[發(fā)明專利]排氣氧濃度的控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010546302.0
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN102052129A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·小拉羅斯;J·D·馬林斯;E·R·斯奈德;M·金;P·賈辛基維奇;N·戈麥斯三世
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N3/023
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛排氣系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種用于在顆粒物過濾器的再生期間控制排氣氧濃度的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

本文所提供的背景技術(shù)說明是用于從總體上呈現(xiàn)本發(fā)明背景的目的。發(fā)明人的一部分工作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請時(shí)該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

在燃燒期間，空氣/燃料混合物被輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中并被點(diǎn)燃。該燃燒對汽缸中的活塞施力，以帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。燃燒完成后，活塞迫使汽缸中的廢氣進(jìn)入到排氣系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī))會產(chǎn)生顆粒物(PM)，而排氣系統(tǒng)的PM過濾器則把該顆粒物從排氣中過濾掉并加以收集。

隨著時(shí)間的推移，PM過濾器中的PM量會增加。當(dāng)PM的量大于預(yù)定量時(shí)，可以在所謂的“再生”過程期間燃燒PM。再生可以包括加熱PM過濾器至PM燃燒溫度以點(diǎn)燃PM。僅僅是舉例，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)(諸如燃料或者空氣)來增加加熱PM過濾器的排氣溫度。

發(fā)明內(nèi)容

一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括氧比較模塊和再生控制模塊。氧比較模塊將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的氧濃度與氧閾值進(jìn)行比較。再生控制模塊啟動(dòng)顆粒過濾器的再生，并基于該氧比較結(jié)果以及顆粒過濾器負(fù)載、顆粒過濾器溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)速度中的至少一個(gè)來控制再生。

在其他特征中，再生控制模塊在再生期間控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量以便調(diào)節(jié)氧濃度。若氧濃度大于氧閾值并且顆粒過濾器負(fù)載大于過濾器負(fù)載閾值，則再生控制模塊通過降低氧濃度來控制再生。若氧濃度大于氧閾值并且顆粒過濾器溫度在啟動(dòng)再生的預(yù)定時(shí)間內(nèi)增加了預(yù)定量，則再生控制模塊通過降低氧濃度來控制再生。若氧濃度大于氧閾值并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于或等于速度閾值，則再生控制模塊通過降低氧濃度來控制再生。若氧濃度小于氧閾值，則再生控制模塊通過增加氧濃度來控制再生。

在進(jìn)一步的其他特征中，再生控制模塊在再生期間通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)的量來調(diào)節(jié)氧濃度。再生控制模塊在再生期間通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的歧管壓力來調(diào)節(jié)氧濃度。再生控制模塊通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門、排氣再循環(huán)閥、和渦輪增壓器中的至少一個(gè)來控制再生。氧比較模塊基于來自氣體傳感器的信號測量氧濃度，所述氣體傳感器選自包括氧傳感器、NOx傳感器、和含氧感知器(lambda?sensor)的氣體傳感器的組。

一種方法，包括：將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的氧濃度與氧閾值進(jìn)行比較；啟動(dòng)顆粒過濾器的再生；以及，基于氧比較結(jié)果，以及顆粒過濾器負(fù)載、顆粒過濾器溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)速度中的至少一個(gè)來控制顆粒過濾器的再生。

在其他特征中，該方法還包括：在再生期間通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量來調(diào)節(jié)氧濃度。在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：若氧濃度大于氧閾值并且顆粒過濾器負(fù)載大于過濾器負(fù)載閾值，則降低氧濃度。在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：在啟動(dòng)再生的預(yù)定時(shí)間內(nèi)，若氧濃度大于氧閾值并且顆粒過濾器溫度增加了預(yù)定量，則降低氧濃度。

在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：當(dāng)氧濃度大于氧閾值并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于或等于速度閾值時(shí)，降低氧濃度。在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：當(dāng)氧濃度小于氧閾值時(shí)，增加氧濃度。

在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：在再生期間控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)的量以便調(diào)節(jié)氧濃度。在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：在再生期間控制發(fā)動(dòng)機(jī)的歧管壓力以便調(diào)節(jié)氧濃度。在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門、排氣再循環(huán)閥和渦輪增壓器中的至少一個(gè)來控制再生。

在進(jìn)一步的其他特征中，該方法還包括：基于來自氣體傳感器的信號測量氧濃度，所述氣體傳感器選自包括氧傳感器、NOx傳感器和含氧感知器的氣體傳感器的組。

本發(fā)明還包括以下方案：

方案1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括：

氧比較模塊，其將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的氧濃度與氧閾值進(jìn)行比較；以及

再生控制模塊，其啟動(dòng)顆粒過濾器的再生，并且基于所述氧比較結(jié)果，以及顆粒過濾器負(fù)載、顆粒過濾器溫度和所述發(fā)動(dòng)機(jī)的速度中的至少一個(gè)來控制再生。

方案2.如方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，在再生期間，所述再生控制模塊控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量，以便調(diào)節(jié)所述氧濃度。

方案3.如方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述氧濃度大于所述氧閾值并且所述顆粒過濾器負(fù)載大于過濾器負(fù)載閾值時(shí)，所述再生控制模塊通過降低所述氧濃度來控制再生。