CN101265822A - 用于发动机系统中的排气处理装置的再生的方法及发动机系统 - Google Patents

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CN101265822A CNA2007103008217A CN200710300821A CN101265822A CN 101265822 A CN101265822 A CN 101265822A CN A2007103008217 A CNA2007103008217 A CN A2007103008217A CN 200710300821 A CN200710300821 A CN 200710300821A CN 101265822 A CN101265822 A CN 101265822A
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约翰·隆德马克
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Abstract

本发明提供用于发动机系统中的排气处理装置(8)的再生的方法及发动机系统。该发动机系统包括具有至少一个汽缸(2)的内燃发动机。在至少一个汽缸中提供的空燃混合气的λ值可通过对该发动机的空气流量控制装置(10)和/或燃料喷射装置(11)的控制来控制。该方法包括重复执行再生步骤，所述再生步骤包括：控制λ值以使其小于1；基于来自气体传感器(12)的信号，检测排气处理装置(8)下游的氧气含量减少；及取决于对氧气含量减少的检测，控制λ值以使其增加。

Description

用于发动机系统中的排气处理装置的再生的方法及发动机系统
技术领域
本发明涉及一种用于发动机系统中的排气处理装置的方法，该发动机系统包括具有至少一个汽缸的内燃发动机，该发动机系统还包括位于排气处理装置下游或至少部分地位于排气处理装置内的下游气体传感器，在至少一个汽缸中提供的空燃混合气的λ值可通过对该发动机的空气流量控制装置和/或燃料喷射装置的控制来控制。本发明还涉及包括具有至少一个汽缸的内燃发动机的发动机系统。
背景技术
现代汽车装备有称为催化转化器的排气处理装置，催化转化器将如碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)及氮氧化物(NOx)这样的有毒气体转化为如二氧化碳(CO2)、氮(N2)及水(H2O)这样的物质。催化转化器的一个已知问题是，特定的物质会通过例如物理吸附或化学吸附残留在催化转化器的内表面上，并降低催化转化器的性能。这样的有害吸附称为催化转化器中毒。例如，用于汽车内燃发动机的燃料，无论是汽油还是柴油，通常取决于提供燃料的地区，都含有量相对高的硫。硫会给催化剂式排气处理装置的操作造成问题。在发动机燃烧过程中，硫被转化为硫氧化物(SOx)，硫氧化物强力吸附到催化剂的内表面上，因此使其排气处理能力降低。该过程通常称为硫中毒。硫吸附在低负荷行驶工况期间特别强。
已提出了多种解决该问题的催化转化器再生措施。众所周知的是可以使催化转化器暴露在高温下从而使其从硫中毒中恢复。
美国专利公开US6161377提出，可通过将二次空气引入到排气中及向汽缸提供浓混合气两者组合的方式加热催化转化器。该方法的一个缺点是需要形式为空气泵的附加组件来引入二次空气。这样的空气泵不仅会增加发动机系统的复杂性和成本，还会产生噪声，而噪声会干扰安装有空气泵的汽车中的驾驶者和乘客。此外，高排气压力会给空气泵带来额外的负荷。
在美国专利公开US6901749中公开，可通过向发动机汽缸提供浓混合气及调节点火正时以便在发动机循环期间提供相对晚的点火两者组合的方式来加热催化转化器。其概念是使燃烧在发动机汽缸下游的排气道中继续，以便加热催化转化器。然而，所提出的解决方案会增加燃料消耗。同时，由于用于加热催化转化器的能量是通过热量传输的，所以在发动机与催化转化器之间存在形式为温度下降的大量能量损失。在距发动机相对远处提供催化转化器的情况下，能量损失会使得该措施不能提供有益结果或提供的有益结果不足。同时，在发动机系统装备有排气涡轮增压器的情况下，采取延迟点火再生措施时能量损失会进一步增加。
发明内容
本发明的一个目标是提供排气处理装置的最优化效率。
本发明的另一个目标是改进具有内燃发动机的发动机系统中的排气处理装置的再生。
本发明的又一个目标是提供发动机系统中的排气处理装置的有效再生，同时使汽车的噪声、振动和不平稳性增加的量最少。
本发明的又一个目标是提供汽车中的排气处理装置的有效再生，同时对汽车驾驶性能的影响最小。
本发明的又一个目标是提供发动机系统中的排气处理装置的再生，同时使发动机系统的复杂性增加的量最少。
这些目标可以用开头提到的一类方法实现，该方法包括重复执行再生步骤，所述再生步骤包括：
控制λ值以使其小于1；
基于来自下游气体传感器的信号，检测排气处理装置下游或排气处理装置内的氧气含量的减少；及
取决于对氧气含量减少的检测，控制λ值以使其增加。
本发明利用排气处理装置中的积硫在浓空燃比期间释放这一事实。通过重复地控制λ值以使其小于1，可以周期性地提供浓空燃混合气，从而得到有效的硫再生。同时，对排气处理装置下游氧气含量的检测及基于该检测为增加λ值而进行的控制，可提供保持排放水平在控制之下的保障。同时，在硫之外，本发明还可用于减少其他物质，如氮氧化物(NOx)。
同时，本发明提供“轻柔”的排气处理装置再生，这样的再生不会影响装备有该发动机系统的汽车中如发动机可用扭矩，或噪声、振动及不平稳性(NVH)这样的特性。下游气体传感器的形式可以是已有的窄带氧传感器，且除现代发动机系统中通常所具有的那些组件之外，本发明并不要求任何特殊的组件。因此，可以提供排气处理装置的有效再生而不增加发动机系统的复杂性。
优选地，在检测到氧气含量减少之后的低氧气时间间隔结束时执行控制λ值以使其增加的步骤。因此，可以允许低λ工况在检测到氧气含量减少之后在低氧气时间间隔期间继续。因此，在每个重复的再生步骤期间，由浓空燃混合气产生并传输通过排气处理装置的气体的量增加。这在高硫中毒水平期间特别有利。
优选地，该方法包括确定进入至少一个汽缸的空气流量，且低氧气时间间隔至少部分地取决于空气流量。优选地，至少部分地基于空气流量调节低氧气时间间隔。
优选地，重复的再生步骤包括：
控制λ值以使其大于1；
基于来自下游气体传感器的信号，检测排气处理装置下游或排气处理装置内的氧气含量增加；及
取决于对氧气含量增加的检测，控制λ值以使其减小。
因此，控制λ值以使其在大于1和小于1之间交替变化。对排气处理装置下游氧气含量的检测及基于该检测为分别在低排气氧气含量和高排气氧气含量下增加和减小λ值而进行的控制，可提供保持排放水平在控制之下的保障。
另外，通过这样交替变化的λ值，可以提供有效的排气处理装置再生，而不增加或仅少量增加装备有该排气处理装置的汽车的燃料消耗。
优选地，执行重复的再生步骤，以使λ值围绕1振荡。
优选地，在检测到氧气含量增加之后的高氧气时间间隔结束时执行控制λ值以使其减小的步骤。因此，可以允许高λ工况在检测到氧气含量增加之后在高氧气时间间隔期间继续。因此，在每个重复的再生步骤期间，由稀空燃混合气产生并传输通过排气处理装置的气体的量增加。
试验表明，控制λ以使其在大于1和小于1之间交替变化，并产生在排气处理装置下游具有高氧气含量和低氧气含量的时间间隔，可以提供有效的再生措施。使用浓混合气的时间间隔可以提供有效的硫再生，而使用稀混合气的时间间隔可以提供其他物质的释放，如通过将硫化氢(H2S)氧化为二氧化硫(SO2)来释放。更一般性地，通过使λ值交替变化来“清洁”排气处理装置。
优选地，该方法包括确定进入至少一个汽缸的空气流量，且高氧气时间间隔至少部分地取决于空气流量。优选地，至少部分地基于空气流量调节高氧气时间间隔。
优选地，排气处理装置是第一排气处理装置，且该发动机系统还包括位于第一排气处理装置下游的第二排气处理装置。因此，第二排气处理装置可以位于下游气体传感器的下游。具体来说，第二排气处理装置可充当从第一排气处理装置再生期间由于高氧气时间间隔和低氧气时间间隔从其中释放出的任何排放物的缓冲器。因此，可以提供第一排气处理装置的有效再生而不增加发动机系统的排放。然而，应注意，第一排气处理装置的再生也可以在未于第一排气处理装置下游提供任何其他排气处理装置的发动机系统中执行。
这些目标也可以通过根据权利要求12-22中的任何一个的发动机系统实现。
下面，参考附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1示出汽车发动机系统的各个部分的示意图；
图2示出描述根据本发明的优选实施例的方法的框图；
图3在时域中示出向图1中部分地示出的发动机系统中的发动机提供的空燃混合气的λ值(上半部分)，及来自位于图1中部分地示出的发动机系统中的排气处理装置下游的气体传感器的输出(下半部分)；及
图4示出根据本发明的可选实施例的汽车发动机系统的一部分的示意图。
具体实施方式
图1示出包括内燃发动机的汽车发动机系统1的各个部分的示意图。该发动机包括任何适合数量的汽缸2，每个汽缸都具有往复式活塞3，在图1中仅示出了其中的一个汽缸。每个汽缸2与进气道4之间的连通由至少一个相应的进气门5控制，而每个汽缸2与排气道6之间的连通由至少一个相应的排气门7控制。在汽缸2的下游，提供排气处理装置8，在本文中称为第一排气处理装置8或第一催化转化器8。在第一排气处理装置8下游，提供第二排气处理装置82，在本文中称为第二催化转化器。
发动机系统1还包括可作为一个单元提供，或作为一个以上逻辑上互连的物理单元提供的发动机控制单元(ECU)9。ECU 9适用于控制包括位于进气道4中的节气门10的空气流量控制装置10。作为节气门10的替代或补充，空气流量控制装置可以包括用于一个或多个进气门(5)和/或一个或多个排气门7的控制装置(未示出)，该控制装置的形式例如可以为可变气门正时(VVT)系统和/或凸轮廓线变换(CPS)系统。这样的进气门和/或排气门控制装置可以用作节气门10的替代或补充，用于控制空气进入一个或多个汽缸。
ECU 9还适用于控制包括至少一个位于进气道4中的燃料喷射器11的燃料喷射装置11。在该实施例中，在发动机具有一个以上汽缸时，可以通过燃料喷射器对每个汽缸单独控制燃料喷射，燃料喷射器可在进气道4与相应的汽缸连通的单独部分处提供(称为进气道燃料喷射)。或者，如现有技术中所知，可以在每个汽缸2中提供燃料喷射器(称为直接燃料喷射)。作为另一种选择，可以例如在与一个以上汽缸或所有汽缸连通的进气道的上游部分，为一个以上汽缸或所有汽缸提供单个燃料喷射器。燃料喷射装置11经燃料泵21与形式为燃料箱20的燃料存储装置连通。
ECU 9还适用于接收来自位于第一催化转化器8下游的下游气体传感器12的信号，以及来自位于汽缸2与催化转化器8之间的排气道6中的上游气体传感器13的信号。下游气体传感器12位于第二催化转化器82的上游。或者，下游气体传感器12可以至少部分地位于第一催化转化器8内，优选地在其下游部分中。应注意，作为另一种选择，下游气体传感器12可以至少部分地位于第二催化转化器82内。
这些气体传感器以λ传感器或氧传感器的形式提供。在该示例中，下游气体传感器12是所称的窄带(两态)氧传感器，该传感器给出排气中的氧气含量(指示λ值)与输出信号电压之间的高度非线性的关系。上游气体传感器13是宽带(线性)传感器，该传感器给出排气氧气含量(指示λ值)与输出信号电压之间的较为线性的关系。
另外，ECU 9还适用于基于从位于进气道4中的空气流量传感器14接收的信号，确定发动机空气流量。作为一种选择，如现有技术中所知，可以基于如进气歧管压力、节气门位置、发动机转速、进气温度，及大气压力这样的参数计算空气流量。确定这些参数的值的方式在现有技术中是已知的，因此不在本文中赘述。
ECU 9适用于分别基于来自下游和上游传感器12、13的信号，确定第一催化转化器8下游和上游的排气中的氧气含量。ECU 9还适用于部分地基于来自上游气体传感器13的信号，并通过对节气门10和/或燃料喷射装置11的适当控制，来控制在一个或多个汽缸中提供的空燃混合气的λ值。
ECU 9适用于至少部分地基于空气流量、λ值、环境温度、发动机负荷及发动机转速，确定第一催化转化器8的温度。作为一种选择，ECU 9可以适用于接收来自位于汽缸2与第一催化转化器8之间的排气道6中的温度传感器的信号，基于这样的信号，可以确定催化转化器温度。由于根据本发明的再生在较高温度期间特别有效，因此ECU 9可以适用于取决于第一催化转化器8的温度高于温度阈值的条件执行再生措施。优选地，该温度阈值为650-750℃。
此外，在每个汽缸处，提供包括火花塞16并可由ECU 9单独控制的点火装置16。然而，本发明还可应用于使用非火花点火的内燃发动机，如柴油发动机或HCCI(均质进气压缩点火)发动机。
如现有技术中所知，ECU适用于基于来自汽车中的加速器踏板17的信号调节形式为请求扭矩参数的控制参数的值。
ECU 9适用于至少部分地基于对来自下游气体传感器12的信号的分析，确定第一催化转化器8的硫中毒水平，及第一催化转化器8是否遭受硫中毒，如标题为“内燃发动机系统及用于确定该系统中的排气处理装置的工况的方法(An internalcombustion engine system and a me thod for determining a condition of an exhaustgas treatment device in a such a system)”的欧洲专利申请所述，该申请由申请人在本申请的第一次申请的申请日提出，将其包括在此作为参考。
或者，ECU 9可以适用于通过其他方法确定第一催化转化器的硫中毒水平，及第一催化转化器8是否遭受硫中毒。例如，硫中毒确定过程可以包括基于空燃比、发动机工况、催化剂温度、发动机转速，及进气压力，在ECU 9中调节硫氧化物(SOx)吸附计数器。
现参考图2和图3描述一种根据本发明的优选实施例的方法，该方法包括λ控制式排气处理装置再生，本文中称为λ控制式硫再生动作。ECU 9在201确定对应于第一催化转化器8的硫中毒水平的数据是否高于预定的硫中毒阈值。如果确定对应于硫中毒水平的数据不高于硫中毒阈值，则在202确定不执行λ控制式硫再生动作。
如果在201确定对应于硫中毒水平的数据高于硫中毒阈值，则通过重复执行下面的再生步骤来执行λ控制式排气处理装置再生：
在时刻t0(图3)，控制λ值以使其大于1(图2，框205)。λ增加的幅度由ECU 9按下述方式确定。应注意，取决于第一催化转化器8的状态，再生措施也可以如下所述那样从控制λ值以使其小于1开始。
在t0之后的时刻t1，ECU在206基于来自下游气体传感器12的信号，检测第一催化转化器(8)下游的氧气含量O2的增加。空燃混合气的λ值增加与检测到第一催化转化器8下游的氧气增加之间的延时t0-t1主要是由第一催化转化器8中的氧存储造成。更具体来说，排气中过剩的氧气吸附在第一催化转化器8中，且在氧存储已达到第一催化转化器8的最大氧存储能力时，氧气传输通过该催化转化器而不被存储，且因此下游气体传感器12对增加的氧气含量做出反应。
ECU 9适用于基于下面的原则确定第一催化转化器8的老化状态：部分地基于延时，如空燃混合气的λ值增加与检测到第一催化转化器8下游的氧气增加之间的所述延时t0-t1，确定第一催化转化器的氧存储能力。基于氧存储能力与催化转化器老化之间的所存储的预定关系，可以确定第一催化转化器8的老化状态。
在控制λ值以使其减小之前，ECU 9如下文所述在207确定时间间隔t1-t2，本文中称为高氧气时间间隔Δh，并在208允许发动机在高氧气时间间隔期间以高于1的λ工作。在检测到氧气含量增加之后的高氧气时间间隔Δh结束时，在时刻t2控制λ值以使其减小。
基于通过进气道4的空气流量，进而基于从空气流量传感器14接收的信号、第一催化转化器8中的硫中毒水平、第一催化转化器温度，及第一催化转化器老化状态，确定λ增加的幅度及高氧气时间间隔Δh。
特别是，如果空气流量(或空气质量流量)较高，则选择较短的高氧气时间间隔Δh。相反，如果空气流量较低，则选择较长的高氧气时间间隔Δh。同时，作为替代或补充，如果空气流量较高，则选择较小的λ增加幅度。相反，如果空气流量较低，则选择较大的λ增加幅度。
此外，如果催化转化器温度较高，则选择较长的高氧气时间间隔Δh。相反，如果催化转化器温度较低，则选择较短的高氧气时间间隔Δh。同时，作为替代或补充，如果催化转化器温度较高，则选择较大的λ增加幅度。相反，如果催化转化器温度较低，则选择较小的λ增加幅度。
此外，如果第一催化转化器8中的硫中毒水平较高，则选择较长的高氧气时间间隔Δh。相反，如果该硫中毒水平较低，则选择较短的高氧气时间间隔Δh。同时，作为替代或补充，如果该硫中毒水平较高，则选择较大的λ增加幅度。相反，如果该硫中毒水平较低，则选择较小的λ增加幅度。
因此，在重复的λ控制式排气处理装置再生步骤期间，基于空气流量、第一催化转化器8中的硫中毒水平，及第一催化转化器温度，重复调节后续的高氧气时间间隔和/或后续的λ增加幅度。
在时刻t2，在209控制λ值以使其小于1。在可选实施例中，允许λ值在改变为小于1之前保持在1附近。λ减小的幅度由ECU 9按下述方式确定。
在t2之后的时刻t3，ECU在210基于来自下游气体传感器12的信号，检测第一催化转化器8下游的氧气含量O2的减少。类似于λ高于1的情况，空燃混合气的λ值减小与检测到第一催化转化器8下游的氧气减少之间的延时t2-t3主要是由第一催化转化器8中的氧存储造成。更具体来说，存储在第一催化转化器8中的氧气在时间间隔t2-t3期间用于催化转化器的氧化过程，且在氧气已减少至最低水平时，催化转化器下游的氧气含量减少。
在控制λ值以使其增加之前，ECU 9如下文所述在211确定时间间隔t3-t4，本文中称为低氧气时间间隔Δr，并在212允许发动机在低氧气时间间隔Δr期间以低于1的λ工作。
类似于λ增加的幅度及高氧气时间间隔Δh，基于空气流量、第一催化转化器8中的硫中毒水平，及第一催化转化器温度，确定λ减小的幅度及低氧气时间间隔Δr。因此，在重复的λ控制式排气处理装置再生步骤期间，重复调节后续的低氧气时间间隔和/或后续的λ减小幅度。
同时，可以基于第一催化转化器老化状态，调节高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr，和/或λ增加幅度和λ减小幅度。总的来说，第一催化转化器老化程度越高，就可以相应地将高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr，和/或λ增加幅度和λ减小幅度调节得越短和越小。
ECU 9可以适用于在硫中毒水平已降低至预定水平时终止再生动作。因此，参考图2，在λ控制式硫再生动作期间，在215确定第一催化转化器的硫中毒水平。如果在215确定硫中毒水平已降低至预定水平，则终止λ控制式硫再生动作。
如果在215确定硫中毒水平未降低至预定水平，则在检测到氧气含量减少之后的低氧气时间间隔Δr结束时，在时刻t4控制λ值以使其增加，以重复上述步骤。
如图3所示，执行重复的再生步骤，以使λ值围绕1振荡。当然，由于再生的各单独阶段的时间间隔，如低氧气时间间隔Δr如上所述会变化，因此λ值振荡的频率也会变化。
λ值振荡对于执行催化转化器中毒检测来说也是有利的，如标题为“内燃发动机系统及用于确定该系统中的排气处理装置的工况的方法(An internal combustionengine system and a method for determining a condition of an exhaust gastreatment device in a such a system)”的欧洲专利申请所述，该申请由申请人在本申请的第一次申请的申请日提出，将其包括在此作为参考。在一个实施例中，该检测方法中的振荡在检测到催化转化器中毒时持续，以便按如上所述方式再生催化转化器。优选地，可以在再生期间增加幅度和/或高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr。
如上所述，该发动机系统包括位于第一催化转化器8下游，及下游气体传感器12下游的第二催化转化器82。具体来说，第二催化转化器82可充当在第一催化转化器8再生期间由于延长的稀混合气操作和浓混合气操作，即高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr从其中释放出的任何排放物的缓冲器。
ECU 9适用于存储第二催化转化器82的模型，其中包括用于多个输入参数的模拟的响应算法。基于该模型，ECU 9可以控制λ值，以使第二催化转化器82下游的排放水平保持最低。至少部分地通过对第二催化转化器的氧存储能力建模，更具体地来说基于如按上述方式得到的空气质量流量、排气温度，及通过来自下游气体传感器12的信号得到的第一催化转化器8下游的氧气含量这样的输入参数，第二催化转化器82的模型可以提供有关第二催化转化器82下游的排气中的排放物质的数据。因此，可以控制λ值以便调节高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr，和/或上述振荡中的最大λ值和最小λ值，以便最小化第二催化转化器82下游的排放水平。
同时，在上述高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr(图3)为正时，在浓混合气工况和稀混合气工况之间交替变化的λ控制也可以提供第二催化转化器82的再生。
在上文中，第一催化转化器8和第二催化转化器82是排气系统中独立的单元。或者，如图4所示，第一催化转化器8和第二催化转化器82可以作为集成的单元提供，且如上述实施例那样在第二催化转化器82的上游提供第一催化转化器8。因此，下游气体传感器12可以位于第一催化转化器8与第二催化转化器82之间的界面处。应注意，发动机系统可以在第二催化转化器下游包括至少一个更多的催化转化器，或者不在第一催化转化器下游提供催化转化器。
在上述实施例中，高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr是单独确定的，但也可以在再生中的步骤205-212的每个重复序列中，对所述时间间隔Δh、Δr两者执行一次确定，从而两者可以相同，或由适当的独立因素加权。
应注意，在可选实施例中，可以控制λ值，从而分别在检测到第一排气处理装置8下游或该排气处理装置内的氧气含量的增加或减少时，立即使λ值减小或增加。这意味着高氧气时间间隔Δh和低氧气时间间隔Δr均为零。
除硫造成的排气处理装置中毒之外，本发明可同等地应用于其他物质，如磷造成的中毒。

Claims (22)

1.一种用于发动机系统中的排气处理装置(8)的方法，所述发动机系统包括具有至少一个汽缸(2)的内燃发动机，所述发动机系统还包括位于排气处理装置(8)下游或至少部分地位于排气处理装置(8)内的下游气体传感器(12)，在至少一个汽缸中提供的空燃混合气的λ值可通过对所述发动机的空气流量控制装置(10)和/或燃料喷射装置(11)的控制来控制，其特征在于，所述方法包括重复地执行再生步骤，所述再生步骤包括：
控制λ值以使其小于1；
基于来自下游气体传感器(12)的信号，检测排气处理装置(8)下游或排气处理装置(8)内的氧气含量减少；及
取决于对氧气含量减少的检测，控制λ值以使其增加。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测到氧气含量减少之后的低氧气时间间隔(Δr)结束时执行所述控制λ值以使其增加的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，包括确定进入至少一个汽缸的空气流量，且低氧气时间间隔(Δr)至少部分地取决于所述空气流量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，包括至少部分地基于所述空气流量，调节低氧气时间间隔(Δr)。
5.如上述权利要求中的任何一个所述的方法，其特征在于，所述重复的再生步骤包括：
控制λ值以使其大于1；
基于来自下游气体传感器(12)的信号，检测排气处理装置(8)下游或排气处理装置(8)内的氧气含量增加；及
取决于对氧气含量增加的检测，控制λ值以使其减小。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在检测到氧气含量增加之后的高氧气时间间隔(Δh)结束时执行所述控制λ值以使其减小的步骤。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，包括确定进入至少一个汽缸的空气流量，且高氧气时间间隔(Δh)至少部分地取决于所述空气流量。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括至少部分地基于所述空气流量，调节高氧气时间间隔(Δh)。
9.如权利要求5-8中的任何一个所述的方法，其特征在于，执行所述重复的再生步骤，以使λ值围绕1振荡。
10.如上述权利要求中的任何一个所述的方法，其特征在于，所述排气处理装置是第一排气处理装置，且所述发动机系统还包括位于第一排气处理装置(8)下游的第二排气处理装置(82)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，第二排气处理装置(82)位于下游气体传感器(12)的下游。
12.一种包括具有至少一个汽缸(2)的内燃发动机、排气处理装置(8)、位于排气处理装置(8)下游或至少部分地位于排气处理装置(8)内的下游气体传感器(12)，及发动机控制单元(9)的发动机系统，所述发动机控制单元(9)适用于检测来自下游气体传感器(12)的信号，并适用于通过对所述发动机的空气流量控制装置(10)和/或燃料喷射装置(11)的控制，控制在至少一个汽缸中提供的空燃混合气的λ值，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于重复地：
控制λ值以使其小于1；
基于来自下游气体传感器(12)的信号，检测排气处理装置(8)下游或排气处理装置(8)内的氧气含量减少；及
取决于对氧气含量减少的检测，控制λ值以使其增加。
13.如权利要求12所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于在检测到氧气含量减少之后的低氧气时间间隔(Δr)结束时控制λ值以使其增加。
14.如权利要求13所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于确定进入至少一个汽缸的空气流量，并至少部分地取决于所述空气流量确定低氧气时间间隔(Δr)。
15.如权利要求14所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于至少部分地基于所述空气流量，调节低氧气时间间隔(Δr)。
16.如权利要求12-15中的任何一个所述的方法，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于重复地：
控制λ值以使其大于1；
基于来自下游气体传感器(12)的信号，检测排气处理装置(8)下游或排气处理装置(8)内的氧气含量增加；及
取决于对氧气含量增加的检测，控制λ值以使其减小。
17.如权利要求16所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于在检测到氧气含量增加之后的高氧气时间间隔(Δh)结束时控制λ值以使其减小。
18.如权利要求17所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于确定进入至少一个汽缸的空气流量，且所述高氧气时间间隔(Δh)至少部分地取决于所述空气流量。
19.如权利要求18所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于至少部分地基于所述空气流量，调节高氧气时间间隔(Δh)。
20.如权利要求16-19中的任何一个所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机控制单元(9)适用于控制λ值以使其围绕1振荡。
21.如权利要求12-20中的任何一个所述的发动机系统，其特征在于，所述排气处理装置是第一排气处理装置，且所述发动机系统还包括位于第一排气处理装置(8)下游的第二排气处理装置(82)。
22.如权利要求21所述的发动机系统，其特征在于，第二排气处理装置(82)位于下游气体传感器(12)的下游。
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CN102345493A (zh) * 2010-07-28 2012-02-08 福特环球技术公司 调节机动车辆排气系统中的再处理部件的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052179A (zh) * 2009-09-29 2011-05-11 福特环球技术公司 用于在再生微粒过滤器的同时控制火花点火发动机的燃料的方法
CN102345493A (zh) * 2010-07-28 2012-02-08 福特环球技术公司 调节机动车辆排气系统中的再处理部件的方法
CN102345493B (zh) * 2010-07-28 2015-08-19 福特环球技术公司 调节机动车辆排气系统中的再处理部件的方法

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