[发明专利]执行低温再生策略的排气系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及一种排气系统，更特别地，涉及一种执行低温再生策略的排气系统。

背景技术

微粒过滤器被用于从发动机排气流中去除微粒物质。但是，经过较长时间的使用，微粒过滤器可能会由于微粒物质而过载，从而导致过滤器损坏的风险并降低发动机性能。可以通过被称为再生的过程来从微粒过滤器中去除所收集的微粒物质。

已知两种不同的再生策略，包括主动再生和被动再生。主动再生是在通常是超过600℃的高温下将被捕获的微粒物质烧除。通过发动机控制器、电栅、以及位于过滤器上游以加热流过过滤器的排气流的燃烧燃料式燃烧器来定期地实现所述高温。被动再生涉及使用催化器以降低被捕获的微粒物质的氧化温度，使得能够不使用发动机控制器、电栅和燃烧燃料式燃烧器而在低温下持续地烧除微粒物质。

在机器固定时，不希望进行主动再生，因为主动再生可能会使得排气系统对于周围环境来说过热。例如，如果机器要停驻在干燥的垃圾上，那么排气系统的高再生温度可能会点燃垃圾。由此，当机器在长时间段内停驻和怠速、例如通宵停留时，通常停用且/或禁用主动再生。

令人遗憾的是，当机器怠速时，机器的排气温度可能过低使得被动再生系统的氧化催化器表现很差。也就是说，催化器仅当排气温度在预定的活化范围(250-400℃)内才正常工作，并且在较长时间怠速时可能难以达到该范围并且达到的成本很高。因此，在没有操作者介入的情况下，在较长时间怠速时被动再生仅能勉强成功去除被捕获的微粒物质，并且在一些情况下可能根本无法工作。当再生不正常工作时，微粒过滤器可能会完全堵塞，导致需要立刻维修的发动机故障。

于2005年12月29日公开的Imai等人的美国专利公布文献No.2005/0284138(‘138公布文献)中公开了针对上述问题的一种尝试。‘138公布文献中公开了一种用于连续再生捕集器(CRT)的再生控制方法。所述CRT包括柴油微粒过滤器(DPF)、以及位于DPF上游的氧化催化器。氧化催化器将来自发动机排气的NO转化为NO₂，然后NO₂被用于氧化被捕获在DPF中的微粒物质。NO₂在比其他情况下可能的温度更低的温度下将微粒物质氧化。只要保持催化器的活化温度，就可进行DPF的再生，并且再生的速率与排气温度相对应。

‘138公布文献的再生控制方法包括监测DPF的碳烟负载、并且将碳烟负载分为增加量的三个或四个不同分类。该方法还包括监测排气温度。基于碳烟负载分类和排气温度，采用不同的再生策略。在一种策略中，当DPF的碳烟负载被分类为高且排气温度低时(例如在较长时间怠速时)，可以人为地升高排气温度使得催化器活化并且促进被动再生。通过使用相关联的发动机的多次燃料后喷射来提高排气温度。

‘138公布文献的系统可能缺乏效率。具体来说，在怠速时人为地升高排气温度需要大量的燃料，并且在怠速状况下，必须在长时间段内将温度保持在升高的状态下以去除DPF中存有的所有碳烟。在不对再生过程进行进一步控制的情况下，该过程的时间效率和燃料效率可能是较低的。

这里公开的排气系统旨在克服上述问题中的一种或多种、和/或现有技术中的其他问题。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种用于内燃发动机的排气控制系统。排气控制系统可以包括能够从所述内燃发动机接收排气流的排气通道、位于所述排气通道内的微粒过滤器、以及位于过滤器上游的氧化催化器。氧化催化器能够促进所述微粒过滤器的再生，并且可以具有活化温度范围。排气控制系统还可以包括定位为选择性地将所述氧化催化器加热至所述活化温度范围内的加热装置、以及与所述内燃发动机和所述加热装置通信的控制器。控制器能够检测所述微粒过滤器的负载超出第一负载阈值量、并且检测所述内燃发动机的低温状况。控制器还能够当在低温状况下所述微粒过滤器的负载超过所述第一负载阈值量时启动所述加热装置以加热所述氧化催化器，直至所述微粒过滤器的负载下降至低于第二负载阈值量。

本发明的另一个方面涉及一种处理来自内燃发动机的排气的方法。该方法可包括从所述排气中收集微粒物质、以及将所述排气中的第一成分转化为促进所收集的微粒物质燃烧的第二成分。该方法还可以包括检测所收集的微粒物质的量超过正常温度阈值量、以及检测所述内燃发动机的低温状况。该方法还可以包括当在低温状况下所收集的微粒物质的量超过所述正常温度阈值量时，选择性地加热排气以促进所述转化，直至所收集的微粒物质的量降低至低于低温阈值量。

附图说明

图1是一种示例性地公开的动力系统的示意图；且