[發明專利]用于再生顆粒過濾器的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201110356673.7
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102465732A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: E.V.岡策;M.J.小帕拉托爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N3/023
• 分類號: F01N3/023;F01N9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;譚祐祥

技術領域

本發明的示范性實施例涉及用于內燃機的廢氣處理系統，并且更具體地涉及顆粒過濾器(PF)的再生。

背景技術

從內燃機中排出的廢氣是多相混合物，其可以包含氣體排放物例如一氧化碳(“CO”)、未燃燒的碳氫化合物(“HC”)和氮氧化物(“NOx”)以及構成顆粒物(“PM”)的凝聚相材料(液體和固體)。通常布置在催化劑載體或基板上的催化劑合成物被設于發動機排氣系統內以將這些廢氣成分中的部分或全部轉化為非管制的廢氣組分。

在廢氣處理技術中，有幾種使用過的已知過濾器結構已經在從廢氣中去除顆粒物方面表現出有效性，例如陶瓷蜂窩狀壁流式過濾器、纏繞或填充纖維式過濾器、開孔泡沫、燒結金屬纖維等。陶瓷壁流式過濾器在機動車應用中已經獲得了廣泛認可。

通常，顆粒過濾器被沿著廢氣流設置以從廢氣中濾除顆粒。隨著時間流逝，顆粒過濾器就會變滿并且需要進行再生以去除所有截留的顆粒。顆粒過濾器在機動車應用中的再生通常是自動的并且由發動機或其他控制器根據由發動機和廢氣系統傳感器生成的信號進行控制。再生事件包括將顆粒過濾器的溫度升高至經常高于600℃的水平，目的是為了燃燒積聚的顆粒以使過濾過程能夠繼續。

存在一些與再生過程有關的缺點。這些缺點包括再生顆粒過濾器所需的燃料消耗以及由再生過程生成的廢氣排放物(例如NOx和HC的向上調節因數(UAF))。

因此，希望提供一種用于再生顆粒過濾器的裝置和方法，可以在顆粒過濾器再生期間產生減少的燃料消耗并且接近零的廢氣排放。

發明內容

為了避免上述問題，本發明提供了一種在發動機關閉后立刻再生柴油顆粒過濾器(DPF)的方法。

在本發明的一個示范性實施例中，提供了一種用于內燃機的廢氣顆粒過濾器系統。所述用于內燃機的廢氣顆粒過濾器系統包括內燃機，與內燃機流體連通并且被設置用于從內燃機接收廢氣的廢氣管路，以及與廢氣管路流體連通并且被設置用于接收從中流過的廢氣的顆粒過濾器組件。顆粒過濾器組件包括用于從廢氣中去除顆粒的顆粒過濾器，設置在顆粒過濾器的正面附近以在內燃機關閉后提供熱量用于再生顆粒過濾器的加熱器設備，以及用于將空氣輸入顆粒過濾器內以將提供的熱量從加熱器設備傳輸至顆粒過濾器的氣泵。

在本發明的一個示范性實施例中，提供了一種用于再生內燃機中的廢氣顆粒過濾器組件的控制方法，內燃機包括顆粒過濾器和設置在其上游的加熱器設備。所述控制方法包括確定內燃機是否已被關閉，在確定內燃機已被關閉時確定是否啟動顆粒過濾器的再生操作，在確定內燃機已被關閉時激活加熱器設備并且激活氣泵以從加熱器設備傳輸熱量用于執行顆粒過濾器的再生操作。

在本發明的另一個示范性實施例中，提供了一種用于再生內燃機中的廢氣顆粒過濾器組件的控制方法，內燃機包括顆粒過濾器和設置在其上游的加熱器設備。所述控制方法包括確定內燃機是否已被關閉，在確定內燃機已被關閉時確定是否通過加熱器設備中的多個區域以分區域的方式啟動顆粒過濾器的再生操作，激活加熱器設備多個區域中的第一區域以向顆粒過濾器的區域提供熱量，激活氣泵以從加熱器設備多個區域中的第一區域傳輸熱量通過顆粒過濾器用于執行顆粒過濾器的該區域的再生操作，并隨后激活加熱器設備多個區域中的下一個區域以向顆粒過濾器的下一個區域輸送熱量，直到顆粒過濾器的多個區域均已被加熱并且顆粒過濾器的再生已經完成為止。

根據以下結合附圖對本發明進行的詳細說明，本發明的上述特征和優點以及其他特征和優點是顯而易見的。

本發明還提供了如下方案：

方案1.?一種用于內燃機的廢氣顆粒過濾器系統，包括：

內燃機；

與內燃機流體連通并且被設置用于從內燃機接收廢氣的廢氣管路；

與廢氣管路流體連通并且被設置用于接收從中流過的廢氣的顆粒過濾器組件，顆粒過濾器組件包括：

用于從廢氣中去除顆粒的顆粒過濾器；

設置在顆粒過濾器的正面附近的加熱器設備，用于在內燃機關閉后提供熱量以用于再生顆粒過濾器，以及

用于將空氣輸入顆粒過濾器內以將提供的熱量從加熱器設備傳輸至顆粒過濾器的氣泵。

方案2.?如方案1所述的廢氣顆粒過濾器系統，進一步包括：

顆粒過濾器上游的催化劑設備，用于引發廢氣氧化并加熱廢氣；以及

供給設備，包括設置在催化劑設備以及催化劑設備下游的混合器之間并且被連接至廢氣管路并與廢氣管路流體連通的噴射器。