專(zhuān)利名稱(chēng)：排放氣體后處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排放氣體后處理系統(tǒng)，其配備有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體中所包含的微粒物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾的汽油微粒過(guò)濾器(GPF)。
背景技術(shù)：
通常而言，諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油直接噴射(GDI)發(fā)動(dòng)機(jī)使空氣流入氣缸內(nèi)，并且將燃料直接噴射到氣缸內(nèi)，并且一定量的微粒物質(zhì)隨著排放氣體被排放。安裝汽油微粒過(guò)濾器(GPF)以減少微粒物質(zhì)。在汽油微粒過(guò)濾器設(shè)置在排放管線(xiàn)上的情況下，排放管線(xiàn)的背壓增大，輸出減小，并且燃料消耗增大。公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種排放氣體后處理系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)對(duì)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的排放氣體中所包含的微粒物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾的汽油微粒過(guò)濾器而使得燃料消耗增幅和輸出減幅降低。排放氣體后處理系統(tǒng)可以包括排放管線(xiàn)，所述排放管線(xiàn)用于使從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的排放氣體通過(guò)；汽油微粒過(guò)濾器，所述汽油微粒過(guò)濾器設(shè)置在所述排放管線(xiàn)上，以對(duì)排放氣體中所包含的有害物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾；旁路管線(xiàn)，所述旁路管線(xiàn)設(shè)置在所述排放管線(xiàn)上，從而使排放氣體繞過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器；以及控制部分，所述控制部分檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的駕駛條件， 并且根據(jù)所檢測(cè)到的駕駛條件使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器或者使排放氣體繞過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。主氣門(mén)可以設(shè)置在所述汽油微粒過(guò)濾器的上游側(cè)處，以便選擇性地切斷流入所述汽油微粒過(guò)濾器的排放氣體，并且所述控制部分關(guān)閉所述主氣門(mén)，從而使排放氣體通過(guò)所述旁路管線(xiàn)。旁路氣門(mén)可以設(shè)置在所述旁路管線(xiàn)上，以便選擇性地切斷通過(guò)所述旁路管線(xiàn)的排放氣體。如果執(zhí)行加熱邏輯操作(heating logic)時(shí)，所述控制部分可以使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器，從而對(duì)所述汽油微粒過(guò)濾器進(jìn)行加熱。所述控制部分可以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，并且如果所述旋轉(zhuǎn)速度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。所述控制部分可以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑溫度，并且如果所述冷卻劑溫度低于預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。所述控制部分可以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油溫度，并且如果所述燃油溫度低于預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。所述控制部分可以檢測(cè)車(chē)輛的速度，并且如果該速度高于預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。如果用于對(duì)所述汽油微粒過(guò)濾器進(jìn)行加熱的加熱邏輯操作不執(zhí)行，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度低于預(yù)定值，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑溫度高于預(yù)定值，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油溫度高于預(yù)定值，并且如果車(chē)輛的速度低于預(yù)定值，那么所述控制部分可以使排放氣體通過(guò)所述旁路管線(xiàn)而不通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的排放氣體后處理系統(tǒng)中，所產(chǎn)生的排放氣體根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的駕駛條件而選擇性地通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器，從而降低了燃料消耗，抑制了輸出惡化。通過(guò)納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說(shuō)明本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更為具體地變得清楚或得以闡明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性排放氣體后處理系統(tǒng)的示意圖。圖2為用于控制根據(jù)本發(fā)明的示例性排放氣體后處理系統(tǒng)的流程圖。圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性排放氣體后處理系統(tǒng)中的排放氣體中所包含的微粒量的圖表。圖4為顯示發(fā)動(dòng)機(jī)駕駛條件和根據(jù)本發(fā)明的示例性排放氣體后處理系統(tǒng)中的汽油微粒過(guò)濾器(GPF)的關(guān)系的圖表。圖5為顯示燃料消耗量和根據(jù)本發(fā)明的示例性排放氣體后處理系統(tǒng)中的汽油微粒過(guò)濾器(GPF)的關(guān)系的圖表。圖6為顯示冷卻劑溫度和根據(jù)本發(fā)明的示例性排放氣體后處理系統(tǒng)中的排放氣體中所包含的微粒量的關(guān)系的圖表。應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發(fā)明的基本原理的圖示性的各種特征的略微簡(jiǎn)化的畫(huà)法。本文所公開(kāi)的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來(lái)確定。在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標(biāo)記引用本發(fā)明的同樣的或等同的部分。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)地參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的實(shí)例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本說(shuō)明書(shū)并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。參考圖1，示例性排放氣體后處理系統(tǒng)可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)100、排放管線(xiàn)110、汽油微粒過(guò)濾器(GPF) 130、旁路管線(xiàn)140、主氣門(mén)120、旁路氣門(mén)150和控制部分160。從發(fā)動(dòng)機(jī)100排放的排放氣體通過(guò)排放管線(xiàn)110，并且汽油微粒過(guò)濾器130對(duì)排放氣體中所包含的微粒物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾。發(fā)動(dòng)機(jī)100為汽油直接噴射型，并且將燃料直接噴射到氣缸內(nèi)。旁路管線(xiàn)140設(shè)置為繞開(kāi)排放管線(xiàn)110上的汽油微粒過(guò)濾器130，并且旁路氣門(mén) 150可以設(shè)置在旁路管線(xiàn)140上。旁路管線(xiàn)140從GPF130的上游側(cè)的排放管線(xiàn)分叉，以便匯入GPF130的下游側(cè)的排放管線(xiàn)。另外，主氣門(mén)120設(shè)置在汽油微粒過(guò)濾器130的上游側(cè)的排放管線(xiàn)110上，從而選擇性地切斷流經(jīng)氣體微粒過(guò)濾器130的排放氣體。相應(yīng)地，如果通過(guò)控制部分160使主氣門(mén)120關(guān)閉并且使旁路氣門(mén)150打開(kāi)，則通過(guò)排放管線(xiàn)Iio的排放氣體流經(jīng)旁路管線(xiàn)140而非排放管線(xiàn)的汽油微粒過(guò)濾器130。另外，如果通過(guò)控制部分160使主氣門(mén)120打開(kāi)并且使旁路氣門(mén)150關(guān)閉，則流經(jīng)排放管線(xiàn)110的排放氣體通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器130而非旁路管線(xiàn)140。具體而言，在排放氣體通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器130的情況下，存在的問(wèn)題在于排放氣體的壓力增大，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出惡化，并且燃料消耗增大。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，控制部分160根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的駕駛條件(driving condition)選擇性地使排放氣體通過(guò)旁路管線(xiàn)140，從而防止燃料消耗增大，并防止發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出惡化。控制部分160執(zhí)行用于對(duì)汽油微粒過(guò)濾器130進(jìn)行加熱的加熱邏輯操作，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)100處于寒冷狀態(tài)時(shí)有效地對(duì)排放氣體進(jìn)行凈化，并且控制部分160檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100 的旋轉(zhuǎn)速度、冷卻劑溫度和燃油溫度。參考圖2，在步驟S200中控制開(kāi)始，并且在步驟S210中發(fā)動(dòng)機(jī)100起動(dòng)。在步驟S220中，確定是否執(zhí)行用于對(duì)氧化催化劑(oxidation catalyst)或GPF 進(jìn)行加熱的加熱邏輯操作。催化劑包括汽油微粒過(guò)濾器，并且可以包括設(shè)置在排放管線(xiàn)上的所有催化劑。如果在步驟S220中執(zhí)行用于對(duì)催化劑進(jìn)行加熱的邏輯操作，則在步驟S280 中控制部分使排放氣體通過(guò)汽油為了過(guò)濾器(130，GPF)。在步驟S230中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)100的旋轉(zhuǎn)速度(RPM)是否高于預(yù)定值。如果RPM超過(guò)預(yù)定值，則在步驟S280中控制部分使排放氣體通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器130。在步驟S240中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)100的冷卻劑溫度是否低于預(yù)定值。如果冷卻劑溫度低于預(yù)定值，則在步驟S280中控制部分使排放氣體通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器。在步驟S250中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)100的燃油溫度是否低于預(yù)定值。如果燃油溫度低于預(yù)定值，則在步驟S280中控制部分使排放氣體通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器130。在步驟S260中，確定車(chē)輛速度是否高于預(yù)定值。如果車(chē)輛速度超過(guò)預(yù)定值，則在步驟S280中排放氣體通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器130。如果在步驟S220、S230、S240、S250和S260中，未執(zhí)行用于催化劑的加熱邏輯操
作，發(fā)動(dòng)機(jī)100的旋轉(zhuǎn)速度低于預(yù)定值，冷卻劑溫度高于預(yù)定值，燃油溫度高于預(yù)定值，并且車(chē)輛速度低于預(yù)定值，那么在步驟S270中，控制部分使排放氣體通過(guò)旁路管線(xiàn)140，從而使排放氣體不通過(guò)汽油微粒過(guò)濾器130。相應(yīng)地，排放氣體的背壓降低，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出不會(huì)惡化，燃料消耗降低。
參考圖3，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示排放氣體中所包含的微粒物質(zhì)(PM)的量、冷卻劑溫度、燃油溫度、催化劑(汽油微粒過(guò)濾器)溫度和排放溫度。如圖所示，排放氣體中所包含的微粒物質(zhì)的量與冷卻劑溫度、燃油溫度、催化劑溫度和排放氣體溫度相關(guān)。具體而言，冷卻劑溫度越低，則微粒物質(zhì)的量越多；并且燃油溫度越低，則微粒物質(zhì)的量越多。而且，催化劑和排放氣體的溫度越低，則微粒物質(zhì)的量越多。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)100的旋轉(zhuǎn)速度與車(chē)輛速度相關(guān)，旋轉(zhuǎn)速度和車(chē)輛速度越高，則微粒物質(zhì)的量越大。參考圖4，橫軸表示發(fā)動(dòng)機(jī)100的旋轉(zhuǎn)速度，縱軸表示動(dòng)力和扭矩。TWC表示三種方式的催化轉(zhuǎn)化器，GPF表示汽油微粒過(guò)濾器130，空表示不存在催化劑，并且2X和3X表示催化劑的量。如圖所示，如果排放氣體通過(guò)覆蓋有催化劑的汽油微粒過(guò)濾器130，則發(fā)動(dòng)機(jī)100 的輸出和扭矩減小。參考圖5，橫軸顯示三種方式的催化轉(zhuǎn)化器(TWC)和汽油微粒過(guò)濾器(GPF)的組合，并且縱軸表示單位燃料消耗量。再次，空表示不存在催化劑，并且2X和3X顯示催化劑的量。如圖所示，隨著采用汽油微粒過(guò)濾器130或者隨著催化劑的量增大，單位燃料消
耗量增大。參考圖6，橫軸表示時(shí)間，并且縱軸表示根據(jù)燃料的噴射條件的冷卻劑溫度和PM的量。如圖所示，排放氣體中所包含的微粒物質(zhì)的量根據(jù)冷卻劑溫度和燃料噴射條件而以不同方式分布。具體而言，冷卻劑溫度越低，排放氣體中所包含的微粒物質(zhì)的量越大。為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語(yǔ)“下”和其它術(shù)語(yǔ)被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來(lái)描述示例性實(shí)施方式的特征。前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說(shuō)明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無(wú)遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開(kāi)的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種排放氣體后處理系統(tǒng)，包括排放管線(xiàn)，所述排放管線(xiàn)用于使從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的排放氣體通過(guò)；汽油微粒過(guò)濾器，所述汽油微粒過(guò)濾器設(shè)置在所述排放管線(xiàn)上，以對(duì)排放氣體中所包含的有害物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾；旁路管線(xiàn)，所述旁路管線(xiàn)設(shè)置在所述排放管線(xiàn)上，從而使排放氣體繞過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器；以及控制部分，所述控制部分檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的駕駛條件，并且根據(jù)所檢測(cè)到的駕駛條件使排放氣體通過(guò)或者繞過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中主氣門(mén)設(shè)置在所述汽油微粒過(guò)濾器的上游側(cè)處，以便選擇性地切斷流入所述汽油微粒過(guò)濾器的排放氣體，并且所述控制部分關(guān)閉所述主氣門(mén)，從而使排放氣體通過(guò)所述旁路管線(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中旁路氣門(mén)設(shè)置在所述旁路管線(xiàn)上，以便選擇性地切斷通過(guò)所述旁路管線(xiàn)的排放氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中如果執(zhí)行加熱邏輯操作時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器，從而對(duì)所述汽油微粒過(guò)濾器進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中所述控制部分檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，并且如果所述旋轉(zhuǎn)速度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器ο
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中所述控制部分檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑溫度，并且如果所述冷卻劑溫度低于預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中所述控制部分檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油溫度，并且如果所述燃油溫度低于預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器ο
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中所述控制部分檢測(cè)車(chē)輛的速度， 并且如果該速度高于預(yù)定值時(shí)，所述控制部分使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排放氣體后處理系統(tǒng)，其中如果用于對(duì)所述汽油微粒過(guò)濾器進(jìn)行加熱的加熱邏輯操作不執(zhí)行，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度低于預(yù)定值，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑溫度高于預(yù)定值，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油溫度高于預(yù)定值，并且如果車(chē)輛的速度低于預(yù)定值， 那么所述控制部分能夠使排放氣體通過(guò)所述旁路管線(xiàn)而不通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種排放氣體后處理系統(tǒng)，其可以包括排放管線(xiàn)，所述排放管線(xiàn)用于使從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的排放氣體通過(guò)；汽油微粒過(guò)濾器，所述汽油微粒過(guò)濾器設(shè)置在所述排放管線(xiàn)上，以對(duì)排放氣體中所包含的有害物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾；旁路管線(xiàn)，所述旁路管線(xiàn)設(shè)置在所述排放管線(xiàn)上，從而使排放氣體繞過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器；以及控制部分，所述控制部分檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的駕駛條件，并且根據(jù)所檢測(cè)到的駕駛條件使排放氣體通過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器或者使排放氣體繞過(guò)所述汽油微粒過(guò)濾器。
文檔編號(hào)F01N9/00GK102477893SQ20111020804
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者崔茂瑩 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社