[发明专利]用于排气微粒过滤器的再生的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

[1]本申请是2006年1月19日提交的美国申请序列号11/335,222的延续部分申请，美国申请序列号11/335,222要求2005年9月1日提交的美国临时申请序列号60/713,541的优先权，所述两个申请的每个都作为参考全文引入。

技术领域

[2]本发明总体上涉及排气系统，且更特定地涉及用于柴油排气系统的微粒过滤器。

背景技术

[3]用于柴油和其它内燃机的汽车排气系统通常包括过滤系统，所述过滤系统限制随排气气体一起排放的微粒物质的质量。在柴油发动机系统中，该物质典型地包括含碳物质(碳烟)和粉尘微粒。捕获排气微粒的现有过滤方法集中于壁流过滤。壁流过滤系统通常不仅对排气微粒而且对粉尘微粒都具有高的过滤效率。已经广泛地使用催化柴油机微粒过滤器，其中催化剂通常应用于柴油机微粒过滤器的前端或应用于整个过滤器，以降低再生温度。排气系统内用于实现过滤元件再生的催化剂或热布置往往在过滤本体内产生高的温度，这往往会限制过滤本体的材料选择。考虑到现有微粒过滤器布置，希望有一种更先进的微粒过滤器，能够以有效过滤和改进再生性能工作。

发明内容

[4]本发明的实施例包括用于再生设置为接收排气流的排气系统的微粒过滤器的方法。在该方法中，碳氢化合物源喷入过滤器上游的排气流。过滤器内喷入的碳氢化合物被氧化且使得过滤器内的温度升高，所述温度升高根据排气流的方向在过滤器的下游端处开始。过滤器处的温度变化响应于碳氢化合物的氧化感测。调节喷入过滤器中的碳氢化合物的数量以将过滤器内从过滤器下游端到上游端的温度增加至高于限定阈值，限定阈值温度足以氧化碳烟，从而高于限定阈值温度的升高的温度用于再生过滤器。感测表示过滤器再生完成的操作参数，且响应于所感测的操作参数防止碳氢化合物进一步喷入排气流。

[5]本发明的另一实施例包括用于再生设置为接收排气流的排气系统的微粒过滤器的控制系统，所述控制系统包括燃料喷射器、温度传感器、控制器、和用于感测表示过滤器再生完成的操作参数的传感器。所述燃料喷射器布置用于将碳氢化合物源喷入过滤器上游的排气流中。所述温度传感器布置用于感测过滤器响应于碳氢化合物的氧化的温度变化和过滤器内由此引起的温度升高，所述温度升高根据排气流的方向在过滤器的下游端处开始。所述控制器响应于所述温度传感器以调节喷入过滤器中的碳氢化合物的数量，从而将过滤器内从过滤器下游端到上游端的温度增加至高于限定阈值，所述限定阈值温度足以氧化碳烟，从而高于限定阈值温度的升高的温度用于再生过滤器。控制器响应于所感测的操作参数以响应于过滤器再生完成防止碳氢化合物进一步喷入排气流。

附图说明

[6]参见示范性附图，其中类似的元件在附图中类似地标记：

[7]图1表示采用本发明实施例的排气系统；

[8]图2表示根据本发明实施例的微粒过滤器的等角投影图；

[9]图3表示根据本发明实施例且类似于图2的微粒过滤器的截面图；

[10]图4表示根据本发明实施例的微粒过滤器的实施例的示意图；

[11]图5a-5b、6a-6b和7表示在不同操作条件下类似于图2且根据本发明实施例的微粒过滤器的可替换方案的截面图；

[12]图8表示根据本发明实施例、用于再生微粒过滤器的控制系统；

[13]图9-11表示用于实施本发明实施例的目标控制情形；

[14]图12示出了表示本发明实施例的性能特征的测试数据的加工处理；和

[15]图13表示根据本发明实施例用于再生微粒过滤器的方法的流程图。

具体实施方式

[16]本发明的实施例提供一种具有改进的再生特征的微粒过滤器，用于汽车柴油发动机的排气系统。虽然在此所述的实施例描绘汽车柴油发动机作为使用微粒过滤器的示范性柴油动力装置，但应当理解，所披露的发明也可应用于需要在此所披露的微粒过滤器的功能的其它柴油动力装置，例如柴油发电机。虽然所披露的发明适于过滤柴油发动机的燃烧副产品，它也可以应用于过滤汽油发动机的燃烧副产品。