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1、(10)申请公布号 CN 102979608 A (43)申请公布日 2013.03.20 CN 102979608 A *CN102979608A* (21)申请号 201110425132.5 (22)申请日 2011.12.16 10-2011-0088982 2011.09.02 KR F01N 9/00(2006.01) (71)申请人 现代自动车株式会社 地址 韩国首尔 (72)发明人 金兑昱 李津夏 (74)专利代理机构 北京戈程知识产权代理有限 公司 11314 代理人 程伟 王锦阳 (54) 发明名称 防止损害适用于气缸停用的车辆中汽油颗粒 过滤器的方法 (57) 摘要 本发。
2、明涉及防止损害适用于气缸停用的车辆 中汽油颗粒过滤器的方法。一种防止损害适用于 气缸停用 (CDA) 的车辆的汽油颗粒过滤器 (GPF) 的方法， 可以包括 ： 监测 GPF 压力差的步骤， 该步 骤测量所述 GPF 的压力差并且根据测量的 GPF 的 压力差确定所述 GPF 中烟尘的积累量 ； 比较压力 差的步骤， 该步骤将测量的 GPF 的压力差与预定 再生压力差进行比较 ； 计算 GPF 温度的步骤， 对于 每个 CDA 模式该步骤基于烟尘的积累量和排放气 体的平均氧气浓度根据所述每个 CDA 模式计算所 述 GPF 中的温度 ； 以及设置 CDA 模式的步骤， 该 步骤基于计算的温度和。
3、为了防止损害所述 GPF 而 建立的预定温度而确定 CDA 操作可用的气缸的数 量。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种防止损害适用于气缸停用的车辆的汽油颗粒过滤器的方法， 所述方法包括 ： 监测汽油颗粒过滤器压力差的步骤， 该步骤测量所述汽油颗粒过滤器的压力差并且根 据测量的汽油颗粒过滤器的压力差确定所述汽油颗粒过滤器中烟尘的积累量 ； 比较压力差的步骤， 该步骤将测量的汽油颗粒过滤器的压力差与预定。
4、再生压力差进行 比较 ； 计算汽油颗粒过滤器温度的步骤， 对于每个气缸停用模式该步骤基于烟尘的积累量和 排放气体的平均氧气浓度根据所述每个气缸停用模式计算所述汽油颗粒过滤器中的温度 ； 以及 设置气缸停用模式的步骤， 该步骤基于计算的温度和为了防止损害所述汽油颗粒过滤 器而建立的预定温度而确定气缸停用操作可用的气缸的数量。 2. 根据权利要求 1 所述的防止损害适用于气缸停用的车辆的汽油颗粒过滤器的方法， 其中， 所述设置气缸停用模式的步骤对气缸停用模式进行设置， 从而使得所述汽油颗粒过 滤器的温度等于或者低于预定温度。 3. 根据权利要求 1 所述的防止损害适用于气缸停用的车辆的汽油颗粒过滤。
5、器的方法， 进一步包括 ： 启动汽油颗粒过滤器再生的步骤， 该步骤在所述设置气缸停用模式的步骤之后启动所 述汽油颗粒过滤器的再生 ； 确定超限运行起点的步骤， 该步骤在所述汽油颗粒过滤器再生时确定所述车辆是否已 经进入超限运行状况 ； 确定汽油颗粒过滤器再生的完成的步骤， 如果所述车辆还未进入所述超限运行状况， 那么该步骤将所述汽油颗粒过滤器中的压力差与再生完成压力差进行比较 ； 以及 完成汽油颗粒过滤器再生的步骤， 当在所述确定汽油颗粒过滤器再生的完成的步骤中 所述汽油颗粒过滤器中的压力差低于再生完成压力差时， 所述完成汽油颗粒过滤器再生的 步骤完成所述汽油颗粒过滤器的再生。 4. 根据权利。
6、要求 3 所述的防止损害适用于气缸停用的车辆的汽油颗粒过滤器的方法， 进一步包括 ： 停止气缸停用操作的步骤， 如果所述车辆已经进入所述超限运行状况， 那么该步骤终 止所述汽油颗粒过滤器的再生， 终止气缸停用操作并且返回至所述比较压力差的步骤。 5. 根据权利要求 2 所述的防止损害适用于气缸停用的车辆的汽油颗粒过滤器的方法， 其中， 所述预定温度是大约 1250。 权 利 要 求 书 CN 102979608 A 2 1/5 页 3 防止损害适用于气缸停用的车辆中汽油颗粒过滤器的方法 0001 与相关申请的交叉引用 0002 本申请要求 2011 年 9 月 2 日提交的韩国专利申请第 10。
7、-2011-0088982 号的优先 权， 上述申请的全部内容结合于此用于这种引用的所有目的。 技术领域 0003 本发明涉及一种用于防止损害汽油发动机的汽油颗粒过滤器 (GPF) 的方法， 尤其 涉及一种防止损害适用于气缸停用 (CDA) 的车辆中的 GPF 的方法， 该方法确定适用于 CDA 的汽油发动机的气缸数量， 从而通过使用 GPF 的内部温度条件而防止损害 GPF。 背景技术 0004 近来， 随着对发动机输出和效率的要求增加， 甚至对于汽油发动机也使用直接将 燃料喷射进入气缸的汽油直接喷射 (GDI) 式发动机。 0005 除了GDI发动机之外， 在涡轮增压汽油直接喷射(T-GD。
8、I)发动机中， 由于燃烧室中 不完全燃烧段的增加， 颗粒材料 (PM) 的产生成为一个问题， 这是由于在 GDI 发动机上安装 涡轮增压器而造成的。 0006 已经针对安装汽油颗粒过滤器 (GPF) 进行了研究， 所述汽油颗粒过滤器起到的作 用与在柴油发动机中使用以消除产生 PM 问题的烟尘过滤器相同。然而， 因为汽油车辆以一 定化学计量比运行， 当在过滤器中积累的 PM 再生时由于排放气体中的氧气不足而难以重 新使用该烟尘过滤器， 从而导致需要大量时间来使得烟尘过滤器再生。 0007 同时， 在适用于一种技术的气缸停用 (CDA) 发动机中， 该技术通过停止对多个气 缸的一些气缸的燃料供给而。
9、提供非运行时期从而改进减速或低速行驶中的燃料效率， 通过 不供给燃料的气缸排放的空气通过排气歧管排放至外部。 通过不供给燃料的气缸排放的空 气包含与大气比率相同的氧气， 因为其并未经过燃烧。 0008 问题在于， 包含大量氧气的空气通过排气管线排放至外部时， 空气中的氧气由于 加速 PM 的氧化而损害 GPF。 0009 同时， 作为相关技术， KR 10-2009-0063944A 和 KR10-2009-0126619A 中已经公开 了用于去除 GDI 发动机中的 PM 的技术以及关于 CDA 发动机的技术。 0010 公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解， 。
10、而 不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技 术。 发明内容 0011 本发明的各个方面涉及提供一种防止损害车辆中的汽油颗粒过滤器 (GPF) 的方 法， 所述车辆具有适用于气缸停用 (CDA) 的汽油发动机。 0012 根据本发明的各个方面的示例性方法可以包括 ： 监测 GPF 压力差的步骤， 该步骤 测量所述 GPF 的压力差并且根据测量的 GPF 的压力差确定所述 GPF 中烟尘的积累量 ； 比较 说 明 书 CN 102979608 A 3 2/5 页 4 压力差的步骤， 该步骤将测量的GPF的压力差与预定再生压力差进行比较 ； 计算GPF温度的 步。
11、骤， 对于每个 CDA 模式该步骤基于烟尘的积累量和排放气体的平均氧气浓度根据所述每 个CDA模式计算所述GPF中的温度 ； 以及设置CDA模式的步骤， 该步骤基于计算的温度和为 了防止损害所述 GPF 而建立的预定温度而确定 CDA 操作可用的气缸的数量。 0013 所述设置 CDA 模式的步骤可以对 CDA 模式进行设置， 从而使得所述 GPF 的温度等 于或者低于预定温度。所述预定温度可以是大约 1250。 0014 所述方法可以进一步包括 ： 启动GPF再生的步骤， 该步骤在所述设置CDA模式的步 骤之后启动所述GPF的再生 ； 确定超限运行起点的步骤， 该步骤在所述GPF再生时确定所。
12、述 车辆是否已经进入超限运行状况 ； 确定 GPF 再生的完成的步骤， 如果所述车辆还未进入所 述超限运行状况， 那么该步骤将所述 GPF 中的压力差与再生完成压力差进行比较 ； 以及完 成 GPF 再生的步骤， 当在所述确定 GPF 再生的完成的步骤中所述 GPF 中的压力差低于再生 完成压力差时， 所述完成 GPF 再生的步骤完成所述 GPF 的再生。 0015 而且， 所述方法可以进一步包括停止 CDA 操作的步骤， 如果所述车辆已经进入所 述超限运行状况， 那么该步骤终止所述GPF的再生， 终止CDA操作并且返回至所述比较压力 差的步骤。 0016 根据具有本发明的配置的防止损害适用于。
13、 CDA 的车辆中的 GPF 的方法， 通过基于 GPF的压力差和温度而确定待停止的气缸的数量， 当GPF在适用于CDA的车辆中再生时可以 阻止 GPF 暴露于高温并受到损害。 0017 此外， 可以使得燃料效率达到最高程度， 因为通过防止损害 GPF 而总是可以进行 再生， 从而可以保持车辆的性能。 0018 通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实 施方式， 本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐 明。 附图说明 0019 图 1 是一种系统的示意图， 用于防止损害汽油颗粒过滤器 (GPF) 的本发明的示例 性方法应用于该系统。 0。
14、020 图 2 是示出了根据本发明的各个方面的防止损害适用于 CDA 的车辆中的 GPF 的示 例性方法的流程图。 0021 图3是显示了在本发明的示例性方法中使用的相对于GPF压力差的烟尘积累量的 曲线图。 0022 图4是显示了在本发明的示例性方法中使用的相对于烟尘积累量的GPF的内部温 度以及每个 CDA 模式的平均氧气浓度的曲线图。 0023 图 5 是显示了在本发明的示例性方法中使用的根据 CDA 操作的平均氧气浓度的 图。 0024 应理解的是， 附图呈现了阐述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表 示， 从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征， 包括例如特。
15、定尺 寸、 定向、 位置以及形状， 将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。 0025 在附图中， 附图标记在全部的几个附图中表示本发明的相同或者等效的部分。 说 明 书 CN 102979608 A 4 3/5 页 5 具体实施方式 0026 现在将详细地参考本发明的各个实施方案， 这些实施方案的实例被显示在附图中 并描述如下。 尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述， 但是应当意识到， 本说明书 并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反， 本发明旨在不但覆盖这些示例性实 施方案， 而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种 选择形式、 修改形式、 。
16、等价形式及其它实施方案。 0027 在下文中参考附图对根据本发明的各个实施例的防止损害适用于气缸停用 (CDA) 的车辆中的汽油颗粒过滤器 (GPF) 的方法进行具体描述。 0028 参考图1， 根据本发明的各个实施例的防止损害适用于CDA的车辆中的GPF的方法 应用于装备有三元催化转化器 20 和 GPF 30 的发动机系统， 三元催化转化器 20 和 GPF 30 在汽油直接喷射 (GDI) 或涡轮增压汽油直接喷射 (T-GDI) 式 CDA 发动机 10 之后布置在排 气管线中。 0029 如图 2 中所示， 监测 GPF 压力差的步骤 S110 周期性地测量 GPF 30 的前端和后端。
17、 处的压力， 并且通过对压力进行比较而连续计算 GPF 中的压力差。GPF 30 中烟尘的积累量 和 GPF 中的压力差是成比例的， 如图 3 中所示。监测 GPF 中的压力差， 作为间接测量 GPF 30 中烟尘的积累量的方法。 0030 比较压力差的步骤 S120 将在监测 GPF 压力差的步骤 S110 中测量的 GPF 30 中的 压力差与预定再生压力差进行比较。也就是说， 当 GPF 压力差等于或者大于预定值并且在 GPF 30中积累了过量烟尘的时候， GPF 30的效率和排气效率降低， 从而需要对GPF 30进行 再生， 这需要以下过程。当 GPF 30 的压力差等于或小于预定值时。
18、， 在 GPF 30 中积累的烟尘 的量较小， 不需要对 GPF 30 进行再生。重复地对 GPF 30 的压力差和预定再生压力差进行 比较。 0031 计算 GPF 温度的步骤 S130 计算每个 CDA 模式中 GPF 30 的内部温度。其是通过以 下方式完成的 ： 首先将通过监测 GPF 压力差的步骤 S110 获取的 GPF 30 的压力差置于图 3 中以获得烟尘的相应积累量， 然后基于烟尘的积累量和氧气浓度根据每个 CDA 模式使用图 4 的曲线图以推断 GPF 30 的内部温度。 0032 基于推断的 GPF 30 的内部温度， 设置 CDA 模式的步骤 S140 确定待停止的气缸。
19、的 数量， 同时保持GPF 30在一定温度下或者低于该温度运行， 若高于该温度则GPF 30会受到 损害。这样的温度典型地为大约 1250。在各个实施例中， 该温度被设置为 1250。将会 认识到， 该温度的值可以根据 GPF 的材料和结构而变化。 0033 通过使用在图 3 至图 5 中示出的例子而对计算 GPF 温度的步骤 S130 和设置 CDA 模式的步骤 S140 进行具体描述。 0034 图 3 和图 4 显示了从积累的实验值获取的经验数据， 图 5 显示了在四缸发动机中 根据 CDA 模式的平均氧气浓度。也就是说， 在图 5 中， 因为大多数氧气被用于在运行中的气 缸中燃烧， 浓。
20、度为大约 1， 并且在停止的气缸中的氧气浓度为大约 21， 这与氧气在大气 中的浓度相同， 它们的算术平均是根据每个 CDA 模式的平均氧气浓度。 0035 在图 3 中， 示例性地说明了 GPF 30 的压力差是 20kPa(a)、 25kPa(b) 和 30kPa(c)。 当 GPF 30 的压力差是 20kPa 时， 能够实现 CDA 操作， 从而使得燃料不供给至四缸发动机中 说 明 书 CN 102979608 A 5 4/5 页 6 的三个气缸， 但是当 GPF 30 的压力差是 30kPa 时， 气缸都不能停止， 当 GPF 30 的压力差是 25kPa 时， 仅有一个气缸能够停止。
21、。 0036 首先， 当由图 3 中的 (a) 指示的 GPF 30 的压力差为 20kPa 时， 烟尘的积累量是大 约 5.5g/L。在图 4 中， 当烟尘的积累量是 5.5g/L 时， 描述了根据氧气浓度的 GPF 30 的温 度。即使在 CDA 以最高水平运行的情况下平均氧气浓度为 16， 因为 GPF 30 的温度为大 约 1100， 所以甚至能够实现根据车辆中所需输出而停止三个气缸的 CDA-3 模式。也就是 说， 在装备有四缸发动机的车辆中， 在不需要大量输出时， 例如减速、 低速行驶或下坡行驶， 可以最多停止三个气缸。 0037 当在图3中由(b)指示的GPF 30的压力差为25。
22、kPa时， 烟尘的积累量为大约7.5g/ L， 可以根据图 4 和图 5 停止一个气缸， 但是也可以停止两个或更多气缸。也就是说， 如图 4 中的 (b-1) 所示， 当氧气浓度为 6时， GPF 30 的内部温度为大约 1000， 从而可以停止一 个气缸， 但是如 (b-2) 所示， 当氧气浓度为 11时， GPF 30 的温度超过大约 1250， 从而不 可能停止两个或更多气缸。 0038 同时， 当在图 3 中由 (c) 指示的 GPF 30 的压力差为 30kPa 时， 烟尘的积累量为大 约 9g/L， 其中如图 4 中的 (c) 所示， 即使只有一个气缸停止， 温度也会超过 1250。
23、GPF 30 的临界温度， 从而不能应用 CDA 模式。 0039 回来参考图2， 在设置CDA模式之后， 执行启动GPF再生的步骤S150， 该步骤对GPF 进行再生。当烟尘继续在 GPF 30 中积累时， GPF30 的性能降低， 从而通过加热烟尘使其氧 化而执行再生， 当积累的烟尘等于或多于预定量时通过使用后喷射以将 GPF 30 的温度升 高至预定温度或以上。 0040 当发动机运行而 GPF 30 再生时， 确定超限运行起点的步骤 S160 确定是否已经进 入超限运行状况。 也就是说， 由于在CDA模式中发动机10的输出受到一些气缸停止的限制， 在加速、 中速或更快行驶、 或者上坡时。
24、， 而不是在车辆减速、 以低速行驶或下坡行驶的时候， 必须通过将燃料供给进入所有气缸而从发动机 10 引导充分的输出。因此， 必须通过周期性 地确定车辆是否进入超限运行而确定 CDA 是否停止。 0041 当在确定超限运行起点的步骤 S160 中确定车辆已经进入超限运行时， 必须停止 CDA 操作 (S170) 并且将燃料供给进入所有气缸， 从而使得发动机 10 产生充足的输出。 0042 当在确定超限运行起点的步骤 S160 中确定车辆还没有进入超限运行时， 执行确 定 GPF 再生的完成的步骤 S180， 该步骤确定是否完成 GPF 30 的再生。 0043 确定 GPF 再生的完成的步骤。
25、 S180 将 GPF 中的压力差与期望再生完成压力差进行 比较， 并且在确定 GPF 中的压力差低于期望再生完成压力差时完成 GPF 30 的再生， 这意味 着 GPF 30 已经充足地再生。 0044 当确定 GPF 再生的完成的步骤 S180 中 GPF 中的压力差高于期望再生完成压力差 时， GPF 30 的再生继续， 直到 GPF 中的结果压力差低于期望再生完成压力差。在 GPF 30 的 再生过程中， 确定超限运行起点的步骤 S160 和随后步骤是周期性重复执行的。 0045 为了便于在所附权利要求中解释和精确定义， 术语前或后等等用于参考在图中所 示的示例性实施方案的特征的位置来。
26、对这些特征进行描述。 0046 前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。 前面 的描述并不想要成为毫无遗漏的， 也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式， 显然， 根 说 明 书 CN 102979608 A 6 5/5 页 7 据上述教导很多改变和变化都是可能的。 选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发 明的特定原理及其实际应用， 从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各 种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。 本发明的范围意在由所附权利要求书及 其等效形式所限定。 说 明 书 CN 102979608 A 7 1/4 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102979608 A 8 2/4 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102979608 A 9 3/4 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102979608 A 10 4/4 页 11 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102979608 A 11 。