[发明专利]带有分区排气流量控制的电加热颗粒过滤器

说明书

政府权利声明

本申请根据与能源局(DoE)签订的美国政府合同号DE-FC-04-03 AL67635产生。美国政府在本发明中具有一定的权利。

技术领域

本发明涉及内燃机的发动机控制系统，且更具体地涉及颗粒过滤 器再生系统。

背景技术

该部分的内容仅提供与本披露有关的背景信息，且可能不构成现 有技术。

发动机(如柴油发动机)产生颗粒物质(PM)，所述颗粒物质用 PM过滤器从排气过滤。PM过滤器布置在发动机的排气系统中。PM 过滤器降低在燃烧期间产生的PM排放。

随着时间的过去，PM过滤器变满。在再生期间，PM可在PM过 滤器内燃烧。再生可包括将PM过滤器加热至PM的燃烧温度。有许 多方式进行再生，包括修改发动机管理、使用燃料燃烧器、使用催化 氧化剂以在燃料喷射后增加排气温度、使用电阻加热线圈、和/或使用 微波能量。电阻加热线圈通常与PM过滤器接触布置，以允许通过传 导和对流加热。

使用燃料的PM降低系统往往降低燃料经济性。例如，许多基于 燃料的PM降低系统降低燃料经济性5％。电加热PM降低系统以可 忽略的量降低燃料经济性，但是取决于排气流量而操作受限制。当排 气流量增加例如高于特定流率(kg/s)时，通过电加热元件启动再生 的便利性和能力降低。

发明内容

在一个实施例中，提供一种系统，包括具有X个区域的颗粒物质 (PM)过滤器。电加热器包括与所述X个区域中的相应区域相关联 的Y个加热器区段。电加热器设置在所述PM过滤器上游且与所述 PM过滤器邻近。阀组件包括与所述X个区域中的相应区域相关联的 Z个部段。控制模块经由所述阀组件的控制调节在所述PM过滤器再 生期间通过所述Z个部段中的每个的流量。X、Y和Z是整数。

在其它特征中，提供一种方法，包括提供具有X个区域的颗粒物 质(PM)过滤器。提供电加热器，所述电加热器包括与所述X个区 域中的相应区域相关联的Y个加热器区段。电加热器设置在所述PM 过滤器上游且与所述PM过滤器邻近。在所述PM过滤器再生期间限 制通过所述X个区域中的选定区域的排气流量。X和Y是整数。

本发明的进一步应用领域从下文提供的详细说明显而易见。应当 理解的是，详细说明和具体示例仅为说明的目的且并没有意图限制本 发明的范围。

附图说明

从详细说明和附图将更充分地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的发动机系统的功能框图；

图2是根据本发明的一个实施例的再生系统的功能框图；

图3A是根据本发明的一个实施例的阀和加热器元件组件的侧视 图；

图3B是图3A的阀和加热器组件的前视图；

图4A-E是示出了图3A的阀组件的分区操作的前视图；

图5示出了分区进口加热器组件的示例性分区；

图6示出了分区进口加热器组件的示例性分区；

图7示出了图6的分区进口加热器的一个区域中的示范性电阻加 热器元件；

图8示出了根据本发明的一个实施例的电加热PM过滤器组件；

图9示出了颗粒过滤器的一部分内的加热；和

图10示出了根据本发明的一个实施例的再生方法。

具体实施方式

以下说明本质上仅为示范性的且绝不意图限制本发明及其应用 或使用。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识类似的元 件。如在此所使用的，短语A、B和C中的至少一个应当理解为意味 着使用非排他逻辑或的一种逻辑(A或B或C)。应当理解的是，方 法内的步骤可以以不同顺序执行而不改变本发明的原理。

如在此所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子 电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、 或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适的部 件。

此外，虽然以下实施例主要参考示例性内燃机进行描述，但是本 发明的实施例可应用于其它发动机。例如，本发明可应用于压缩点火、 火花点火、火花点火直接喷射、均质火花点火、均质充气压缩点火、 分层火花点火、柴油、和火花辅助压缩点火发动机。