基于微粒物质氧化率的微粒过滤器再生的制作方法

基于微粒物质氧化率的微粒过滤器再生的制作方法
【专利摘要】本发明涉及基于微粒物质氧化率的微粒过滤器再生，具体提供了一种用于内燃发动机的排出气体处理系统，所述系统包括排出气体导管、微粒过滤器(“PF”)装置、烃类源以及当实施时包括操作逻辑的电子控制模块。所述PF具有用于移除排出气体中的微粒的过滤器结构并且基于截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量被选择性地再生。所述控制模块与所述内燃发动机和所述烃类源连通，并且接收接收标示截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量的再生信号。所述电子控制模块包括用于在再生事件之前监测所述内燃发动机的控制逻辑。所述电子控制模块包括用于基于所述监测来确定所述内燃发动机的多个操作参数的控制逻辑。
【专利说明】基于微粒物质氧化率的微粒过滤器再生
【技术领域】
[0001]本发明的示例性实施方式涉及用于内燃发动机的排出气体处理系统，更具体地涉及一种在再生事件期间基于PF装置的微粒物质氧化率来改良内燃发动机的操作的排出气体处理系统。
【背景技术】
[0002]从内燃发动机排出的排出气体是非均质混合物，其包含诸如一氧化碳(“CO”)、未燃烧的烃类(“HC”)和氮氧化物(“NOx”)的气体排放物以及构成微粒物质(“PM”)的包括碳的凝结相微粒材料(液体和固体)。催化剂组分通常定位在催化剂载体或基体上，所述催化剂组分设置在发动机排气系统中以将这些排气组分中的某些或所有转化成非管制的排出气体成分。
[0003]用于降低CO和HC排放物的一种排气处理技术是氧化催化装置(“0C”)。OC装置包括流通基体以及施加到所述基体的催化剂化合物。用于降低NOx排放物的一种排气处理技术是定位在OC装置的下游的选择性催化还原(“SCR”)装置。用于高水平PM还原的排气处理技术可包括截留PM的微粒过滤器(“PF”)装置，所述微粒过滤器装置可定位在OC装置和SCR装置的下游。再生是从PF装置移除堆积的PM的过程。
[0004]PM氧化率代表再生期间每个单位时间PF装置内氧化的PM的量。有时PM被加载或者截留在PF装置内，使得PM相对更抗氧化。例如，如果PM密集地填充在PF装置中，或者具有相对高的烃类浓度，这可使得PM相对更抗氧化。因此，再生期间可能需要更高的输入排气温度和更长的加热时间，这转而影响燃料消耗。相应地，期望提供一种在与某些当前可用的排出气体处理系统相比更高效的再生策略。

【发明内容】

[0005]在本发明的一个示例性实施方式中，提供了一种用于内燃发动机的排出气体处理系统，所述系统包括排出气体导管、微粒过滤器(“PF”)装置、烃类源以及包括实施时的操作逻辑的电子控制模块。所述PF具有用于移除排出气体中的微粒的过滤器结构并且基于截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量被选择性地再生。所述控制模块与所述内燃发动机连通并且选择性地接收标示截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量的再生信号。所述电子控制模块包括用于在再生事件之前监测内燃发动机的控制逻辑。所述电子控制模块包括用于基于所述监测来确定内燃发动机的多个操作参数的控制逻辑。所述控制模块包括用于基于所述多个操作参数来确定所述PF装置的PM氧化率的控制逻辑。所述控制模块包括如果接收到所述再生信号就激活所述烃类源来将排出气体温度增加到排出气体设定点的控制逻辑。所述排出气体设定点基于所述PF装置的PM氧化率。
[0006]方案1.一种用于内燃发动机的排出气体处理系统，包括:
排出气体导管，所述排出气体导管与所述内燃发动机流体连通并且构造成从所述内燃发动机接收排出气体； 烃类源；
微粒过滤器(“PF”)装置，所述微粒过滤器装置与所述排出气体导管流体连通并且具有用于移除排出气体中的微粒的过滤器结构，所述PF装置构造成基于截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量被选择性地再生；以及
当实施时包括操作逻辑的电子控制模块，所述电子控制模块与所述内燃发动机和烃类源连通，所述电子控制模块选择性地接收标示截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量的再生信号，所述控制模块包括:
用于在再生事件之前监测所述内燃发动机和所述排出气体处理系统的控制逻辑；
用于基于所述监测来确定多个操作参数的控制逻辑；
用于基于所述多个操作参数来确定所述PF装置的微粒物质氧化率的控制逻辑；以及用于如果收到所述再生信号就激活所述烃类源以将排出气体温度增加到排出气体设定点的控制逻辑，所述排出气体设定点基于所述PF装置的微粒物质氧化率。
[0007]方案2.如方案I所述的排出气体处理系统，其中电加热器与所述控制模块连通，所述电加热器设置在所述排出气体导管内并位于过滤器结构的上游，并且在所述再生事件期间如果所述排出气体温度处于所述排出气体设定点就被通电以产生热量。
[0008]方案3.如方案2所述的排出气体处理系统，其中所述电加热器是分区域电加热器。
[0009]方案4.如方案2所述的排出气体处理系统，进一步包括定位在所述PF装置的上游的层流元件，在被所述电加热器接收之前所述层流元件将所述排出气体的湍流转化成排出气体的层流。
[0010]方案5.如方案4所述的排出气体处理体统，其中所述层流元件和所述加热器元件彼此附接。
[0011]方案6.如方案I所述的排出气体处理系统，其中所述操作参数包括微粒物质生成率、排气流量以及烃类滑移量。
[0012]方案7.如方案I所述的排出气体处理系统，其中所述操作参数进一步包括微粒物质温度、发动机废气再循环(“EGR”)率以及系数拉姆达Λ。
[0013]方案8.如方案I所述的排出气体处理系统，进一步包括与所述控制模块连通的温度传感器和背压传感器，其中所述再生信号是通过所述温度传感器和背压传感器的组合产生的。
[0014]方案9.一种用于内燃发动机的排出气体处理系统,包括:
排出气体导管，所述排出气体导管与所述内燃发动机流体连通并且构造成从所述内燃发动机接收排出气体；
烃类源；
微粒过滤器(“PF”)装置，所述微粒过滤器装置与所述排出气体导管流体连通并且具有用于移除排出气体中的微粒的过滤器结构，所述PF装置构造成基于截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量被选择性地再生；
电加热器，所述电加热器设置在所述过滤器结构的上游并且与所述排出气体导管流体连通，所述电加热器在再生事件期间被选择性地通电以便产生热量；以及
当实施时包括操作逻辑的电子控制模块，所述电子控制模块与所述内燃发动机和烃类源连通，所述电子控制模块选择性地接收标示截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量的再生信号，所述控制模块包括:
用于在再生事件之前监测所述内燃发动机和所述排出气体处理系统的控制逻辑；
用于基于所述监测来确定多个操作参数的控制逻辑；
用于基于所述多个操作参数来确定所述PF装置的微粒物质氧化率的控制逻辑；用于如果收到所述再生信号就激活所述烃类源以将排出气体温度增加到排出气体设定点的控制逻辑，所述排出气体再生设定点基于所述PF装置的微粒物质氧化率；以及在所述再生事件期间如果所述排出气体温度处于所述排出气体设定点就给电加热器通电以产生热量的控制逻辑。
[0015]方案10.如方案9所述的排出气体处理系统，其中所述电加热器是分区域电加热器。
[0016]方案11.如方案9所述的排出气体处理系统，进一步包括定位在所述PF装置的上游的层流元件，在被所述电加热器接收之前所述层流元件将所述排出气体的湍流转化成排出气体的层流。
[0017]方案12.如方案11所述的排出气体处理系统，其中所述层流元件和所述加热器元件彼此附接。
[0018]方案13.如方案9所述的排出气体处理系统，其中所述操作参数包括微粒物质生成率、排气流量以及烃类滑移量。
[0019]方案14.如方案9所述的排出气体处理系统，其中所述操作参数进一步包括微粒物质温度、发动机废气再循环(“EGR”)率以及系数拉姆达Λ。
[0020]方案15.如方案9所述的排出气体处理系统，进一步包括与所述控制模块连通的温度传感器和背压传感器，其中所述再生信号是通过所述温度传感器和背压传感器的组合产生的。
[0021]方案16.—种控制用于内燃发动机的排出气体处理系统的再生的方法，包括: 在再生事件之前通过实施时包括操作逻辑的电子控制模块来监测所述内燃发动机和
所述排出气体处理系统；
基于所述监测确定多个操作参数；
基于所述多个操作参数确定PF装置的微粒物质氧化率，其中所述多个操作参数包括微粒物质率、排气流量以及烃类滑移量；
如果收到再生信号就改变烃类源的操作以将排出气体温度增加到排出气体设定点，所述排出气体再生设定点基于所述PF装置的微粒物质氧化率；以及
在所述再生事件期间如果所述排出气体温度处于所述排出气体设定点就为电加热器通电以产生热量。
[0022]方案17.如方案16所述的方法，其中所述电加热器是分区域电加热器。
[0023]方案18.如方案16所述的方法，包括提供定位在所述PF装置的上游的层流元件，在被所述电加热器接收之前所述层流元件将所述排出气体的湍流转化成排出气体的层流。
[0024]方案19.如方案16所述的方法，进一步包括微粒物质温度、发动机废气再循环(“EGR”)率以及系数拉姆达Λ作为所述多个操作参数。
[0025]方案20.如方案16所述的方法，进一步包括与所述控制模块连通的温度传感器和背压传感器，其中所述再生信号是通过所述温度传感器和背压传感器的组合产生的。
[0026]本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将通过下面结合附图对本发明的详细描述而变得显而易见。
【专利附图】

【附图说明】
[0027]在下面对实施方式的详细描述中，仅通过示例呈现其他特征、优点和细节，所述详细描述参阅附图进行，附图中:
图1是示例性排出气体处理系统的示意图；
图2是图1所示的电加热器的示意图；以及
图3是示出了一种操作图1所示的排出气体系统的方法的过程流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面的描述本质上仅是示例性的，并非旨在限制本发明、其应用或用途。应当理解的是，相应的附图标记在所有附图中指代相同或相应的部件和特征。如同在此使用的，术语“模块”意指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或群组的)和执行一个或多个软件程序或固件程序的存储器或者组合逻辑电路。
[0029]现参阅图1，示例性实施方式涉及一种用于降低内燃(“1C”)发动机12的被管制的排出气体组分的排气处理系统10。在此描述的排出气体处理系统可以在包括但不限于柴油发动机系统、汽油发动机系统和均质充量压缩点火发动机系统的各种发动机系统中实施。
[0030]排出气体处理系统10大体上包括一个或多个排出气体导管14以及一个或多个排出气体处理装置。图1示出了氧化催化剂装置(“0C”) 20、选择性催化还原装置(“SCR”)22以及微粒过滤器(“PF”)装置24。如所理解的，本发明的排出气体处理系统可包括图1所示的排出气体处理装置中的一个或多个的各种组合以及/或者其他排出气体处理装置(未示出)，而不限于本发明的示例。
[0031]在图1中，可包括多个区段的排出气体导管14将排出气体15从IC发动机12输送到排出气体处理系统10的各种排出气体处理装置。OC装置20包括例如可封装在具有与排出气体导管14流体连通的入口和出口的不锈钢壳或罐中的流通金属或陶瓷整料基体。所述基体可包括设置在其上的氧化催化剂化合物。所述氧化催化剂化合物可作为涂层施加并且可包含钼族金属-例如钼(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)或其他适当的氧化催化剂或它们的组合。0C20用于处理未燃烧的气体以及非易失性HC和CO，所述未燃烧的气体以及非易失性HC和CO被氧化以形成二氧化碳和水。
[0032]SCR装置22可设置在OC装置20的下游。以类似于OC装置20的方式，SCR装置22可包括例如可封装在具有与排出气体导管14和/或调节装置流体连通的入口和出口的不锈钢壳或罐中的流通陶瓷或金属整料基体。所述基体可包括设置在其上的SCR催化剂组分。所述SCR催化剂组分可包含沸石以及在存在诸如氨(“NH3”)还原剂的情况下可有效地运转来转化排出气体15中的NOx成分的一个或多个基础金属成分-例如铁(“Fe”)、钴(“Co”)、铜(“Cu”)或者钒(“V”)。
[0033]PF装置24可设置在OC装置20以及SCR装置22的下游。PF装置24用于过滤排出气体15中的碳和其他微粒。在各种实施方式中，PF装置24可使用陶瓷壁流整料过滤器40构造，所述过滤器40包装在绝缘垫或者当加热时膨胀并紧固和绝缘所述过滤器40的其他适当支撑件中。过滤器40可封装在具有与排出气体导管14和/或调节装置流体连通的入口和出口的例如不锈钢的壳或罐中。
[0034]陶瓷壁流整料过滤器40可具有由纵向延伸的壁限定的多个纵向延伸通道。所述通道包括一组具有开放入口端和闭合出口端的入口通道以及一组具有闭合入口端和开放出口端的出口通道。通过入口通道的入口端进入过滤器40的排出气体15被迫穿过邻近的纵向延伸壁移动到出口通道。通过这种壁流机构过滤了排出气体15中的PM。过滤的PM沉积在入口通道的纵向延伸壁上，随着时间的推移，其将具有增加由IC发动机12经受的排出气体15背压的效果。应当理解的是，陶瓷壁流整料过滤器40本质上仅是示例性的并且PF装置24可包括其他过滤器装置-例如缠绕或填充了纤维的过滤器、开放式发泡过滤器、烧结金属纤维过滤器等。整料过滤器40中PM的堆积导致的排气背压的增加通常需要周期性地清洁或者再生PF24。再生涉及通常在高温环境下氧化或者燃烧堆积的PM。
[0035]层流元件50和电加热器52都定位在PF装置24的上游以及SCR装置22的下游。层流元件50可包括开放通道或蜂窝状结构，并且在被电加热器52接收之前将排出气体15的湍流转化成排出气体15的层流。层流元件50和加热器元件52可在一个实施方式中通过紧固元件或者其他方式附接到彼此。
[0036]电加热器52被选择性地通电来使PF装置24再生并且提供热量到整料过滤器40。在所示的实施方式中，电加热器52定位成接近PF装置24的整料过滤器40的前面54。具体地，电加热器52安装成邻近整料过滤器40的上游端56。电加热器52可包括诸如电阻丝的电阻加热元件60 (图2所示)。当通电时，电流通过电阻元件60流动到电加热器52而生成热量。电加热器52允许排出气体15和PM流通到PF装置24。在一个示例性实施方式中，可采用为整料过滤器40的各个区段加热的分区域电加热器，然而，应当理解的是，也可以使用其他类型的电加热器。
[0037]现在转至图2，电加热器52可被划分成多个区域62、64、66、68和70。电加热器52构造成随后供应热量到每个区域62至70，以便以分区域方式加热并且再生PF装置24的整料过滤器40 (图1所示)。每个区域62至70被单独加热，使得PF装置24的整料过滤器40的邻近部分被选择性地分步加热。根据本发明的一个实施方式，通过供给能量到定位在每个区域62至70内的电阻加热元件60，每个区域62至70都可被独立地加热。例如，区域62可首先被加热，从而加热整料过滤器40的中心区域。其次，区域64可被加热，从而加热整料过滤器40的外部径向区域。区域66、68和70可被分别加热，以便加热整料过滤器40的剩余外部径向区域。可以构想到的是，电加热器52可以使用多个加热器形式分段成多个区域，因此，本发明不限于图2的实施方式。
[0038]回过来参阅图1，控制模块80可操作地连接到并且监测发动机12、电加热器52以及排出气体导管14中的多个传感器。具体地，图1示出了控制模块80，所述控制模块80与背压传感器86以及定位在排出气体导管14中的温度传感器82通讯。温度传感器82位于PF装置24的下游，并且发送标示排出气体导管14中特定位置处的温度的电信号到控制模块80。也就是说，温度传感器82标示PF装置24的温度。背压传感器86定位在PF装置24的上游并且生成表明整料过滤器40中的碳装载量和PM装载量的信号。应当指出，虽然图1示出了用于确定整料过滤器40中的碳装载量的背压传感器86，但是还可以使用同样可用于确定碳装载量的其他方法。例如，在备选实施方式中，可使用德尔塔压力传感器(deltapressure sensor)来替代测量穿过PF装置24的压差。控制模块80包括用于连续监测背压传感器86和温度传感器82的控制逻辑。控制模块80包括用于连续监测温度传感器82的控制逻辑，以便读取PE装置24的温度。控制模块80还包括用于监测背压传感器86的控制逻辑，所述背压传感器86用于确定截留在PF装置24的整料过滤器40内的PM的量。
[0039]控制模块80包括用于监测发动机12以及排出气体处理系统10的各种操作参数以便确定PM氧化率的控制逻辑。PM氧化率代表再生期间每个单位时间PF装置24内氧化的PM的量。具体地，在PF装置24的特定再生事件之前并且基于多个操作参数来确定PM氧化率。所述操作参数包括PM生成率、排气流量以及PF装置24的烃类滑移量。所述操作参数可进一步包括PM温度、发动机废气再循环(“EGR”)率以及系数拉姆达Λ。下面进一步论述所述操作参数。
[0040]PM生成率代表由发动机12生成的PM的量。PM生成率可通过传输的燃料的量以及发动机12的操作状况来确定。在一个实施方式中，控制模块80对PM生成率积分来确定在给定时间截留在PF装置24中的PM。控制模块80包括用于计算排出气体导管14内的排出气体流动速率的控制逻辑。排出气体流动速率基于发动机12的进气质量，所述发动机12的进气质量通过进气质量空气流量传感器(未示出)以及发动机12的燃料质量流量来测量。具体地，发动机12的排气流量是通过添加发动机12的进气质量到发动机12的燃料质量流量来计算的。PF装置24的烃类滑移代表在未被催化的情况下穿过OC装置20的HC，因为OC装置20可能无法完全催化引入到排出气体流15中的所有HC。具体地，排出气体处理系统10可包括一个或多个烃类喷射器(未示出)，所述烃类喷射器从OC装置20上游喷射烃类(例如，燃料)。备选地，可以使用控制模块80来控制发动机12的燃烧，以便执行后燃烧燃料喷射来将HC引入到排出气体中。
[0041]PM温度代表截留在PF装置24内的PM的温度，并且可通过温度传感器82来测量。EGR率代表作为发动机12的进气的一部分的再循环排出气体的量或流动速率。系数拉姆达Λ是通过监测发动机12以及定位在排出气体导管14中的NOx传感器(未示出)来确定的。系数拉姆达Λ标示发动机12的化学计量点，其中小于1.0的值表明发动机12富氧运转,而大于1.0的值表明稀燃运转。
[0042]控制模块80包括用于选择性地起动PF装置24的再生的控制逻辑。如果截留在整料过滤器40内的微粒的量导致过滤器40内的压力超过由背压传感器86确定的阈值压力值并且生成代表需要再生的信号或者如果来自温度传感器82的温度读数超过代表能够再生的阈值温度值，则发生再生。具体地，控制模块80可通过连续地调节烃类源的操作参数来起动再生。在一个实施方式中，烃类源是发动机12，并且可以控制诸如燃料喷射正时和数量的操作参数来调节排出气体15的温度。备选地，在另一个方法中烃类源是烃类喷射器，并且控制模块80包括用于控制通过一个或多个HC喷射器(未示出)喷射到排出气流15中的HC的量的控制逻辑，以便控制排出气体15的温度。
[0043]控制模块80包括用于确定排出气体设定点的控制逻辑。控制模块80包括用于将排出气体15的温度选择性地提升到排出气体设定点值的控制逻辑。排出气体设定点值代表在再生期间需要的排出气体15的提升温度，以便大体上防止在完成再生之前PM氧化结束的状况。定位在PF过滤器24中的PM的氧化可能在完成再生之前因排出气体导管14中的相对高的排出气体流动速率而结束。排出气体设定点是PM氧化率的函数。例如，如果PM氧化率表明PF过滤器24加载或截留有相对更抗氧化的PM(例如，如果PM密集地填充在PF装置24中)，那么排出气体设定值是相对较高的值(例如，大约700°C)。同时，如果PM氧化率表明PF过滤器40加载有相对不那么抗氧化的PM，那么排出气体设定点值设定为相对较低的值(例如，大约550°C )。排出气体15的温度可以通过改变发动机12的操作来提升到排出气体设定点。
[0044]控制模块80还可包括用于一旦再生期间排出气体15达到排出气体设定点就激活电加热器52的控制逻辑。电加热器52在再生期间被通电并且用作额外热源，从而减少完成再生需要的时间量。在一个实施方式中，如果采用分区域的电加热器，那么控制模块80可激活电加热器52的区域62到70 (图2所示)来选择性地加热PF装置的整料过滤器40的对应区域，然而应当理解的是，还可以使用其他类型的电加热器。
[0045]如上所述的排出气体处理系统10基于截留在PF装置24内的PM的PM氧化率来确定再生期间排出气体15的温度。例如，如果PM氧化率表明PF过滤器40加载有相对不那么抗氧化的PM，那么排出气体设定点设定为相对较低的值。相对较低的排出气体温度将转而降低输入排气温度以及PF装置24的再生期间需要的加热时间，从而减少发动机12的燃料消耗。
[0046]现将论述再生PF装置24的方法。参阅图3，示出了操作排出气体处理系统10的示例性过程的示例性过程流程图大体上由附图标记200标示。总体上参阅图1-3，过程200在步骤202处开始，其中控制模块80包括用于确定是否收到了再生信号的控制逻辑。再生信号可以通过温度传感器82和背压传感器86的组合产生(例如，如果背压传感器86生成代表需要再生的信号并且温度传感器82生成代表能够再生的信号)。如果控制模块80未收到再生信号(N)，那么方法200可往下进行至步骤204。
[0047]在步骤204，控制模块80监测发动机12以及排出气体处理系统10的各种操作参数来确定PM氧化率。具体地，控制模块80可监测各种操作参数-包括发动机12的PM生成率、排气流量、PF装置24的烃类滑移量、PF装置的PM温度、EGR率以及系数拉姆达Λ。方法200随后可返回到步骤202，或者终止。
[0048]如果控制模块80收到再生信号(Y)，那么方法200可往下进行至步骤206。在步骤206，控制模块80起动PF装置24的再生，其中排出气体14的温度被提升到排出气体设定点。具体地，控制模块80可起动再生并且通过激活烃类源来提升排出气体温度15。具体地，烃类源可以是发动机12，连续调节发动机12的操作参数来提升排出气体温度。备选地，在另一个方法中，控制模块80包括用于控制通过一个或多个烃类喷射器(未示出)喷射到排出气流15中的烃类的量的控制逻辑，以便控制排出气体15的温度。方法200随后可往下进行至步骤208。
[0049]在步骤208中，控制模块80可通过定位在排出气体导管14中的传感器(例如，图1所示的温度传感器82)来监测排出气体温度，以便确定排出气体温度是否达到排出气体设定点值。如果并未达到排出气体设定点值(N)，那么方法200往下进行至步骤210，其中通过改变发动机12的操作参数来提升排出气体温度。方法200随后可返回到步骤208。
[0050]如果已达到排出气体设定点值(Y)，那么方法200往后进行至步骤212，其中电加热器52被激活来通过提供热量到整料过滤器40使PF装置24再生。电加热器52在再生期间用作额外热源，从而减少完成再生需要的时间量。具体地，例如，如果电加热器52是分区域电加热器，那么控制模块80可激活电加热器52的各种区域(例如，图2所示的区域62至70)以便加热PF装置的整料过滤器40。方法200可随后终止。
[0051]虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是所属领域技术人员将会理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可对本发明做出各种改变并且可用等同元件来代替本发明的元件。另外，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可做出多种改型以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明将不局限于所公开的特定实施方式；相反，本发明将包括落入本申请的范围内的所有实施方式。
【权利要求】
1.一种用于内燃发动机的排出气体处理系统，包括: 排出气体导管，所述排出气体导管与所述内燃发动机流体连通并且构造成从所述内燃发动机接收排出气体； 烃类源； 微粒过滤器(“PF”)装置，所述微粒过滤器装置与所述排出气体导管流体连通并且具有用于移除排出气体中的微粒的过滤器结构，所述PF装置构造成基于截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量被选择性地再生；以及 当实施时包括操作逻辑的电子控制模块，所述电子控制模块与所述内燃发动机和烃类源连通，所述电子控制模块选择性地接收标示截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量的再生信号，所述控制模块包括: 用于在再生事件之前监测所述内燃发动机和所述排出气体处理系统的控制逻辑； 用于基于所述监测来确定多个操作参数的控制逻辑； 用于基于所述多个操作参数来确定所述PF装置的微粒物质氧化率的控制逻辑；以及用于如果收到所述再生信号就激活所述烃类源以将排出气体温度增加到排出气体设定点的控制逻辑，所述排出气体设定点基于所述PF装置的微粒物质氧化率。
2.如权利要求1所述的排出气体处理系统，其中电加热器与所述控制模块连通，所述电加热器设置在所述排出气体导管内并位于过滤器结构的上游，并且在所述再生事件期间如果所述排出气体温度处于所述排出气体设定点就被通电以产生热量。
3.如权利要求2所述的排出气体处理系统，其中所述电加热器是分区域电加热器。
4.如权利要求2所述的排出气体处理系统，进一步包括定位在所述PF装置的上游的层流元件，在被所述电加热器接收之前所述层流元件将所述排出气体的湍流转化成排出气体的层流。
5.如权利要求4所述的排出气体处理体统，其中所述层流元件和所述加热器元件彼此附接。
6.如权利要求1所述的排出气体处理系统，其中所述操作参数包括微粒物质生成率、排气流量以及烃类滑移量。
7.如权利要求1所述的排出气体处理系统，其中所述操作参数进一步包括微粒物质温度、发动机废气再循环(“EGR”)率以及系数拉姆达Λ。
8.如权利要求1所述的排出气体处理系统，进一步包括与所述控制模块连通的温度传感器和背压传感器，其中所述再生信号是通过所述温度传感器和背压传感器的组合产生的。
9.一种用于内燃发动机的排出气体处理系统，包括: 排出气体导管，所述排出气体导管与所述内燃发动机流体连通并且构造成从所述内燃发动机接收排出气体； 烃类源； 微粒过滤器(“PF”)装置，所述 微粒过滤器装置与所述排出气体导管流体连通并且具有用于移除排出气体中的微粒的过滤器结构，所述PF装置构造成基于截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量被选择性地再生； 电加热器，所述电加热器设置在所述过滤器结构的上游并且与所述排出气体导管流体连通，所述电加热器在再生事件期间被选择性地通电以便产生热量；以及 当实施时包括操作逻辑的电子控制模块，所述电子控制模块与所述内燃发动机和烃类源连通，所述电子控制模块选择性地接收标示截留在所述PF装置的过滤器结构内的微粒的量的再生信号，所述控制模块包括: 用于在再生事件之前监测所述内燃发动机和所述排出气体处理系统的控制逻辑； 用于基于所述监测来确定多个操作参数的控制逻辑； 用于基于所述多个操作参数来确定所述PF装置的微粒物质氧化率的控制逻辑；用于如果收到所述再生信号就激活所述烃类源以将排出气体温度增加到排出气体设定点的控制逻辑，所述排出气体再生设定点基于所述PF装置的微粒物质氧化率；以及在所述再生事件期间如果所述排出气体温度处于所述排出气体设定点就给电加热器通电以产生热量的控制逻辑。
10.一种控制用于内燃发动机的排出气体处理系统的再生的方法，包括: 在再生事件之前通过实施时包括操作逻辑的电子控制模块来监测所述内燃发动机和所述排出气体处理系统； 基于所述监测确定多个操作参数； 基于所述多个操作参数确定PF装置的微粒物质氧化率，其中所述多个操作参数包括微粒物质率、排气流量以及烃类滑移量； 如果收到再生信号就改变烃类源的操作以将排出气体温度增加到排出气体设定点，所述排出气体再生设定点 基于所述PF装置的微粒物质氧化率；以及 在所述再生事件期间如果所述排出气体温度处于所述排出气体设定点就为电加热器通电以产生热量。
【文档编号】F01N3/027GK103806986SQ201310569293
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】E.V.冈策, M.J.小帕拉托尔, J.C.谭 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司