CN103590916B - 再生微粒过滤器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微粒过滤器再生的方法和系统。描述了用于操作包括微粒过滤器的发动机的发动机系统和方法。在一个实例中，向一个或多个发动机汽缸的火花输送被终止，同时，燃料继续被喷射至一个或多个汽缸，以提高微粒过滤器再生。系统和方法可特别有益于直接喷射涡轮增压发动机。

Description

再生微粒过滤器的方法和系统
背景技术
背景技术/概述
直接喷射式汽油发动机可提供增强的性能，以便可提高发动机效率。直接喷射燃料至汽缸中可降低汽缸中的温度，以便更多的空气和燃料可被吸引至汽缸中。然而，汽缸中的空气燃料混合物在较高的发动机转速和负载下在点火时可能不充分蒸发，因此存在较少的时间来混合空气与燃料。结果，部分喷射的燃料可能没有完全氧化，从而在汽缸中形成含碳碳烟。在碳烟从发动机排出后，碳烟可存储于微粒过滤器，以随后进行氧化；然而，在微粒过滤器中启动燃烧可能是具有挑战性的。在微粒过滤器中启动再生(例如，减少存储在微粒过滤器中的碳烟量)的一种可能方法是延迟发动机点火定时，以提高汽缸排气口温度。然而，可能花费比期望的更久时间来使排气口的温度达到微粒过滤器，以便再生可以开始。
发明内容
本文的发明者已经认识到上述局限性，并已经发展了发动机操作方法，其包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；和，当发动机负载小于阈值时并响应松开加速器踏板状况，通过终止输送火花至一个或多个汽缸和供应燃料至一个或多个汽缸，来再生微粒过滤器。
通过终止或停止向一个或多个汽缸的火花输送，燃料可被供应至汽缸，以便燃料自汽缸被喷至排气系统，其中，其可更接近微粒过滤器进行氧化。在一个实例中，供应至火花受到抑制的汽缸的燃料可提高位于微粒过滤器上游的三元催化剂的温度，以便热可自三元催化剂转移至微粒过滤器。以这种方式，微粒过滤器的再生可在低发动机负载状况中被启动。例如，在松开加速器踏板(例如，释放加速器踏板或发动机转矩要求减少)后的车辆减速期间，供应至汽缸的火花可被停止，同时发动机通过由车轮供应的转矩继续旋转。燃料可被喷射至火花被停止的汽缸，其后不久，则被喷出到排气系统的三元催化剂中。氧化燃料加热微粒过滤器，以便保存在微粒过滤器中的碳烟可被氧化。
在另一实施方式中，发动机操作方法包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；当发动机负载小于阈值时和当发动机通过由车轮供应的转矩被旋转时，通过停止输送火花至汽缸，加热微粒过滤器，以帮助微粒过滤器再生；和，响应发动机负载增加，在汽缸的排气行程中喷射燃料至汽缸。
在另一实施方式中，发动机操作方法还包括响应小于阈值的发动机负载和小于阈值的存储在微粒过滤器中的微粒物质的量，不输送燃料至汽缸，同时，停止输送火花至汽缸。
在另一实施方式中，当不输送燃料至汽缸时，发动机处于减速燃料切断模式。
在另一实施方式中，响应稀的催化剂状态，燃料在汽缸的排气行程中被喷射。
在另一实施方式中，发动机操作方法还包括当三元催化剂的温度小于阈值温度时终止喷射燃料至汽缸。
在另一实施方式中，用于控制发动机的系统包括：发动机；点火系统，其供应火花至发动机；发动机排气系统中的微粒过滤器；和控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，用于延迟点火定时和增加空燃比的时间变化幅值，以再生第一模式中的微粒过滤器，和响应松开加速器踏板和低于阈值的发动机负载而终止火花输送的可执行指令，以再生第二模式中的微粒过滤器。
在另一实施方式中，当在第一模式中空燃比稀时，系统还包括另外的可执行指令，用于另外的延迟点火。
在另一实施方式中，系统还包括三元催化剂和另外的可执行指令，用于响应微粒过滤器的再生状态调节存储在三元催化剂中的氧。
在另一实施方式中，系统还包括另外的可执行指令，以响应第二模式中的发动机负载要求增加，在排气行程中供应燃料至汽缸。
在另一实施方式中，系统还包括另外的可执行指令，以响应在第二模式中的发动机负载要求增加期间催化剂的稀状态，加浓发动机空燃比。
在另一实施方式中，时间变化幅值在化学计量的浓和稀之间变化。
本说明书可提供若干优势。具体地，该方法可应用燃料，以更有效的方式再生微粒过滤器。另外，通过改进催化剂化学进行微粒过滤器再生后，该方法可提供改进的排放物。此外，该方法可提供增加的机会，用于再生微粒过滤器。
本说明书的上述优势和其他优势以及特征将通过以下详细描述——单独进行描述或结合附图进行描述——而更明显。
应该理解，提供以上概述以以简化形式介绍对在详细描述中进一步描述的概念的选择。其不意为确定要求保护的主题的关键或本质特征，要求保护的主题的范围由所述详细描述之后的权利要求书唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开内容任何部分中所述的任意缺点的实施。
附图简介
图1显示发动机的示意图；
图2显示预言的（prophetic）实例发动机和排气操作程序；
图3和4显示操作发动机的实例方法的流程图；和
图5显示实例车辆，其中图1的发动机运转。
详细描述
本说明书涉及操作火花点火发动机，该发动机包括其排气系统中的微粒过滤器。一个实例系统显示于图1中。发动机和排气系统可被操作，以通过图3和4所示方法提供图2的程序。方法包括以较高发动机负载和较低发动机负载再生微粒过滤器的模式。在一个实例中，在车辆滑行或从较高速度减速至较低速度时，微粒过滤器可被再生。发动机可在所示图5的车辆中运转。
参考图1，内燃发动机10——包括多个汽缸，其中一个汽缸显示于图1——通过发动机电子控制器12被控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36位于其中并连接至曲轴40。显示燃烧室30与进气歧管44和排气歧管48通过各自的进气门52和排气门54连通。每一进气门和排气门均可通过进气门凸轮51和排气门凸轮53被操作。进气门凸轮51的位置可通过进气门凸轮传感器55而确定。排气门凸轮53的位置可通过排气门凸轮传感器57而确定。
显示燃料喷射器66被布置，以将燃料直接喷射至汽缸30，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可选地，燃料可被喷射至进气口，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66输送与通过控制器12提供的脉宽成比例的液体燃料。燃料通过燃料系统(未显示)——包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未显示)——被输送至燃料喷射器66。
进气歧管44通过压缩机162被供应空气。排气使连接至轴161的涡轮164旋转，从而驱动压缩机162。在一些实例中，包括旁通通道，以便排气可在选定工况下绕过涡轮164。此外，在一些实例中，可提供压缩机旁通通道，以限制通过压缩机162提供的压力。另外，显示进气歧管44与中央节气门62——调节节流板64的位置以控制发动机进气42的空气流量——连通。中央节气门62可以是电操作的。
响应控制器12，没有分配器的点火系统88通过火花塞92提供点火电火花至燃烧室30。显示通用排气氧(UEGO)传感器126连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可选地，双态排气氧传感器可取代UEGO传感器126。
在一个实例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一实例中，可使用多个排放控制装置，每一个均具有多个砖。在一个实例中，转化器70可以是三元型催化剂。微粒过滤器71布置在转化器70下游。第二UEGO125布置在转化器70下游，以提供转化器70的氧存储状态的指示。
控制器12作为常规微型计算机显示于图1，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。除了之前论述的那些信号之外，显示控制器12还接收来自与发动机10连接的传感器的各种信号，包括：来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；连接至加速器踏板130的位置传感器134，用于检测通过 脚132调节的加速器位置132；来自连接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量结果；来自检测曲轴40位置的霍尔传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的、进入发动机的进气质量的测量结果；和来自传感器58的节气门位置测量结果。大气压力还可被检测(未显示传感器)，以通过控制器12进行处理。在本说明书的优选方面，曲轴每旋转一次，发动机位置传感器118产生预定数目的等间隔脉冲，由此可确定发动机转速(RPM)。
在一些实例中，发动机可连接于混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联构造、串联构造或其变型或组合。此外，在一些实施方式中，可应用其他发动机构造，例如柴油发动机。
在操作期间，发动机10内的每一汽缸通常经历四行程周期：该周期包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。通常，在进气行程中，排气门54关闭和进气门52开启。空气通过进气歧管44引入燃烧室30，并且，活塞36移动到汽缸底部，以便增加燃烧室30内的体积。活塞36接近汽缸底部以及处于行程末端的位置(例如，当燃烧室30体积最大时)通常被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩行程中，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其行程末端并最接近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30体积最小时)通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，喷射的燃料通过已知点火装置，诸如火花塞92被点燃，导致燃烧。在膨胀行程中，膨胀气体推动活塞36返回至BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转转矩。最后，在排气行程中，排气门54开启，以释放燃烧的空气燃料混合物至排气歧管48，并且，活塞返回至TDC。注意，以上仅作为实例被描述，而且，进气门和排气门开启和/或关闭正时可变化，例如，以提供正或负气门开启重叠角、迟后进气门关闭或各种其他实例。
因此，图1系统提供系统，其包括：发动机；点火系统，其供应火花至发动机；发动机排气系统中的微粒过滤器；和控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，用于延迟点火定时和增加空燃比的时间变化幅值，以再生第一模式中的微粒过滤器，和终止火花输送的可执行指令，以再生第二模式中的微粒过滤器。当在第一模式中空燃比稀时，系统还包括另外的可执行指令，用于另外的延迟点火。
在一个实例中，系统还包括三元催化剂和另外的可执行指令，以响应微粒过滤器的再生状态，调节存储在三元催化剂中的氧。系统还包括另外的可执行指令，以响应第二模式中的发动机负载要求增加，在排气行程中供应燃料至汽缸。系统还包括另外的可执行指令，以在第二模式中的发动机负载要求增加期间，响应催 化剂的稀状态，使发动机空燃比变稀。系统还包括时间变化幅值在化学计量的浓和稀之间变化的情况。
现在参考图2，显示预言的实例发动机和排气系统操作程序。程序可通过图1系统提供，该图1系统执行图3和4所示方法的指令。垂直标记表示程序中感兴趣的具体时间。
自图2顶部的第一图表是微粒过滤器(PF)温度对比时间的图表。X轴表示时间和Y轴表示PF温度。时间从图左侧至图右侧增加。PF温度在Y轴箭头方向上增加。信号痕迹306表示根据图3和4方法的PF温度。信号痕迹306表示不通过图3和4方法、在松开加速器踏板的状况下的PF温度。在时间T3和时间T4之间断开的时间线通过双SS表示。时间T3和时间T4之间的时间间隔可以分钟或小时测量。从第二至第八图表的时间线也包括时间线断开。此外，第一至第八图表的时间线以时间进行排列。
自图2顶部的第二图表是要求的发动机负载对比时间的图表。X轴表示时间和Y轴表示发动机负载。要求的发动机负载可通过图1所示加速器踏板130确定。时间从图左侧至图右侧增加。要求的发动机负载在Y轴箭头方向上增加。要求的发动机负载可表征为发动机转矩，或在一些实例中，表征为供应至发动机的空气量。
自图2顶部的第三图表是发动机节气门位置对比时间的图表。X轴表示时间和Y轴表示发动机节气门位置。时间从图左侧至图右侧增加。节气门位置在Y轴箭头方向上增加，Y轴箭头表示增加的节气门开启量。
自图2顶部的第四图表是存储在位于发动机下游的微粒过滤器(例如，图1的71)的微粒物质的量对比时间的图表。X轴表示时间和Y轴表示存储在微粒过滤器的微粒物质的量。微粒物质的量可通过微粒过滤器上游和下游的排气压力确定，如本领域中已知的。时间从图左侧至图右侧增加。存储的微粒物质的量在Y轴箭头方向上增加。水平标记302表示期望再生微粒过滤器的微粒物质的阈值水平。
自图2顶部的第五图表是发动机空燃比对比时间的图表。汽缸空气燃料混合物可在发动机中燃烧或不燃烧，这取决于发动机和排气操作模式。X轴表示时间和Y轴表示发动机空燃比。时间从图左侧至图右侧增加。发动机空燃比在Y轴箭头方向上变稀。化学计量空燃比通过水平标记304指示。
自图2顶部的第六图表是发动机点火提前对比时间的图表。X轴表示时间和Y轴表示发动机点火提前。时间从图左侧至图右侧增加。发动机点火定时在Y轴箭头方向上提前。
自图2顶部的第七图表是三元催化剂状态对比时间的图表。在一个实例中，三元催化剂状态基于位于三元催化剂下游排气流中的氧传感器(例如，图1的125)被确定。三元催化剂状态指示较浓的状况(例如，在Y轴箭头方向上较少的氧存储在催化剂中。三元催化剂状态指示较稀的状况(例如，当痕迹接近于X轴时，更多 的氧存储在催化剂中。X轴表示时间和Y轴表示三元催化剂状态。时间从图左侧至图右侧增加。
自图2顶部的第八图表是微粒过滤器再生状态信号对比时间的图表。X轴表示时间和Y轴表示微粒过滤器的再生状态。时间从图左侧至图右侧增加。当痕迹接近于X轴时，微粒过滤器不被再生。当痕迹处于远离X轴的较高水平时，微粒过滤器被再生。
在时间T0，发动机负载处于较高水平，指示相对高的发动机负载。微粒过滤器温度处于中间水平。节气门开口也开启至较大的量。存储在微粒过滤器中的微粒物质的量小于期望再生微粒过滤器的阈值水平302。显示发动机空燃比以较小的交替振幅围绕化学计量状况波动。点火提前处于中等水平(例如，上止点压缩行程的25度提前)。三元催化剂状态稍浓，表明氧存储引用（cite）是可得的。微粒过滤器再生状态信号处于低水平，表明微粒过滤器不被再生。
在时间T1，发动机负载和节气门开启量仍相对高，并且自时间T0以来增加了。存储在微粒过滤器中的微粒物质的量已增加至期望来再生微粒过滤器的水平302。然而，再生被延迟较短的时间，直到微粒过滤器再生的工况处于期望的状况。发动机空燃比被加浓，以保持连接至发动机的三元催化剂的温度低于阈值温度。点火提前被维持在相对提前的水平。随着存储在催化剂中的氧被消耗燃烧碳氢化合物，三元催化剂状态开始朝向更浓的状态移动。微粒过滤器再生状态信号处于低水平，表明微粒过滤器不被再生。
在时间T2，发动机负载随发动机节气门开启量减少而减少。在该实例中，响应松开加速器踏板状况，发动机节气门开启量关闭，这有助于微粒过滤器再生。因此，存在从较高发动机负载至较低发动机负载的过渡，例如松开加速器踏板或释放加速器踏板。在一个实例中，过渡表示车辆减速状况，其中可应用或不应用车辆制动。存储在微粒过滤器的微粒物质自时间T1以来已经增加了少量。在过渡开始增加三元催化剂的温度后不久，驱使发动机空燃比至更稀的空燃比，从而促进微粒过滤器中微粒物质的氧化。再生状态信号状态也从低值改变至较高的值，以指示微粒过滤器再生已经开始。此后不久，向一个或多个发动机汽缸的火花输送终止。例如，向六汽缸发动机的所有六个汽缸的火花输送可停止。可选地，向发动机汽缸的三个或一些其它子集的火花输送可终止。因此，燃烧在火花被停止的汽缸中终止。还显示响应微粒过滤器再生，节气门位置被开启少量。开启节气门使得空气和未燃烧的燃料到达三元催化剂，其中，其可被氧化，以提高三元催化剂和微粒过滤器的温度。增加发动机空燃比幅值，以供应另外量的燃料和空气给三元催化剂。发动机空气燃料循环变化率可足够低，以改变如在自图2顶部的第六图表中指示的三元催化剂的状态。换言之，发动机空气燃料变化率可足够低，以导致三元催化剂处的空气和/或碳氢化合物的断缺（breakthrough）。可选地，发动机空气燃料变化率可足够快，以提高三元催化剂温度而不引起断缺。随着车辆 惯性被转移至发动机，发动机通过由车轮供应至发动机的转矩继续旋转，以便发动机可继续旋转——即使一个或多个发动机汽缸中的火花输送终止。
在时间T2和时间T3之间，发动机负载保持低，并且，节气门位置被调节，以在催化剂和微粒过滤器中提供期望的氧化速率。响应操作者要求，不调节节气门位置，因为操作者要求为零。如果微粒过滤器氧化速率高于期望的速率，则节气门开启量被关闭。如果微粒过滤器氧化速率低于期望的速率，则节气门开启量可被开启。驱使发动机空燃比在化学计量的稀和浓之间。在一些实例中，响应微粒过滤器中的氧化速率，向不接收火花的发动机汽缸进行的燃料喷射被停用（inactivate），以便燃料可得以保存。例如，当微粒过滤器达到阈值温度时，向不接收火花的汽缸进行的燃料喷射被停止。微粒过滤器的温度在时间T2和时间T3之间提高。不使用本发明方法时，微粒过滤器的温度降低。
在时间T3，发动机负载仍处于低水平，并且，存储在微粒过滤器的微粒的量已经达到期望来停止微粒过滤器再生的水平。结果，微粒过滤器再生被停止，如由从较高水平向较低水平过渡的微粒再生信号所指示的。微粒过滤器温度开始降低。在时间T3，重新开始向火花被停用的发动机汽缸进行火花输送。发动机空燃比幅值也被降低，以提高三元催化剂效率。驱使三元催化剂状态返回至浓状态和稀状态之间的水平。
在时间T3和时间T4之间，存储在微粒过滤器的微粒量随燃料在发动机中燃烧而增加。当发动机以较高发动机转速和负载运转时，微粒物质可较快地积累。存储在微粒过滤器的微粒物质在制动时间间隔之间明显增加。
在时间T4，存储在微粒过滤器中的微粒物质的量达到期望来再生微粒过滤器的水平302。发动机以较高发动机负载运转，并且，节气门以相对大的量开启。微粒再生信号被设置在较高水平，以指示微粒过滤器再生正在进行。点火提前被延迟，以提高微粒过滤器温度。当发动机被稀地操作以减少发动机NOx输出时，点火提前另外被延迟。通过增加节气门开启面积或气门正时增加经过发动机的空气流量，可补偿点火延迟。与发动机不以微粒过滤器再生模式被操作时相比，在浓和稀操作之间的发动机空燃比幅值也被增加。微粒物质的量在微粒过滤器再生开始后开始下降。
因此，微粒过滤器的再生可在不同工况中发生于不同的时间。在点火定时被延迟时，当发动机负载低或处于较高发动机负载时，微粒过滤器可被再生而无需将火花应用于一个或多个汽缸。
现在参考图3和4，显示用于再生微粒过滤器的方法。图3和4方法可作为可执行指令存储在图1控制器12的非暂时性存储器中。另外，图3和4方法可提供图2所示的程序。
在302，方法300判断车辆是否处于操作状态。当给出(例如，通过按键开关或遥控信号)操作车辆的指令时，车辆可被调节，以处于操作状态。如果方法300 判断车辆处于操作状态，答案为是，并且方法300进行至304。否则，答案是否，并且方法300进行至退出。
在304，方法300提供火花点火至发动机空气燃料混合物，并且，可在燃烧期间形成的微粒物质被存储于连接至发动机的排气系统中的微粒过滤器。发动机通过由火花点燃发动机空气燃料混合物提供的燃烧转矩旋转。在火花点火被提供至发动机汽缸之后，方法300进行至306。
在306，方法300判断存储在微粒过滤器的微粒物质是否大于阈值量。在一个实例中，存储在微粒过滤器中的微粒量可基于以给定流动速率经过微粒过滤器下横跨微粒过滤器的压降被评估。压降可通过位于微粒过滤器上游和下游位置的排气中的压力传感器被监测。压降越大，微粒过滤器中的微粒物质积累越大。如果判断大于阈值量的微粒物质存储在微粒过滤器中，答案为是，并且方法300进行至308。否则，答案是否，并且方法300进行至退出。
在308，方法300判断是否存在从较高发动机负载至较低发动机负载的过渡。在一些实例中，方法300仅仅判断发动机是否以较低发动机负载运转并且车辆是否移动。另外，方法300可判断松开加速器踏板是否存在和发动机负载是否趋于较低或低于阈值水平。如果这样，答案为是，方法300进行至310。否则，答案是否，并且方法300进行至340。
如果存储在微粒过滤器中的微粒物质小于阈值水平，并且，发生松开加速器踏板，导致低发动机负载，燃料不输送至发动机汽缸，并且，火花被停用或可保持启用，以便发动机进入减速燃料切断模式，以便以低发动机负载——其中，通过车轮提供旋转发动机的转矩——保存燃料。
在310，方法300暂停或停止输送火花至一个或多个发动机汽缸，并且，发动机通过由车轮供应的转矩继续旋转。车轮将车辆的动能转移至发动机，以维持发动机旋转。因此，发动机转动能量在由燃烧提供转动能量后即刻得自车轮，以便发动机旋转不停止。在一些实例中，向所有发动机汽缸进行的火花输送被停止。在其他实例中，向小于发动机汽缸总数目的汽缸进行的火花输送被暂停。在向选定汽缸进行的火花输送被停止后，方法300进行至312。
在312，方法300通过节气门和/或气门正时调节而调节发动机空气流量。在一个实例中，节气门被开启至一定的量，在该量下，放热反应发生于位于发动机下游的三元催化剂中。响应三元催化剂的温度和/或微粒过滤器的温度，节气门开启量可被调节。如果催化剂或微粒过滤器温度小于期望的温度，则节气门开启量可基于实际催化剂/微粒过滤器温度和期望催化剂/微粒过滤器温度之间的温差增加预定量。在调节了经过发动机的空气流量后，方法300进行至314。
在314，方法300提供燃料至汽缸，其中，火花输送被停止。然而，如果三元催化剂温度小于阈值温度(例如，喷射的燃料将燃烧的温度)，则燃料不被喷射至发动机，同时火花被停止。此外，燃料流量可被提供至火花被输送的汽缸以保持发 动机旋转。在一些实例中，在车辆减速期间的车辆惯性使得发动机继续旋转，同时火花不被输送至发动机汽缸。基于期望的催化剂温度和发动机空气流量，燃料被输送至不接收火花的汽缸。在燃料供应至发动机汽缸后，方法300进行至316。
因此响应存储在催化剂中的微粒物质的量和响应车辆继续在路上移动的松开加速器踏板状况，在低负载状况下，通过终止火花输送和向火花输送被停止的汽缸喷射燃料，启动微粒过滤器再生。
在316，方法300最初驱使发动机空燃比至稀水平，以提供氧来氧化可存储在三元催化剂中的碳氢化合物。方法300还围绕化学计量状况提高空燃比幅值，以进一步促进微粒过滤器再生。发动机空燃比可包括燃料和与燃料一起燃烧的空气以及在经过发动机之前不燃烧的空气。在提供对发动机空燃比的调节之后，方法300进行至318。
在318，方法300判断微粒过滤器再生是否完成。在一个实例中，当以给定流动速率经过微粒过滤器下横跨微粒过滤器的压降小于阈值时，可确定微粒过滤器再生完成。如果这样，答案是是，并且方法300进行至320。否则，答案是否，并且方法300返回至308。
在320，方法300重新开始输送火花至火花被终止的发动机汽缸。在一个实例中，通过使电流流至点火线圈，火花被启用。
在322，方法300判断是否存在发动机负载增加。在一个实例中，发动机负载增加可通过由车辆驾驶员操作的加速器踏板的位置被指示。在一些实例中，当发动机负载增加超过阈值量时，可判断存在发动机负载增加。如果方法300判断存在发动机负载增加，答案为是，并且方法300进行至324。否则，答案是否，并且方法300进行至330。
在324，方法300判断位于发动机下游和微粒过滤器上游的三元催化剂是否处于稀状态。在一个实例中，可通过位于指示稀状况的三元催化剂下游的氧传感器判断三元催化剂处于稀状态。如果方法300判断三元催化剂处于稀状态，答案为是，并且方法300进行至328。否则，答案是否，并且方法300进行至326。
在328，方法300将另外的燃料喷到发动机汽缸，以将三元催化剂驱动至浓和稀之间的状态。在一个实例中，燃料在接收燃料的汽缸的排气行程中被喷射，以便燃料可在检测到发动机负载变化后尽可能快地被供应至三元催化剂。因为汽缸内容物在排气行程中被排至排气系统，所以在其排气行程中喷射燃料至汽缸可减少用来驱动三元催化剂在浓和稀之间的状态所需的时间量。以这种方式，催化剂状态可被调节，以便NOx可在增加发动机负载期间被三元催化剂更好地处理。在调节了喷射至发动机汽缸的燃料后，方法300进行至退出。
在326，方法300减少燃料至第一汽缸的燃料量，以在发动机负载增加后接收燃料。通过减少输送至发动机汽缸的燃料量，有可能推动三元催化剂的状态成为在浓和稀状况之间平衡的状况。尤其地，更多的氧可流经第一汽缸，以便氧可存 储于三元催化剂。在喷射至发动机的燃料量减少后，方法300进行至退出。
在330，响应微粒过滤器的再生状态，通过在发动机汽缸中大约化学计量燃烧浓和稀空气燃料混合物，方法300调节存储在三元催化剂的氧的量。例如，在微粒过滤器再生完成后，可以更偏向化学计量的浓一方或化学计量的稀一方调节发动机空燃比，以便三元催化剂中的氧存储被平衡(例如，三元催化剂中50%可用的氧存储被利用)。当发动机负载不增加时，催化剂状态可随时间被调节，以便不要求发动机加燃料的剧变。在一个实例中，当再生后三元催化剂状态是浓的时，将偏向稀应用于发动机空燃比。当再生后三元催化剂状态为稀的时，将偏向浓应用于发动机空燃比。以这种方式，在再生微粒过滤器后，三元催化剂的氧存储状态被调节。存储在三元催化剂中的氧的量被调节以后，方法300进行至退出。
在340，方法300从选定汽缸中的基础点火定时延迟点火定时，以提高排气系统中的温度。在较高发动机负载下提高排气温度可促进微粒过滤器中的微粒物质氧化，因为在较高发动机负载下的较高质量流动速率可驱使三元催化剂下游的温度更高。当火花被延迟时，流经发动机的空气量可被提高，使得火花被延迟时相当的发动机转矩被提供。在点火定时被延迟后，方法300进行至342。
在342，方法300在化学计量状况周围提高发动机空燃比幅值变化。在一个实例中，发动机空燃比围绕化学计量状况的极大到极小（peak-to-peak）变化被增加。调节发动机空燃比后，方法300进行至344。
在344，方法300在阈值持续时间内使三元催化剂断缺浓和稀燃烧产物。例如，如果在三元催化剂出口处确定稀状况，则在预定的时间量中保持稀状况。稀断缺时间的量可通过在期望的持续时间内减少喷射至发动机汽缸的燃料量而被调节。以这种方式，在微粒过滤器再生期间被供应至微粒过滤器的氧的量可被控制。在调节浓和稀断缺状况后，方法300进行至346。
在346，当汽缸被稀地操作时，方法300提供另外的点火延迟给发动机汽缸，以便汽缸的NOx输出可减少。点火延迟的量可与发动机空燃比的稀态成比例。例如，如果发动机被更稀地操作，则可提供更多的点火延迟。在稀发动机运转期间点火定时被另外延迟后，方法300进行至348。
在348，方法300增加发动机空气流量的量，同时发动机被稀地操作。转矩减小发生，同时，汽缸被稀地操作，其中延迟点火定时可通过开启发动机节气门增加发动机空气流量而被抵消。以这种方式，发动机转矩可更一致。在调节发动机空气流量后，方法300进行至350。
在350，方法300判断微粒过滤器再生是否完成。当以给定流动速率经过微粒过滤器下横跨微粒过滤器的压降小于期望量时，可认为微粒过滤器再生完成。如果这样，答案是是，并且方法300进行至352。否则，答案是否，并且方法300返回至340。
在352，方法300将点火定时提前至基础点火定时并减小发动机极大到极小空 燃比，以便减小催化剂的浓和稀断缺。极大到极小空燃比可通过更接近化学计量状况地操作发动机而被减小。在发动机火花和燃料返回至基础操作后，方法300进行至退出。
因此，图3方法提供发动机操作方法，包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；和当发动机负载小于阈值时并响应松开加速器踏板状况，通过停止输送火花至一个或多个汽缸和供应燃料至一个或多个汽缸再生微粒过滤器。以这种方式，通过在三元催化剂——比发动机更接近微粒过滤器——中产生热，微粒过滤器可被再生。
发动机操作方法包括微粒过滤器位于三元催化剂下游的情况和通过由车轮供应的转矩发动机被旋转同时火花输送被终止的情况。发动机操作方法还包括在再生微粒过滤器时，调节流经发动机的空气量。在一些实例中，发动机操作方法包括流经发动机的空气量通过节气门或气门正时被调节的情况。发动机操作方法还包括通过将稀空气燃料混合物从发动机供应至位于微粒过滤器上游的三元催化剂启动再生的情况。在一个实例中，发动机操作方法包括在再生微粒过滤器期间在一个或多个汽缸中的燃烧终止的情况，和发动机通过在再生微粒过滤器和停止火花输送之前即刻在其汽缸中的燃烧而旋转的情况。发动机操作方法包括喷射至一个或多个汽缸的燃料在位于微粒过滤器上游的三元催化剂中燃烧的情况。发动机操作方法还包括发动机是直接喷射涡轮增压发动机的情况和供应至一个或多个汽缸的燃料量被改变，以提供浓和稀空气燃料混合物至一个或多个汽缸的情况。
在另一实例中，图3和4方法提供发动机操作方法，包括：供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；将通过燃烧空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；当发动机负载小于阈值时，通过在发动机负载小于阈值时和发动机通过由车轮供应的转矩旋转时停止输送火花至汽缸，再生微粒过滤器；和在汽缸的排气行程中，响应发动机负载增加，喷射燃料至汽缸。发动机操作方法还包括供应燃料至汽缸同时停止输送火花至汽缸。发动机操作方法还包括响应小于阈值的发动机负载和小于阈值的存储在微粒过滤器中的微粒物质的量，不输送燃料至汽缸同时停止输送火花至汽缸。
在一些实例中，发动机操作方法包括在不输送燃料至汽缸时发动机处于减速燃料切断模式的情况。发动机操作方法还包括在汽缸的排气行程中，响应稀的催化剂状态，喷射燃料的情况。发动机操作方法还包括在三元催化剂温度时终止喷射燃料至汽缸。
现在参考图5，显示实例车辆，其中图1的发动机10运转。车辆500包括发动机10、传动装置502、差速机构504和车轮506。当发动机转矩为正时，发动机10供应转矩，以通过传动装置502中的齿轮（gearing）(未显示)旋转车轮506。差速机构504将转矩从传动装置502转移至车轮506。当发动机转矩为负时，车轮 506可供应转矩，以通过传动装置502旋转发动机10。车轮506将车辆的动能转移至发动机10。以这种方式，发动机可继续旋转——即使火花和/或燃料在车辆移动时被停用。
如将被本领域的普通技术人员所理解地，图3和4所述方法可代表任意数目处理策略中的一个或多个，所述处理策略诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各个步骤或功能均可以所示的程序执行，并行执行，或在一些情况中被省略。类似地，不一定要求处理顺序达到本文所述的目标、特征和优势，而是提供来方便说明和描述。尽管没有清楚地示例，但本领域的普通技术人员将会认识到，一个或多个示例的步骤或功能可重复执行，这取决于所应用的具体策略。
现在结束说明书。本领域的技术人员通过阅读本说明书，将会想到许多变化和修改而不背离本说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或可选燃料配置运转的单汽缸、I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12和V16发动机可应用本申请说明书，以获得益处。

Claims (9)

1.发动机操作方法，包括：
供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；
将通过燃烧所述空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；和
在发动机负载小于阈值时并响应松开加速器踏板状况，通过终止输送火花至一个或多个汽缸和供应燃料至所述一个或多个汽缸，加热所述微粒过滤器，以促进微粒过滤器再生，并且其中通过将稀空气燃料混合物中的燃料和空气从未正在燃烧的发动机汽缸供应至位于所述微粒过滤器上游的三元催化剂，启动微粒过滤器温度提高，以进行再生。
2.权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述微粒过滤器位于所述三元催化剂下游，并且，其中火花输送被终止时，通过由车轮供应的转矩，所述发动机被旋转。
3.权利要求1所述的发动机操作方法，还包括在再生所述微粒过滤器时，调节流经所述发动机的空气量，并且还包括响应所述三元催化剂处于浓状态、完成微粒过滤器再生和发动机负载增加，减少喷射至第一汽缸的燃料量以接收燃料。
4.权利要求3所述的发动机操作方法，其中流经所述发动机的所述空气量通过节气门或气门正时被调节。
5.权利要求1所述的发动机操作方法，其中，在所述一个或多个汽缸中的燃烧在再生所述微粒过滤器期间终止，并且，其中所述发动机在开始再生所述微粒过滤器之前即刻通过其汽缸中的燃烧进行旋转，并且还包括在微粒过滤器再生期间维持空燃比化学计量的稀之前使所述空气燃料混合物在微粒过滤器再生期间大约化学计量地波动。
6.权利要求5所述的发动机操作方法，其中，喷射至所述一个或多个汽缸的燃料在位于所述微粒过滤器上游的所述三元催化剂中被燃烧。
7.权利要求1所述的发动机操作方法，其中，所述发动机是直接喷射涡轮增压发动机，并且，其中供应至所述一个或多个汽缸的燃料量被改变，以提供浓和稀空气燃料混合物至所述一个或多个汽缸。
8.发动机操作方法，包括：
供应火花，以燃烧发动机中的空气燃料混合物；
将通过燃烧所述空气燃料混合物产生的微粒物质存储于微粒过滤器；
当发动机负载小于阈值时并且当发动机通过由车轮供应的转矩旋转时，通过终止输送火花至汽缸，加热所述微粒过滤器，以促进微粒过滤器再生；和
响应发动机负载增加和完成微粒过滤器再生，在所述汽缸的排气行程中，喷射燃料至所述汽缸同时终止输送火花。
9.权利要求8所述的发动机操作方法，还包括供应燃料至所述汽缸，并且响应完成微粒过滤器再生，调节三元催化剂的状态。
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