[发明专利]目标颗粒物过滤器再生和温度控制系统

说明书

技术领域

本公开涉及排气系统的颗粒物过滤器的再生。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体上介绍本公开的背景。当前署名发明人的一部分工作在该背景技术部分中被描述，这部分内容以及该描述在提交时不另作为现有技术的方面，既不明确也不暗示地被认为是破坏本公开的现有技术。

发动机产生颗粒物（PM），所述颗粒物通过PM过滤器从排气中过滤掉。PM过滤器被置于发动机的排气系统中。PM过滤器减少了在燃烧期间产生的PM的排放。随着时间的过去，PM过滤器变满。在再生期间，可以在PM过滤器内燃烧PM。再生可涉及将PM过滤器加热到该PM的燃烧温度。存在各种各样的执行再生的方式，包括：修改发动机管理，使用燃料燃烧器，使用催化氧化器以便在燃料喷射之后增加排气温度，使用电阻加热线圈，和/或使用微波能量。

作为一个示例，排气系统可以包括三元催化剂转换器（TWC），氧化催化剂（OC）和颗粒物（PM）过滤器，其定位在发动机下游。来自发动机的排气经过TWC，继之以OC，然后通过PM过滤器来过滤。TWC减少了氮氧化物NOx，氧化了一氧化碳（CO），以及氧化了未燃烧的碳氢化合物（HC）和挥发性有机化合物。OC对从TWC接收的排气中剩余的CO进行氧化。

从上述示例继续，发动机的火花可以被延迟以加热发动机并因而加热排气系统，以引发PM过滤器的再生。PM过滤器可以被加热到例如600-750℃的PM燃烧温度。排气系统部件的增加的温度能够减小TWC和/或OC的使用寿命。并且，提供该加热需要增加的燃料量。

发明内容

提供了一种再生系统，其包括颗粒物（PM）过滤器负载模块，所述颗粒物（PM）过滤器负载模块确定PM过滤器的当前烟灰负载水平。PM过滤器温度模块确定该PM过滤器的温度。排气流率模块确定PM过滤器的排气流率。控制模块基于当前烟灰负载、温度和排气流率来停用空气泵回路的空气泵并在化学计量值的预定范围内操作发动机。

在其它特征中，一种再生方法包括经由发动机排气系统的颗粒物（PM）过滤器的上游端接收排气。环境空气经由空气泵引导到PM过滤器上游的第一排气管道。确定PM过滤器的当前烟灰负载水平。确定PM过滤器的温度。确定PM过滤器的排气流率。停用空气泵。基于当前烟灰负载、温度和排气流率，在化学计量值的预定范围内操作发动机。

此外，本发明还涉及以下技术方案。

1. 一种再生系统，包括：

颗粒物PM过滤器负载模块，所述颗粒物PM过滤器负载模块确定PM过滤器的当前烟灰负载水平；

PM过滤器温度模块，所述PM过滤器温度模块确定所述PM过滤器的温度；

排气流率模块，所述排气流率模块确定所述PM过滤器的排气流率；以及

控制模块，所述控制模块基于所述当前烟灰负载、所述温度和所述排气流率来停用空气泵回路的空气泵并且在化学计量比的预定范围内操作所述发动机。

2. 如技术方案1所述的再生系统，进一步包括：

PM过滤器，其中所述PM过滤器包括上游端，以接收来自所述发动机的排气；以及

空气泵回路，其中所述空气泵回路将环境空气引导到所述PM过滤器上游的第一排气管道。

3. 如技术方案1所述的再生系统，其中，当所述当前烟灰负载水平大于预定烟灰负载水平时，所述控制模块停用所述空气泵并且以化学计量比来操作所述发动机。

4. 如技术方案1所述的再生系统，其中，当所述温度大于预定温度时，所述控制模块停用所述空气泵并且以化学计量比来操作所述发动机。

5. 如技术方案1所述的再生系统，其中，当所述排气流率小于预定流率时，所述控制模块停用所述空气泵并且以化学计量比来操作所述发动机。

6. 如技术方案1所述的再生系统，其中，所述控制模块在以下情况时停用所述空气泵并且以化学计量比来操作所述发动机：

所述当前烟灰负载水平大于预定烟灰负载水平；

所述温度大于预定温度；以及

所述排气流率小于预定流率。

7. 如技术方案1所述的再生系统，进一步包括失控防止模块，所述失控防止模块访问存储器以基于所述当前烟灰负载水平、所述温度和所述排气流率而接收防止值，

其中所述失控防止模块基于所述防止值来生成再生暂停信号；以及

其中所述控制模块基于所述暂停信号来停用所述空气泵并且以化学计量比来操作所述发动机。

8. 如技术方案1所述的再生系统，其中，所述控制模块：