CN116641780A - 用于气体颗粒过滤器的减速燃油切断实现的再生 - Google Patents

用于气体颗粒过滤器的减速燃油切断实现的再生 Download PDF

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Abstract

***和方法提供气体颗粒过滤器的减速燃料切断再生。动力总成***包括排气***，该排气***包含气体颗粒过滤器，该气体颗粒过滤器被配置成从动力总成***的排气流收集颗粒物质。温度传感器经配置以监测所述气体颗粒过滤器的温度。负载监测器(诸如传感器和/或模型)被配置成提供气体颗粒过滤器的颗粒负载的负载输入。至少一个控制器被配置成：通过将负载输入与存储的值进行比较来确定气体颗粒过滤器是否需要再生；当所述确定显示所述气体颗粒过滤器需要所述再生时，实现所述气体颗粒过滤器的预热；以及当从温度传感器接收的值满足最小阈值水平时启动再生。

Description

用于气体颗粒过滤器的减速燃油切断实现的再生
技术领域
本公开总体上涉及汽油发动机的排气***中的气体颗粒过滤器(GPF)的再生，并且更具体地涉及通过减速燃料切断(DFCO)实现再生。
背景技术
汽油发动机可以配备有排气***，所述排气***包括GPF以从排气流中除去颗粒物质。一种这样类型的发动机是汽油直喷发动机。GPF可以包括包含多通道基底/介质的壳体，该多通道基底/介质在排气通过时捕获颗粒。一种这样的基底可以包括蜂窝状结构，其中排气通过单元。例如通过使单元经受包括温度和气体组成的条件以烧掉颗粒来再生基底/介质以去除积聚的颗粒。
GPF再生可以以被动方式实现，其中颗粒捕获和单元再生在相关联的车辆/发动机在正常驾驶循环中的操作期间持续发生。当汽油发动机与一个或多个电牵引马达配对时，例如在混合动力布置中，汽油发动机可以间歇地操作，并且当可以以其他方式实现再生时可以关闭。因此，纯被动再生可能不足以提供优选的再生水平/定时。
例如，当不常规地启动被动再生时，可能需要主动再生循环。主动再生循环可能需要在正常驾驶循环之外以侵入式受控方式操作车辆的动力总成，这是不期望的。当在某些情况下启动主动再生时，例如在操作相关联的车辆的第一公里数期间，可以将提升(Ki)因子添加到车辆的认证中。Ki因子表示来自具有再生的循环的排放物与来自所有循环的排放物的比率，并且可以涉及乘数，该乘数实现车辆的测量排放物的向上调节以用于认证目的。因此，期望避免Ki因子的应用。
因此，期望提供改进的方法和***，其能够在混合推进布置中实现被动GPF再生，同时避免应用Ki因子的需要。此外，结合附图和前述技术领域和背景技术，从随后的详细说明书和所附权利要求中，本发明其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
公开了用于气体颗粒过滤器的减速燃料切断再生的***和方法。在多个实施例中，动力总成***使得能够再生气体颗粒过滤器，并且包括包含气体颗粒过滤器的排气***，该排气***配置成从动力总成***的排气流收集颗粒物质。温度传感器配置成监测气体颗粒过滤器的温度。负载监测器(诸如传感器和/或模型)配置成提供气体颗粒过滤器的颗粒负载的负载指示输入。至少一个控制器配置成：通过将负载输入与存储的值进行比较来确定气体颗粒过滤器是否需要再生；当所述确定显示所述气体颗粒过滤器需要所述再生时，实现所述气体颗粒过滤器的预热；以及当从温度传感器接收的值满足最小阈值水平时启用再生。
在另外的实施例中，动力总成***包括汽油发动机，其中汽油发动机配置成当执行启用的再生时在减速燃料切断条件下作为无燃料的空气泵操作。
在另外的实施例中，在开始再生之前，控制器配置为：确定任何传感器故障是否是活动的，包括对于温度传感器和对于负载监测器；以及确定气体颗粒过滤器的温度是否高于校准温度，在校准温度，气体颗粒过滤器的再生是可行的。
在另外的实施方式中，在开始再生之前，控制器配置成确定动力总成***设置在其中的车辆的速度是否高于校准速度，其中校准速度是车辆的减速将可行地导致气体颗粒过滤器再生的最小速度。
在另外的实施例中，动力总成***包括发动机，该发动机具有控制供应到发动机的空气的节流阀和控制供应到发动机的燃料的至少一个喷射器。控制器配置为启动发动机的操作以通过经由节流阀和至少一个喷射器的操作改变供应到发动机的空气/燃料比来加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，喷射器用于控制供应到发动机的燃料，其中控制器配置为通过经由喷射器供应分次喷射以加速气体颗粒过滤器的预热来启动发动机的操作以加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，至少一个火花塞控制发动机中的燃烧的开始，其中控制器配置为通过经由至少一个火花塞改变燃烧的时机来启动发动机的操作以加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，阀控制供应到发动机的空气和从发动机排出的空气，其中控制器配置为通过改变阀的相位角来启动发动机的操作以加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，动力总成***包括内燃机和电动机。变速器***将内燃机与传动系联接和分离。所述控制器配置成在所述气体颗粒过滤器的再生期间通过所述变速器***将所述内燃机与所述传动系联接。
在另外的实施例中，动力总成***包括内燃机和电动机，其中控制器配置成通过内燃机的减速燃料切断来实现气体颗粒过滤器的再生。
在多个其他实施例中，一种方法能够通过减速燃料切断来再生动力总成***的气体颗粒过滤器。气体颗粒过滤器从动力总成***的排气流收集颗粒物质。温度传感器监测气体颗粒过滤器的温度。负载监测器(诸如压力传感器和/或模型)提供气体颗粒过滤器的颗粒负载的负载输入。控制器通过将负载输入与存储值进行比较来确定气体颗粒过滤器是否需要再生。当确定显示气体颗粒过滤器需要再生时，控制器实现气体颗粒过滤器的预热。当从温度传感器接收的值满足最小阈值水平时，控制器启用再生。
在另外的实施例中，当执行再生时，控制器在减速燃料切断条件下将汽油发动机作为没有燃料的空气泵操作。
在另外的实施例中，控制器在开始再生之前确定任何传感器故障是否是活动的，包括对于温度传感器和对于负载监测器。另外，控制器确定气体颗粒过滤器的温度是否高于气体颗粒过滤器的再生可行的校准温度。
在另外的实施方式中，控制器在开始再生之前确定动力总成***设置在其中的车辆的速度是否高于校准速度。校准速度是车辆的减速将可行地导致气体颗粒过滤器再生的最小速度。
在另外的实施例中，动力总成***中的发动机具有控制供应到发动机的空气的节流阀，并且具有控制供应到发动机的燃料的喷射器。控制器启动发动机的操作以通过经由节气阀和喷射器的操作改变供应到发动机的空气/燃料比来加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，发动机设置在具有喷射器的动力总成***中。喷射器控制供应到发动机的燃料。控制器操作发动机以通过经由喷射器供应分次喷射来加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，在动力总成***中提供具有至少一个火花塞的发动机。控制器通过至少一个火花塞控制发动机中的燃烧的开始。控制器启动发动机的操作，以通过经由至少一个火花塞改变燃烧的时机来加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，在动力总成***中提供发动机，该发动机具有控制供应到发动机的空气和来自发动机的空气的阀。控制器启动发动机的操作以加速气体颗粒过滤器的预热。
在另外的实施例中，在动力总成***中设置内燃机。电动机设置在动力总成***中。变速器***设置在动力总成***中，用于将内燃机与传动系联接和分离。在所述气体颗粒过滤器的再生期间，所述控制器通过所述变速器***将所述内燃机与所述传动系联接。
在多个其他实施例中，车辆包括具有内燃机、电动机和从内燃机延伸的排气***的混合动力总成。气体颗粒过滤器设置在排气***中以收集颗粒物质。温度传感器配置成监测所述气体颗粒过滤器的温度。负载监测器配置成提供气体颗粒过滤器的颗粒负载的负载输入。控制器配置成：通过将负载输入与存储值进行比较来确定气体颗粒过滤器是否需要再生；当所述确定显示所述气体颗粒过滤器需要所述再生时，实现所述气体颗粒过滤器的预热；当从所述温度传感器接收的值满足最小阈值水平时，启用所述再生；以及通过减速燃料切断来启动气体颗粒过滤器的再生，其中内燃机作为空气泵操作以向气体颗粒过滤器供应氧气。
附图说明
在下文中将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是根据示例性实施例的车辆的功能图，该车辆包括混合动力总成和用于启动和执行用于GPF再生的DFCO的控制***；
图2是根据示例性实施例的用于图1的车辆和混合动力总成的DFCO模型的图；
图3是根据示例性实施例的在图1的控制***的情况下的图2的DFCO模型的数据流程图；以及
图4是根据示例性实施例的用于启动DFCO请求的过程的流程图，该DFCO请求可以与图1的车辆和控制***结合使用。
具体实施方式
以下详细的说明书本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和用途。此外，不旨在受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细说明书中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。如本文所使用的，术语模块是指单独地或以任何组合的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备，包括但不限于：专用集成电路、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适的部件。
本文可以在功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤方面描述本公开的实施例。应当理解，这样的块组件可以通过被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域技术人员将理解，本公开的实施例可以结合任何数量的流动***来实践，并且本文描述的车辆***仅仅是本公开的一个示例性实施例。
为了简洁起见，本文可能不详细描述与***(以及***的各个操作组件)的信号处理、数据传输、信令、控制和其他功能方面相关的常规技术。此外，本文包含的各种附图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦合。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。
通常，本公开描述了启动DFCO请求以实现被动GPF再生的***和方法。当条件满足某些标准时，启动预热循环以升高发动机和GPF的温度。可以启动操作发动机条件(例如，改变发动机操作的那些)以帮助预热。随着温度升高，确定预热是否完成。例如，当GPF温度处于足以支持有效被动再生的水平时，认为预热完成。当进入预热完成模式时，启动DFCO请求以实现被动再生。监测GPF温度以确保其保持在用于再生的足够高的水平。当GPF的颗粒负载下降到预定水平以下时，DFCO请求被终止并且被动再生完成。为了实现再生，可以将DFCO请求供应给发动机的控制器和/或混合***控制器，其确定DFCO循环的时机和启动。因此，GPF在正常驾驶循环期间被动地再生，这可以包括选择发动机操作，但不需要主动再生。
本公开提供了在混合动力车辆的正常驾驶循环期间被动地实现GPF再生的***和方法，从而避免了至少在车辆操作的前4000公里内并且潜在地在长得多的时间段内实现主动再生的需要。车辆滑行可能是实现被动再生的期望时间。当汽油发动机是用于非混合动力布置中的车辆的唯一动力装置时，发动机在驾驶期间通过变速器保持与传动系联接。在这种布置中，发动机的喷射器可以在滑行期间关闭，其中发动机作为没有燃料的空气泵操作。在这些DFCO条件期间，发动机将空气泵送通过排气***，其与GPF中的高温一起被动地烧掉积聚的颗粒。利用混合动力布置，汽油发动机可以在不需要时与传动系/变速器分离。例如，当混合动力车辆滑行时，汽油发动机可以关闭，并且车辆的动量可以用于为混合动力***的电池充电。因为汽油机被关闭，所以它不能作为空气泵操作。结果，可能没有足够的氧气被输送到GPF以实现再生。因此，在具有GPF的混合动力车辆中，本公开提供了在正常驾驶循环期间实现被动再生的方法和***，此时发动机可能以其他方式关闭并与传动系分离。
参照图1，示出了根据示例性实施方式的具有混合动力总成24的车辆22。如下面更详细地描述的，车辆22包括响应于混合动力总成24的参数而启动被动GPF再生的控制方法。在多个实施例中，车辆22通常包括具有多个车轮28的车身26。车身26基本上包围车辆22的其他部件。车轮28各自在相应拐角附近旋转地联接到车身26。车辆22可以是多种不同类型的汽车中的任何一种，例如轿车、四轮车、卡车或运动型多用途车(SUV)，并且可以是两轮驱动(即，后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动或全轮驱动。
车辆22包括控制***30，控制***30可以包括用于各种***和功能的任何数量的控制器。控制器可以是独立的、分开的并且通信地联接在一起，或者集成在一起。为了本公开的目的，控制***30包括DFCO模块32、发动机控制模块34和混合***控制模块36。DFCO模块32、发动机控制模块34和混合***控制模块36可以体现在任何数量的单独控制器中，这些控制器一起协作以发起DFCP请求并执行这些请求。为了效率，DFCO模块32、发动机控制模块34和混合***控制模块36将被描述为体现在一个控制器40中的一个控制***30的一部分，该控制器40应被理解为体现一个或多个控制器。
在示例性实施例中，车辆22是混合动力电动车辆，并且混合动力总成24通常包括发动机***42(诸如汽油直喷发动机***)、至少一个电动机44、能量源(诸如电池组46)和变速器***48，所有这些都配置为驱动车轮28。如本领域技术人员将理解的，电动机44可以作为整体或单独的联接部件与变速器***48相关联。变速器***48使得能够通过车辆22的传动系50将发动机***42和/或电动机44与车轮28单独地或共同地联接。
发动机***42通常包括多个部件和子***，子***包括发动机52、进气***54、燃料***56、排气***58、阀***60和点火***62。在该实施例中，发动机52是内燃机，特别是直喷式汽油发动机。进气***54经由节气阀64输送空气55并控制到发动机52的空气的质量流率。燃料***56经由多个喷射器66将燃料输送到发动机52并控制其时机和量。阀***60包括多个阀68，以控制空气/气体流入和流出发动机52。点火***62包括在发动机52中引发燃烧的多个火花塞70。
排气***58输送来自发动机52的燃烧气体，并且包括后处理装置，诸如三元催化转化器72和GPF 74。后处理装置可以以若干不同配置中的任一种布置。例如，GPF 74可以如图所示在三元催化转化器72的下游，或者在其他实施例中可以在其上游。在一些实施例中，GPF 74可以在内部包括具有或不具有单独的三元催化转化器72的三元催化剂。三元催化转化器72和/或GPF 74中的催化剂配置为将烃、一氧化碳和氮氧化物转化为无害元素或化合物。GPF 74捕获颗粒物质并包括内部基底76。排气***58引导排气80通过后处理装置并通过尾管78排出。
如图1所示，控制***30包括控制器40，为了简单起见，控制器40可以以单数形式表示，并且通常包括计算机***。通常，控制器40配置为从各种传感器接收输入，所述传感器配置为生成与和车辆22、混合动力总成24、它们的子***和其他相关***相关联的各种物理输入参数成比例的信号。应当理解，车辆22和混合动力总成24的操作密切相关和重叠。
在所描绘的实施例中，控制器40包括至少一个处理器82和内存设备84，并且与存储设备86联接。处理器82执行控制器40的计算和控制功能，并且可以包括任何类型的处理器或多个处理器、单个集成电路(诸如微处理器)、或协同工作以实现处理单元的功能的任何合适数量的集成电路设备和/或电路板。在操作期间，处理器82执行一个或多个程序88并且可以使用数据90，其中的每一个可以包含在存储设备86内，并且因此，处理器82在执行本文描述的过程(诸如下面进一步描述的过程)时控制控制器40的一般操作。
内存设备84可以是任何类型的合适的存储器。例如，内存设备84可以包括只读存储器、随机存取存储器和保活存储器中的易失性和非易失性存储，保活存储器包括可以用于在处理器82断电时存储各种操作变量的持久或非易失性存储器。内存设备84可以使用多种已知存储设备中的任何一种来实现，诸如可编程只读存储器、可擦除PROM、电可擦除PROM、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储设备，其中一些数据表示由控制器40使用的可执行指令。在某些实施例中，内存设备84可位于和/或共同位于与处理器82相同的计算机芯片上。在所描绘的实施例中，内存设备84可以存储上述程序88以及数据90的一个或多个存储值，诸如用于短期数据访问。
存储设备86存储数据，例如用于在自动操作车辆22、混合动力总成24、控制***30和相关***时使用的长期数据访问。存储设备86可以是任何合适类型的存储设备，包括诸如磁盘驱动器、闪存***等的直接存取存储设备。在一个示例性实施例中，存储设备86包括源，内存设备84从该源接收执行本公开的一个或多个过程的一个或多个实施例的程序，诸如下面进一步描述的过程(及其任何子过程)的步骤。在另一示例性实施例中，程序88可以直接存储在内存设备84中和/或以其他方式由内存设备84访问。
程序88表示由电子控制器40在处理信息和控制混合动力总成24、车辆22及其***/子***时使用的可执行指令。指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。当由处理器82执行时，指令支持诸如来自各种传感器的信号的接收和处理，以及用于自动控制混合动力总成24和车辆22的部件和***的逻辑、计算、方法和/或算法的执行。处理器82可以基于逻辑、计算、方法和/或算法生成控制信号以自动控制各种部件和***。
如将了解，数据存储设备86可为控制器40的一部分、与控制器40分离、为一或多个其它控制器的一部分或为多个***的一部分。内存设备84和存储设备86与处理器82一起工作以访问和使用程序88和数据90。虽然控制***30的部件被描绘为同一***的一部分，但是应当理解，在某些实施例中，这些特征可以包括多个***。另外，在各种实施例中，控制***30可以包括各种其他车辆设备和***的全部或部分，和/或可以联接到各种其他车辆设备和***。
控制***30控制混合动力总成24的操作以递送期望的操作性能。通常，控制器40使用具有参数数据的控制***30的可用输入(包括来自本文识别的各种传感器、致动器和***的输入)来有效地管理混合动力总成24和车辆22的各种功能。例如，基于数据输入，控制器40精确地计算和控制混合动力总成24的操作。
与控制***30相关联的传感器包括但不限于环境空气温度传感器102、车辆速度传感器104、GPF温度传感器106、GPF负载(ΔP)传感器108、踏板(节气阀)位置传感器110、曲柄(发动机速度)传感器112、冷却剂温度传感器114和油温传感器116。车辆速度传感器、节气阀位置传感器110、发动机速度传感器112、冷却剂温度传感器114和油温传感器116被示意性地示出为与混合动力总成24相关联的传感器套件100的一部分，其中它们在混合动力总成24或其相关***中的各个位置变化。环境空气温度传感器102向控制***30提供表示外部空气的温度的信号，并且可以设置成监测进入进气***54的空气55。车辆速度传感器104提供表示车辆22正在行驶的速度的信号，并且可以在各种位置中的一个位置处位于传动系50附近以指示车辆速度。GPF温度传感器106提供表示GPF 74内的温度的信号。ΔP传感器108提供表示GPF 74的颗粒负载的信号，诸如通过监测通过其中的压降。踏板位置传感器110提供表示混合动力总成24上的扭矩请求的信号，并且可以监测操作者控制的节气阀脚踏板或节气阀***的另一部分的位置。发动机速度传感器112提供表示发动机52的旋转速度的信号，例如通过监测其曲柄的RPMs。冷却剂温度传感器114提供表示发动机52的温度的信号，并且可以设置在其冷却剂***中。还可以包括油温传感器116以监测发动机52中的曲轴箱中的油的温度。应当理解，混合动力总成24和车辆22的操作可以涉及本文未描述或示出的许多其他传感器。各种传感器向控制器40提供与参数测量有关的信号和/或信息，以用于处理和用于通过其各种致动器控制混合动力总成24和/或车辆22。
与控制***30相关联的致动器包括但不限于节流阀64、包括喷射器66的燃料***56、包括阀68的阀***60、包括火花塞70的点火***62、以及马达44。节流阀64控制通过进气***54供应到发动机52的质量空气流速。喷射器66控制到发动机52的燃料流，并且可以为发动机52的每个气缸提供一个喷射器。阀68控制空气55进入发动机52的每个气缸以及排气从发动机52的每个气缸排出，其中发动机52的每个气缸具有多个阀。火花塞70控制发动机52的各个气缸中的燃烧开始的时机。马达44在与发动机52一起或与发动机52分离地推进车辆22时提供扭矩。应当理解，混合动力总成24和车辆22的操作可以涉及本文未描述或示出的许多其他致动器。
参考图2，DFCO启用和GPF再生通过DFCO模型200被描绘为一系列高水平状态。DFCO模型200通常包括GPF/DFCO评估202、DFCO预热204、DFCO预热完成206、DFCO启用208和DFCO执行210。处理DFCO模型200涉及在特定的进入和退出条件下移动通过前三个状态(GPF/DFCO评估202、DFCO预热204、DFCO预热完成206)，然后GPF 74准备好在第四状态下再生。在DFCO启用208的点处，DFCO模型200请求DFCO，诸如用于由混合***控制模块36和/或发动机控制模块34执行。DFCO模型200使用特定的校准发动机操作条件来实现GPF 74的循环再生，从而避免不期望的Ki因素影响。GPF/DFCO评估202确定GPF 74是否准备好再生以及其他参数是否支持DFCO。DFCO预热准备用于再生的GPF 74。在DFCO预热完成206状态下，GPF 74被加热以用于再生。在DFCO启用208状态下，控制***30发起DFCO请求。在DFCO执行210状态下，控制***30诸如通过混合控制模块36和/或发动机控制模块34执行DFCO以在第一可用机会处再生GPF 74。
图1所示的传感器和致动器用于确定DFCO请求的时刻和启动，并且在适当时实现所得到的DFCO以实现GPF 74的被动再生。与图4同时参考图3，控制***30及其操作或其一部分可以体现在通常表示DFCO模块32的控制结构300中，并且体现在过程400中。结构300可以包括用于执行过程400的多个模块/子模块，以向控制器40提供有用的信息来控制包括排气***58的混合动力总成24，这可以作为车辆22的控制的一部分来完成。在各种实施例中，控制结构300通常包括GPF评估模块302、DFCO评估模块304、DFCO预热模块306、DFCO执行模块308和数据存储310，数据存储310通常可以表示存储设备88。
控制结构300可以包括任何数量的附加模块，以独立于控制结构300的模块或与控制结构300的模块协调地控制混合动力总成24、车辆22和/或其他***的各方面。例如，确定是操作发动机52还是操作马达44的模块(未示出)可以在任何给定时间使用控制结构300的计算和输出来确定适当的扭矩输入装置。在车辆22的操作期间，GPF评估模块302在过程400的开始401之后确定402GPF 74中的基底76的颗粒负载是否高于阈值。例如，当ΔP传感器108将GPF 74上的压降高于阈值压力的信号312递送到GPF评估模块302时，满足条件确定402，其中阈值压力可以从数据存储310获得并且指示需要实现GPF 74的再生。当确定402是否定的并且GPF 74不需要再生时，过程400返回到开始401。
GPF 74的颗粒负载可以由负载监测器确定402，例如通过使用来自ΔP传感器108的数据，诸如通过将输入数据与数据存储310中的数据进行比较，数据存储310可以以可检索的格式存储，诸如存储在具有与各种条件相关的各个值的查找表中。在其他实施例中，可以开发颗粒负载模型并将其存储在数据存储310中作为负载监测器的至少一部分，用于补充确定402，或者用于独立地进行确定402。该模型可以是诸如通过使用特性测试和/或计算建模软件开发的算法，以基于混合动力总成24的过去操作来指示GPF 74的当前颗粒负载。该模型可以使用来自冷却剂温度传感器114、发动机速度传感器112、环境温度传感器102和/或油温传感器116的输入。在其中模型单独用作负载监测器以指示颗粒负载的实施方案中，可以省略ΔP传感器108。该模型可以由GPF评估模块302使用来自冷却剂温度传感器114、发动机速度传感器112、环境温度传感器102和/或油温传感器116的输入以及算法和诸如来自数据存储310的其他数据来执行，以预测GPF 74的颗粒负载。总之，可以使用负载监测器基于来自ΔP传感器108的数据进行确定402，并且在一些实施方案中，可以由模型的结果确认或替换该确定。
在肯定确定402之后，GPF评估模块302向DFCO评估模块304发信号，并且过程400继续诸如通过DFCO评估模块304确定403GPF温度传感器106或ΔP传感器108是否存在任何活动故障。任何活动故障可以由存储在数据存储310中的数据指示，或者以其他方式经由信号314从控制器40的其他部分接收。活动故障指示传感器读数可能不可靠，且过程400将返回且不继续进行，直到不存在、清除或校正所有活动故障为止。当不存在活动故障时，过程400继续诸如通过DFCO评估模块304使用来自车辆速度传感器104的信号316来确定404车辆22的速度是否高于校准速度，校准速度可以从数据存储310检索。校准速度是车辆22的减速将在燃料切断和减速期间有效地/可行地再生GPF 74的最小速度。当车辆22的速度不高于校准速度时，意味着确定404是否定的，过程400返回并且将仅在车辆22的速度高于校准速度时继续进行。
当车辆22的速度高于校准速度时，过程400继续确定410GPF 74的温度是否高于校准温度。例如，DFCO评估模块304使用来自GPF温度传感器106的信号318来确定GPF 74是否处于可以从数据存储310检索的最低温度，以使得能够在预热时段之后再生GPF 74。换句话说，考虑到要由过程400执行的附加预热阶段，最低温度是这样的温度，高于该温度下，GPF75的再生是可行的。当GPF 74的温度不高于校准温度时，意味着确定410是否定的，过程400返回并且将仅在GPF 74的温度高于校准温度时进行。例如，当GPF 74的温度处于或接近环境温度时，过程400不进行。
当GPF 74的温度高于校准温度时，过程400继续进入DFCO预热例程406-410。例如，DFCO预热模块306可以启动发动机52的DFCO预热，并且因此启动GPF 74的DFCO预热。通常，诸如通过DFCO预热模块306执行的DFCO预热例程406-410通过来自GPF温度传感器106的信号318监测GPF 74的温度，经由信号320将输出递送到发动机52/发动机控制模块34，并且参考来自数据存储310的输入。
在DFCO预热例程的条目406处，确定402-405都导致肯定结果，并且它们的条件已被满足。条目406启动或继续发动机52的操作，诸如通过到发动机52/发动机控制模块34的信号320。如DFCO预热模块306通过信号320所提示的，发动机52经受预热控制407，以在加速预热模式/状态下操作。例如，信号320可以促使运行发动机52的空气/燃料比(当量比，EQR)的变化，以升高燃烧期间产生的热量。例如，可以设定节流阀64的位置和/或由喷射器66供应的燃料，使得发动机在非化学计量条件下操作以加速预热。在另一个示例中，燃料***56可以***作以通过喷射器66输送燃料的分次喷射。在分次喷射的情况下，不是使用喷射器66的单个注射轮廓，而是在脉冲之间具有延迟停留的情况下递送两个或更多个喷射脉冲。在另一示例中，由火花塞70递送的火花的时刻可以以升高燃烧温度为目标。在另一示例中，可以改变相位角以改变阀68的打开和关闭，从而升高排气温度。DFCO预热模块306可以采用EQR、分次喷射、火花时刻和/或相位角修改的任何组合来在预热控制407期间实现GPF 74的期望预热。从GPF温度传感器106监测反馈，并且确定408GPF 74是否处于或高于足以实现再生的阈值温度。当确定408为否定时，预热控制407继续。当确定是肯定的时，意味着GPF 74的温度高于阈值，过程400继续进入409DFCO预热完成模式/状态。在DFCO预热完成条目409处，GPF 74的温度足够高以在DFCO下可行地实现GPF 74的再生。
过程400继续监测GPF 74的温度，并且再次确定410GPF 74是否处于或高于足以实现再生的阈值温度。当确定408为否定时，预热控制407继续。当确定为肯定时，意味着GPF74的温度高于阈值，过程400进行到DFCO启用411。例如，DFCO预热模块306向DFCO执行模块308(诸如DFCO模块32的子模块)发信号，DFCO执行模块308向发动机控制模块34发出DFCO请求信号322和/或向混合控制模块36发出DFCO被启用并且用于在第一可用机会处启动DFCO的信号324。例如，当车辆22的驾驶员将他们的脚抬离加速器(诸如由踏板位置传感器110感测到)并且DFCO执行模块308已经经由信号322、324启用DFCO时，发动机控制模块34和/或到混合控制模块36的信号324可以启动DFCO。
DFCO可以基于上述参数来实施，并且发动机控制模块34可以关闭喷射器66，从而停止燃料向发动机52的气缸的流动。结果，发动机52在不点火的情况下旋转并且作为空气泵操作。将空气55泵送到高温GPF 74(如本文中变暖的)中自发地导致烧掉GPF 74中积聚的颗粒物质并且在车辆22的正常驾驶循环期间递送被动再生，诸如当车辆22滑行并减速时，其中发动机52通过变速器***48联接到传动系50。
踏板位置传感器110发出表示混合动力总成24上的扭矩请求的信号。虽然发动机52可以在预热之后准备DFCO，但是混合控制模块36判断扭矩控制并最终确定是否维持发动机52的操作，以及扭矩请求是否支持DFCO启动。当扭矩命令足够低并且车辆22的操作支持DFCO时，诸如在滑行期间，启动DFCO，并且过程400继续再生GPF 74。过程400确定412GPF 74上的颗粒负载是否下降到低于再生水平(意味着GPF 74被再生)，以及GPF 74是否低于阈值温度(指示燃尽完成)。DFCO执行模块308监测ΔP传感器108和GPF温度传感器106，并且因此也被供应信号312和318。DFCO执行模块308将信号312、318中的接收值与从数据存储310检索的阈值进行比较以进行确定412。当确定412中的至少一个是否定的时，过程400在DFC0启用411中继续。当两个确定412都是肯定的时，再生完成，并且过程400结束并准备重新启动/开始401。
因此，***和方法提供了一种机构，以被动地再生GPF，而不需要主动再生循环，至少在车辆运行的前4000千米期间，并且当被动再生机会由于动力系的混合布置而可能以其他方式不可用时。一个示例涉及强混合动力应用，其中循环中的减速燃料切断可能不会以其他方式发生，并且如本文所述，例如通过在混合动力控制器将以其他方式仅操作车辆电动机时操作发动机来启动。GPF的状态(即颗粒负载)确定需要启动DFCO。执行DFCO意味着在作为没有燃料的空气泵的情况下使发动机旋转，以将氧气供给到GPF以烧掉烟灰/颗粒。所描述的***和方法在特定的校准发动机操作条件下创造了机会，这允许GPF的循环再生，以避免潜在的Ki因子车辆认证影响。
虽然在前述详细说明书中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细说明书将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的方便的路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其法律等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于实现气体颗粒过滤器的再生的动力总成***，所述动力总成***包括：
排气***，所述排气***包含所述气体颗粒过滤器，所述气体颗粒过滤器配置成从所述动力总成***的排气流收集颗粒物质；
温度传感器，其配置成监测所述气体颗粒过滤器的温度；
负载监测器，其配置成提供指示所述气体颗粒过滤器的颗粒负载的负载输入；以及
至少一个控制器，所述至少一个控制器配置为：
通过将所述负载输入与所存储的值进行比较来确定所述气体颗粒过滤器是否需要所述再生；
当所述确定是所述气体颗粒过滤器需要所述再生时，实现所述气体颗粒过滤器的预热；以及
当从所述温度传感器接收的值满足最小阈值水平时，启动所述再生。
2.根据权利要求1所述的动力总成***，还包括汽油发动机，其中，所述汽油发动机配置成在执行所述再生时在减速燃料切断条件下作为无燃料的空气泵操作。
3.根据权利要求1所述的动力总成***，其中，在启动所述再生之前，所述至少一个控制器配置为：
确定传感器故障是否处于活动，包括对于所述温度传感器和对于所述负载监测器；以及
确定所述气体颗粒过滤器的温度是否高于校准温度，在校准温度下，所述气体颗粒过滤器的再生是可行的。
4.根据权利要求1所述的动力总成***，其中，在启动所述再生之前，所述至少一个控制器配置为：
确定设置有所述动力总成***的车辆的速度是否高于校准速度，其中所述校准速度是所述车辆的减速导致所述气体颗粒过滤器的再生的最小速度。
5.根据权利要求1所述的动力总成***，还包括所述动力总成***中的发动机、控制供应到所述发动机的空气的节气阀以及控制供应到所述发动机的燃料的至少一个喷射器，其中所述至少一个控制器配置成启动所述发动机的操作以通过由所述节气阀的操作和所述至少一个喷射器的操作改变供应到所述发动机的空气/燃料比来以加速所述气体颗粒过滤器的预热。
6.根据权利要求1所述的动力总成***，还包括所述动力总成***中的发动机，以及控制供应到所述发动机的燃料的至少一个喷射器，其中所述至少一个控制器配置成启动所述发动机的操作以通过经由所述至少一个喷射器供应分次喷射来以加速所述气体颗粒过滤器的预热。
7.根据权利要求1所述的动力总成***，还包括：
所述动力总成***中的内燃发动机；
所述动力总成***中的电动机；以及
所述动力总成***中的变速器***，用于将所述内燃机与传动系联接和分离，
其中，所述至少一个控制器配置成在所述气体颗粒过滤器的再生期间通过所述变速器***将所述内燃机与所述传动系联接。
8.一种通过减速燃料切断来实现动力总成***的气体颗粒过滤器的再生的方法，所述方法包括：
通过气体颗粒过滤器从所述动力总成***的排气流收集颗粒物质；
通过温度传感器监测所述气体颗粒过滤器的温度；
通过负载监测器提供所述气体颗粒过滤器的颗粒负载的负载输入；
通过将所述负载输入与存储值进行比较的至少一个控制器来确定所述气体颗粒过滤器是否需要再生；
当所述确定显示所述气体颗粒过滤器需要所述再生时，由所述至少一个控制器实现所述气体颗粒过滤器的预热；以及
当从所述温度传感器接收的值满足最小阈值水平时，由所述至少一个控制器启动所述再生。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：当执行所述再生时，在减速燃料切断条件下，由所述至少一个控制器将汽油发动机作为无燃料的空气泵操作。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在所述动力总成***中提供内燃发动机；
在所述动力总成***中提供电动机；
在所述动力总成***中提供变速器***，所述变速器***用于将所述内燃机与传动系联接和分离；以及
在所述气体颗粒过滤器的再生期间，由所述至少一个控制器通过所述变速器***将所述内燃机与所述传动系联接。
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