[发明专利]用于再生颗粒过滤器的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明的示范性实施例涉及用于内燃机的废气处理系统，并且更具体地涉及颗粒过滤器(PF)的再生。

背景技术

从内燃机中排出的废气是多相混合物，其可以包含气体排放物例如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的碳氢化合物(“HC”)和氮氧化物(“NOx”)以及构成颗粒物(“PM”)的凝聚相材料(液体和固体)。通常布置在催化剂载体或基板上的催化剂合成物被设于发动机排气系统内以将这些废气成分中的部分或全部转化为非管制的废气组分。

在废气处理技术中，有几种使用过的已知过滤器结构已经在从废气中去除颗粒物方面表现出有效性，例如陶瓷蜂窝状壁流式过滤器、缠绕或填充纤维式过滤器、开孔泡沫、烧结金属纤维等。陶瓷壁流式过滤器在机动车应用中已经获得了广泛认可。

通常，颗粒过滤器被沿着废气流设置以从废气中滤除颗粒。随着时间流逝，颗粒过滤器就会变满并且需要进行再生以去除所有截留的颗粒。颗粒过滤器在机动车应用中的再生通常是自动的并且由发动机或其他控制器根据由发动机和废气系统传感器生成的信号进行控制。再生事件包括将颗粒过滤器的温度升高至经常高于600℃的水平，目的是为了燃烧积聚的颗粒以使过滤过程能够继续。

存在一些与再生过程有关的缺点。这些缺点包括再生颗粒过滤器所需的燃料消耗以及由再生过程生成的废气排放物(例如NOx和HC的向上调节因数(UAF))。

因此，希望提供一种用于再生颗粒过滤器的装置和方法，可以在颗粒过滤器再生期间产生减少的燃料消耗并且接近零的废气排放。

发明内容

为了避免上述问题，本发明提供了一种在发动机关闭后立刻再生柴油颗粒过滤器(DPF)的方法。

在本发明的一个示范性实施例中，提供了一种用于内燃机的废气颗粒过滤器系统。所述用于内燃机的废气颗粒过滤器系统包括内燃机，与内燃机流体连通并且被设置用于从内燃机接收废气的废气管路，以及与废气管路流体连通并且被设置用于接收从中流过的废气的颗粒过滤器组件。颗粒过滤器组件包括用于从废气中去除颗粒的颗粒过滤器，设置在颗粒过滤器的正面附近以在内燃机关闭后提供热量用于再生颗粒过滤器的加热器设备，以及用于将空气输入颗粒过滤器内以将提供的热量从加热器设备传输至颗粒过滤器的气泵。

在本发明的一个示范性实施例中，提供了一种用于再生内燃机中的废气颗粒过滤器组件的控制方法，内燃机包括颗粒过滤器和设置在其上游的加热器设备。所述控制方法包括确定内燃机是否已被关闭，在确定内燃机已被关闭时确定是否启动颗粒过滤器的再生操作，在确定内燃机已被关闭时激活加热器设备并且激活气泵以从加热器设备传输热量用于执行颗粒过滤器的再生操作。

在本发明的另一个示范性实施例中，提供了一种用于再生内燃机中的废气颗粒过滤器组件的控制方法，内燃机包括颗粒过滤器和设置在其上游的加热器设备。所述控制方法包括确定内燃机是否已被关闭，在确定内燃机已被关闭时确定是否通过加热器设备中的多个区域以分区域的方式启动颗粒过滤器的再生操作，激活加热器设备多个区域中的第一区域以向颗粒过滤器的区域提供热量，激活气泵以从加热器设备多个区域中的第一区域传输热量通过颗粒过滤器用于执行颗粒过滤器的该区域的再生操作，并随后激活加热器设备多个区域中的下一个区域以向颗粒过滤器的下一个区域输送热量，直到颗粒过滤器的多个区域均已被加热并且颗粒过滤器的再生已经完成为止。

根据以下结合附图对本发明进行的详细说明，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种用于内燃机的废气颗粒过滤器系统，包括：

内燃机；

与内燃机流体连通并且被设置用于从内燃机接收废气的废气管路；

与废气管路流体连通并且被设置用于接收从中流过的废气的颗粒过滤器组件，颗粒过滤器组件包括：

用于从废气中去除颗粒的颗粒过滤器；

设置在颗粒过滤器的正面附近的加热器设备，用于在内燃机关闭后提供热量以用于再生颗粒过滤器，以及

用于将空气输入颗粒过滤器内以将提供的热量从加热器设备传输至颗粒过滤器的气泵。

方案2. 如方案1所述的废气颗粒过滤器系统，进一步包括：

颗粒过滤器上游的催化剂设备，用于引发废气氧化并加热废气；以及

供给设备，包括设置在催化剂设备以及催化剂设备下游的混合器之间并且被连接至废气管路并与废气管路流体连通的喷射器。