[发明专利]一种车辆的GPF再生装置及控制方法

说明书

本公开实施例提供一种车辆的GPF再生装置及控制方法，GPF再生装置包括发动机、三元催化器、颗粒捕集器和发动机控制单元，发动机包括多个气缸，各气缸的排气口通过具有多个排气管路的排气歧管连接至三元催化器的进口，三元催化器的出口与颗粒捕集器的进口连接，三元催化器内设有与多个排气管路一一对应连接的多个催化管路，发动机控制单元用于根据车辆的行驶信息控制正在运行的多个气缸交替处于停缸状态，以使处于停缸状态的气缸排出的新鲜空气和未处于停缸状态的气缸运行产生的废气分别通过对应的排气管路和催化管路进入颗粒捕集器中进行GPF再生。本公开能够实现车辆正常行驶状态下的GPF再生，提高GPF再生控制效率，提高车辆的驾驶性、动力性和经济性。

技术领域

本公开涉及发动机后处理技术领域，具体涉及一种车辆的GPF再生装置及控制方法。

背景技术

国六排放法规相比国五对尾气的颗粒排放物提出了更加严格的要求。现有技术中通常通过在车辆排气系统中增加GPF(Gasoline Particle Filter，汽油机颗粒捕集器)降低颗粒物排放。汽油机尾气排放的碳粒被GPF捕集后在GPF中不断积累，当炭载量积累量超过一定限值时，会堵塞排气管，导致排气背压上升、动力性下降、油耗增加等不利影响，因此,需要发动机创造条件使其高温再生，将GPF中的碳粒高温燃烧掉。

目前，GPF的再生主要包括被动再生和主动再生。被动再生指的是在日常驾驶工况下驾驶员松开加速踏板时，发动机停止供油，大量氧气进入GPF，与吸附在过滤壁面上的颗粒发生氧化反应，从而实现被动再生。车辆被动再生主要受制于发动机的排温，被动再生控制会在一定时间段内使得汽车无法正常使用，严重影响用户体验。GPF主动再生需要刻意干预，主要通过发动机控制单元ECU改变发动机运行转速、混合气的空气过量系数以及点火角等，使得GPF内部温度升高，达到碳粒燃烧的温度边界，从而实现再生，通常发生在特殊工况下。例如，长时间高速+恒速行驶时，ECU发出指令推后点火角，提高尾气温度，再降低空燃比以提供过量氧气，为再生过程创造条件。主动再生控制会因点火效率的降低，使得驾驶性主观感觉变差，动力性、经济性变差；且频繁的主动再生会导致排放及驾驶性的问题。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种车辆的GPF再生装置及控制方法，以解决现有技术中存在的再生控制效率低，驾驶性、动力性、经济性差和用户体验差等技术问题。

为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：

第一方面，本公开实施例提供一种车辆的GPF再生装置，包括发动机、三元催化器、颗粒捕集器和发动机控制单元，所述发动机包括多个气缸，各所述气缸的排气口通过具有多个排气管路的排气歧管连接至所述三元催化器的进口，所述三元催化器的出口与所述颗粒捕集器的进口连接，所述三元催化器内设有与多个所述排气管路一一对应连接的多个催化管路，所述发动机控制单元分别与所述发动机、三元催化器和颗粒捕集器连接，用于根据车辆的行驶信息控制正在运行的多个所述气缸交替处于停缸状态，以使处于停缸状态的所述气缸排出的新鲜空气和未处于停缸状态的所述气缸运行产生的废气分别通过对应的所述排气管路和所述催化管路进入所述颗粒捕集器中进行GPF再生。

在一些实施例中，所述三元催化器内设有第一隔板，以将所述三元催化器的内腔划分为与多个所述排气管路一一对应连接的多个催化管路。

在一些实施例中，所述排气歧管包括与每个所述气缸的排气口一一对应连接的多个排气支管和与所述排气支管连接的汇集管，所述汇集管内设有第二隔板以将所述汇集管的内腔划分与每个所述排气支管一一对应连接的多个排气腔，所述排气支管和所述排气腔连通形成所述排气管路。

在一些实施例中，所述三元催化器内的载体为网格状陶瓷载体或蜂窝状陶瓷载体。

在一些实施例中，所述发动机还包括分别设置在每个所述气缸上的喷油器，所述发动机控制单元分别与每个所述喷油器连接，以控制所述喷油器向对应的气缸中喷油或停止喷油，从而使所述气缸处于运行状态或停缸状态。