用于汽油微粒過濾器的再生的系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用 此申請要求2014年10月31日提交的美國臨時申請?zhí)?2/073, 546的權(quán)益。W上提及 的申請的全部披露內(nèi)容W引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本公開設(shè)及車用汽油(也稱為汽油）內(nèi)燃發(fā)動機的微粒過濾器的再生。
【背景技術(shù)】
[0003] 本文所提供的【背景技術(shù)】描述的目的在于從總體上介紹本公開的背景。當前提及 的發(fā)明人的工作一一W在此【背景技術(shù)】部分中所描述的為限一一W及在提交時否則可能不 構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的該描述的各方面，既不明示地也不默示地被承認為是針對本公開的現(xiàn)有技 術(shù)。
[0004] 汽油內(nèi)燃發(fā)動機（ICE)通常包括具有催化轉(zhuǎn)化器的排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)還可W包 括在催化轉(zhuǎn)化器下游的汽油微粒過濾器（GPF)。GPF過濾器過濾來自從汽油ICE輸出的排 氣的煙塵和微粒。
[000引在汽油ICE的操作期間，汽油ICE的GPF中的氧氣（02)水平可能低于氧化GPF中 的煙塵所需的水平。此外，GPF所接收到的排氣的溫度可能在不利于煙塵氧化的溫度范圍 中（例如，在低于預(yù)定溫度的溫度)。因此，在某些操作條件期間，可能不能執(zhí)行和/或可能 不能高效地執(zhí)行GPF的再生。當GPF中存在大量氧氣（02)但是GPF并非處于足W氧化的溫 度時，低效再生也可能在燃料切斷事件期間發(fā)生。燃料切斷事件的實例是離合器燃料切斷 (CFC0)事件和減速燃料切斷（DFC0)事件。燃料切斷事件可能由于汽缸停用而發(fā)生。汽缸 停用系統(tǒng)可W在發(fā)動機操作期間停用發(fā)動機的一個或多個汽缸W節(jié)省燃料。
[0006] DFC0是用于多種原因。當車輛的加速器未被致動時(例如，車輛操作者未施壓于加 速踏板)，DFC0可W用來提供減速皮力力總成制動）力。在高海拔（山地）區(qū)域和/或具有大 海拔變化的區(qū)域中，DFC0用來提供動力總成制動W避免對車輛的摩擦制動器的損壞。
[0007] DFC0還可W用來防止對催化轉(zhuǎn)化器的損壞。例如，可W校準并固定節(jié)氣口位置W 便對發(fā)動機提供最小量的每汽缸空氣（APC)，由此在下坡行駛時提供車輛減速。由于固定的 節(jié)氣口位置和/或變速器手動下拉（PRNDL)換擋桿(例如，換擋到低速擋，諸如L1或L2)， ICE的APC水平可能變得太低并且導(dǎo)致焰火。焰火是指發(fā)動機的汽缸中空氣/燃料混合物 的不完全燃燒。此焰火可能導(dǎo)致燃料進入排氣系統(tǒng)并且在排氣系統(tǒng)中點火，運增加催化轉(zhuǎn) 化器的催化劑的溫度。當催化劑的溫度超過闊值時，可能發(fā)生對催化劑的損害。通過使用 DFC0,燃料被禁用，運保護催化劑免受焰火事件損害。
[0008] DFC0還可W用來增加燃料經(jīng)濟性。由于累送損失和其他因素，汽油火花點火發(fā)動 機的效率在最小燃燒（即，最小空氣和燃料水平）下可能低。禁用燃料比減少到ICE的燃料 量更加有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 提供一種系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)包括煙塵模塊、協(xié)調(diào)器模塊、再生模塊W及致動器模 塊。煙塵模塊被配置成確定汽油發(fā)動機的微粒過濾器中的煙塵質(zhì)量的當前量，其中微粒過 濾器在汽油發(fā)動機的下游并且接收來自汽油發(fā)動機的排氣。協(xié)調(diào)器模塊被配置成產(chǎn)生啟用 信號、扭矩儲備信號W及當量比。再生模塊被配置成基于煙塵質(zhì)量的當前量和啟用信號產(chǎn) 生再生信號W再生微粒過濾器。致動器模塊被配置成基于再生信號、扭矩儲備信號和當量 比：ω拖延汽油發(fā)動機的火花，W及（ii)增加到微粒過濾器的空氣流的量，其中致動器模 塊被配置成維持微粒過濾器的再生期間的汽油發(fā)動機輸出的扭矩的量與微粒過濾器的再 生之前來自汽油發(fā)動機的輸出相同。致動器模塊還可W (i)改變當量比W增加排出的〇2， (ii)啟用每燃燒循環(huán)的多個燃料噴射，（ii)增加靜止的怠速，W及（iv)通過改變進氣和/ 或排氣閥正時來改變捕獲的燃燒殘余物的量。
[0010] 在其他特征中，提供一種系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)包括煙塵模塊、啟用模塊、協(xié)調(diào)器模塊、 再生模塊W及致動器模塊。煙塵模塊被配置成確定汽油發(fā)動機的微粒過濾器中的煙塵質(zhì)量 的當前量，其中微粒過濾器在汽油發(fā)動機的下游并且接收來自汽油發(fā)動機的排氣。啟用模 塊被配置成將進入微粒過濾器的排氣的溫度與預(yù)定闊值相比較并且基于該比較產(chǎn)生啟用 信號。協(xié)調(diào)器模塊被配置成基于該比較產(chǎn)生稀薄化學計量的當量比。再生模塊被配置成基 于煙塵質(zhì)量的當前量產(chǎn)生再生信號W再生微粒過濾器。致動器模塊被配置成基于是否產(chǎn)生 當量比來在化學計量的空氣/燃料比下操作發(fā)動機，并且基于再生信號和當量比增加到微 粒過濾器的空氣流的量。化學計量的空氣/燃料比和/或稀薄的化學計量的空氣/燃料比 下的操作可W基于是否產(chǎn)生當量比和/或協(xié)調(diào)器模塊是否請求扭矩儲備。可W請求扭矩儲 備W增加汽油微粒過濾器的溫度。
[0011] 在其他特征中，提供一種系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)包括煙塵模塊、啟用模塊、協(xié)調(diào)器模塊、 再生模塊W及致動器模塊。煙塵模塊被配置成確定汽油發(fā)動機的微粒過濾器中的煙塵質(zhì)量 的當前量，其中微粒過濾器在汽油發(fā)動機的下游并且接收來自汽油發(fā)動機的排氣。啟用模 塊被配置成將進入微粒過濾器的排氣的溫度與預(yù)定闊值相比較并且基于該比較產(chǎn)生啟用 信號。協(xié)調(diào)器模塊被配置成基于該比較基于微粒過濾器的溫度產(chǎn)生扭矩儲備信號。再生模 塊被配置成基于煙塵質(zhì)量的當前量產(chǎn)生再生信號W再生微粒過濾器。致動器模塊被配置成 基于（i)再生信號和（ii)扭矩儲備信號來拖延汽油發(fā)動機的火花。致動器模塊也可W被 配置成提供稀薄化學計量當量比，由此減少供應(yīng)到汽油發(fā)動機的燃料量并增加汽油微粒過 濾器處的氧氣量。
[0012] 本發(fā)明包括W下方案： 1. 一種系統(tǒng)，包括： 煙塵模塊，所述煙塵模塊被配置成確定汽油發(fā)動機的微粒過濾器中的煙塵質(zhì)量的當前 量，其中所述微粒過濾器在所述汽油發(fā)動機的下游并且接收來自所述汽油發(fā)動機的排氣； 協(xié)調(diào)器模塊，所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成產(chǎn)生啟用信號、扭矩儲備信號W及當量比； 再生模塊，所述再生模塊被配置成基于煙塵質(zhì)量的當前量和所述啟用信號產(chǎn)生再生信 號W再生所述微粒過濾器；W及 多個致動器模塊，所述多個致動器模塊被配置成基于所述再生信號、所述扭矩儲備信 號和所述當量值比：（i)拖延所述汽油發(fā)動機的火花，W及（ii)增加到所述微粒過濾器的 空氣流的量，其中所述多個致動器模塊被配置成維持所述微粒過濾器的再生期間的汽油發(fā) 動機輸出的扭矩的量與所述微粒過濾器的再生之前來自所述汽油發(fā)動機的輸出相同。
[0013] 2.如方案1所述的系統(tǒng)，其進一步包括狀態(tài)模塊，所述狀態(tài)模塊被配置成基于 (a)所述微粒過濾器的溫度、化）所述汽油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和（C)橫跨所述微粒過濾器的壓力 差來產(chǎn)生（i)理想煙塵容量值和（ii)流阻值， 其中所述煙塵模塊被配置成基于所述理想煙塵容量值和所述流阻值來確定煙塵質(zhì)量 的當前量。
[0014] 3.如方案2所述的系統(tǒng)，其中： 所述狀態(tài)模塊被配置成基于大氣壓力產(chǎn)生流阻值；W及 其中所述煙塵模塊被配置成基于所述大氣壓力確定煙塵質(zhì)量的當前量。
[001引 4.如方案1所述的系統(tǒng)，其中： 所述煙塵模塊被配置成基于煙塵的所述當前量來確定煙塵百分比；W及 所述再生模塊被配置成基于所述煙塵百分比來產(chǎn)生所述再生信號。
[0016] 5.如方案4所述的系統(tǒng)，其進一步包括狀態(tài)模塊，所述狀態(tài)模塊被配置成基于 (a)所述微粒過濾器的溫度、化）所述汽油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和（C)橫跨所述微粒過濾器的壓力 差來產(chǎn)生（i)理想煙塵容量值和（ii)流阻值， 其中所述煙塵模塊被配置成（i)基于所述理想煙塵容量值和所述流阻值來確定煙塵 質(zhì)量的當前量W及（ii)基于所述理想煙塵容量值確定煙塵百分比。
[0017] 6.如方案1所述的系統(tǒng)，其中： 所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成基于多個參數(shù)產(chǎn)生啟用信號、扭矩儲備信號和當量比；W及 所述多個參數(shù)包括所述汽油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、所述微粒過濾器的溫度、催化劑的溫度、所 述汽油發(fā)動機的溫度W及所述汽油發(fā)動機的每汽缸空氣的量。
[001引 7.如方案1所述的系統(tǒng)，其中： 所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成在所述微粒過濾器的再生期間調(diào)整凸輪軸相位器位置或者 在多燃料噴射模式下操作；W及 所述多燃料噴射模式包括在所述汽油發(fā)動機的燃燒循環(huán)期間在所述汽油發(fā)動機的汽 缸中噴射燃料的多個脈沖。
[0019] 8. -種系統(tǒng)，包括： 煙塵模塊，所述煙塵模塊被配置成確定汽油發(fā)動機的微粒過濾器中的煙塵質(zhì)量的當前 量，其中所述微粒過濾器在所述汽油發(fā)動機的下游并且接收來自所述汽油發(fā)動機的排氣； 啟用模塊，所述啟用模塊被配置成將進入所述微粒過濾器的排氣的溫度與預(yù)定闊值相 比較并且基于所述比較產(chǎn)生啟用信號； 協(xié)調(diào)器模塊，所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成基于所述比較產(chǎn)生稀薄化學計量的當量比； 再生模塊，所述再生模塊被配置成基于煙塵質(zhì)量的當前量產(chǎn)生再生信號W再生所述微 粒過濾器；W及 多個致動器模塊，所述多個致動器模塊被配置成： 基于是否產(chǎn)生所述當量比來在化學計量的空氣/燃料比下操作所述發(fā)動機，W及 基于所述再生信號和所述當量比，增加到所述微粒過濾器的空氣流的量。
[0020] 9.如方案8所述的系統(tǒng)，其中： 所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成產(chǎn)生第二啟用信號和扭矩儲備信號； 所述再生模塊被配置成基于煙塵質(zhì)量的當前量和所述第二啟用信號，產(chǎn)生再生信號W 再生所述微粒過濾器；W及 基于所述再生信號和所述當量比，（i)拖延所述汽油發(fā)動機的火花，W及（ii)增加到 所述微粒過濾器的空氣流的所述量。
[0021] 10.如方案9所述的系統(tǒng)，其進一步包括闊值模塊，所述闊值模塊被配置成將所 述微粒過濾器的溫度與第二預(yù)定闊值相比較， 其中所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成基于所述微粒過濾器的所述溫度與所述第二預(yù)定闊值 的比較來產(chǎn)生扭矩儲備信號。
[0022] 11.如方案8所述的系統(tǒng)，其中所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成如果所述微粒過濾器的 所述溫度大于預(yù)定闊值則產(chǎn)生所述當量比。
[0023] 12.如方案11所述的系統(tǒng)，其中所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成如果所述微粒過濾器 的溫度小于或等于預(yù)定闊值則抑制產(chǎn)生所述當量比。
[0024] 13.如方案8所述的系統(tǒng)，其進一步包括： 火花正時模塊，所述火花正時模塊被配置成基于所述汽油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和所述汽油發(fā) 動機的每汽缸空氣的量來確定火花角度； 扭矩確定模塊，所述扭矩確定模塊被配置成基于所述火花角度確定扭矩量；W及 扭矩儲備模塊，所述扭矩儲備模塊被配置成基于所述扭矩量確定扭矩儲備， 其中所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成產(chǎn)生扭矩儲備信號W指示所述扭矩儲備，W及 其中所述多個致動器模塊被配置成基于所述扭矩儲備信號來稀燃地操作所述汽油發(fā) 動機。
[00巧]14.如方案13所述的系統(tǒng)，其進一步包括非受管理扭矩模塊，所述非受管理扭矩 模塊被配置成確定非受管理扭矩值，其中： 所述扭矩儲備模塊被配置成基于所述非受管理扭矩確定所述扭矩儲備。
[0026] 15. 一種系統(tǒng)，包括： 煙塵模塊，所述煙塵模塊被配置成確定汽油發(fā)動機的微粒過濾器中的煙塵質(zhì)量的當前 量，其中所述微粒過濾器在所述汽油發(fā)動機的下游并且接收來自所述汽油發(fā)動機的排氣； 啟用模塊，所述啟用模塊被配置成將進入所述微粒過濾器的排氣的溫度與預(yù)定闊值相 比較并且基于所述比較產(chǎn)生啟用信號； 協(xié)調(diào)器模塊，所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成基于所述比較基于所述微粒過濾器的溫度產(chǎn)生 扭矩儲備信號； 再生模塊，所述再生模塊被配置成基于煙塵質(zhì)量的當前量產(chǎn)生再生信號W再生所述微 粒過濾器；W及 多個致動器模塊，所述多個致動器模塊被配置成基于（i)所述再生信號和（ii)所述扭 矩儲備信號來拖延所述汽油發(fā)動機的火花。
[0027] 16.如方案15所述的系統(tǒng)，其中： 所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成產(chǎn)生第二啟用信號和當量比； 所述再生模塊被配置成基于煙塵質(zhì)量的當前量和所述第二啟用信號，產(chǎn)生再生信號W 再生所述微粒過濾器；W及 所述多個致動器模塊被配置成基于所述當量比增加到所述微粒過濾器的空氣流的量。
[0028] 17.如方案16所述的系統(tǒng)，其進一步包括闊值模塊，所述闊值模塊被配置成將所 述微粒過濾器的溫度與第二預(yù)定闊值相比較， 其中所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成基于所述微粒過濾器的溫度與所述第二預(yù)定闊值的比 較來產(chǎn)生當量比。
[0029] 18.如方案15所述的系統(tǒng)，其中所述協(xié)調(diào)器模塊被配置成（i)如果所述微粒過濾 器的溫度小于預(yù)定闊值則產(chǎn)生所述扭矩儲備信號，W及（ii)如果所述微粒過濾器的溫度 大于或等于所述預(yù)定闊值則抑制產(chǎn)生所述扭矩儲備信號。
[0030] 19.如方案15所述的系統(tǒng)，其進一步包括： 火花正時模塊，所述火花正時模塊被配置成基于所述汽油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和所述汽油發(fā) 動機的每汽缸空氣的量來確定火花角度； 扭矩確定模塊，所述扭矩確定模塊被配置成基于所述火花角度確定扭矩量；W及 扭矩儲備模塊，所述扭矩儲備模塊被配置成基于所述扭矩量確定扭矩儲備