汽油颗粒过滤器再生策略制造技术

该方法确定气体颗粒过滤器(GPF)的烟炱负载是否需要再生。如果是，则读取GPF的温度以确定其是否足够高以实现颗粒(烟炱)燃烧。如果不是，则命令发动机控制模块来调整例如火花正时、燃料喷射正时和气门正时等变量。如果颗粒过滤器的温度足够高使得再生可以发生，则可以调整其他变量，例如倾斜空气/燃料混合物，延迟火花正时、燃料喷射和气门正时。由于后者的调整可能会限制或降低发动机速度或功率，因此提供信息中心的信息，首先表明驾驶员应继续驾驶以用于GPF再生，并在随后的某些情况下确保发动机功率已经降低。机动车辆的操作继续进行，直到基于感测到的条件或预先确定的试验或经验数据，过滤器已经被再生。

【技术实现步骤摘要】
汽油颗粒过滤器再生策略
本公开涉及用于汽油燃料机动车辆的汽油颗粒过滤器(GPF)的再生策略，且更具体地涉及用于汽油燃料机动车辆中的内燃机的重载汽油颗粒过滤器的再生策略。
技术介绍
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能或不可能构成现有技术。越来越严格的排放标准持续对全球汽车和机动车辆工程师和设计师们带来挑战。例如，新的Euro6d和China6颗粒排放限值将先前的颗粒数量(PN)限值降低了十倍。这个新标准是每千米6x1011颗粒。尽管进气口燃油喷射(PFI)汽油发动机通常可以达到这个标准，但该行业正在越来越多地转向汽油直喷(GDI)发动机，对此，这些限值是一个重大挑战。目前接受的使汽油直喷发动机符合Euro6d和China6颗粒排放限值的解决方案之一是设想使用汽油颗粒过滤器(GPF)。顾名思义，在其最基本的构造中，汽油颗粒过滤器仅仅是一种设置在汽油燃料发动机的排气系统中的过滤器，其中颗粒物质被捕集并聚集。由于任何这样的颗粒过滤器将具有有限尺寸，因此能够从内燃机的排气收集和保留只有有限量的颗粒物质，因此很快就产生如何清除或再生过滤器这个问题。已经确定，如果处于足够高的温度，则排气中的一定量的氧将净化或再生过滤器。因为汽油内燃机理想地以化学计量比(或非常接近)操作，所以在正常、至少部分负载的操作期间，排气中的氧通常很少(如果有的话)。然而，当燃料切断时，当车辆惯性滑行期间排气中的氧气量增加时，被动式再生是可能的，但是，只有当其处于足够高的温度时，才会发生被动再生。因此，如果车辆用于非常短的行程或在寒冷天气中短时间操作，排气系统，特别是颗粒过滤器可能不会达到被动式自再生温度，从而阻止了这种再生。
技术实现思路
当过滤器的被动式再生未在过滤器中维持足够低的烟炱负载水平时，本公开内容提供汽油颗粒过滤器(GPF)的主动式再生。该方法可以在算法和软件中实施，首先确定是否满足需要再生的条件，例如烟炱负载。如果是，则确定是否需要强制再生。如果是，则确定过滤器中的烟炱量，并确定发动机是否在阻碍再生的速度和负载条件下操作。读取颗粒过滤器的温度以确定其是否处于足够高的温度以实现颗粒(烟炱)的燃烧。如果不是，控制模块(ECM)会被命令调整例如点火正时、燃油喷射正时、气门正时等变量，以禁止燃油切断或禁止发动机启动-停止(ESS)功能。如果颗粒过滤器的温度足够高使得能够发生再生(烟炱燃烧)，则可以调整其他变量，例如倾斜空气/燃料混合物、延迟火花正时、调整燃料喷射和气门正时、使燃料切断、关闭并禁止发动机启动-停止(ESS)功能。根据烟炱水平，仪表板上的指示灯或信息中心的信息依次点亮，首先表明驾驶员应该继续驾驶以用于GPF的再生，随后在一定条件下，发动机功率已经降低。根据烟炱水平，机动车辆的操作然后以正常或降低的发动机速度或功率继续进行，直到根据时间、感测到的数据(例如过滤器上的压降或者预先确定的试验或经验数据)，过滤器已经被再生。过滤器再生后，指示灯或信息灯熄灭，发动机恢复正常操作。因此，本公开的一个方面是提供一种与机动车辆中的内燃机一起使用的气体颗粒过滤器(GPF)的再生方法。本公开的另一方面是提供一种在不同操作条件下与内燃机一起使用的气体颗粒过滤器的再生方法。本公开的又一方面在于提供一种与内燃机一起使用的气体颗粒过滤器的再生方法，其向机动车辆操作员提供关于这种再生的信息。本公开的又一方面在于提供一种基于例如自上次再生以来的时间、排气背压和颗粒过滤器差压等变量的气体颗粒过滤器的再生方法。本公开的又一方面提供一种气体颗粒过滤器的再生方法，其在需要GPF再生但GPF未处于足够高的温度以支持再生时，调整某些发动机操作参数。本公开的又一方面是提供一种气体颗粒过滤器的再生方法，当需要GPF再生并且GPF处于足够高的温度以支持再生以便有效地燃烧过滤器中的颗粒物质(烟炱)时，调整某些发动机操作参数。根据本文提供的描述，其他方面、优点和适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，而并非旨在限制本公开的范围。附图说明这里描述的附图仅用于说明的目的，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。图1A和图1B是可与本再生方法一起使用的两个三效催化转化器(TWC)和气体颗粒过滤器(GPF)构造的示意图；图2是可与本再生方法一起使用的典型的气体颗粒过滤器的内部结构的放大的局部视图；图3是说明根据本方法的在具有内燃式气体发动机的机动车辆中再生气体颗粒过滤器的方法的顺序和步骤的流程图；图4是绘制根据本方法的用于机动车辆内燃式气体发动机颗粒过滤器的主动式再生的操作区域的图表或映射；以及图5是绘制根据本方法的用于机动车辆内燃式气体发动机的气体颗粒过滤器再生策略的图表或映射。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。参考图1A，示出了三效催化转化器(TWC)10和独立的气体颗粒过滤器(GPF)12的第一、地板下系统构造8。常规的三效催化转化器10包括接收来自汽油燃料内燃机16的排气的入口端或开口14和通过排气管20连接到气体颗粒过滤器12的入口端或开口22的出口端或开口18。进而，气体颗粒过滤器12具有出口端或开口24，其将颗粒过滤器12的输出供给到排气系统的其他部件，例如消声器、谐振器和尾管(均未示出)。在气体颗粒过滤器12的上游或前方并且设置在排气管20中的是前置GPF温度传感器26，其顾名思义，测量进入气体颗粒过滤器12的排气的温度。设置在气体颗粒过滤器12上，即，利用第一压力感测管或管件28连接到或邻近气体颗粒过滤器12的入口端或开口22并且利用第二压力感测管或管件30连接到或邻近气体颗粒过滤器12的出口端或开口24的是差压传感器32，其感测穿过或经由气体颗粒过滤器12的排气的压降。在气体颗粒过滤器12的下游或之后是后置GPF温度传感器34，其同样其顾名思义，测量离开气体颗粒过滤器12的排气的温度。将来自前置GPF温度传感器26、差压传感器32和后置GPF温度传感器34的数据或信号提供给气体颗粒过滤器控制模块36，其可以是独立的电子装置，例如具有合适的输入、存储器、处理和输出部件的微处理器，或者可以是发动机控制模块(ECM)的一部分或部件(未示出)。将来自传感器38的其他数据和信号，例如车辆里程表、车速表、发动机转速表、冷却剂温度传感器和环境空气压力传感器提供给或可以提供给气体颗粒过滤器控制模块36。参考图1B，示出了具有紧耦联转换器和过滤器组件的备选排气系统构造，并且总体上由附图标记40表示。紧耦联转换器和过滤器组件40容纳在一体式壳体42中，该一体式壳体42包括接收来自汽油燃料内燃机16的排气的入口管或开口44。在壳体42中邻近入口44是常规的三效催化转化器46，排气通过所述三效催化转化器46。在壳体42内的催化转化器46的下游和附近是气体颗粒过滤器48。一体式壳体42还包括出口配件或管件52，其将紧耦联转换器和过滤器组件40的输出引导至排气系统的其他部件，例如消声器、谐振器和尾管(均未示出)。紧耦联转换器和过滤器组件40与气体颗粒过滤器12的配置相同。因此，它包括前置GPF温度传感器54、具有合适的入口和出口压力感测管或管件58的压差传感器56，以及,后置GPF温度传感器60，所有这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机动车辆中的气体颗粒过滤器的再生方法，包括以下步骤：确定通过气体颗粒过滤器的压降以确定再生的必要性，确定到所述气体颗粒过滤器的入口气体的温度，如果所述温度低于阈值温度，则调整第一组发动机操作参数中的至少一个以提高所述温度，如果所述温度高于阈值温度，则调整第二组发动机操作参数，以燃烧所述颗粒过滤器中的颗粒，以及继续在所述第二组发动机操作参数下操作，直到满足预定条件。

【技术特征摘要】
2017.05.17 US 15/5976251.一种机动车辆中的气体颗粒过滤器的再生方法，包括以下步骤：确定通过气体颗粒过滤器的压降以确定再生的必要性，确定到所述气体颗粒过滤器的入口气体的温度，如果所述温度低于阈值温度，则调整第一组发动机操作参数中的至少一个以提高所述温度，如果所述温度高于阈值温度，则调整第二组发动机操作参数，以燃烧所述颗粒过滤器中的颗粒，以及继续在所述第二组发动机操作参数下操作，直到满足预定条件。2.如权利要求1所述的方法，其中，通过读取并比较所述颗粒过滤器的入口和出口处的压力来确定所述颗粒过滤器中的所述压降。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组调整过的发动机操作参数包括延迟点火正时、调整燃料喷射正时、调整气门正时、禁止减速燃料切断和禁止发动机启动-停止功能。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二组调整过的发动机操作参数包括倾斜空气/燃料混合物、延迟火花正时、调整燃料喷射正时、调整凸轮相位器位置以调整所述气门正时、启用减速燃料切断和禁止发动机自动停止功能。5.如权利要求1所述的方法，还包括当发...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·F·哈塔尔，A·米歇尔，S·席塞尔，N·奥斯，M·克拉夫特，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US