[发明专利]流量受控电辅助DPF再生

说明书

技术领域

本发明涉及微粒过滤器再生，尤其涉及流量受控电辅助区微粒过滤器再生。

背景技术

内燃发动机排出的废气是非均匀混合物，其可能包括气态排放物，例如一氧化碳（CO）、未燃的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx），以及构成微粒物质的凝相物质（液体和固体）。在发动机排气系统中提供通常布置在催化剂载体或基材上的催化剂成分以转换某些或全部排气组分为非管制的排气成分。

在排气处理技术中，有几种已知的在用的过滤器结构，它们对从排气中移除微粒物质显示出高效，例如，壁流式蜂窝陶瓷过滤器、纤维卷绕或纤维填充式过滤器、开口泡沫、烧结合金纤维等等。壁流式陶瓷过滤器在汽车应用中得到了极大的接受。

通常，微粒过滤器沿着排气流布置在排气管中，把微粒物质从排气中过滤出。随着时间的过去，微粒过滤器会变满，需要再生以移除任何捕获的微粒。汽车应用中的微粒过滤器的再生通常是自动的，并且由发动机或其它控制器根据发动机和排气系统传感器产生的信号进行控制。再生事件涉及到将微粒过滤器的温度升高至通常高于600°C的水平，该温度引起微粒过滤器上积聚的微粒物质点燃从而燃烧积聚的微粒物质以使过滤过程得以继续。在一些配置中，燃料被喷入排气流中以帮助微粒物质的点燃以用于微粒过滤器的再生。

该再生过程有缺点。例如，当燃料被加到排气流中以帮助微粒物质的点燃时可能会消耗过多的燃料，由此降低发动机的燃料效率。再生过程产生的排放物（例如，NOx和HC的向上调整因子（UAF））是另一缺点。

另外，再生所涉及的温度使得微粒过滤器受到应力作用并且会对微粒过滤器的使用寿命有负面影响。

进一步地，在再生期间，微粒过滤器上的点燃的微粒物质在车辆加速期间可能出现的高流动排气情况期间可能容易熄灭。在这种事件中，微粒过滤器的再生可能过早地停止，微粒物质可能保留在微粒过滤器上，由此对微粒过滤器的性能并因此对发动机的操作效率有负面影响。

因此，希望提供一种设备和方法，用于再生微粒过滤器，其在微粒过滤器再生期间将得到降低的燃料消耗和接近零的废气排放，并且可以在高流动排气情况期间进行再生。

发明内容

在本发明的一个示范性实施例中，提供一种微粒过滤器组件，其构造成从内燃发动机接收排气流。该微粒过滤器组件包括构造成接收该排气流的进口端、构造成从该排气流移除微粒的过滤器、位于该过滤器上游且具有多个区的加热装置以及位于该过滤器下游且构造成选择性地限制流过该过滤器的排气流流量的排气流量阀，其中，该多个区的每一个区可独立操作成加热该过滤器的相应区域。

在本发明的另一示范性实施例中，提供一种用于内燃发动机的排气处理系统。该系统包括从发动机伸出且构造成从发动机接收排气流的排气管和与该排气流流体连通定位的微粒过滤器组件。该微粒过滤器组件包括构造成接收该排气流的进口端、构造成从该排气流移除微粒的过滤器、位于该过滤器上游且具有多个区的加热装置以及位于该过滤器下游且构造成选择性地限制流过该过滤器的排气流的流量的排气流量阀，其中，该多个区的每一个区可独立操作成加热该过滤器的相应区域。

在本发明的又一示范性实施例中，提供一种控制方法，用于内燃发动机微粒过滤器组件的过滤器的流量受控分区再生。该方法包括确定过滤器的特定区域的再生是否必需，启动加热装置的多个区中的一个区以加热过滤器的多个区域中的特定区域，以及调整排气流量阀的多个阀板中的一个阀板的位置以限制流过过滤器的特定区域的排气流的流量。

本发明提供下列技术方案。

1. 一种微粒过滤器组件，其构造成从内燃发动机接收排气流，所述微粒过滤器组件包括：

构造成接收所述排气流的进口端；

构造成从所述排气流移除微粒的过滤器；

位于所述过滤器上游且具有多个区的加热装置，所述多个区的每一个区可独立操作以加热所述过滤器的相应区域；和

位于所述过滤器下游且构造成选择性地限制流过所述过滤器的所述排气流的流量的排气流量阀。

2. 如技术方案1所述的微粒过滤器组件，其中，所述排气流量阀包括多个阀板，所述多个阀板的每个阀板选择性地可在打开位置和关闭位置之间移动。

3. 如技术方案2所述的微粒过滤器组件，其中，所述加热装置的所述多个区的每个区构造成加热所述过滤器的相应区域，所述过滤器的每个区域对应于相应区的大小、形状和位置。