[发明专利]基于微粒物质氧化率的微粒过滤器再生

说明书

技术领域

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

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。

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(“OC”)。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NO_X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。

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

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。

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。

方案2. 如方案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。

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。

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。

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。