[發(fā)明專利]基于電加熱顆粒過濾器區(qū)的燃料后噴系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010114772.X
• 申請日: 2010-02-20
• 公開（公告）號: CN101915145A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設計）人: E·V·岡策;M·J·小帕拉托爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環(huán)球科技運作公司
• 主分類號: F01N3/025
• 分類號: F01N3/025;F01N3/027
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;譚祐祥

相關申請的交叉引用

本申請要求2009年2月18日提交的美國臨時申請NO.61/153,457的受益權。通過引用在本文中引入以上申請的公開內容。

技術領域

本發(fā)明涉及內燃發(fā)動機的發(fā)動機控制系統(tǒng)，更具體地涉及顆粒過濾器再生系統(tǒng)。

背景技術

本部分的陳述僅提供與本公開相關的背景信息，有可能并不構成現有技術。

發(fā)動機，例如柴油發(fā)動機，產生顆粒物質(PM)，其通過例如壁流PM過濾器的PM過濾器從排氣中濾出。PM過濾器布置在發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中。PM過濾器減少燃燒期間產生的PM的排放。

隨著時間的流逝，PM過濾器會變滿。在再生期間，PM可在PM過濾器內燃燒。再生可涉及將PM過濾器加熱到PM的燃燒溫度。存在多種執(zhí)行再生的方法，包括修改發(fā)動機管理、利用燃料燃燒器、利用催化氧化器來借助燃料后噴提高排氣溫度、利用電阻加熱線圈以及/或者利用微波能量。電阻加熱線圈通常布置成與PM過濾器接觸以允許通過傳導和對流進行加熱。

可利用排氣加熱技術或利用電加熱技術進行再生。排氣加熱技術是指例如通過燃料后噴加熱排氣。在發(fā)動機的燃燒循環(huán)期間，空氣/燃料混合物被壓縮并在發(fā)動機的氣缸內被點燃。為了穩(wěn)健性并利于再生，可在燃燒循環(huán)期間并在空氣/燃料混合物點燃之后將燃料噴射到氣缸內或者噴射到排氣流中。此外或可替代地可將燃料噴射到排氣流中或排氣系統(tǒng)中。當在點火期間或點火之后以及/或者燃燒循環(huán)的排氣沖程期間或之后被引入時，稱為后噴(PI)燃料的噴射燃料與排氣混合并被布置在排氣系統(tǒng)中的氧化催化劑氧化。由催化劑中的氧化反應釋放的熱使排氣系統(tǒng)升溫，這利于PM過濾器中顆粒的點燃。

電加熱技術是指電加熱進入PM過濾器的排氣?？稍赑M過濾器的上游布置一個或多個電線圈，并可啟用所述線圈以加熱排氣。這提供PM的快速加熱及起燃。

利用燃料的PM削減系統(tǒng)傾向于降低燃料經濟性。例如，很多基于燃料的PM削減系統(tǒng)會使燃料經濟性下降5％。為了提高燃料經濟性，利用電加熱PM削減系統(tǒng)。當電加熱PM削減系統(tǒng)與基于燃料的PM削減系統(tǒng)結合使用時，在PM過濾器內會產生膨脹力和壓縮力。該膨脹力和壓縮力是由例如PM過濾器的電加熱區(qū)與非電加熱區(qū)之間的溫差引起的。膨脹力和壓縮力在PM過濾器上產生應力，這可引起例如PM過濾器的堇青石基板破裂。

發(fā)明內容

在一個實施例中，提供一種包括具有多個區(qū)的顆粒物質(PM)過濾器的系統(tǒng)。電加熱器包括與所述區(qū)中的相應區(qū)相關聯的加熱器部段。所述電加熱器布置在PM過濾器的上游并靠近該PM過濾器。燃料后噴系統(tǒng)將燃料噴射到發(fā)動機的氣缸和排氣系統(tǒng)中的至少一個內?？刂颇K選擇所述區(qū)中的一個區(qū)，基于所述區(qū)中的該選定區(qū)調節(jié)燃料后噴，并利用所述加熱器部段中的相應加熱器部段加熱所述區(qū)中的該選定區(qū)。

因此，根據本發(fā)明，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：顆粒物質，即PM過濾器，其包括多個區(qū)；電加熱器，其包括與所述多個區(qū)的相應區(qū)相關聯的多個加熱器部段，其中所述電加熱器布置在所述PM過濾器的上游并靠近該PM過濾器；燃料后噴系統(tǒng)，其將燃料噴射到發(fā)動機的氣缸和排氣系統(tǒng)中的至少一個內；以及控制模塊，其選擇所述多個區(qū)中的一個，基于所述多個區(qū)中的該選定區(qū)調節(jié)燃料后噴，并利用所述多個加熱器部段中的相應加熱器部段電加熱所述多個區(qū)中的該選定區(qū)。

優(yōu)選地，所述控制模塊在啟用與所述多個區(qū)中的第一區(qū)相關聯的第一加熱器部段時設定第一燃料后噴水平，并在啟用與所述多個區(qū)中的第二區(qū)相關聯的第二加熱器部段時設定第二燃料后噴水平。

優(yōu)選地，所述第一燃料后噴水平與比所述第二燃料后噴水平噴射更多的后噴燃料相關。

優(yōu)選地，與所述多個區(qū)中的第二區(qū)相比，所述多個區(qū)中的第一區(qū)更靠近所述PM過濾器的周邊；并且其中在不啟用所述多個區(qū)中的第二區(qū)時啟用所述多個區(qū)中的第一區(qū)。

優(yōu)選地，所述多個區(qū)中的第一區(qū)為環(huán)形，所述多個區(qū)中的第二區(qū)為圓形。

優(yōu)選地，所述多個區(qū)中的第一區(qū)至少部分地環(huán)繞所述多個區(qū)中的第二區(qū)。

優(yōu)選地，所述控制模塊在電加熱所述多個區(qū)中的第一區(qū)時利用所述燃料后噴系統(tǒng)將排氣溫度提高至第一預定水平；其中所述控制模塊在電加熱所述多個區(qū)中的第二區(qū)時利用所述燃料后噴系統(tǒng)將排氣溫度提高至第二預定水平；并且其中所述第一預定水平大于所述第二預定水平。

優(yōu)選地，與所述多個區(qū)中的第二區(qū)相比，所述多個區(qū)中的第一區(qū)更靠近所述PM過濾器的周邊。

優(yōu)選地，所述控制模塊在相同時期內電加熱所述多個區(qū)中與所述PM過濾器的中心相距不同距離的區(qū)。