[发明专利]高排气温度的分区电加热颗粒物质过滤器

说明书

政府权利声明

本发明依照美国政府与能源部(DoE)的合同号 DE-FC-04-03AL67635产生。美国政府在该披露中具有一定的权利。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年9月18日提交的美国临时专利申 请号60/973,324的权益。

技术领域

本发明涉及颗粒物质(PM)过滤器，且更具体地涉及高 排气温度、分区电加热的PM过滤器。

背景技术

该部分的内容仅提供与本披露有关的背景信息，且可能 不构成先有技术。

发动机(如柴油发动机)产生颗粒物质(PM)，所述颗 粒物质(PM)通过PM过滤器从排气气体过滤。PM过滤器布置在发 动机的排气系统中。PM过滤器降低在燃烧期间产生的PM排放。

随着时间的过去，PM过滤器充满。在再生期间，PM可 以在PM过滤器内燃烧。再生包括将PM过滤器加热至PM的燃烧温 度。有许多方式进行再生，包括修正发动机管理、使用燃料燃烧器、 使用催化氧化剂以借助于燃料后喷射增加排气温度、使用电阻加热线 圈、和/或使用微波能量。电阻加热线圈通常与PM过滤器接触布置， 以允许通过传导和对流两者加热。

当获得高于燃烧温度(如600℃)的温度时，柴油机PM 燃烧。燃烧的启动使得温度进一步增加。虽然火花点火式发动机通常 在排气气流中具有低的氧气水平，但是柴油发动机具有显著更高的氧 气水平。虽然增加的氧气水平使得PM过滤器的快速再生可行，其也 可能引起一些问题。

使用燃料的PM降低系统往往降低燃料经济性。例如， 许多基于燃料的PM降低系统降低燃料经济性5％。电加热PM降低 系统以可忽略的量降低燃料经济性。然而，难以实现电加热PM降低 系统的耐用性。

发明内容

一种系统，其包括颗粒物质(PM)过滤器，所述PM过 滤器包括上游端用于接收排气气体以及下游端。电加热器以从所述上 游端隔开和与所述上游端接触中的一种方式布置。控制模块在起用所 述电加热器以再生所述PM过滤器的下游部分之前将排气温度增加至 高于碳烟氧化温度。

一种方法，其包括提供颗粒物质(PM)过滤器，所述PM 过滤器包括上游端用于接收排气气体以及下游端；将电加热器以从所 述上游端隔开和与所述上游端接触中的一种方式布置；和在起用所述 电加热器以从所述N个区域中所选择的一个区域再生所述PM过滤器 的下游部分之前将排气温度增加至高于碳烟氧化温度。

进一步的应用范围从在此提供的说明显而易见。应当理 解，说明书和具体示例仅用于图示说明的目的，而不是意在限定本披 露的范围。

附图说明

在此所述的附图仅用于图示说明的目的，而决不限定本 披露的范围。

图1是包括颗粒物质(PM)过滤器的示范性发动机的功 能方块图，所述PM过滤器带有分区进口加热器；

图2更详细地示出了图1的电加热颗粒物质(PM)过滤 器的分区进口加热器的示范性分区；

图3更详细地示出了图1的电加热PM过滤器的分区进 口加热器的示范性分区；

图4示出了图3的分区进口加热器的一个区域中的示范 性电阻加热器；

图5示出了具有分区电加热器的电加热PM过滤器；

图6示出了分区电加热器内的加热；

图7是示出了由控制模块进行的示范性步骤的流程图， 以在启动再生之前增加输入给电加热PM过滤器的排气温度；和

图8是示出了用于再生与PM过滤器相关的分区电加热 器的示范性步骤的流程图。

具体实施方式

以下说明本质上仅为示范性的且不打算限定本披露、应 用或使用。应当理解，贯穿整个附图，对应的附图标记表示相同或对 应的部件或特征。

如在此使用的，术语“模块”指的是专用集成电路(ASIC)、 电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享、专用、 或群组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其它合适部 件。