用于绕过微粒过滤器的系统和方法与流程

文档序号:12058589阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种设备,其包括:

布置在排气通道中的汽油微粒过滤器,即GPF;

中心旁路通道,其包括布置在所述GPF上游的第一部分和通过所述GPF的中心的第二部分;

收缩锥体,其形成所述排气通道的一部分并且布置在所述第一部分的上游且连接到所述第一部分;

一个或多个外通道,其耦接在所述收缩锥体与所述GPF之间并且与所述中心旁路通道隔开;以及

布置在所述第一部分内的阀。

2.根据权利要求1所述的设备,其中所述阀包括阀板和阀致动器,其中所述阀致动器的至少一部分被布置在所述中心旁路通道的所述第一部分的内部的外部,并且所述阀板被定位在中心旁路通道的所述第一部分的所述内部内。

3.根据权利要求2所述的设备,其中布置在所述中心旁路通道的所述第一部分的内部的外部的所述阀致动器的所述至少一部分被定位在形成在所述中心旁路通道的外壁与所述一个或多个外通道的外壁之间的空间内。

4.根据权利要求1所述的设备,其中所述收缩锥体包括较宽的第一端部和较窄的第二端部,其中所述第一端部耦接到所述排气通道的上游部分并且所述第二端部直接耦接到所述中心旁路通道的所述第一部分的入口。

5.根据权利要求4所述的设备,其中所述收缩锥体包括从所述收缩锥体的所述第一端部到所述第二端部向内成一定角度的壁。

6.根据权利要求4所述的设备,进一步包括形成所述GPF的壳体的一部分并且布置在所述GPF上游和所述中心旁路通道的所述第一部分下游的扩张锥体,其中所述扩张锥体包括耦接到所述中心旁路通道的所述第一部分的外壁的较窄的第一端部和耦接到围绕所述GPF的所述GPF的所述壳体的中心部分的较宽的第二端部。

7.根据权利要求6所述的设备,其中所述一个或多个外通道中的每个都耦接在所述收缩锥体的所述第一端部与所述扩张锥体的所述第二端部之间。

8.根据权利要求6所述的设备,其中所述一个或多个外通道包括在圆周上围绕所述中心通道的外部隔开但在所述收缩锥体上游的所述排气通道或所述GPF的所述壳体的所述中心部分中的一个的外直径内的多个外通道。

9.根据权利要求6所述的设备,其中GPF的所述壳体的所述中心部分围绕所述GPF的过滤器元件形成且封闭所述GPF的所述过滤器元件,并且进一步包括定位在GPF的下游端处的第二收缩锥体,其中所述GPF壳体的所述中心部分耦接在所述扩张锥体与所述第二收缩锥体之间。

10.根据权利要求1所述的设备,其中所述GPF包括中心轴线,并且其中所述中心旁路通道沿着所述中心轴线居中,并且其中所述GPF在圆周上围绕所述中心旁路通道的外周形成。

11.一种方法,其包括:

在第一状况期间,将布置在排气通道的汽油微粒过滤器即GPF上游的中心旁路通道中的阀调节到第一位置,以使来自形成所述中心旁路通道上游的所述排气通道的一部分的收缩锥体的排气流动并且仅流过围绕所述中心旁路通道且将所述GPF的壳体连接到所述收缩锥体的外围通道,其中所述中心旁路通道通过所述GPF的中心;以及

在第二状况期间,将所述阀调节到第二位置,以使来自所述收缩锥体的所述排气的至少一部分流过所述中心旁路通道。

12.根据权利要求11所述的方法,进一步包括在调节所述阀之后,响应于所述GPF两端的压力降调节发动机操作。

13.根据权利要求12所述的方法,其中调节发动机操作包括调节涡轮增压器升压、火花正时和节阀中的一个或多个,并且其中所述压力降基于在所述排气通道中的GPF的上游测量的压力。

14.根据权利要求11所述的方法,其中将所述阀调节到所述第一位置以使来自所述收缩锥体的排气流动并且仅流过所述外围通道包括使排气从所述收缩锥体流到耦接到所述收缩锥体的较宽部分的所述外围通道的入口、使排气流过所述外围通道、使排气流到在所述GPF的壳体内形成所述GPF的入口的扩张锥体中以及使排气流过所述GPF的过滤器元件。

15.根据权利要求11所述的方法,其中将所述阀调节到所述第二位置包括使排气从所述收缩锥体的较宽部分流到直接耦接到所述中心旁路通道的进口的所述收缩锥体的较窄部分,以将排气引导到在所述收缩锥体的收缩内表面之后的所述中心旁路通道中,并且使排气从所述中心旁路通道流到所述GPF下游的所述排气通道的一部分。

16.根据权利要求11所述的方法,其中所述第一状况包括冷起动状况中的一个或多个,所述冷起动状况包括发动机温度低于阈值温度、所述GPF的主动再生事件和车辆加速度超过阈值水平。

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述第二状况包括下面的所述冷起动状况中的一个或多个,即:当所述发动机温度处于或高于所述阈值温度时、或当车辆加速度没有超过所述阈值水平时以及没有发生所述GPF的所述主动再生事件。

18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第一位置为完全关闭的位置并且所述第二位置为完全打开的位置,并且进一步包括:在第三状况期间,将所述阀调节到第三位置,其中所述第三位置在所述第一位置与所述第二位置之间,其中所述第三状况包括在所述GPF的主动再生事件期间,并且其中所述第三位置基于所述GPF的温度和期望的所述GPF的再生温度。

19.一种系统,其包括:

汽油微粒过滤器,即GPF,其被布置在排气通道中并且具有中心轴线;

三元催化剂,其被布置在所述GPF上游的所述排气通道中;

中心旁路通道,其包括布置在所述GPF上游的第一部分和通过围绕所述中心轴线形成的所述GPF的中心孔的第二部分;

收缩锥体,其形成所述三元催化剂的壳体的下游部分并且连接到所述中心旁路通道的所述第一部分;

扩张锥体,其形成所述GPF的壳体的上游部分并且布置在所述中心旁路通道的所述第一部分的入口下游;

多个外围通道,其被定位在所述收缩锥体与所述扩张锥体之间并且与所述中心通道隔开;

阀,其被布置在所述中心旁路通道的所述第一部分内;以及

带有计算机可读指令的控制器,用于:

调节所述阀的位置以调节流过所述外通道并且流过所述GPF的排气的百分比以及响应于调节所述阀的位置并且基于所述GPF上游的压力调节发动机操作。

20.根据权利要求19所述的系统,其中所述阀包括布置在所述中心旁路通道的所述第一部分内的阀板和阀致动器,其中所述阀致动器的至少一部分在所述中心旁路通道的所述第一部分的外部,并且其中调节所述阀的位置包括增加所述阀的打开量以减小流过所述外通道和流过所述GPF的排气的百分比以及减小所述阀的打开量以增加流过所述外通道并且流过所述GPF的排气的百分比。

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