用于在车辆推进系统中再生汽油微粒过滤器的方法和系统技术方案

车辆推进系统包括具有第一燃烧室和第二燃烧室的内燃机，与内燃机的排气连通的排气流中的催化转化器，位于催化转化器下游的排气流中的汽油微粒过滤器，以及与内燃机连通的控制器。该控制器编程为确定汽油微粒过滤器的烟灰负载是否超过预定阈值，并且如果汽油微粒过滤器中的烟灰负载超过预定阈值，则调节内燃机的一组发动机运行参数以禁用第一燃烧室中的燃烧并使第二燃烧室中富集燃料混合物。

Method and system for regenerating gasoline particulate filter in vehicle propulsion system

【技术实现步骤摘要】
用于在车辆推进系统中再生汽油微粒过滤器的方法和系统
本专利技术涉及用于在车辆推进系统中再生汽油微粒过滤器的方法和系统。
技术介绍
本部分大体呈现了本专利技术的背景。当前署名的专利技术人的工作，就其在本说明书中所描述的程度，以及在提交时可能不另外限定为现有技术的描述的方面，既没有明确地也没有隐含承认为是针对本专利技术的现有技术。日益严格的排放标准不断为全世界的汽车和机动车辆工程师和设计者提出挑战。虽然端口燃料喷射(PFI)汽油发动机通常可以满足这些标准，但是该行业正越来越多地转向汽油直喷(GDI)发动机，对于这些发动机而言，这种限制代表了重大挑战。目前公认的使汽油直喷发动机符合这些新标准的解决方案之一是设想使用汽油微粒过滤器(GPF)。顾名思义，在其最基本的配置中，汽油微粒过滤器仅仅是设置在汽油燃料发动机的排气系统中的过滤器，微粒物质被捕获并积聚在其中。由于任何这样的微粒过滤器都具有有限的尺寸并因此能够从内燃机的排气中收集和保留仅仅有限量的微粒物质，所以很快就会出现过滤器如何清洗或再生的问题。为了再生，GPF必须达到足够高的温度并且必须有足够的氧气供应以允许发生氧化反应。此外，为了保持氧化反应，温度和氧气供应必须保持。充分保持足够高的温度并保持足够的氧气供应一直是一个挑战。
技术实现思路
在一个示例性方面，车辆推进系统包括具有第一燃烧室和第二燃烧室的内燃机，与内燃机的排气连通的排气流中的催化转化器，位于催化转化器下游的排气流中的汽油微粒过滤器，以及与内燃机连通的控制器。该控制器编程为确定汽油微粒过滤器的烟灰负载是否超过预定阈值，以及如果汽油微粒过滤器中的烟灰负载超过预定阈值，则调节内燃机的一组发动机运行参数以禁用第一燃烧室中的燃烧并使第二燃烧室中富集燃料混合物。在另一个示例性实施例中，该控制器还编程为在以下二者之间更替：调节内燃机的一组发动机运行参数以禁用第一燃烧室中的燃烧并使第二燃烧室中富集燃料混合物，以及调节内燃机的一组发动机运行参数以禁用第二燃烧室中的燃烧并使第一燃烧室中富集燃料混合物。在另一个示例性实施例中，内燃机包括多个燃烧室，数量为至少三个燃烧室，并且其中第二燃烧室对应于多个燃烧室中的至少两个。在另一个示例性实施例中，该控制器还编程为调节该组发动机参数，从而使得第一燃烧室在多个燃烧室中旋转。在另一个示例性实施例中，该控制器还编程为确定通过第一燃烧室的流量，确定通过第一燃烧室的流量是否超过预定阈值，以及如果通过第一燃烧室的流量超过预定阈值，则使第一燃烧室在多个燃烧室中旋转。在另一个示例性实施例中，该控制器还编程为确定第一燃烧室的温度，确定第一燃烧室的温度是否降低到预定最小值以下，以及如果第一燃烧室的温度降低到预定最小值以下，则使第一燃烧室在多个燃烧室中旋转。在另一个实施例中，汽油微粒过滤器是涂层汽油微粒过滤器。以这种方式，可以通过同时实现排气温度的增加和改善向汽油微粒过滤器的氧气供应，来改善汽油微粒过滤器的再生。这消除了在燃烧期间倾斜燃料混合物的任何必要性，并且相反，能够使燃料混合物富集，这提高了燃烧稳定性。此外，禁用燃烧室中的燃烧提供了显著改善的氧源，这不仅改善了汽油微粒过滤器再生期间的氧化反应，而且还可以提供氧饱和的催化剂反应，其可改善催化剂产生的热量，这反过来也可改善汽油微粒过滤器的再生。根据下文提供的具体实施方式，本专利技术的其它应用领域将变得显而易见。应当理解，具体实施方式和具体示例仅出于说明的目的，而并不意在限制本专利技术的范围。通过结合附图的具体实施方式，包括权利要求和示例性实施例，本专利技术的上述特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。附图说明从具体实施方式和所附附图，本专利技术将变得更易理解，其中：图1是根据本专利技术的示例性车辆推进系统的示意图；并且图2是根据本专利技术的示例性方法的流程图。在附图中，附图标记可重复使用，用来表示相似和/或相同的元件。具体实施方式参照图1，图1示出了三元催化转化器(TWC)10和单独的气体微粒过滤器(GPF)12的第一地板下系统配置8。传统的三元催化转化器10包括接收来自汽油燃料内燃机16的排出气体的入口端或开口14，以及通过排气管20连接至气体微粒过滤器12的入口端或开口22的出口端或开口18。反过来，气体微粒过滤器12具有出口端或开口24，其将微粒过滤器12的输出馈送到排气系统的其它部件，例如消音器、谐振器和尾管(均未示出)。预GPF温度传感器26位于气体微粒过滤器12的上游或前方，并且设置在排气管20中，预GPF温度传感器26顾名思义用来测量进入气体微粒过滤器12中的排出气体的温度。差压敏感器32设置在气体微粒过滤器12上，即，具有连接至或相邻于气体微粒过滤器12的进口端或开口22的第一压力感应管28，以及连接至或相邻于气体微粒过滤器12的出口端或开口24的第二压力感应管30，该差压敏感器感测通过或穿过气体微粒过滤器12的排气的压力下降。在气体微粒过滤器12的下游或之后的是后GPF温度传感器34，其同样顾名思义，用来测量离开气体微粒过滤器12的排出气体的温度。来自GPF前温度传感器26、差压传感器32和后GPF温度传感器34的数据或信号被提供至气体微粒过滤器控制模块36，该模块可以是独立的电子装置，例如具有合适输入的微处理器、存储器、处理和输出部件，或者可以是发动机控制模块(ECM)(未示出)的一部分或部件。来自传感器38的其它数据和信号(例如，车辆里程表、车辆速度计、发动机转速表、冷却剂温度传感器和环境空气压力传感器)被或可以被供应到气体微粒过滤器控制模块36。除了图1所示的三元催化转化器(TWC)10和独立的气体微粒过滤器(GPF)12的配置之外，该专利技术还可涉及紧耦合转化器和过滤器组件以及/或涂层GPF，其也被称为四元催化转化器或装置。该装置包括三元催化转化器，其功能与气体微粒过滤器结合在一起。如上所述，GPF具有有限的微粒物质容量，并且在某些时候GPF必须进行再生以更新容量。为了再生，GPF必须达到足够高的温度并且必须有足够的氧气供应以允许发生氧化反应。此外，为了保持氧化反应，温度和氧气供应必须保持。充分保持足够高的温度并保持足够的氧气供应一直是一个挑战。共同未决和共同转让的美国专利申请序列号15/689,471(其公开内容以其整体并入本文)公开了一种再生GPF的方法，该方法在GPF的温度达到燃尽温度时被触发。一旦该方法确定已达到燃尽温度，则启动烟灰燃烧阶段，其中供应用于燃烧的燃料量减少，换句话说，燃烧“倾斜”(即用于燃烧的燃料供应量减少)。由于倾斜燃料混合物，燃烧效率降低，这反过来意味着供给燃烧的氧气在燃烧期间不会被完全消耗。因此，在排气流中可获得氧气供应(或氧气供应增加)。排气流中的氧气供应可以使GPF中发送氧化反应(即，再生)。该方法的一个限制是在燃烧变得不稳定之前只产生一定量的倾斜。因此，通过倾斜燃料混合物进行燃烧，可以提供给GPF的氧气量存在固有的限制。当倾斜出混合物时用于稳定燃烧的运行范围极窄。例如，倾斜燃料混合物的限制可以在约10-15％的稀薄度之间，其仅将排气流中的氧气增加到有限的量。到排气流离开催化转化器时，如果有任何氧可用于再生GPF，则可能非常少。另外，在GPF上游的排气流中可能存在其它装置，其也可消耗氧气，这进一步减少了可用于GPF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆推进系统，所述系统包括：内燃机，其具有第一燃烧室和第二燃烧室；排气流中的催化转化器，其与所述内燃机的排气连通；所述排气流中的汽油微粒过滤器，其位于所述催化转化器的下游；以及控制器，其与所述内燃机连通，并且编程为：确定所述汽油微粒过滤器的烟灰负载是否超过预定阈值；以及如果所述汽油微粒过滤器中的所述烟灰负载超过所述预定阈值，则调节所述内燃机的一组发动机运行参数以禁用所述第一燃烧室中的燃烧并使所述第二燃烧室中富集燃料混合物。

【技术特征摘要】
2018.01.31 US 15/8848401.一种车辆推进系统，所述系统包括：内燃机，其具有第一燃烧室和第二燃烧室；排气流中的催化转化器，其与所述内燃机的排气连通；所述排气流中的汽油微粒过滤器，其位于所述催化转化器的下游；以及控制器，其与所述内燃机连通，并且编程为：确定所述汽油微粒过滤器的烟灰负载是否超过预定阈值；以及如果所述汽油微粒过滤器中的所述烟灰负载超过所述预定阈值，则调节所述内燃机的一组发动机运行参数以禁用所述第一燃烧室中的燃烧并使所述第二燃烧室中富集燃料混合物。2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器还编程为在以下二者之间更替：调节所述内燃机的一组发动机运行参数以禁用所述第一燃烧室中的燃烧并使所述第二燃烧室中富集燃料混合物，以及调节所述内燃机的一组发动机运行参数以禁用所述第二燃烧室中的燃烧并使所述第一燃烧室中富集燃料混合物。3.如权利要求1所述的系统，其中所述内燃机包括多个燃烧室，数量为至少三个燃烧室，并且所述第二燃烧室对应于所述多个燃烧室中的至少两个。4.如权利要求3所述的系统，其中所述控制器还编程为调节所述组发动机参数，从而使得所述第一燃烧室在所述多个燃烧室中旋转。5.如权利要求4所述的系统，其中所述控制器还编程为：确定通过所述第一燃烧室的流量；确定通过所述第一燃烧室的流量是否超过预...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·F·哈塔尔，
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