流量受控電輔助dpf再生的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及流量受控電輔助DPF再生。提供一種微粒過濾器組件、一種具有微粒過濾器組件的排氣處理系統(tǒng)和一種用于該微粒過濾器組件的流量受控分區(qū)再生的控制方法。該微粒過濾器組件構(gòu)造成從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)接收排氣流并且包括構(gòu)造成接收排氣流的進(jìn)口端、構(gòu)造成從該排氣流移除微粒的過濾器、位于該過濾器上游且具有多個區(qū)的加熱裝置以及位于該過濾器下游且構(gòu)造成選擇性地限制流過該過濾器的排氣流流量的排氣流量閥，其中，該多個區(qū)的每一個區(qū)可獨立操作以加熱該過濾器的相應(yīng)區(qū)域。
【專利說明】流量受控電輔助DPF再生

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微粒過濾器再生，尤其涉及流量受控電輔助區(qū)微粒過濾器再生。

【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的廢氣是非均勻混合物，其可能包括氣態(tài)排放物，例如一氧化碳 (〃0)〃）、未燃的碳?xì)浠衔铮ā?1(：〃）和氮氧化物（〃勵，），以及構(gòu)成微粒物質(zhì)的凝相物質(zhì)（液 體和固體)。在發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中提供通常布置在催化劑載體或基材上的催化劑成分以轉(zhuǎn) 換某些或全部排氣組分為非管制的排氣成分。
[0003] 在排氣處理技術(shù)中，有幾種已知的在用的過濾器結(jié)構(gòu)，它們對從排氣中移除微粒 物質(zhì)顯示出高效，例如，壁流式蜂窩陶瓷過濾器、纖維卷繞或纖維填充式過濾器、開口泡沫、 燒結(jié)合金纖維等等。壁流式陶瓷過濾器在汽車應(yīng)用中得到了極大的接受。
[0004] 通常，微粒過濾器沿著排氣流布置在排氣管中，把微粒物質(zhì)從排氣中過濾出。隨著 時間的過去，微粒過濾器會變滿，需要再生以移除任何捕獲的微粒。汽車應(yīng)用中的微粒過濾 器的再生通常是自動的，并且由發(fā)動機(jī)或其它控制器根據(jù)發(fā)動機(jī)和排氣系統(tǒng)傳感器產(chǎn)生的 信號進(jìn)行控制。再生事件涉及到將微粒過濾器的溫度升高至通常高于600° C的水平，該溫 度引起微粒過濾器上積聚的微粒物質(zhì)點燃從而燃燒積聚的微粒物質(zhì)以使過濾過程得以繼 續(xù)。在一些配置中，燃料被噴入排氣流中以幫助微粒物質(zhì)的點燃以用于微粒過濾器的再生。
[0005] 該再生過程有缺點。例如，當(dāng)燃料被加到排氣流中以幫助微粒物質(zhì)的點燃時可能 會消耗過多的燃料，由此降低發(fā)動機(jī)的燃料效率。再生過程產(chǎn)生的排放物(例如，NOx和HC 的向上調(diào)整因子（UAF))是另一缺點。
[0006] 另外，再生所涉及的溫度使得微粒過濾器受到應(yīng)力作用并且會對微粒過濾器的使 用壽命有負(fù)面影響。
[0007] 進(jìn)一步地，在再生期間，微粒過濾器上的點燃的微粒物質(zhì)在車輛加速期間可能出 現(xiàn)的高流動排氣情況期間可能容易熄滅。在這種事件中，微粒過濾器的再生可能過早地停 止，微粒物質(zhì)可能保留在微粒過濾器上，由此對微粒過濾器的性能并因此對發(fā)動機(jī)的操作 效率有負(fù)面影響。
[0008] 因此，希望提供一種設(shè)備和方法，用于再生微粒過濾器，其在微粒過濾器再生期間 將得到降低的燃料消耗和接近零的廢氣排放，并且可以在高流動排氣情況期間進(jìn)行再生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在本發(fā)明的一個示范性實施例中，提供一種微粒過濾器組件，其構(gòu)造成從內(nèi)燃發(fā) 動機(jī)接收排氣流。該微粒過濾器組件包括構(gòu)造成接收該排氣流的進(jìn)口端、構(gòu)造成從該排氣 流移除微粒的過濾器、位于該過濾器上游且具有多個區(qū)的加熱裝置以及位于該過濾器下游 且構(gòu)造成選擇性地限制流過該過濾器的排氣流流量的排氣流量閥，其中，該多個區(qū)的每一 個區(qū)可獨立操作成加熱該過濾器的相應(yīng)區(qū)域。
[0010] 在本發(fā)明的另一示范性實施例中，提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣處理系統(tǒng)。該 系統(tǒng)包括從發(fā)動機(jī)伸出且構(gòu)造成從發(fā)動機(jī)接收排氣流的排氣管和與該排氣流流體連通定 位的微粒過濾器組件。該微粒過濾器組件包括構(gòu)造成接收該排氣流的進(jìn)口端、構(gòu)造成從該 排氣流移除微粒的過濾器、位于該過濾器上游且具有多個區(qū)的加熱裝置以及位于該過濾器 下游且構(gòu)造成選擇性地限制流過該過濾器的排氣流的流量的排氣流量閥，其中，該多個區(qū) 的每一個區(qū)可獨立操作成加熱該過濾器的相應(yīng)區(qū)域。
[0011] 在本發(fā)明的又一示范性實施例中，提供一種控制方法，用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)微粒過濾 器組件的過濾器的流量受控分區(qū)再生。該方法包括確定過濾器的特定區(qū)域的再生是否必 需，啟動加熱裝置的多個區(qū)中的一個區(qū)以加熱過濾器的多個區(qū)域中的特定區(qū)域，以及調(diào)整 排氣流量閥的多個閥板中的一個閥板的位置以限制流過過濾器的特定區(qū)域的排氣流的流 量。
[0012] 本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。
[0013] 1. 一種微粒過濾器組件，其構(gòu)造成從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)接收排氣流，所述微粒過濾器組 件包括： 構(gòu)造成接收所述排氣流的進(jìn)口端； 構(gòu)造成從所述排氣流移除微粒的過濾器； 位于所述過濾器上游且具有多個區(qū)的加熱裝置，所述多個區(qū)的每一個區(qū)可獨立操作以 加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域；和 位于所述過濾器下游且構(gòu)造成選擇性地限制流過所述過濾器的所述排氣流的流量的 排氣流量閥。
[0014] 2.如技術(shù)方案1所述的微粒過濾器組件，其中，所述排氣流量閥包括多個閥板， 所述多個閥板的每個閥板選擇性地可在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。
[0015] 3.如技術(shù)方案2所述的微粒過濾器組件，其中，所述加熱裝置的所述多個區(qū)的每 個區(qū)構(gòu)造成加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域，所述過濾器的每個區(qū)域?qū)?yīng)于相應(yīng)區(qū)的大小、形 狀和位置。
[0016] 4.如技術(shù)方案3所述的微粒過濾器組件，其中，為了再生所述過濾器的特定區(qū) 域，與所述特定區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)加熱所述特定區(qū)域，所述排氣流量閥的所述多個閥板的一個 閥板關(guān)閉以限制通過要再生的所述特定區(qū)域的排氣流的流量。
[0017] 5. -種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 從所述發(fā)動機(jī)伸出且構(gòu)造成從所述發(fā)動機(jī)接收排氣流的排氣管；和 與所述排氣流流體連通定位的微粒過濾器組件，包括： 構(gòu)造成接收所述排氣流的進(jìn)口端； 構(gòu)造成從所述排氣流移除微粒的過濾器； 位于所述過濾器上游且具有多個區(qū)的加熱裝置，所述多個區(qū)的每一個區(qū)可獨立操作以 加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域；和 位于所述過濾器下游且構(gòu)造成選擇性地限制流過所述過濾器的所述排氣流的流量的 排氣流量閥。
[0018] 6.如技術(shù)方案5所述的微粒過濾器組件，其中，所述排氣流量閥包括多個閥板， 所述多個閥板的每個閥板選擇性地可在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。
[0019] 7.如技術(shù)方案6所述的微粒過濾器組件，其中，所述加熱裝置的所述多個區(qū)的每 個區(qū)構(gòu)造成加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域，所述過濾器的每個區(qū)域?qū)?yīng)于相應(yīng)區(qū)的大小、形 狀和位置。
[0020] 8.如技術(shù)方案7所述的排氣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括，與所述加熱裝置和所述排 氣流量閥通信的控制器，所述控制器構(gòu)造成單獨地且選擇性地操作所述加熱裝置的所述多 個區(qū)和所述排氣流量閥的所述多個閥板以控制所述過濾器的特定區(qū)域的再生。
[0021] 9.如技術(shù)方案8所述的排氣處理系統(tǒng)，其中，為了再生所述特定區(qū)域，所述控制 器操作與所述特定區(qū)域?qū)?yīng)的所述加熱裝置的區(qū)以加熱所述特定區(qū)域，并且操作所述排氣 流量閥的閥板以移至關(guān)閉位置以限制通過要再生的所述特定區(qū)域的排氣流的流量。
[0022] 10.如技術(shù)方案5所述的排氣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括布置在所述排氣管中且在 所述微粒過濾器組件上游的與所述排氣流流體連通的氧化催化劑。
[0023] 11.如技術(shù)方案10所述的排氣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括布置在所述排氣管中且 在所述微粒過濾器組件的上游和所述氧化催化劑的下游與所述排氣流流體連通的選擇性 催化還原（SCR)裝置。
[0024] 12.如技術(shù)方案11所述的排氣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括，布置成與所述排氣管流 體連通且位于所述氧化催化劑與所述SCR裝置之間的噴射器，所述噴射器構(gòu)造成選擇性地 向所述排氣管噴射還原劑。
[0025] 13. -種控制方法，用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的微粒過濾器組件的過濾器的流量受控分區(qū) 再生，所述方法包括： 確定所述過濾器的特定區(qū)域的再生是否必需； 啟動加熱裝置的多個區(qū)中的一個區(qū)以加熱所述過濾器的多個區(qū)域中的所述特定區(qū)域； 和 調(diào)整排氣流量閥的多個閥板中的一個閥板的位置以限制流過所述過濾器的所述特定 區(qū)域的排氣流的流量。
[0026] 通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其它特征 和優(yōu)點將更明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 僅僅舉例來說，其它特征、優(yōu)點和詳情出現(xiàn)在下面詳細(xì)說明的實施例中，該詳細(xì)說 明參照附圖，其中： 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的排氣處理系統(tǒng)的圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的加熱器的區(qū)的圖； 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的排氣閥的圖；和 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的微粒過濾器的流量受控分區(qū)再生的方 法的圖。

【具體實施方式】
[0028] 下面的描述本質(zhì)上僅僅是示范性，并且不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理 解，在全部附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記代表相同或相應(yīng)的部件和特征。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例，并且參照圖1，提供排氣處理系統(tǒng)20用于降低 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)22排出的受管制的排氣成分。要理解的是，本文描述的排氣處理系統(tǒng)20可以 用在采用了排氣微粒過濾器的不同的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中。這樣的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以包括但不 限于，柴油機(jī)系統(tǒng)、汽油機(jī)系統(tǒng)和多種均質(zhì)充量壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。
[0030] 排氣處理系統(tǒng)20包括至少一個從發(fā)動機(jī)22伸出的排氣管30。排氣流25離開發(fā) 動機(jī)22并且流入排氣管30。排氣處理系統(tǒng)20包括位于排氣管30內(nèi)且在排氣流的流動路 徑中的氧化催化劑（0C) 32。氧化催化劑32可包括通流式金屬或陶瓷整體式載體，其封裝 在與排氣管流體連通的具有進(jìn)口和出口的剛性殼或筒中。該載體可包括布置在其上的氧化 催化劑化合物（未示出），該化合物可用作涂層并且可包含鉬族金屬，例如鉬（Pt)、鈀（Pd)、 銠（Rh)或其它合適的氧化催化劑，或它們的組合。氧化催化劑32用于處理排氣流25中的 未燃?xì)鈶B(tài)非揮發(fā)性HC和C0,它們被氧化形成二氧化碳和水。
[0031] 噴射器34可以位于氧化催化劑32的下游。噴射器34與排氣管30流體連通并且 構(gòu)造成周期性地且選擇性地噴射還原劑例如尿素或氨或他們的組合到排氣流25中。可以 使用其它的合適方法來輸送還原劑到排氣流25。還原劑是從還原劑供給罐(未示出）通過 供給管(未示出)供應(yīng)的。還原劑可以是氣體、液體或尿素水溶液的形式，并且可以在噴射器 34中與空氣混合以幫助噴霧在排氣中分散。
[0032] 排氣處理系統(tǒng)20進(jìn)一步地包括布置在排氣管30內(nèi)且在氧化催化劑32和噴射器 34下游的選擇性催化還原（SCR)裝置36。SCR裝置36與排氣流25流體連通定位。與氧 化催化劑32類似，SCR裝置36也可包括通流式陶瓷或金屬整體式載體，其封裝在與排氣管 流體連通的具有進(jìn)口和出口的剛性殼或筒中。該載體具有涂敷在其上的SCR催化劑成分 (未示出）。該SCR催化劑成分優(yōu)選地包含沸石和一種或多種堿金屬組分，例如鐵（"Fe")、鈷 ("Co")、銅（〃Cu〃）或釩（"V")，它們能夠在有還原劑的情況下有效地操作以轉(zhuǎn)換排氣中的 NOx成分。
[0033] 排氣處理系統(tǒng)20進(jìn)一步地包括微粒過濾器組件40。微粒過濾器組件40與在排氣 管30中的排氣流25流體連通并且構(gòu)造成接收排氣流25。微粒過濾器組件40可以位于選 擇性催化還原裝置36的下游并且操作以過濾排氣流25的碳和其它微粒。
[0034] 在一個示范性實施例中，微粒過濾器組件40包括進(jìn)口端42、加熱裝置44、過濾器 46、排氣流量閥48和出口端50。微粒過濾器組件40可以形成為沿著排氣管30的一個節(jié) 段。排氣流25通過進(jìn)口端42被接收，流過加熱裝置44、過濾器46和排氣流量閥48,并且 在出口端50離開微粒過濾器組件。
[0035] 加熱裝置44位于微粒過濾器組件40內(nèi)并且構(gòu)造成加熱過濾器46進(jìn)行再生。加 熱裝置44布置在過濾器46的前面上或附近，即最接近進(jìn)口端42的面。在一個示范性實施 例中，加熱裝置44是電加熱裝置。加熱裝置44可以是例如通過向加熱裝置44的電阻路徑 供電來進(jìn)行操作的。
[0036] 參照圖2,加熱裝置可以被分成多個區(qū)Z1、Z2、Z3、Z4。要理解的是，本文僅僅是了 為了舉例而說明和描述了四個區(qū)21、22、23、24，但是也可以預(yù)想不同數(shù)量、尺寸和/或定位 的區(qū)。通過向特定區(qū)中的電阻路徑供電，可以使每個區(qū)21、22、23、24獨立于其它區(qū)而被單 獨加熱。區(qū)Z1、Z2、Z3、Z4的加熱可以選擇性地受控制。因而，加熱裝置44可以選擇性地 操作成根據(jù)特定區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4的操作而向過濾器46分級地提供熱。
[0037] 再次參照圖1，過濾器46位于微粒過濾器組件40中。在一個示范性實施例中，過 濾器46可以使用壁流式陶瓷整體式過濾器形成，其封裝在與排氣管30流體連通的具有進(jìn) 口端和出口端的剛性耐熱殼或筒中。壁流式陶瓷整體式過濾器可以是整體式微粒捕集器， 并且包括由縱向延伸壁形成的多個縱向延伸的通道。這些通道包括具有敞開的進(jìn)口端和閉 合的出口端的進(jìn)入通道子集以及具有閉合的進(jìn)口端和敞開的出口端的排出通道子集。通過 進(jìn)氣通道的進(jìn)口端進(jìn)入過濾器的排氣被迫使移動通過相鄰的縱向延伸壁，到達(dá)排出通道， 因為相鄰的進(jìn)入通道和排出通道在對立端是堵住或閉合的。排氣流25通過該壁流式機(jī)構(gòu) 被過濾出碳和其它微粒。過濾的微粒沉積在進(jìn)入通道的縱向延伸壁上，并且，隨著時間的過 去，將有增大發(fā)動機(jī)22經(jīng)受的排氣背壓的效果。壁流式整體過濾器的壁可以包括堇青石材 料的多孔蜂窩陶瓷壁?？梢圆捎眠m合于本文所述目的的任何類型的陶瓷材料。要理解的是， 上述壁流式陶瓷過濾器本質(zhì)上僅僅是示范性的，可以預(yù)想其它合適的過濾器。例如，微粒過 濾器組件40可包括其它過濾器裝置，例如纖維卷繞或纖維填充式過濾器、開口泡沫、燒結(jié) 合金纖維等等，附加于或代替上述所述的過濾器46。
[0038] 單個區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4構(gòu)造成加熱過濾器46的相應(yīng)區(qū)域。也就是說，加熱裝置44 的特定區(qū)Z1、Z2、Z3、Z4構(gòu)造成加熱與該特定區(qū)的大小、形狀和位置(徑向和周向）大致對應(yīng) 的過濾器46的區(qū)域。因此，可以根據(jù)加熱裝置44的操作分級加熱過濾器46,從而可以執(zhí)行 分級再生。
[0039] 參照圖1，排氣流量閥48位于微粒過濾器組件40中，鄰近出口端50,并且在過濾 器46的下游。排氣流量閥48與從過濾器4流出的排氣流25流體連通。
[0040] 參照圖3,在一個示范性實施例中，排氣流量閥48包括多個閥板52。排氣流量閥 48可包括例如四個閥板52。閥板52可以為大致圓形并且位于排氣管30內(nèi)，從而選擇性地 限制排氣流25的流量。要理解的是，閥板52的大小、形狀、數(shù)量和/或位置不限于上面描 述和圖3示出的例子?？梢圆捎萌魏魏线m數(shù)量的閥板52,不同形狀可用于閥板52。
[0041] 在一個示范性實施例中，每個閥板52是可旋轉(zhuǎn)地安裝并且可在打開位置和關(guān)閉 位置之間移動。參照圖1，在打開位置，閥板52大致平行于排氣管30中的排氣流25的流向 延伸。在關(guān)閉位置，閥板52大致垂直于排氣管30中的排氣流25的流向延伸，從而限制排 氣流25的流量。
[0042] 再次參照圖1，排氣處理系統(tǒng)20包括多個NOx傳感器54、56。第一 NOx傳感器54 可以位于選擇性催化還原裝置36的上游，第二NOx傳感器56可以位于該選擇性催化還原 裝置的下游。NOx傳感器54、56可檢測排氣通過SCR裝置36前后排氣流25中的NOx的量。 因此，可以確定SCR裝置36的效率。要理解的是，可以沿著排氣管30在不同位置設(shè)置另外 的NOx傳感器來測量排氣流25中的NOx的量。
[0043] 另外，至少一個溫度傳感器58也可以位于排氣管30中。在一個示范性實施例中， 該至少一個溫度傳感器58可以位于微粒過濾器組件40的下游端，鄰近出口端50,在排氣流 量閥48的下游。該至少一個溫度傳感器58構(gòu)造成測量排氣流25通過微粒過濾器組件40 之后的溫度。
[0044] 控制器60例如車輛或發(fā)動機(jī)控制器通過與不同傳感器的信號通信操作性地連接 到發(fā)動機(jī)22和排氣處理系統(tǒng)20并監(jiān)測它們，這些傳感器包括第一和第二NOx傳感器54、56 和至少一個溫度傳感器58。控制器60可包括例如專用集成電路（ASIC)、電子電路、執(zhí)行一 個或多個軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或成組的)和存儲器、組合邏輯電路和/ 或提供所述功能的其它合適的部件。另外，控制器60可以通信地連接到噴射器34、加熱裝 置44和排氣流量閥48。因此，控制器60可選擇性地操作噴射器34、加熱裝置44和排氣流 量閥48以控制過濾器46的分級再生，如下所述。過濾器46的分級再生的控制可以響應(yīng)于 或至少部分地響應(yīng)于從各個傳感器接收到的信號，包括第一和第二NOx傳感器54、56和至 少一個溫度傳感器58。
[0045] 操作中，起因于微粒物質(zhì)的累積的排氣背壓的增大要求過濾器46周期性地進(jìn) 行清理或再生。再生包括積聚的碳及其它微粒的氧化或燃燒，在這之中，通常是高溫 (>600° C)環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例，過濾器46可以是分級再生。也就是說， 可以順序再生過濾器46的單個區(qū)域。在一個示范性實施例中，過濾器46的區(qū)域?qū)?yīng)于加 熱裝置44的區(qū)Z1、Z2、Z3和Z4。因此，過濾器46可包括對應(yīng)于加熱裝置44的各個區(qū)Z1、 Z2、Z3和Z4的四個區(qū)域。因此，可以為過濾器46的每個區(qū)域選擇性地執(zhí)行分級再生，從而 在一個區(qū)域點燃了積聚在這個區(qū)域的微粒物質(zhì)并再生過濾器46的這個區(qū)域之后順序地加 熱另一個區(qū)域。要理解的是，上面描述的過濾器46的區(qū)域僅僅是示范作用，根據(jù)根據(jù)加熱 元件44的區(qū)的數(shù)量預(yù)想任何其他數(shù)量的合適區(qū)域。在不同的實施例中，過濾器46的區(qū)域 的數(shù)量、大小、形狀和位置對應(yīng)于加熱裝置44的區(qū)的數(shù)量、大小、形狀和位置。然而，區(qū)域的 數(shù)量、大小、形狀和位置可不同于區(qū)的數(shù)量、大小、形狀和位置。
[0046] 為了再生過濾器46的特定區(qū)域，排氣流量閥48的至少一個閥板52移至關(guān)閉位置 從而限制排氣流25的流量。向加熱裝置44的區(qū)Z1、Z2、Z3、Z4供電，大致位于由于至少一 個閥板52的關(guān)閉而使排氣流25被限制的地方。因此，過濾器46的區(qū)域在排氣流流量被限 制或約束的范圍內(nèi)被可操作區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4加熱。被加熱裝置的相應(yīng)區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4加 熱且流量在該處受限制的過濾器46的這個區(qū)域中的積聚的微粒物質(zhì)然后可以被點燃從而 它可以燒掉。因此，過濾器46的這個區(qū)域可以再生。因為排氣流25的流量在該區(qū)域受限 制，點燃的微粒物質(zhì)不容易熄滅。當(dāng)那個區(qū)域的再生完成時，該至少一個關(guān)閉的閥板52移 至打開位置，并且關(guān)閉了向加熱裝置44的這個可操作區(qū)的供電，從而，該可操作區(qū)不再向 過濾器提供足以再生的熱。
[0047] 在一個示范性實施例中，上面的過程是分級進(jìn)行的，從而，在過濾器46的一個區(qū) 域再生了之后，加熱裝置44的另一個區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4操作成向過濾器46的另一個相應(yīng)區(qū) 域供熱。另外，另一閥板52關(guān)閉以限制與該可操作區(qū)和過濾器46的要再生的區(qū)域大致對 應(yīng)的范圍中的排氣流25的流量。這個過程對加熱裝置44的每個區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4順序地 進(jìn)行，從而再生了過濾器46的全部對應(yīng)區(qū)域。因此，過濾器46可以總體上分級再生，S卩，一 個區(qū)域接一個區(qū)域，根據(jù)加熱裝置的區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4和各個閥板52的選擇性操作。
[0048] 圖4示出一種控制方法，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的過濾器46的流量 受控分區(qū)再生。該示范性方法可以連續(xù)循環(huán)地執(zhí)行。根據(jù)該示范性方法，在210,控制器60 確定過濾器46的再生是否是必需的。如果再生是必需的，在220,控制器60根據(jù)從至少一 個溫度傳感器58得到的排氣流25的排氣溫度確定排氣流25的流量。在230,控制器確定 排氣流25的流量是否對應(yīng)于要再生的過濾器46的目標(biāo)區(qū)或區(qū)域。在240,如果排氣流25 的流量對應(yīng)于要再生的過濾器46的目標(biāo)區(qū)或區(qū)域，控制器啟動或激勵加熱裝置44。具體 地，控制器激勵與要再生的過濾器46的區(qū)域?qū)?yīng)的加熱裝置44的區(qū)Z1、Z2、Z3、Z4。例如， 參照圖2,如果過濾器46的中央?yún)^(qū)域要再生，那么就激勵加熱裝置44的中央?yún)^(qū)Z1。也就是 說，向加熱裝置的中央?yún)^(qū)Z1供電，從而加熱裝置向過濾器46的中央?yún)^(qū)域輸出熱量。
[0049] 如果排氣流25的流量不對應(yīng)于過濾器46的目標(biāo)區(qū)或區(qū)域，那么控制器60就在 235調(diào)整一個或多個閥板52的位置，并且方法繼續(xù)到230。
[0050] 也就是說，根據(jù)從至少一個溫度傳感器58得到的溫度信息，控制器60可確定過濾 器46的哪個區(qū)或區(qū)域要再生。控制器60操作排氣流量閥48以移動閥板52至關(guān)閉位置， 這個位置大致對應(yīng)過濾器46的要再生的區(qū)或區(qū)域，從而約束或限制通過要再生的區(qū)或區(qū) 域的排氣的流量。
[0051] 在250,控制器60確定過濾器46上的積聚的微粒物質(zhì)是否已經(jīng)點燃。如果積聚的 微粒物質(zhì)已經(jīng)點燃，那么，加熱裝置44,尤其是加熱裝置44的激勵區(qū)就在255關(guān)閉，并且， 方法繼續(xù)到250。在260,如果積聚的微粒物質(zhì)沒有點燃，控制器60就確定與加熱裝置的激 勵區(qū)相對應(yīng)的過濾器46的區(qū)域的再生完成。在270,控制器60操作排氣流量閥48以打開 關(guān)閉的閥板52并且執(zhí)行下一區(qū)或區(qū)域的再生。也就是說，然后，通過選擇性地關(guān)閉其它閥 板52并且如上所述激勵加熱裝置44的其它區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4,重復(fù)這個過程以在其它區(qū)域 再生過濾器46。在280,退出該方法。如果控制器60在260確定該區(qū)的再生沒有完成，控 制器60就在280退出該過程，并且開始該過程的新循環(huán)。進(jìn)一步地，如果控制器60在210 確定該區(qū)的再生不是必需的，控制器60就在280退出該過程，并且開始該過程的新循環(huán)。
[0052] 在上面的示范性實施例中，要意識到，通過加熱裝置44的使用來分區(qū)域加熱過濾 器46。可以預(yù)期的是，過濾器46可以分段成使用多個加熱裝置44形式的多個區(qū)域。因此， 本發(fā)明不限于圖1-4所描述和示出的實施例。
[0053] 在上面的示范性實施例中，可以節(jié)省燃料，因為不需要燃料噴入排氣流25中以點 燃微粒物質(zhì)。另外，可以降低或消除與過濾器的再生相關(guān)聯(lián)的向上調(diào)整因子（UAF)排放處 罰。又進(jìn)一步地，通過分區(qū)再生過濾器，該過濾器可以受到較小的熱應(yīng)力。因此，可以提高 過濾器的使用壽命并且可以降低與再生相關(guān)聯(lián)的保修成本。
[0054] 盡管已經(jīng)參照示范性實施例描述了本發(fā)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在 不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以做出改變并且用等同物代替其元件。另外，在不脫離其實 質(zhì)范圍的情況下，可以做出許多改型以使特定情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，意圖 是，本發(fā)明不局限于所公開的特定實施例，而是，本發(fā)明將包括落入本申請范圍內(nèi)的全部實 施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種微粒過濾器組件，其構(gòu)造成從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)接收排氣流，所述微粒過濾器組件包 括： 構(gòu)造成接收所述排氣流的進(jìn)口端； 構(gòu)造成從所述排氣流移除微粒的過濾器； 位于所述過濾器上游且具有多個區(qū)的加熱裝置，所述多個區(qū)的每一個區(qū)可獨立操作以 加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域；和 位于所述過濾器下游且構(gòu)造成選擇性地限制流過所述過濾器的所述排氣流的流量的 排氣流量閥。
2. 如權(quán)利要求1所述的微粒過濾器組件，其中，所述排氣流量閥包括多個閥板，所述多 個閥板的每個閥板選擇性地可在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。
3. 如權(quán)利要求2所述的微粒過濾器組件，其中，所述加熱裝置的所述多個區(qū)的每個區(qū) 構(gòu)造成加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域，所述過濾器的每個區(qū)域?qū)?yīng)于相應(yīng)區(qū)的大小、形狀和 位置。
4. 如權(quán)利要求3所述的微粒過濾器組件，其中，為了再生所述過濾器的特定區(qū)域，與所 述特定區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)加熱所述特定區(qū)域，所述排氣流量閥的所述多個閥板的一個閥板關(guān)閉 以限制通過要再生的所述特定區(qū)域的排氣流的流量。
5. -種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 從所述發(fā)動機(jī)伸出且構(gòu)造成從所述發(fā)動機(jī)接收排氣流的排氣管；和 與所述排氣流流體連通定位的微粒過濾器組件，包括： 構(gòu)造成接收所述排氣流的進(jìn)口端； 構(gòu)造成從所述排氣流移除微粒的過濾器； 位于所述過濾器上游且具有多個區(qū)的加熱裝置，所述多個區(qū)的每一個區(qū)可獨立操作以 加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域；和 位于所述過濾器下游且構(gòu)造成選擇性地限制流過所述過濾器的所述排氣流的流量的 排氣流量閥。
6. 如權(quán)利要求5所述的微粒過濾器組件，其中，所述排氣流量閥包括多個閥板，所述多 個閥板的每個閥板選擇性地可在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。
7. 如權(quán)利要求6所述的微粒過濾器組件，其中，所述加熱裝置的所述多個區(qū)的每個區(qū) 構(gòu)造成加熱所述過濾器的相應(yīng)區(qū)域，所述過濾器的每個區(qū)域?qū)?yīng)于相應(yīng)區(qū)的大小、形狀和 位置。
8. 如權(quán)利要求7所述的排氣處理系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括，與所述加熱裝置和所述排氣流 量閥通信的控制器，所述控制器構(gòu)造成單獨地且選擇性地操作所述加熱裝置的所述多個區(qū) 和所述排氣流量閥的所述多個閥板以控制所述過濾器的特定區(qū)域的再生。
9. 如權(quán)利要求8所述的排氣處理系統(tǒng)，其中，為了再生所述特定區(qū)域，所述控制器操作 與所述特定區(qū)域?qū)?yīng)的所述加熱裝置的區(qū)以加熱所述特定區(qū)域，并且操作所述排氣流量閥 的閥板以移至關(guān)閉位置以限制通過要再生的所述特定區(qū)域的排氣流的流量。
10. -種控制方法，用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的微粒過濾器組件的過濾器的流量受控分區(qū)再生， 所述方法包括： 確定所述過濾器的特定區(qū)域的再生是否必需； 啟動加熱裝置的多個區(qū)中的一個區(qū)以加熱所述過濾器的多個區(qū)域中的所述特定區(qū)域； 和 調(diào)整排氣流量閥的多個閥板中的一個閥板的位置以限制流過所述過濾器的所述特定 區(qū)域的排氣流的流量。
【文檔編號】F01N3/035GK104110292SQ201410154397
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月17日
【發(fā)明者】E.V.岡策, R.D.斯特勞布, M.J.小帕拉托爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司