[發明專利]使用單一輔助能量存儲設備的發動機關閉微粒過濾器（PF）再生

有效

• 申請號: 201310157894.0
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN103382871A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: E.V.岡策;M.J.小帕拉托爾;M.G.雷諾
• 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: F01N3/027
• 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: 吳超

技術領域

本發明的示例性實施例涉及內燃發動機的廢氣處理系統，更具體地涉及包括單一輔助能量存儲設備的廢氣處理系統，該輔助能量存儲設備被選擇性地連接到主能量存儲設備。

背景技術

從內燃發動機排出的廢氣是非均勻混合物，其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（NO_x）以及構成微粒物質（PM）的濃縮相材料（液體和固體）。用于高水平微粒物質減少的廢氣處理技術可包括微粒過濾器（PF）設備，該設備包括捕獲微粒物質的過濾器。再生是從PF設備去除累積的微粒物質的過程。

在再生過程中，過濾器的前表面被加熱到指定的溫度，該溫度允許被捕獲的微粒物質氧化，由此建立火焰前緣，其基本上沿著過濾器縱向地燃燒。在一種方法中，廢氣溫度在再生期間可通過發動機的操作被升高。具體來說，廢氣溫度被升高到足以減少火焰前緣可能被由加速發動機產生的相對高氣流撲滅的可能性的水平。不過，升高廢氣溫度通常要求增加燃料量，這進而將降低燃料經濟性。而且，廢氣排放物在再生過程期間被增加。

主動再生指的是在不依賴由發動機排出的廢氣的溫度的情況下氧化PF設備中累積的柴油微粒物質的過程，這進而改善了燃料經濟性。該方法可包括通過電加熱器加熱PF設備直到PF設備達到捕獲在PF設備內的微粒物質氧化的溫度點。如果發動機被關閉，那么電加熱器就被供能，并且電加熱器通常從車輛蓄電池接收電能。不過，在發動機被關閉的情況下使用電加熱器會隨著時間減弱車輛蓄電池。因此，期望提供一種廢氣處理系統，其在發動機被關閉時提供再生所需的熱，同時減少或基本上消除蓄電池消耗。

發明內容

在本發明的一個示例性實施例中，提供了用于內燃發動機的廢氣處理系統。內燃發動機具有發動機關閉狀態。廢氣處理系統包括與廢氣導管流體連通的微粒過濾器（PF）設備、電加熱器、主能量存儲設備、單一輔助能量存儲設備、和控制模塊。PF設備具有用于去除廢氣中的微粒的過濾器結構。PF設備被基于捕獲在過濾器結構內的微粒量選擇性地再生。電加熱器被設置在過濾器結構的上游并被選擇性地供能以提供用于PF設備再生的熱量。單一輔助能量存儲設備被選擇性地連接到主能量存儲設備。單一輔助能量存儲設備選擇性地為電加熱器供能。控制模塊與電加熱器，主能量存儲設備，單一輔助能量存儲設備和內燃發動機通信。控制模塊接收再生信號，該再生信號指示捕獲在PF設備的過濾器結構內的微粒量。控制模塊包括控制邏輯，如果內燃發動機處于發動機關閉狀態，該控制邏輯將單一輔助能量存儲設備從主能量存儲設備斷開連接。控制模塊包括控制邏輯，如果接收到再生信號，該控制邏輯將單一輔助能量存儲設備與電加熱器連接。

通過參照附圖閱讀下面對本發明的詳細描述，會很容易理解本發明的上述特征和優點以及其它特征和優點。

本發明還提供了如下方案：

方案1.?一種用于內燃發動機的廢氣處理系統，該內燃發動機具有發動機關閉狀態，包括：

廢氣導管，其與內燃發動機流體連通，并構造成接收來自內燃發動機的廢氣；

微粒過濾器（PF）設備，其與廢氣導管流體連通并具有用于除去廢氣中的微粒的過濾器結構，PF設備基于捕獲在PF設備的過濾器結構內的微粒量選擇性地被再生；

電加熱器，其被設置在過濾器結構的上游并被選擇性地供能以提供用于PF設備再生的熱量；

主能量存儲設備；

單一輔助能量存儲設備，其被選擇性地連接到主能量存儲設備，該單一輔助能量存儲設備選擇性地為電加熱器供能；以及

控制模塊，其與電加熱器、主存儲設備、單一輔助能量存儲設備、和內燃發動機通信，控制模塊接收指示捕獲在PF設備的過濾器結構內的微粒量的再生信號，控制模塊包括：

用于如果內燃發動機處于發動機關閉狀態，則將單一輔助能量存儲設備從主存儲設備斷開連接的控制邏輯；和

用于如果接收到再生信號，則將單一輔助能量存儲設備與電加熱器連接的控制邏輯。

方案2.?如方案1所述的廢氣處理系統，包括切換元件，其選擇性地將單一輔助能量存儲設備與主能量存儲設備連接。

方案3.?如方案2所述的廢氣處理系統，其中切換元件是晶體管元件、機械開關和繼電器中的一個。

方案4.?如方案1所述的廢氣處理系統，包括空氣泵，其與控制模塊通信，該空氣泵選擇性地被激活以將熱量從電加熱器傳遞到過濾器結構。