專利名稱：感應(yīng)加熱的顆粒物質(zhì)過濾器再生控制系統(tǒng)的制作方法
感應(yīng)加熱的顆粒物質(zhì)過濾翻生控制系統(tǒng) 相關(guān)申請的交叉引用0001本申請要^2007年9月18日提交的申請?zhí)枮?0/973280的美國臨時(shí)申請的禾爐。戰(zhàn)申請的公開內(nèi)容M;弓間的方式結(jié)合在本文中。 Wf權(quán)利聲明0001沐發(fā)明是根據(jù)與能源部(DoE)的美國自條約DE"F004-03 AL67635提出的。美國IW對本發(fā)明具有特定權(quán)力。技術(shù)領(lǐng)域0002本發(fā)明涉，粒物質(zhì)(PM)過濾器，且更具體地涉及電加熱的PM 過濾器。
背景技術(shù)：
0003本小節(jié)的P東述僅僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，因此可能不夠成 現(xiàn)有技術(shù)。0004例如柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)頓粒物質(zhì)(PM)，顆粒物質(zhì)MPMil濾 器從排氣中被過濾。PM過濾驗(yàn)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的祠^;系統(tǒng)中。PM過濾:M^娜 艦程中產(chǎn)生的顆粒物質(zhì)的排放。0005隨著時(shí)間的過去，PM過濾器逐漸變滿。在再生期間，PM"b了在JPM 過濾器中燃燒。再生過程可包括將PM過濾器加熱至PM的燃燒翻叟。有許多實(shí)現(xiàn) 再生的方法，包括改裝發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，釆用燃料燃燒器，采用催化氧化劑以在 燃料噴射之后增加排氣、驗(yàn)，釆用電阻加熱線圈，禾口/頓用微波育遣。電阻加熱 線圈通常布置成與PM過濾,蟲以允許fflil傳導(dǎo)和對淑射于加熱。0006當(dāng)?shù)絠iffii燃燒驗(yàn)(例如60(TC)的 驢時(shí)，柴油t;iPM燃燒。燃燒的開始導(dǎo)致 鵬進(jìn)一步升高。雖然火花點(diǎn)^^:動(dòng)t腿常在祠愾流中具有樹氏的氧含量，但是柴油機(jī)具有高得多的氧含量。雖然增高的氧含量使得PM過濾器的 快速再生成為可能，但是也帶來一些問題。0007那些^il燃料的PM減少系統(tǒng)往往降低了燃料經(jīng)濟(jì)性。例如，許多 基于燃料的PMM^系統(tǒng)斷氐了5y。的燃料經(jīng)濟(jì)性。電加熱，M^^系統(tǒng)陶tt料經(jīng) 濟(jì)性的量可忽略不計(jì)。但是，電加熱^PMM^系統(tǒng)不耐用。發(fā)明內(nèi)容0008撒共了一種系統(tǒng)，其包括顆粒物質(zhì)(PM)過濾器，該過濾器具有用 于接收排氣的上游端、下游端和分區(qū)。所l系纟ffi包括加熱元件?？貙徳V穀，擇 性地激活所述加熱元件以感應(yīng)地加熱所述分區(qū)中的一個(gè)。0009提供了一種方法，其包括《￡^粒物質(zhì)(PM)過濾器接收排氣，該 過濾器具有上游端、下游端和分區(qū)。選擇性地^T活加熱元件以感應(yīng)地加熱所述分 區(qū)中的一個(gè)。0010提供了一種系統(tǒng)，其包括與接收排氣的顆粒物質(zhì)過濾器頓的加熱 元件?？刂颇姚擇性地激活所述加熱元件中的一個(gè)以感應(yīng)地加熱所鵬粒物質(zhì) 過濾器的分區(qū)。0011艦在此提供的說明能想到其他應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)明白說明書禾喊驗(yàn) 式僅僅是為了說明的目的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。


0012在此描述的附圖僅用于說明目的，且不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。0013圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)船式的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖，微 動(dòng)豐M統(tǒng)包括分區(qū)的顆粒物質(zhì)(PM)過濾器組件，該組件具有相應(yīng)的感應(yīng)加熱元 件；0014圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性分區(qū)的PM過濾器組件的透視 圖，該過濾器具有相應(yīng)的感應(yīng)加熱元件；0015圖3A是圖2中的分區(qū)的PM過濾器組件的透視亂示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的輸出加熱元件的激舌；0016圖3B是圖2中的分區(qū)的PM過濾器組件的透視亂示出了由于;激舌輸出加熱元件而導(dǎo)致的放劍專播；0017圖3C是圖2中的分區(qū)的PM過濾器組件的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 式的另一加熱元件的激舌；0018圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的由控諱訴莫i^l行的步驟的流程圖，以 使具有感應(yīng)加熱元件的分區(qū)的PM過濾器再生。具體實(shí)M^式0019下面的說明在實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，并不是要限諱體發(fā)明的范圍、 應(yīng)用和用途。應(yīng)明白在附圖中用相應(yīng)的附圖椒己指千M胴淑目應(yīng)的部件和特征。0020這里{頓的術(shù)語模±央指的是，屬于赫包齢用集成電路(ASIC)、 電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件禾i/^的M器(共享的，專用的^組的) 禾口/#儲器(共享的，專用的 組的)、組，輯電路、和/或其它能^f共所 述功能的^^H牛。0021參見附圖l，示出了包括再生系統(tǒng)ll的示例'f蝶油機(jī)系統(tǒng)10。應(yīng)明 白柴油杉係統(tǒng)10實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，因lt鵬匕描述的再生系統(tǒng)11能用頓 用分區(qū)加熱的顆粒過濾器的各種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中。這樣的發(fā)動(dòng)l幾系統(tǒng)可以包括，但 不局限于，汽油直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和均質(zhì)充氣壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。為便于論述， 在柴油機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境下對本發(fā)明謝ti兌明。0022渦輪增壓的柴油H系統(tǒng)10包括使空氣和M^斗的混^^燃燒以產(chǎn)生驅(qū) 動(dòng)襟巨的發(fā)動(dòng)機(jī)12。空氣紐空氣過濾器14駄系統(tǒng)?？諝鈺1S氣過濾器14 并被吸入到渦輪增壓器18中。渦輪增壓器18壓縮駄系統(tǒng)10的雜羊空氣。 一般地，空氣壓縮的i^大，發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出京鵬大。壓縮的空氣然后^iax^歧管22之前經(jīng)過空氣冷卻器20。0023進(jìn)氣歧管22內(nèi)的空氣被分配至愾缸26中。盡管示出了四^缸26， 但是本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能用在具有招可數(shù)量的氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中。還應(yīng)當(dāng)明白本 發(fā)明的系統(tǒng)和方法也肖調(diào)在V型氣缸結(jié)構(gòu)中。燃料ilil燃料噴射器28被噴射到 氣缸26中。來自壓縮空氣的熱點(diǎn)燃空，燃料混，?？?，燃料混，的燃, 生排氣。排氣離JPH缸26iaA祠汽系統(tǒng)。0024排氣系統(tǒng)包括排氣歧管30，柴油機(jī)氧化催化劑(DOC) 32，禾口顆粒 物質(zhì)(PM)過濾器組件34，該過濾器組件34具有用于對PM過濾器進(jìn)行分區(qū)加 熱的加熱元件35。可選擇地，EGR閥(未示出)使-一部分的排氣兩盾環(huán)回到進(jìn)氣 歧管22中。剩下的排氣被導(dǎo)入渦輪增壓器8以驅(qū)動(dòng)渦輪。渦輪 /人空氣過濾器14接收的雜羊空氣的壓縮。掃汽從渦輪增壓器18流動(dòng)會敏DOC32且然后駄 PM過濾器組件34。 DOC32基于后燃燒空，燃料1:諷掃 ^豫化。氧化的量提 高了排氣的、鵬。PM過濾器組件34接 自DOC32的排氣并過翻一氣中雜 的^|5^^ 粒。如下所述，加熱元件35^lt^煙加熱至再生i^t。0025控偉鵬塊44根據(jù)各種檢測到的信息和碳煙負(fù)荷來控制發(fā)動(dòng)機(jī)和PM 過濾器再生。更具體地說，控偉帳塊44估算PM過濾驟且件34的負(fù)荷。當(dāng)估算 的負(fù)荷為預(yù)定大小和/或掃愾流量在希望范圍內(nèi)時(shí)，經(jīng)由電源46控制至PM過濾 器組件34的電流以使再4iil呈開始。再生過程的辦賣時(shí)間可根據(jù)PM過濾器組件 34內(nèi)的顆粒物質(zhì)的估算量、分區(qū)的 #而不同。0026在再生)dl呈中，向一個(gè)或多個(gè)加熱元件35施加電流以在PM過濾器 中感應(yīng)地加熱碳煙。該電流具有對加熱小顆粒(例如總因或PM)有效的頻率。 所述頻率可近似在5O450KHz之間。更具體地說，感應(yīng)育feWPM過濾器組件34 的選定分區(qū)內(nèi)的碳煙分別力鵬預(yù)定時(shí)期。在被撒活分區(qū)中的磁蹄皮加熱到燃點(diǎn)。 碳煙的燃燒加熱了排氣并產(chǎn)4^熱交她。i^夂熱交娘、歸PM過濾制專播，并對加熱分區(qū)下游的碳Jilia行加熱。0027在一個(gè)實(shí) 式中，再te^對皮分為多個(gè)再生周肌齡周期與PM 過濾器的軸向或徑向部分內(nèi)的再生相關(guān)。例如，加熱元件可從PM過濾器的輸出 端(下游端)到輸入端(上游端)軸向)l,地被撒活。針周期的搟賣時(shí)間或長 度可以不同。激活加熱元件以加熱分區(qū)范圍內(nèi)的繊因。與該再生周期相關(guān)的再生 過程的其余部分利用由被加熱的總因和ili^M分區(qū)范圍的被加熱的判W"生的 熱來實(shí)現(xiàn)，且因此包括對流加熱。在再生周期之間可能^有非再生周期^其 中所有的力口熱元件均被停用的周期，從而允許PM過濾^ti卩并因此減小PM過 濾器的內(nèi)部壓力。0028戰(zhàn)的系統(tǒng)可以包括傳麟40,用于確定排氣流量大小，排氣離 大小，排氣壓力大小，含額，口狀空氣流率，吸入空氣壓力，P狄空氣 驢， 發(fā)動(dòng)機(jī)車鍵，EGR等。示出了排氣流量傳麟42， ^n、鵬傳麟43，排氣壓 力傳麟45,氧傳麟48， EGR傳麟50，吸入空氣^3t傳繊52，吸入空氣 壓力傳 54，吸入空氣^^傳li^56，和發(fā)動(dòng)機(jī)車^1傳 58。0029參考附圖2，示出了具有相應(yīng)的感應(yīng)加熱元件102的示例性分區(qū)PM 過濾器組件100的透視圖。PM過濾器組件100包括PM過濾器104和安裝于其上的加熱7t件102。 ^^f示的實(shí)驗(yàn)式中，加熱元件102平行布置，并從PM過 濾器104的輸A^ 108到輸出端110髓PM過濾器104軸向串聯(lián)定位。力口熱元 件102可以是導(dǎo)電的并具有任意M的線亂例如線圈12。線圈之間的間距和 力口熱元件102之間的間距可以依據(jù)應(yīng)用以^^需的加熱靈活性和控制而變化。盡 管示出了 3個(gè)分離的加熱元件102，但是根據(jù)應(yīng)用以i^f需的加熱靈活性和控制, 可改刻卩熱元件的 。0030力鵬元件102形成電加鄉(xiāng)，該電加鄉(xiāng)分為軒個(gè)分區(qū)，例如分 區(qū)Zl-Z3，以^1>加熱PM過濾器104所需的電能并可選^J4加熱PM過濾器104 的具體部分。M31僅加熱PM過濾器104的選擇部分，PM過濾器104基底的力 的大小由于熱膨脹而減小。因此，在再生過程中可釆用較高的局 )#鵬，而 不損害PM過濾器亂0031過濾器104可以被催化。力卩熱的碳煙和抖愾使PM過濾器104中的 PM燃燒，這使PM過濾器104得到了再生。加熱元件35產(chǎn)生磁場，這雜微因 內(nèi)生成了渦流。碳煙對渦流的阻擋引起了對總因的加熱。微跟皿升高直至iW;因 點(diǎn)燃的臨界纟昆度。微因的點(diǎn)燃產(chǎn)4^熱效應(yīng)，該放熱^i^S^PM過濾器104在 排氣的流動(dòng)方向上軸向傳播。當(dāng)PM過濾器104中的微因的^J^夠高時(shí)，可關(guān) 閉相關(guān)的加熱元件。然后，總因的燃燒、歸PM過濾器104傳遞下去，不需要保 持向電 供能。0032現(xiàn)在參考圖3A-3C，它們?yōu)榉謪^(qū)的PM過濾器104的透視亂示出 了一些示例性的再^1程步驟。從最,PM過濾器的輸出端110的分區(qū)(分區(qū) 1)開始，PM過濾器104的分區(qū)可Ji^地被再生。這限制了PM過濾^^^h再 生周期內(nèi)的再生量。圖3A中，最靠近輸出端110并與分區(qū)1相關(guān)聯(lián)的加熱元件 被激活。由加熱元件，例如加熱元件120，圍繞的PM過濾器104的體積部分是 發(fā)生5^煙的加熱和點(diǎn)火的主要地帶。該體積部分用陰影區(qū)121代表。這個(gè)事件的 放熱交她與掃汽流動(dòng)相結(jié)合，使再生朝向PM過濾器104的出口 110和底面122 繼續(xù)進(jìn)行，這樣如圖3B所示，增加了再生分區(qū)的有效體積。該有效體積用陰影區(qū) 124示出。0033圖3C示出了分區(qū)2的感應(yīng)加熱，這是在分區(qū)1的感應(yīng)加熱之后進(jìn)行 的。分區(qū)2的感應(yīng)加 括對以于分區(qū)1的再生特性，直至湘關(guān)的放熱交贓至噠 分區(qū)1的事先已清理的地帶。分區(qū)2的加熱用陰影區(qū)126示出。這1S1程可繼續(xù)以用于分區(qū)3。0034PM過濾器104可具有預(yù)定的峰值工作^JS。該峰值工作、溫度可與可 能的PM過濾器的退化點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。例如，PM過濾器可能在高于80(TC的工作^鵬 下開始損壞。對于不同的PM過濾器而言，峰值工作 ，可能不同。峰值工作溫 度可與一部分PM過濾器的平均、^it^h PM過濾器的平均^JS相關(guān)聯(lián)。0035為了防止PM過濾器104損壞，并因此增加PM過濾器104的工作 壽命，本發(fā)明的實(shí) 式可根據(jù)碳煙負(fù)荷對PM過濾器再生進(jìn)纟亍調(diào)節(jié)。為PM過 濾器設(shè)定目標(biāo)最大工作皿TM。該目標(biāo)最;tE作^Jt丁m可對應(yīng)于PM過濾器的 損壞溫度。在一個(gè)實(shí)Ste式中，目標(biāo)最大工作溫度tm等于損壞溫度與例如為95 %±2%的安全系數(shù)的乘積。這個(gè)安全系數(shù)僅僅用作一個(gè)實(shí)施例，也可釆用其它安 全系數(shù)。0036當(dāng)微因負(fù)荷少于或等于與最^I作M tm相關(guān)聯(lián)的磁因負(fù)荷大小時(shí) 進(jìn)行再生。在碳煙負(fù)荷的大小低于鵬予跪范圍內(nèi)時(shí)可謝亍再生。該預(yù)定范圍具 有微因負(fù)荷下閾值Sk和與最^X作溫度tm相關(guān)的磁因負(fù)荷上閾值&。限制PM 過濾器的峰值工作鵬，使PM過濾器內(nèi)的壓力和PM過濾器的膨腿小化。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)式中，對碳煙負(fù)荷進(jìn)行估算并基于itkia行再生。在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)式中，當(dāng)^^煙負(fù)荷大于再^^f^望的值時(shí)，執(zhí)3T^解策略(mitigation strategy)以減小再 生期間PM過濾器的峰值^。0037可根據(jù)諸如里程數(shù)，排氣壓力，排氣經(jīng)過PM過濾器產(chǎn)生的壓降的 參數(shù)，m預(yù)測方法等來估^^煙負(fù)荷。里程辦旨的是努兩里程數(shù)，其大約對應(yīng) 于或可用于估算 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間和/或產(chǎn)生的排氣量。例如，當(dāng)ffi已經(jīng)行 駛了大約200-300英里時(shí)就可以執(zhí)行再431程。產(chǎn)生的微因量取決于車輛隨時(shí)間 的工作。怠速時(shí)產(chǎn)生的碳煙少于以行i^工作時(shí)產(chǎn)生的磁因。產(chǎn)生的S愾量與 PM過濾器中的碳煙負(fù)荷的狀態(tài)有關(guān)。0038排氣壓力也可用于估算在一段時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生的排氣量。當(dāng)抖汽壓力超 出預(yù)定大小或當(dāng)排氣壓力減小到低于預(yù)定大小時(shí)，可執(zhí)行再4Mf呈。例如，當(dāng)進(jìn) 入PM過濾器的排氣壓力超出予跪大小時(shí)，可執(zhí)行再4il程。作為另一個(gè)實(shí)施例， 當(dāng)離開PM過濾器的排氣壓力低于預(yù)淀大小時(shí)，可執(zhí)行再頓程。0039排氣壓P牽可以用于估算PM過濾器內(nèi)的碳煙量。例如，隨著壓降曾 大，碳煙負(fù)荷量也增大。排氣壓降可ffiil確定排氣iaA PM過濾器的壓力與排氣離開PM過濾器的壓力;tM來確定。可禾,掃汽系,力傳^I^M共這些壓力。0040預(yù)測方法可包括確定一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)mx作條f牛，例如發(fā)動(dòng)機(jī)載荷， 燃料方案，燃料噴射時(shí)間，以i^兩盾環(huán)(EGR)?？苫诎l(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)釆用累 積加權(quán)因子(cumulative weighting factor)。該累積加權(quán)因子與磁因負(fù)荷有關(guān)。當(dāng) 累積加權(quán)因子超出閾值時(shí)，可執(zhí)行再生5i程。0041根據(jù)估,因負(fù)荷和PM過濾器104的已知峰值工作^JI，執(zhí)行再 ^il程以防止PM過濾器104 ，出峰值工作^J叟的溫度下工作。0042設(shè)計(jì)-一個(gè)控制系統(tǒng)來將選擇的碳煙負(fù)荷作為目標(biāo)，允許在無侵A5^ 控制的情況下進(jìn)行PM過濾器再生。本文提供的加強(qiáng)再生策略從PM過濾器中去 除微因，同柳蹄ij峰值工作^M。限制峰值工作纟鵬M^了作用于PM過濾器基 底的熱應(yīng)力并因此防止因較高的碳i:鵬好被te而對PM過濾器造成損害。PM過 濾器的耐用性得到提高。0043當(dāng)碳煙負(fù)荷大于與設(shè)定的峰值再生^^相關(guān)聯(lián)的閾€±小時(shí)，可執(zhí) 《3激軍策略以斷氏再生期間PM過濾器的峰值驗(yàn)。例如，當(dāng)最大磁因負(fù)荷閾值 設(shè)定為大約2g/1并且當(dāng)前碳煙負(fù)荷為4g/1時(shí)，為使在再生期間PM過濾器內(nèi)的溫 度最小，對發(fā)動(dòng)豐鵬作進(jìn)傷周整。該調(diào)整可包織控制和排氣流控制。0044例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作以在一段延長的時(shí)期內(nèi)接收高^流速時(shí)，碳 煙負(fù)荷可能大于上閾值大小。這種操作可能出現(xiàn)在較長的高速公路-^A坡道^ 高速公路上的加速期間。作為另一實(shí)施例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門在一^E長時(shí)期內(nèi) 在全開(ON)和全關(guān)(OFF)之間被連續(xù)致動(dòng)時(shí)，可能^31碳煙負(fù)荷的上閾值。 高的空氣流率會Ptlh或限制PM過濾器的再生。0045在氧控制期間，iiA PM過濾器的氧氣量減少以斷氏在再生期間PM過濾器的放^^M。為了 >氧含量，可M^n流，增加EGR，禾n/逝曾加燃料噴射。燃料噴射可在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)增加和/^A相關(guān)聯(lián)的排氣系統(tǒng)。更多燃料的燃 燒陶氐了排氣系統(tǒng)內(nèi)的氧含量。0046排氣流的大量增加有助于辨別皿小化PM過濾器內(nèi)的放熱反應(yīng)。 排氣流控制可包括艦在'魏器內(nèi)調(diào)f腿檔^I31增大空車^M3l^加祠汽流。 發(fā)動(dòng)機(jī)皿的增加使得掃汽流的量增大。0047盡管下面的步驟主要是參考附圖1-3的實(shí)施方式來描述的，但是可容易i,這些步wia行修改以應(yīng)用于本發(fā)明的其它實(shí)施方式。0048現(xiàn)在參考附圖4，示出了再生PM過濾器的步驟。在步驟300,例如 控制模塊44的控諱蝶塊的控制刑臺并進(jìn)行至陟驟301。在步驟301，生成了傳感 器信號。所述傳感器信號可包括排氣流信號，排氣 鵬信號，排氣壓力信號，氧 信號，吸入空氣流率信號，吸入空氣壓力信號，吸入空氣^Jt信號，發(fā)動(dòng)機(jī)車鍵 信號，EGR信號等，這對言號可由戰(zhàn)的傳li^鋪。0049在步驟302，控輒古算PM過濾器的當(dāng)前鵬負(fù)荷S,。控制可如J^ 述估^S^煙負(fù)荷。該估^1基于 里程數(shù)、掃TOE力、排氣穿過PM過濾器壓P軒n/或預(yù)測方法。該預(yù)測方法可包括基于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)禾/u:作參數(shù)的估算，這些參數(shù)為例如發(fā)動(dòng)機(jī)載荷，燃料方案，燃料噴射時(shí)間，以及EGR。在步驟303， 控制確定當(dāng)前磁因負(fù)荷S,是否大于碳煙負(fù)荷的下閾值Slt。在當(dāng)前磁因負(fù)荷S,大于 下閾值S!t時(shí)，控制進(jìn)行到步驟304，否貝啦制回到步驟302。0050在步驟304，控制確定當(dāng)前碳煙負(fù)荷S,是否小于碳煙負(fù)荷上闊值Sut。 上閾值S^可對應(yīng)于設(shè)定的PM最;U:作溫度，例如最;U:作^Jt TM。在當(dāng)前的 碳煙負(fù)荷S,低于上閾值Sut時(shí)，控偉腿行到步驟308。在當(dāng)前的繊因負(fù)荷S,高于或 ^于上閾值Sut時(shí)，控串ijia行到步驟310。0051在步驟309和310，控帝摘定是卩M:鵬限制再生。控制可卩Iih再生， 阻止再生一段預(yù)定的時(shí)期，和/或執(zhí)行如上所述的,策略來限帶旌再生過程中 PM過濾器內(nèi)的峰值驗(yàn)。當(dāng)再生被卩Jih時(shí)，控制可在步驟328結(jié)束。如果再生 被PM:—段預(yù)定的時(shí)間，控制可回至陟驟302, 303， ^ii行到步驟3n。當(dāng)纟激軍 策略不能被執(zhí)行或當(dāng)緩解策略不會腿行卩M:和/或限制PM過濾器的峰值^i31 預(yù)定的閾值時(shí)，控制可Plih再生。所述閾值可為上閾值&。0052在步驟311，控偉敝fi^軍策略。在^l行再生步驟312—324的同時(shí) 可執(zhí)行步驟311。在執(zhí)纟 驟311之前、期間^t后控制進(jìn)4亍到步驟308。0053如果控制在步驟304確定需要再生，控帶庇步驟308選擇一個(gè)或多 個(gè)分區(qū)并在步驟312激舌一個(gè)或多個(gè)加熱元件以感應(yīng)加熱所選擇的分區(qū)。感應(yīng)加 熱指的是ffiM電磁感應(yīng)來加熱導(dǎo)電的或磁性的物體，其中在物##抖內(nèi)產(chǎn)生渦流 且電阻引起材料的焦耳加熱。交流電的頻率與賊材料中穿透的深度有關(guān)。大約 為5-30KHz的低頻率對辦的材茅將效，因此它們能實(shí)現(xiàn)較深的熱穿透。大約為 100400KHz的較高頻率對小顆?；驕\穿透有效，例如柴油豐順粒。0054JtM^St也加熱PM過濾器中的一個(gè)或多個(gè)分區(qū)和禾傭感應(yīng)加熱點(diǎn)')W因，使PM過濾默尋到再生。當(dāng)所選擇分區(qū)內(nèi)的磁因超瞎生纟驢時(shí)，相關(guān) 聯(lián)的加熱元件關(guān)閉，并SB燒著的碳煙然后沿PM過濾制專遞下去，類似于煙花 的燃燒引線。換句話說，力口熱元件被撒活的時(shí)長只足以開始微R燃燒且然后就被切斷。其它再生系統(tǒng)一般使用傳導(dǎo)和/^M并在碳煙燃燒的^tii程期間內(nèi)保持向加MI供能(在例如600攝氏纟驢的低溫下)。因此，這些系統(tǒng)比本發(fā)明衝共的系統(tǒng)€^更多的冑遣。0055在一個(gè)實(shí)航式中，最就PM過濾器輸出端的分區(qū)首艦行再生， 繼之為下一個(gè)最近的分區(qū)。這些分區(qū)可按腳頓序以一次一個(gè)、3te的方^ft行再 生。在另一個(gè)實(shí)駄式中，在同一時(shí)期內(nèi)選擇多個(gè)分區(qū)并對它們進(jìn)行加熱。節(jié)6在步驟315，控制確定要應(yīng)用至斷選擇的加熱元件的電流、電壓和/ 或頻率。電流、電壓和/或頻率可以被 跌確定并存儲在存儲器中、M查，緣被確定，^于發(fā)動(dòng)t;u:作參數(shù)(本文列出了其中一些參數(shù))被確定。0057在步驟316，控制基于電流、電壓、排氣流量和排氣、鵬中的至少-一 個(gè)估算足以達(dá)到最小碳煙働皇的加熱時(shí)肌最小Wl^Jt^、須足以使碳炬肝始燃 燒并肖浐生傳遞效果。僅僅作為實(shí)施例，最小微B^g可以設(shè)定為700攝氏纟鵬 頗大。在可選擇的步驟320至U步驟316的過程中，控制基于預(yù)定的加熱時(shí)期、掃愾^fi和排氣i^^估算超嘬小微斷m^需的電流和頓。0058在步驟324，控律螨定加熱時(shí)期是否結(jié)束。如果步驟324的結(jié)果是肯 定的，則控制底步驟326確定是否需要再生另外的分區(qū)。如果步驟326的結(jié)果是 肯定的，則控制回到步驟308。0059燃燒著的碳煙是使再生繼續(xù)進(jìn)行的燃料。對旨加熱分區(qū)持續(xù)這個(gè) 過禾im到PM過濾器完全再生。在步驟328控制結(jié)束。0060，的步iliS作為說明性的示例；這些步驟可根據(jù)應(yīng)用在交疊的時(shí) 間段內(nèi)柳 地、同步地、同時(shí)地、遊對喊以不同的MWl行。0061上面所述的方法樹共了對PM過濾器分區(qū)的感應(yīng)加熱，同時(shí)減小了 PM過濾器內(nèi)自然產(chǎn)生的肖號并因lt鵬高了 PM過濾器的耐用性和壽命。0062{頓中，控娜莫塊確定PM過濾:tlj十么時(shí)候需要再生。該確定是以 PM過濾器中的碳煙水平為基礎(chǔ)的?？蛇x掛也，周期ii^S于事件來執(zhí)行再生。 控制模i央可估算什么時(shí)^^h PM過濾器需要再生或什么時(shí)候PM過濾器內(nèi)的分 區(qū)需要再生。當(dāng)控娜穀央確定齡PM過濾器需要再生時(shí)，控帝勝塊同時(shí)l,地、ilr活一個(gè)或多個(gè)分區(qū)以在PM過濾器的相應(yīng)下游部分內(nèi)開始再生。在一個(gè)或多個(gè)分區(qū)被再生后， 一個(gè)或多個(gè)其它分區(qū)被激活，同時(shí)其他分區(qū)停用。這個(gè)方法一直 辦賣至,有的分區(qū)都已經(jīng)被撒活。當(dāng)控諱訴對央確定了分區(qū)中的一個(gè)需要再生時(shí)， 控糊勢央激活與需要再生的PM過濾器的相關(guān)下游部分相對應(yīng)的分區(qū)。0063本發(fā)明提供了一種低功率的再生技術(shù)，其具有短的再生周期且因此 縮短了 PM過濾器的整個(gè)再生周期。由于再生時(shí)間縮短，本發(fā)明可顯著地M^燃 料經(jīng)濟(jì)損失，降低排氣管纟鵬，從而改善系統(tǒng)耐用性。實(shí)驗(yàn)式使 雜沒有采用 接受器或弓l入吸收傳導(dǎo)加熱的材料的情況下實(shí)現(xiàn)PM加熱。PM過濾器內(nèi)部的碳 煙阻抗掛共了用于使再4il程開始的內(nèi)部加熱。0064本領(lǐng)域技術(shù)人員ilii上面的說明可以理解，本發(fā)明的廣義教導(dǎo)能以 多種不同的形式實(shí)現(xiàn)。因此，雖縦本公開文中包括了具體的實(shí)施例，但是本發(fā) 明的真實(shí)范圍不應(yīng)被限定如此，因?yàn)楸绢I(lǐng):^術(shù)人員通過研究附圖、說明書以及 后面的權(quán)利要求條想到其他艦形式。
權(quán)利要求
1、一種系統(tǒng)，包括顆粒物質(zhì)(PM)過濾器，其包括用于接收排氣的上游端、下游端和多個(gè)分區(qū)；加熱元件；以及控制模塊，其選擇性地激活所述加熱元件以感應(yīng)地加熱所述分區(qū)中的一個(gè)。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)加熱元件， 其中所述控制模塊選擇性地激活所述多個(gè)加熱元件中的一個(gè)以感應(yīng)加熱所述分區(qū)中的一個(gè)。
3、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所^$偉帳±央在其它加熱元件'撒活之前 i^活最^fi^述下游端的加熱元件。
4、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所，鵬對^M^述下游端至斷^t游 端依 欠^ 活加熱元件。
5、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所鵬娜對央在使其它分區(qū)再生之前使 所淑M過濾器最MM述下游端的分區(qū)再生。
6、 如權(quán)禾腰求1所述的系統(tǒng)，其中所i^都藤i^Ar開述下游端到所逸[:游 端依次再生所述多個(gè)分區(qū)。
7、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述加熱元件包括多組線圈。
8、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述加熱元件產(chǎn)生磁場，并且其中一個(gè)所述分區(qū)內(nèi)的顆粒物質(zhì)的、，基于戶;M磁場而增加。
9、 如權(quán)禾腰求4所述的系統(tǒng)，其中所述加熱元件環(huán)纟漸; 述分區(qū)中的一個(gè)。
10、 如權(quán)禾腰求l所述的系統(tǒng)，其中所鵬鵬勢她擇電流和電壓中的至少 --個(gè)以應(yīng)用于所述加熱元件。
11、 如權(quán)禾腰求l所述的系統(tǒng)，其中所鵬制模i她擇應(yīng)用至U所述加熱元件 的電流頻率。
12、 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述頻 約50KHz至450 KHz之間。
13、 一種方法，包括Mf頓立物質(zhì)(PM)過濾器接收排氣，該過濾器具有i:游端、下游端和多 個(gè)分區(qū)；以及選擇性地激活多個(gè)加熱元件中的一個(gè)以感應(yīng)加熱所述分區(qū)中的一個(gè)。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，包括g所述PM過濾器軸向激活所述加 熱元件。
15、 如權(quán)禾腰求13所述的方法，包括一次撒活一個(gè)所述加熱元件。
16、 如權(quán)禾腰求13所述的方法，包括生麟一加熱元州言號以i妙; 述PM過濾器的第--分區(qū)再生；以及所述第一分區(qū)的再生之后生成第二加熱元^H言號以^^f述PM過濾器的第 二分區(qū)再生。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一分區(qū)^E^鄉(xiāng)二分區(qū)的下游。
18、 一種系統(tǒng)，包括與接收排氣的顆粒物質(zhì)過濾器M的多個(gè)加熱元件；以及 選擇性地激活所述加熱元件中的一個(gè)以感應(yīng)加熱所M粒物質(zhì)過濾器的分 區(qū)的控偉訴莫塊。
19、 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所鵬糊對;^A^M粒物質(zhì)過濾器 的下游端到上游端^^^粒物質(zhì)過濾器的分區(qū)再生。
20、 如權(quán)利要求18戶艦的系統(tǒng)，其中所鵬鵬勢央錢一分區(qū)再生之后并 以與第一分區(qū)的再生獨(dú)立的方式使第二分區(qū)再生。
全文摘要
本發(fā)明涉及感應(yīng)加熱的顆粒物質(zhì)過濾器再生控制系統(tǒng)。一種感應(yīng)加熱的顆粒物質(zhì)過濾器再生控制系統(tǒng)，其包括顆粒物質(zhì)(PM)過濾器，該過濾器具有接收排氣的上游端、下游端和分區(qū)。所述系統(tǒng)還包括加熱元件。控制模塊選擇性地激活加熱元件以感應(yīng)地加熱多個(gè)分區(qū)中的一個(gè)。
文檔編號F01N9/00GK101403330SQ20081017561
公開日2009年4月8日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者A·菲爾普斯, D·J·格雷瓜爾, E·V·岡策, K·W·柯比, M·J·小帕拉托爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司