[发明专利]使用单一辅助能量存储设备的发动机关闭微粒过滤器（PF）再生

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及内燃发动机的废气处理系统，更具体地涉及包括单一辅助能量存储设备的废气处理系统，该辅助能量存储设备被选择性地连接到主能量存储设备。

背景技术

从内燃发动机排出的废气是非均匀混合物，其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（NO_x）以及构成微粒物质（PM）的浓缩相材料（液体和固体）。用于高水平微粒物质减少的废气处理技术可包括微粒过滤器（PF）设备，该设备包括捕获微粒物质的过滤器。再生是从PF设备去除累积的微粒物质的过程。

在再生过程中，过滤器的前表面被加热到指定的温度，该温度允许被捕获的微粒物质氧化，由此建立火焰前缘，其基本上沿着过滤器纵向地燃烧。在一种方法中，废气温度在再生期间可通过发动机的操作被升高。具体来说，废气温度被升高到足以减少火焰前缘可能被由加速发动机产生的相对高气流扑灭的可能性的水平。不过，升高废气温度通常要求增加燃料量，这进而将降低燃料经济性。而且，废气排放物在再生过程期间被增加。

主动再生指的是在不依赖由发动机排出的废气的温度的情况下氧化PF设备中累积的柴油微粒物质的过程，这进而改善了燃料经济性。该方法可包括通过电加热器加热PF设备直到PF设备达到捕获在PF设备内的微粒物质氧化的温度点。如果发动机被关闭，那么电加热器就被供能，并且电加热器通常从车辆蓄电池接收电能。不过，在发动机被关闭的情况下使用电加热器会随着时间减弱车辆蓄电池。因此，期望提供一种废气处理系统，其在发动机被关闭时提供再生所需的热，同时减少或基本上消除蓄电池消耗。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供了用于内燃发动机的废气处理系统。内燃发动机具有发动机关闭状态。废气处理系统包括与废气导管流体连通的微粒过滤器（PF）设备、电加热器、主能量存储设备、单一辅助能量存储设备、和控制模块。PF设备具有用于去除废气中的微粒的过滤器结构。PF设备被基于捕获在过滤器结构内的微粒量选择性地再生。电加热器被设置在过滤器结构的上游并被选择性地供能以提供用于PF设备再生的热量。单一辅助能量存储设备被选择性地连接到主能量存储设备。单一辅助能量存储设备选择性地为电加热器供能。控制模块与电加热器，主能量存储设备，单一辅助能量存储设备和内燃发动机通信。控制模块接收再生信号，该再生信号指示捕获在PF设备的过滤器结构内的微粒量。控制模块包括控制逻辑，如果内燃发动机处于发动机关闭状态，该控制逻辑将单一辅助能量存储设备从主能量存储设备断开连接。控制模块包括控制逻辑，如果接收到再生信号，该控制逻辑将单一辅助能量存储设备与电加热器连接。

通过参照附图阅读下面对本发明的详细描述，会很容易理解本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种用于内燃发动机的废气处理系统，该内燃发动机具有发动机关闭状态，包括：

废气导管，其与内燃发动机流体连通，并构造成接收来自内燃发动机的废气；

微粒过滤器（PF）设备，其与废气导管流体连通并具有用于除去废气中的微粒的过滤器结构，PF设备基于捕获在PF设备的过滤器结构内的微粒量选择性地被再生；

电加热器，其被设置在过滤器结构的上游并被选择性地供能以提供用于PF设备再生的热量；

主能量存储设备；

单一辅助能量存储设备，其被选择性地连接到主能量存储设备，该单一辅助能量存储设备选择性地为电加热器供能；以及

控制模块，其与电加热器、主存储设备、单一辅助能量存储设备、和内燃发动机通信，控制模块接收指示捕获在PF设备的过滤器结构内的微粒量的再生信号，控制模块包括：

用于如果内燃发动机处于发动机关闭状态，则将单一辅助能量存储设备从主存储设备断开连接的控制逻辑；和

用于如果接收到再生信号，则将单一辅助能量存储设备与电加热器连接的控制逻辑。

方案2. 如方案1所述的废气处理系统，包括切换元件，其选择性地将单一辅助能量存储设备与主能量存储设备连接。

方案3. 如方案2所述的废气处理系统，其中切换元件是晶体管元件、机械开关和继电器中的一个。

方案4. 如方案1所述的废气处理系统，包括空气泵，其与控制模块通信，该空气泵选择性地被激活以将热量从电加热器传递到过滤器结构。