой температуре, углеводороды могут десорбироваться из системы обработки выхлопных газов, так что при последующем восстановлении сажевого фильтра, углеводороды не будут гореть и ухудшать работу компонентов системы обработки выхлопных газов. В некоторых примерах, температура выхлопных газов может повышаться до первой температуры для десорбции углеводородов, когда автоматическое восстановление запущено на основании загрузки сажей (показано ниже на фиг. 5).

Как описано выше, температура выхлопных газов может повышаться посредством регулировки одного или более рабочих параметров двигателя. В качестве одного из примеров, температура выхлопных газов может повышаться до первой температуры посредством осуществления запаздывания установки момента впрыска топлива. В качестве других примеров, температура выхлопных газов может повышаться до первой температуры посредством регулировки установки момента зажигания или посредством повышения скорости вращения двигателя. В некоторых вариантах осуществления, только один рабочий параметр может регулироваться для увеличения температуры выхлопных газов до первой температуры наряду с тем, что, в других вариантах осуществления, может регулироваться более чем один рабочий параметр.

На этапе 312 процедуры 300, температура выхлопных газов поддерживается на первой температуре в течение продолжительности времени, основанной на количестве хранимых или накопленных углеводородов. Количество накопленных углеводородов может определяться посредством процедуры 200, описанной выше со ссылкой на фиг. 2. Например, продолжительность времени может быть основана на продолжительности времени, которую двигатель находился в условиях продолжительного холостого хода, и температуре выхлопных газов в условиях холостого хода.

После того, как прошла продолжительность времени, процедура переходит на этап 314, и температура выхлопных газов повышается до второй температуры, чтобы инициировалось восстановление сажевого фильтра. Вторая температура является более высокой температурой, чем первая температура. В качестве неограничивающего примера, вторая температура может иметь значение 600°C. Температура выхлопных газов может повышаться до второй температуры посредством регулировки одного или более рабочих параметров. Например, скорость вращения двигателя может повышаться, или могут регулироваться установка момента зажигания и/или впрыск топлива. В качестве еще одного примера, может увеличиваться количество событий впрыска топлива. Например, количество событий впрыска может увеличиваться с одного или двух событий впрыска до трех или пяти событий впрыска (например, близкого послевпрыска и дальнего послевпрыска, соответственно) во время одного события сгорания. В некоторых примерах, по меньшей мере два рабочих параметра могут регулироваться для повышения температуры выхлопных газов до второй температуры. Например, скорость вращения двигателя может повышаться, и впрыск топлива может подвергаться запаздыванию. В других примерах, может регулироваться только один рабочий параметр. В качестве примера, установка момента впрыска топлива может дополнительно подвергаться запаздыванию от регулировки установки момента впрыска топлива, чтобы добиваться первой температуры выхлопных газов. Если регулируется только один рабочий параметр, он может быть тем же самым или иным рабочим параметром, чем рабочий параметр, регулируемый, чтобы добиваться первой температуры выхлопных газов.

Возвращаясь на этап 302 определяют, что двигатель не находится в условиях продолжительного холостого хода, процедура переходит на этап 316, и определяется загрузка сажей сажевого фильтра. Загрузка сажей, например, может определяться на основании выходного сигнала датчика сажи или падения давления на сажевом фильтре. В некоторых примерах, если определено, что двигатель не находится в условиях продолжительного холостого хода, транспортное средство, в котором расположен двигатель, например, может начинать движение.

Как только определена загрузка сажей, определяют, является ли загрузка сажей большей, чем пороговая загрузка. Пороговая загрузка, например, может быть максимальной величиной накопления сажи в сажевом фильтре. Если определено, что загрузка сажей не больше, чем пороговая загрузка, процедура переходит на этап 320, и продолжается текущая работа.

С другой стороны, если определено, что загрузка сажей больше, чем пороговая загрузка, процедура переходит на этап 314, и температура выхлопных газов повышается до второй температуры, чтобы инициировать восстановление сажевого фильтра, как описано выше. По существу, когда двигатель не находится в условиях продолжительного холостого хода, таких как условия продолжительного холодного холостого хода, когда восстановление сажевого фильтра запрашивается или инициируется автоматически системой, процесс десорбции углеводородов не выполняется. Таким образом, температура выхлопных газов не остается на первой температуре в течение некоторой продолжительности времени перед тем, как она повышена до второй температуры для восстановления сажевого фильтра.

Таким образом, процесс десорбции углеводородов может выполняться, чтобы сначала удалять углеводороды из сажевого фильтра, перед восстановлением сажевого фильтра, когда двигатель находится в условиях продолжительного холодного холостого хода. Таким образом, углеводороды удаляются до того, как температура выхлопных газов становится достаточно высокой, чтобы углеводороды могли гореть, приводя к ухудшению работы одного или более компонентов системы обработки выхлопных газов. Кроме того, когда двигатель не находится в условиях продолжительного холодного холостого хода, восстановление сажевого фильтра выполняется без начального удаления углеводородов из сажевого фильтра.

Фиг. 4-6 показывают последовательность графиков, иллюстрирующих различные сценарии восстановления, относительно скорости вращения двигателя, температуры выхлопных газов и количества углеводородов, накопленных в сажевом фильтре, со временем. Как изображено на фиг. 4, количество углеводородов, 406, повышается со временем в течение того, пока скорость 402 вращения двигателя находится на скорости вращения холостого хода, а температура 404 выхлопных газов относительно низка. В момент t₁, времени, количество углеводородов, 406, превышает первое количество углеводородов (HC_thresh1), такое как первое пороговое количество, описанное выше со ссылкой на фиг. 2, и устанавливается флажковый признак, указывающий, что процесс десорбции углеводородов должен выполняться, когда запрошено восстановление. Когда количество углеводородов, 406, превышает второе пороговое количество (HC_thresh2), такое как второе пороговое количество, описанное выше со ссылкой на фиг. 3, восстановление сажевого фильтра запрашивается и инициируется в момент t₂ времени. Например, запрос восстановления может быть ручным запросом восстановления. В ответ на запрос восстановления, температура 404 выхлопных газов повышается до первой температуры T₁ на некоторую продолжительность времени, чтобы углеводороды могли десорбироваться. Спустя продолжительность времени, в момент t₃ времени, температура 404 выхлопных газов повышается до второй температуры T₂, чтобы выполнялось восстановление сажевого фильтра.

В момент t₄ времени, принимается автоматический запрос восстановления. Так как двигатель больше не находится в условиях продолжительного холодного холостого хода, в ответ на автоматический запрос восстановления, температура выхлопных газов повышается до второй температуры T₂, не оставаясь на первой температуре T₁ в течение заданной продолжительности времени.

Фиг. 5 показывает сценарий, в котором количество углеводородов, 506, превышает первое пороговое количество, но не второе пороговое количество. Например, в момент t₁ времени, когда скорость 502 вращения двигателя находится на продолжительном холостом ходу, первое пороговое количество превышается, и устанавливается флажковый признак, указывающий, что десорбция углеводородов должна выполняться до момента последующего восстановления. В момент t₂ времени, инициируется ручное или автоматическое восстановление. В примере по фиг. 5, восстановление может инициироваться на основании величины загрузки сажей в сажевом фильтре, в то время как количество углеводородов не превышает второе пороговое количество. В момент t₂ времени, температура 504 выхлопных газов повышается до первой температуры T₁, чтобы десорбция углеводородов выполнялась до того, как температура выхлопных газов повышена до второй температуры T₂ в момент t₃ времени для восстановления сажевого фильтра.

Фиг. 6 показывает сценарий, в котором количество углеводородов 606 не превышает первое пороговое количество или второе пороговое количество, когда скорость 602 вращения двигателя находится на продолжительном холостом ходу. По существу, на основании загрузки сажей, например, ручное или автоматическое восстановление инициируется в момент t₁ времени посредством повышения температуры 604 выхлопных газов до второй температуры T₂ без начального повышения температуры 604 выхлопных газов до первой температуры T₁, и десорбция углеводородов не выполняется.

Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке.

Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.

Реферат

1. Система восстановления системы обработки выхлопных газов, содержащая: двигатель с выпускным каналом; систему обработки выхлопных газов, расположенную в выпускном канале, содержащую по меньшей мере сажевый фильтр; и систему управления, содержащую постоянные команды для повышения температуры выхлопных газов из двигателя до первой температуры, когда количество углеводородов превышает пороговое количество, а двигатель находится в условиях продолжительного холодного холостого хода; для повышения температуры выхлопных газов до второй, более высокой температуры после заданной продолжительности времени; и для повышения температуры выхлопных газов до второй температуры в ответ на запрос восстановления в условиях непродолжительного холодного холостого хода.2. Система по п. 1, в которой пороговое количество углеводородов соответствует загрузке сажевого фильтра.3. Система по п. 1, дополнительно содержащая команды для осуществления запаздывания установки момента впрыска топлива для повышения температуры выхлопных газов до первой температуры.4. Система по п. 1, дополнительно содержащая команды для повышения скорости вращения двигателя и осуществления запаздывания установки момента впрыска топлива для повышения температуры выхлопных газов до второй температуры.

Формула

4. Система по п. 1, дополнительно содержащая команды для повышения скорости вращения двигателя и осуществления запаздывания установки момента впрыска топлива для повышения температуры выхлопных газов до второй температуры.