用于汽油微粒过滤器的再生的系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 此申请要求2014年10月31日提交的美国临时申请号62/073, 546的权益。W上提及 的申请的全部披露内容W引用的方式并入本文。
技术领域
[0002] 本公开设及车用汽油(也称为汽油）内燃发动机的微粒过滤器的再生。
【背景技术】
[0003] 本文所提供的【背景技术】描述的目的在于从总体上介绍本公开的背景。当前提及 的发明人的工作一一W在此【背景技术】部分中所描述的为限一一W及在提交时否则可能不 构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本公开的现有技 术。
[0004] 汽油内燃发动机（ICE)通常包括具有催化转化器的排气系统。排气系统还可W包 括在催化转化器下游的汽油微粒过滤器（GPF)。GPF过滤器过滤来自从汽油ICE输出的排 气的烟尘和微粒。
[000引在汽油ICE的操作期间，汽油ICE的GPF中的氧气（02)水平可能低于氧化GPF中 的烟尘所需的水平。此外，GPF所接收到的排气的溫度可能在不利于烟尘氧化的溫度范围 中（例如，在低于预定溫度的溫度)。因此，在某些操作条件期间，可能不能执行和/或可能 不能高效地执行GPF的再生。当GPF中存在大量氧气（02)但是GPF并非处于足W氧化的溫 度时，低效再生也可能在燃料切断事件期间发生。燃料切断事件的实例是离合器燃料切断 (CFC0)事件和减速燃料切断（DFC0)事件。燃料切断事件可能由于汽缸停用而发生。汽缸 停用系统可W在发动机操作期间停用发动机的一个或多个汽缸W节省燃料。
[0006] DFC0是用于多种原因。当车辆的加速器未被致动时(例如，车辆操作者未施压于加 速踏板)，DFC0可W用来提供减速皮力力总成制动）力。在高海拔（山地）区域和/或具有大 海拔变化的区域中，DFC0用来提供动力总成制动W避免对车辆的摩擦制动器的损坏。
[0007] DFC0还可W用来防止对催化转化器的损坏。例如，可W校准并固定节气口位置W 便对发动机提供最小量的每汽缸空气（APC)，由此在下坡行驶时提供车辆减速。由于固定的 节气口位置和/或变速器手动下拉（PRNDL)换挡杆(例如，换挡到低速挡，诸如L1或L2)， ICE的APC水平可能变得太低并且导致焰火。焰火是指发动机的汽缸中空气/燃料混合物 的不完全燃烧。此焰火可能导致燃料进入排气系统并且在排气系统中点火，运增加催化转 化器的催化剂的溫度。当催化剂的溫度超过阔值时，可能发生对催化剂的损害。通过使用 DFC0,燃料被禁用，运保护催化剂免受焰火事件损害。
[0008] DFC0还可W用来增加燃料经济性。由于累送损失和其他因素，汽油火花点火发动 机的效率在最小燃烧（即，最小空气和燃料水平）下可能低。禁用燃料比减少到ICE的燃料 量更加有效。
【发明内容】
[0009] 提供一种系统，并且该系统包括烟尘模块、协调器模块、再生模块W及致动器模 块。烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中微粒过 滤器在汽油发动机的下游并且接收来自汽油发动机的排气。协调器模块被配置成产生启用 信号、扭矩储备信号W及当量比。再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和启用信号产 生再生信号W再生微粒过滤器。致动器模块被配置成基于再生信号、扭矩储备信号和当量 比：ω拖延汽油发动机的火花，W及（ii)增加到微粒过滤器的空气流的量，其中致动器模 块被配置成维持微粒过滤器的再生期间的汽油发动机输出的扭矩的量与微粒过滤器的再 生之前来自汽油发动机的输出相同。致动器模块还可W (i)改变当量比W增加排出的〇2， (ii)启用每燃烧循环的多个燃料喷射，（ii)增加静止的怠速，W及（iv)通过改变进气和/ 或排气阀正时来改变捕获的燃烧残余物的量。
[0010] 在其他特征中，提供一种系统，并且该系统包括烟尘模块、启用模块、协调器模块、 再生模块W及致动器模块。烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量 的当前量，其中微粒过滤器在汽油发动机的下游并且接收来自汽油发动机的排气。启用模 块被配置成将进入微粒过滤器的排气的溫度与预定阔值相比较并且基于该比较产生启用 信号。协调器模块被配置成基于该比较产生稀薄化学计量的当量比。再生模块被配置成基 于烟尘质量的当前量产生再生信号W再生微粒过滤器。致动器模块被配置成基于是否产生 当量比来在化学计量的空气/燃料比下操作发动机，并且基于再生信号和当量比增加到微 粒过滤器的空气流的量。化学计量的空气/燃料比和/或稀薄的化学计量的空气/燃料比 下的操作可W基于是否产生当量比和/或协调器模块是否请求扭矩储备。可W请求扭矩储 备W增加汽油微粒过滤器的溫度。
[0011] 在其他特征中，提供一种系统，并且该系统包括烟尘模块、启用模块、协调器模块、 再生模块W及致动器模块。烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量 的当前量，其中微粒过滤器在汽油发动机的下游并且接收来自汽油发动机的排气。启用模 块被配置成将进入微粒过滤器的排气的溫度与预定阔值相比较并且基于该比较产生启用 信号。协调器模块被配置成基于该比较基于微粒过滤器的溫度产生扭矩储备信号。再生模 块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号W再生微粒过滤器。致动器模块被配置成 基于（i)再生信号和（ii)扭矩储备信号来拖延汽油发动机的火花。致动器模块也可W被 配置成提供稀薄化学计量当量比，由此减少供应到汽油发动机的燃料量并增加汽油微粒过 滤器处的氧气量。
[0012] 本发明包括W下方案： 1. 一种系统，包括： 烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前 量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气； 协调器模块，所述协调器模块被配置成产生启用信号、扭矩储备信号W及当量比； 再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述启用信号产生再生信 号W再生所述微粒过滤器；W及 多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成基于所述再生信号、所述扭矩储备信 号和所述当量值比：（i)拖延所述汽油发动机的火花，W及（ii)增加到所述微粒过滤器的 空气流的量，其中所述多个致动器模块被配置成维持所述微粒过滤器的再生期间的汽油发 动机输出的扭矩的量与所述微粒过滤器的再生之前来自所述汽油发动机的输出相同。
[0013] 2.如方案1所述的系统，其进一步包括状态模块，所述状态模块被配置成基于 (a)所述微粒过滤器的溫度、化）所述汽油发动机的转速和（C)横跨所述微粒过滤器的压力 差来产生（i)理想烟尘容量值和（ii)流阻值， 其中所述烟尘模块被配置成基于所述理想烟尘容量值和所述流阻值来确定烟尘质量 的当前量。
[0014] 3.如方案2所述的系统，其中： 所述状态模块被配置成基于大气压力产生流阻值；W及 其中所述烟尘模块被配置成基于所述大气压力确定烟尘质量的当前量。
[001引 4.如方案1所述的系统，其中： 所述烟尘模块被配置成基于烟尘的所述当前量来确定烟尘百分比；W及 所述再生模块被配置成基于所述烟尘百分比来产生所述再生信号。
[0016] 5.如方案4所述的系统，其进一步包括状态模块，所述状态模块被配置成基于 (a)所述微粒过滤器的溫度、化）所述汽油发动机的转速和（C)横跨所述微粒过滤器的压力 差来产生（i)理想烟尘容量值和（ii)流阻值， 其中所述烟尘模块被配置成（i)基于所述理想烟尘容量值和所述流阻值来确定烟尘 质量的当前量W及（ii)基于所述理想烟尘容量值确定烟尘百分比。
[0017] 6.如方案1所述的系统，其中： 所述协调器模块被配置成基于多个参数产生启用信号、扭矩储备信号和当量比；W及 所述多个参数包括所述汽油发动机的转速、所述微粒过滤器的溫度、催化剂的溫度、所 述汽油发动机的溫度W及所述汽油发动机的每汽缸空气的量。
[001引 7.如方案1所述的系统，其中： 所述协调器模块被配置成在所述微粒过滤器的再生期间调整凸轮轴相位器位置或者 在多燃料喷射模式下操作；W及 所述多燃料喷射模式包括在所述汽油发动机的燃烧循环期间在所述汽油发动机的汽 缸中喷射燃料的多个脉冲。
[0019] 8. -种系统，包括： 烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前 量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气； 启用模块，所述启用模块被配置成将进入所述微粒过滤器的排气的溫度与预定阔值相 比较并且基于所述比较产生启用信号； 协调器模块，所述协调器模块被配置成基于所述比较产生稀薄化学计量的当量比； 再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号W再生所述微 粒过滤器；W及 多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成： 基于是否产生所述当量比来在化学计量的空气/燃料比下操作所述发动机，W及 基于所述再生信号和所述当量比，增加到所述微粒过滤器的空气流的量。
[0020] 9.如方案8所述的系统，其中： 所述协调器模块被配置成产生第二启用信号和扭矩储备信号； 所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述第二启用信号，产生再生信号W 再生所述微粒过滤器；W及 基于所述再生信号和所述当量比，（i)拖延所述汽油发动机的火花，W及（ii)增加到 所述微粒过滤器的空气流的所述量。
[0021] 10.如方案9所述的系统，其进一步包括阔值模块，所述阔值模块被配置成将所 述微粒过滤器的溫度与第二预定阔值相比较， 其中所述协调器模块被配置成基于所述微粒过滤器的所述溫度与所述第二预定阔值 的比较来产生扭矩储备信号。
[0022] 11.如方案8所述的系统，其中所述协调器模块被配置成如果所述微粒过滤器的 所述溫度大于预定阔值则产生所述当量比。
[0023] 12.如方案11所述的系统，其中所述协调器模块被配置成如果所述微粒过滤器 的溫度小于或等于预定阔值则抑制产生所述当量比。
[0024] 13.如方案8所述的系统，其进一步包括： 火花正时模块，所述火花正时模块被配置成基于所述汽油发动机的转速和所述汽油发 动机的每汽缸空气的量来确定火花角度； 扭矩确定模块，所述扭矩确定模块被配置成基于所述火花角度确定扭矩量；W及 扭矩储备模块，所述扭矩储备模块被配置成基于所述扭矩量确定扭矩储备， 其中所述协调器模块被配置成产生扭矩储备信号W指示所述扭矩储备，W及 其中所述多个致动器模块被配置成基于所述扭矩储备信号来稀燃地操作所述汽油发 动机。
[00巧]14.如方案13所述的系统，其进一步包括非受管理扭矩模块，所述非受管理扭矩 模块被配置成确定非受管理扭矩值，其中： 所述扭矩储备模块被配置成基于所述非受管理扭矩确定所述扭矩储备。
[0026] 15. 一种系统，包括： 烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前 量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气； 启用模块，所述启用模块被配置成将进入所述微粒过滤器的排气的溫度与预定阔值相 比较并且基于所述比较产生启用信号； 协调器模块，所述协调器模块被配置成基于所述比较基于所述微粒过滤器的溫度产生 扭矩储备信号； 再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号W再生所述微 粒过滤器；W及 多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成基于（i)所述再生信号和（ii)所述扭 矩储备信号来拖延所述汽油发动机的火花。
[0027] 16.如方案15所述的系统，其中： 所述协调器模块被配置成产生第二启用信号和当量比； 所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述第二启用信号，产生再生信号W 再生所述微粒过滤器；W及 所述多个致动器模块被配置成基于所述当量比增加到所述微粒过滤器的空气流的量。
[0028] 17.如方案16所述的系统，其进一步包括阔值模块，所述阔值模块被配置成将所 述微粒过滤器的溫度与第二预定阔值相比较， 其中所述协调器模块被配置成基于所述微粒过滤器的溫度与所述第二预定阔值的比 较来产生当量比。
[0029] 18.如方案15所述的系统，其中所述协调器模块被配置成（i)如果所述微粒过滤 器的溫度小于预定阔值则产生所述扭矩储备信号，W及（ii)如果所述微粒过滤器的溫度 大于或等于所述预定阔值则抑制产生所述扭矩储备信号。
[0030] 19.如方案15所述的系统，其进一步包括： 火花正时模块，所述火花正时模块被配置成基于所述汽油发动机的转速和所述汽油发 动机的每汽缸空气的量来确定火花角度； 扭矩确定模块，所述扭矩确定模块被配置成基于所述火花角度确定扭矩量；W及 扭矩储备模块，所述扭矩储备模块被配置成基于所述扭矩量确定扭矩储备