[發明專利]用于電加熱微粒過濾器的電加熱器、控制系統和方法

有效

• 申請號: 201010247402.3
• 申請日: 2010-08-05
• 公開（公告）號: CN101994546A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: E·V·岡策;M·J·小帕拉托爾;G·巴蒂亞
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F01N3/027
• 分類號: F01N3/027;F01N9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;曹若

技術領域

本發明涉及一種發動機控制系統和方法，更具體而言，涉及用于電加熱微粒過濾器的電加熱器、控制系統和方法。

背景技術

此處提供的背景技術的描述是用于總體上給出本發明背景的目的。在背景技術部分描述的當前署名發明人的工作，以及在申請日可能不作為現有技術的說明書的某些方面，既不明確地也不隱含地將其作為抵觸本發明的現有技術。

壓燃式發動機，比如柴油發動機，會產生微粒物質(PM)，該微粒物質從排氣中被過濾并被PM過濾器收集。隨著時間過去，PM過濾器充滿微粒物質，其會阻礙排氣流。可以應用再生方法來“清潔”PM過濾器。例如，應用電加熱可以使PM過濾器中的微粒物質燃燒。

在電加熱過程中，電加熱器加熱流入PM過濾器中的排氣。電加熱器可以包括多個發熱元件，發熱元件與PM過濾器中的多個區相對應。當啟動發熱元件時，發熱元件加熱輸入到相應區中的一部分排氣，使其中的PM燃燒。PM持續燃燒穿過PM過濾器的通道。該過程在所述多個區的每個區連續進行，直到每個區都被再生。

發明內容

一種排氣處理系統包括微粒物質過濾器、第一發熱元件和第二發熱元件。微粒物質(PM)過濾器過濾排氣中的微粒物質，并且包括N個區。N個區中的每個區包括接收一部分排氣的入口面積。N是大于1的整數。第一發熱元件包括接觸面積，該接觸面積加熱輸入到N個區的第一區的入口面積的排氣。第二發熱元件包括第二接觸面積，該第二接觸面積加熱輸入到N個區的第二區的入口面積的排氣。第一發熱元件的接觸面積與第一區的入口面積的比率大于第二發熱元件的接觸面積與第二區的入口面積的比率。

在其它的特征中，所述排氣處理系統包括第三發熱元件，它具有第三接觸面積，該第三接觸面積加熱輸入到N個區的第三區的入口面積的排氣。第二發熱元件的接觸面積與第二區的入口面積的比率大于第三發熱元件的接觸面積與第三區的入口面積的比率。

在其它的特征中，第一發熱元件的接觸面積大于第二發熱元件的接觸面積。在其它的特征中，第二區的入口面積大于第一區的入口面積。

仍然在其它的特征中，第一發熱元件和第二發熱元件中的每一個是盤管式加熱器、格柵加熱器、箔片加熱器和厚膜加熱器中的一種。

仍然在其它的特征中，第一發熱元件的接觸面積具有在平行于排氣流的方向上延伸的第一深度，第二發熱元件的接觸面積具有在平行于排氣流的方向上延伸的第二深度。第一深度大于第二深度。仍然在其它的特征中，第一發熱元件的接觸面積具有第一長度，第二發熱元件的接觸面積具有第二長度。第一長度大于第二長度。

一種控制系統，包括所述排氣處理系統和加熱器控制模塊。加熱器控制模塊使第一發熱元件工作直到N個區中的第一區中的微粒物質燃燒為止，并且使第二發熱元件工作直到N個區中的第二區中的微粒物質燃燒為止。

在其它的特征中，在N個區中的第一區再生完成后，加熱器控制模塊啟動第二發熱元件。仍然在其它的特征中，加熱器控制模塊通過施加預定水平的能量啟動第一發熱元件和第二發熱元件中的每一個。

一種操作排氣處理系統的方法，包括：(1)提供微粒物質(PM)過濾器，其過濾來自排氣中的微粒物質且包括N個區。所述N個區中的每一個都包括接收一部分排氣的入口面積。N是大于1的整數。(2)啟動第一發熱元件，該第一發熱元件包括接觸面積并將輸入到N個區中的第一區的入口面積的排氣加熱，直到第一區中的微粒物質燃燒；和(3)啟動第二發熱元件，該第二發熱元件包括第二接觸面積并將輸入到N個區中的第二區的入口面積的排氣加熱，直到第二區中的微粒物質燃燒。第一發熱元件的接觸面積與第一區的入口面積的比率大于第二發熱元件的接觸面積與第二區的入口面積的比率。

在其它的特征中，該方法還包括啟動第三發熱元件，該第三發熱元件包括接觸面積并將輸入到N個區的第三區的入口面積的排氣加熱，直到第三區中的微粒物質燃燒。第二發熱元件的接觸面積與第二區的入口面積的比率大于第三發熱元件的接觸面積與第三區的入口面積的比率。

仍然在其它的特征中，第一發熱元件的接觸面積大于第二發熱元件的接觸面積。仍然在其它的特征中，第二區的入口面積大于第一區的入口面積。

仍然在其它的特征中，第一發熱元件和第二發熱元件的每一個都是盤管式加熱器、格柵加熱器、箔片加熱器和厚膜加熱器中的一種。