CN101535607A - 废气处理系统中的温度管理 - Google Patents

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Abstract

一种控制废气处理系统(10、100)的方法，包括感测温度，该温度表示催化剂材料在动力源(12)启动时的温度，并将感测到的温度与阈值温度进行比较。该方法还包括响应于上述比较，点燃废气处理系统(10、100)的再生装置(20)。再生装置(20)设置在催化剂材料的上游。该方法还包括使再生装置(20)以目标温度运行。

Description

废气处理系统中的温度管理
技术领域
本发明总的涉及一种废气处理系统，更具体地，本发明涉及用再生装置管理废气处理系统的一个或多个部件的温度。
背景技术
内燃机，包括柴油机、汽油机、天然气发动机和本领域已知的其它发动机，会排放复杂的空气污染物质混合物。污染物质可能由固体颗粒物质和可包括氮氧化物(NOx)的气体化合物组成。颗粒物质可以包括可溶性有机馏份、烟灰(未燃烧的碳)和/或未燃烧的碳氢化合物。
由于对环境的关注日益增加，废气排放标准已经变得更加严格，并且根据发动机的种类、发动机的规格和/或发动机的等级可以规定发动机排向大气的污染物质的量。废气再循环(EGR)是发动机制造商们为了满足这些发动机排放的规定而实施的一种方法。EGR系统使废气副产品再循环到内燃机的进气供应中。被引导到发动机气缸的废气降低了气缸内的氧气浓度并增加了空气/燃料混合物的比热，由此降低了气缸内的最高燃烧温度。降低的最高燃烧温度和降低的氧气浓度能够减缓燃烧过程的化学反应并且减少NOx的形成。
在很多EGR应用中，废气通过颗粒过滤器，该颗粒过滤器能够捕集和/或提取由废气包含和携带的一部分烟灰、可溶性有机馏份和/或未燃烧的碳氢化合物。在使用一段时间后，颗粒过滤器变饱和并可能需要通过再生过程来清洗，在再生过程中，颗粒物质被从过滤器清除。另外，颗粒过滤器可以包括一种或多种催化剂材料，该催化剂材料能够使废气中包含的一部分烟灰、可溶性有机馏份和/或未燃烧的碳氢化合物氧化。催化剂材料还可以帮助还原废气中存在的NOX和/或一氧化碳。
催化剂材料在超过它们的无源再生温度或者“起燃”温度(在该温度，催化剂材料能够自发地氧化颗粒物质)时最有效。因此，催化剂材料据说在高于它们的起燃温度时具有较高的转换效率，并且该材料的峰值转换效率可能发生在大约300摄氏度到大约450摄氏度的范围中。但是，在较低温度时，例如在发动机启动过程中或者在延长的怠速期间，催化剂材料可能无法氧化颗粒物质。因此，当催化剂材料处于较低温度时，系统所排放的污染物质的量可能超过环境保护局规定的最大排放限度。这种运行条件可以表现为离开系统的白色烟雾的量增加以及散发的难闻气味的强度和量增加。
如在美国专利No.6427436(“’436专利”)中所示的，在将废气的一部分送回到发动机的进气流之前，可以使用过滤系统将颗粒物质从发动机的废气流除去。具体来说，’436专利公开了包含催化剂和过滤元件的发动机废气过滤器。一部分经过滤的废气被提取到过滤器下游并通过再循环回路被引导到发动机的进气口。
尽管’436专利的过滤系统可以保护发动机不受有害颗粒物质的损害，但该系统不能通过主动地使催化剂材料的温度增加到催化剂材料的峰值转换效率范围内的预定温度来提高位于系统中的催化剂材料的效率。
发明内容
本发明的废气处理系统旨在克服上述的一个或多个问题。
在本发明的一种实施方式中，一种控制废气处理系统的方法包括在动力源启动时感测表示催化剂材料温度的温度，并将感测到的温度与阈值温度进行比较。该方法还包括响应于上述比较，点燃废气处理系统的再生装置，该再生装置设置在催化剂材料的上游。该方法还包括使再生装置以目标温度运行。
在本发明的另一种实施方式中，一种降低内燃机排放的方法包括在内燃机的低废气温度运行过程中，点燃流体连接到内燃机的再生装置并且将催化剂材料的温度提高到目标温度。该方法还包括使催化剂材料的温度在一个预定的时间段内保持在目标温度。
在本发明的又一种实施方式中，一种动力源的废气处理系统包括催化剂材料和设置在催化剂材料上游的再生装置。再生装置能够在动力源启动时响应于感测到的废气处理系统的参数将催化剂材料的温度提高到目标温度。该系统还包括能够从动力源的废气流提取成分的颗粒过滤器。
附图说明
图1是具有根据本发明的一种示例性实施方式的废气处理系统的发动机的示意图；
图2是具有根据本发明的另一种示例性实施方式的废气处理系统的发动机的示意图；
图3是根据本发明的一种示例性实施方式的控制策略的流程图。
具体实施方式
图1示出了具有示例性的废气处理系统10的动力源12。动力源12可以包括发动机，例如柴油机、汽油机、天然气发动机或者本领域技术人员可以想到的任何其它发动机。替代地，动力源12可以包括其它动力源，例如炉子或者本领域已知的任何其它动力源。
废气处理系统10能够将废气引出动力源12、对废气进行处理并将处理过的废气的一部分引入到动力源12的入口21中。废气处理系统10可以包括能量提取组件22和处理元件19。处理元件19可以包括例如再生装置20、过滤器16和/或催化器18。废气处理系统10还可以包括流通式冷却器26以及流体连接在过滤器16和催化器18之间的再循环管路24。废气处理系统10还可以包括流量传感器28、混合阀30、压缩组件32和二次冷却器34。
由动力源12产生的废气流可以通过流体管路15从动力源12引导到废气处理系统10的部件。可以理解，动力源12可以包括流体连接到排气歧管的一个或多个燃烧室(未示出)。在该示例性实施方式中，流体管路15能够通过排气歧管将废气流从燃烧室传输到废气处理系统10的部件。流体管路15可以包括导管、管道和/或本领域已知的运载废气流的其它部件。流体管路15可以由合金钢、铝和/或本领域已知的其它材料制成。流体管路15可以是刚性的或者挠性的，并且能够安全地运载高温废气流，例如温度超过700摄氏度(大约1292华氏度)的废气流。
能量提取组件22能够从动力源12产生的废气提取能量并降低废气的压力。能量提取组件22可以通过一个或多个流体管路15流体连接到动力源12并可以使废气的压力降低到任何期望的压力。能量提取组件22可以包括一个或者多个涡轮14、扩散器或者本领域已知的其它能量提取装置。在能量提取组件22包括多个涡轮14的示例性实施方式中，多个涡轮14可以设置成并列关系或者直列关系。还可以理解，在本发明的一种实施方式中，可以替代地省略能量提取组件22。在该实施方式中，动力源12可以包括例如自然吸气式发动机。如将在下面更加详细地描述地，能量提取组件22的部件可以被构造在某些实施方式中以驱动压缩组件32的部件。
在一种示例性实施方式中，处理元件19的再生装置20可以通过流体管路15流体连接到能量提取组件22并能够使动力源12产生的整个废气流的温度增加到期望的温度。该期望的温度可以是，例如过滤器16的再生温度。因此，再生装置20能够有助于使过滤器16主动地再生。替代地，期望的温度可以是，例如与设置在再生装置20下游的催化剂材料的最小无源再生温度或者起燃温度对应的阈值温度。该期望的温度还可以是与例如催化剂材料的峰值转换效率范围对应的目标温度。催化剂材料的该峰值转换效率范围可以发生在大约300摄氏度到大约450摄氏度的范围中，并且在一种示例性实施方式中，目标温度可以在大约300摄氏度和大约350摄氏度之间。目标温度也可以与再生装置20的最小设定温度对应。如将在下面讨论的，这些催化剂材料可以设置在废气处理系统10的催化器18内。替代地，这些催化剂材料可以设置在本发明的过滤器36(图2)内。在另一种示例性实施方式中，再生装置20能够增加由动力源12产生的整个废气流的仅一部分的温度。
再生装置20可以包括，例如，燃料喷射器和点火器(未示出)、加热盘管(未示出)和/或本领域已知的其它热源。这些热源可以设置在再生装置20内并能够通过对流、燃烧和/或其它方法帮助增加废气流的温度。在再生装置20包括燃料喷射器和点火器的示例性实施方式中，可以理解再生装置20可以接收可燃物质供应和氧气供应来促进再生装置20内的燃烧。可燃物质可以是，例如汽油、柴油、重整油和/或本领域已知的任何其它可燃物质。除了通过流体管路15引导到再生装置20的较低压力的废气流之外，可以提供氧气供应。在一种示例性实施方式中，氧气的供应可以由经由供应管路40从压缩组件32下游引导到再生装置20的气流来运载。在该实施方式中，气流可以包括，例如再循环废气和环境空气。可以理解，在本发明的示例性实施方式中，供应管路40可以流体连接到压缩组件32的出口。在一种示例性实施方式中，再生装置20的尺寸和/或结构可以被设置成容纳在连接有动力源12的作业机器(未示出)的发动机机舱或者其它舱内。在该实施方式中，再生装置20可以期望地例如与过滤器16、能量提取组件22、催化器18和/或动力源12一道校准。再生装置20的校准可以包括，例如，特别是调整被喷射到再生装置20中的燃料的速率、角度和/或雾化，调整供应的氧气的流速，调整点火器的强度和/或点火方式，以及调整再生装置20的外壳的长度、直径、安装角和/或其他结构。这种校准可以减少再生过滤器16所需的时间和再生所需的燃料或其它可燃物质的量。减少再生过滤器16的时间或者减少再生所需的燃料或其它可燃物质的量可以提高废气处理系统10的总效率。应当理解，这里描述的废气处理系统10、100的效率可以通过各种因素来测量，特别是包括用于再生的燃料量、再生周期的长度和释放到大气中的污染物质的量(百万分率)等因素。
如图1中所示，处理元件19的过滤器16可以连接到再生装置20的下游。过滤器16可以具有包括入口23和出口31的外壳25。在一种示例性实施方式中，再生装置20可以设置在外壳25外并可以流体连接到外壳25的入口23。在另一种示例性实施方式中，再生装置20可以设置在过滤器16的外壳25内。过滤器16可以是本领域已知的能够从气体流提取物质的任何类型的过滤器。在本发明的一种实施方式中，过滤器16例如可以是颗粒物质过滤器，该颗粒物质过滤器被设置用于从动力源12的废气流提取颗粒物质。过滤器16可以包括，例如陶瓷基底、金属网孔、泡沫或者本领域已知的任何其它多孔材料。这些材料可以形成，例如过滤器16的外壳25内的蜂窝结构以便于除去颗粒物质。如上面所述的，颗粒物质可以包括，例如，可溶性有机馏份、未燃烧的碳氢化合物和/或烟灰。
在本发明的一种示例性实施方式中，燃烧过程产生的废气的一部分可能从动力源12的曲轴箱(未示出)内的活塞密封圈漏出。这部分废气通常被称为“泄漏气体”或简称为“漏气”，其可以包含上述的一种或多种废气成分。另外，由于曲轴箱部分地填充有在高温下搅动的润滑油，因此泄漏气体也可能包含油滴和油蒸汽。随着时间的流逝，泄漏气体可以在曲轴箱内积聚，由此增加曲轴箱内的压力。在该实施方式中，通风管路42可以流体连接到动力源12的曲轴箱。通风管路42还可以流体连接到，例如设置在过滤器16和/或再生装置20上游的端口46。
通风管路42可以包括导管、管道和/或本领域已知的运载废气流的其它部件，其结构可以与上面描述的流体管路15的结构类似。通风管路42可以包括，例如单向阀44和/或本领域已知的任何其它阀组件。单向阀44能够帮助可控地调节通过通风管路42的流体流。在一种示例性实施方式中，单向阀44能够帮助从曲轴箱释放积聚的泄漏气体。
废气处理系统10的催化器18可以设置在过滤器16的下游。催化器18可以包含有益于收集、吸收、吸附和/或储存包含在废气流中的碳氢化合物、硫氧化物和/或氮氧化物的催化剂材料。这些催化剂材料可以包括，例如，铝、铂、钯、铑、钡、铈和/或碱金属、碱土金属、稀土金属或者其组合。催化剂材料可以位于催化器18内，使得可用于收集例如碳氢化合物的表面积最大化。催化器18可以包括，例如陶瓷基底、金属网孔、泡沫或本领域已知的任何其它多孔材料，并且催化剂材料可以位于例如催化器18的基底上。
如图2中所示，在本发明的另一种示例性实施方式中，废气处理系统100的过滤器36可以包括有益于收集、吸收、吸附和/或储存包含在废气流中的碳氢化合物、硫氧化物和/或氮氧化物的催化剂材料。在该实施方式中，可以省略催化器18(图1)。催化剂材料可以包括，例如上面关于催化器18(图1)描述的任何催化剂材料。催化剂材料可以位于过滤器36内以使可用于吸收、吸附或者储存的表面积最大化。催化剂材料可以位于过滤器36的基底上。催化剂材料可以通过任何传统的方式，例如涂层或者喷涂添加到过滤器36，并且过滤器36的基底可以部分地或全部地涂有该材料。应当理解，再循环管路24的上游存在催化剂材料(例如铂和/或钯)可以导致在废气处理系统100中形成硫酸盐。因此，为了使图2的示例性实施方式中形成的硫酸盐的量最小化，在过滤器36中只能包含少量的催化剂材料。
还应当理解，上面关于图1和图2描述的催化剂材料可能能够氧化废气流的一种或多种成分，例如颗粒物质、碳氢化合物和/或一氧化碳。因此，在图1所示的实施方式中，废气流内包含的颗粒物质、碳氢化合物和/或一氧化碳的一部分可以被允许在不被催化剂材料氧化的情况下回到动力源12。尽管上面描述的催化剂材料可能帮助形成硫酸盐，但在过滤器36(图2)的基底上或者在催化器18(图1)中存在这些催化剂材料可以改进废气处理系统10、100的总排放特性，例如，通过从处理的废气流除去碳氢化合物。
还应当理解，在图2所示的实施方式中，设置在过滤器36的基底上的催化剂材料可以帮助过滤器36在动力源的运行过程中无源再生。随着动力源12的运行，颗粒和动力源的其它废气成分可以由过滤器基底捕集。在动力源12的正常运行过程(即，不以能够通过例如废气门或其它传统方法来增加废气温度的方式运行动力源12)中，废气流中可以达到超过，例如250摄氏度的温度，并且废气可以通过对流传热增加过滤器基底的至少一部分的温度。在该温度，由过滤器36的基底捕集的动力源废气成分可以开始与位于基底上的催化剂材料反应。具体地，催化剂材料可以通过氧化由过滤器基底捕集的颗粒物质以及包含在废气流中的一氧化碳和/或碳氢化合物来使过滤器36的一部分无源地再生。氧化可以发生在过滤器36的无源再生温度或者起燃温度，在该温度下，催化剂材料足够热以与废气流的成分反应，而不需要由例如再生装置20来提供额外的热量。该起燃温度可以低于过滤器36的再生温度。在一种示例性实施方式中，过滤器36的起燃温度可以在大约250摄氏度和大约350摄氏度之间。
尽管包含在过滤器36内的颗粒物质的至少一部分可以被氧化和/或通过无源再生来除去，但应当理解，如图2所示，本发明的一种示例性废气处理系统100可以包括再生装置20。利用催化型过滤器36结合再生装置20可以帮助增加主动再生之间的时间间隔。增加该时间间隔可以减少例如动力源12运行过程中燃烧的燃料的量，并且可以因此降低动力源12所连接的机器的运行成本。包括催化型过滤器36和再生装置20的废气处理系统100还能够使过滤器制造商们在过滤器36中包含更少的催化剂材料(例如，贵重金属)，由此降低过滤器36的成本和系统100的总成本。
再参照图1，废气处理系统10还可以包括流体连接到过滤器16的下游的再循环管路24。再循环管路24可以设置在过滤器16和催化器18之间并能够帮助将废气流的一部分从过滤器16引导到动力源12的入口21。再循环管路24可以包括导管、管道和/或本领域已知的运载废气流的其它部件，并且其结构可以与上面描述的流体管路15的结构类似。在废气处理系统100(图2)包括包含催化剂材料的过滤器36的实施方式中，再循环管路24可以设置在过滤器36的下游和废气系统出口17的上游。
流通式冷却器26可以经由再循环管路24流体连接到过滤器16并能够冷却通过再循环管路24的废气流部分。流通式冷却器26可以包括液-气换热器、气-气换热器或者本领域已知的用于冷却废气流的任何其它类型的换热器。在本发明的一种替代示例性实施方式中，可以省略流通式冷却器26。
混合阀30可以经由再循环管路24流体连接到流通式冷却器26并能够帮助调节通过再循环管路24的废气流。应当理解，在一种示例性实施方式中，单向阀(未示出)可以流体连接到流通式冷却器26的上游以进一步帮助调节通过再循环管路24的废气流。混合阀30可以是滑阀、节流阀、蝶阀、单向阀、隔膜阀、闸阀、梭阀、球阀、截止阀或本领域已知的任何其它阀。混合阀30可以手动地、电动地、液压地、气动地致动或以本领域已知的任何其它方式致动。混合阀30可以与控制器(未示出)通信并可以响应于一个或多个预定的条件选择性地致动。
混合阀30还可以流体连接到废气处理系统10的环境空气进气口29。因此，混合阀30能够相对于进入流体管路27的环境空气流的量控制进入流体管路27的废气流的量。例如，随着通过混合阀30的废气流的量按期望地增加，通过混合阀30的环境空气流的量可以成比例地减少，反之亦然。
如图1所示，流量传感器28可以流体连接到流通式冷却器26下游的再循环管路24。流量传感器28可以是任何类型的空气质量流量传感器，例如，热线风速计或者文丘里传感器。流量传感器28能够感测通过再循环管路24的废气流的量。应当理解，流通式冷却器26可以帮助降低通过再循环管路24的废气流部分的温度波动。降低温度波动还可以帮助降低由废气流占据的体积的波动，因为高温气体占据的体积比同质量的气体在低温时占据的体积更大。因此，在流通式冷却器26的下游位置处(即，在相对受控的温度处)感测通过再循环管路24的废气流的量可以比在流通式冷却器26上游采取的流量测量更加精确。还应当理解，流量传感器28还可以包括，例如热电偶(未示出)或能够感测废气流的温度的其它装置。
混合阀30下游的流体管路27可以将环境空气/废气流的混合物引导到压缩组件32。压缩组件32可以包括能够将气体流的压力增加到期望压力的压缩机13。压缩机13可以包括固定几何形状型的压缩机、可变几何形状型的压缩机或者本领域已知的任何其它类型的压缩机。在图1所示的示例性实施方式中，压缩组件32可以包括多个压缩机13，并且多个压缩机13可以设置成并列关系或直列关系。压缩组件32的压缩机13可以连接到能量提取组件22的涡轮14，且涡轮14能够驱动压缩机13。具体地，随着热废气离开动力源12并向着涡轮14的叶片(未示出)膨胀，涡轮14的部件可以转动并驱动连接的压缩机13。替代地，在省略涡轮14的实施方式中，压缩机13可以由例如动力源12或本领域已知的任何其它驱动装置来驱动。还应当理解，在不加压的空气引导系统中，可以省略压缩组件32。
二次冷却器34可以经由流体管路27流体连接到动力源12并能够冷却通过流体管路27的气体流。在一种示例性实施方式中，该气体流可以是上述的环境空气/废气流的混合物。二次冷却器34可以包括液-气换热器、气-气换热器或本领域已知的任何其它流通式冷却器或者换热器。在本发明的一种示例性实施方式中，如果需要，可以省略二次冷却器34。
废气处理系统10还可以包括流体连接到二次冷却器34的冷凝物排放管38。冷凝物排放管38能够收集流体，例如在二次冷却器34处形成的水或其它冷凝物。应当理解，该流体可以包括，例如包含在循环的废气和/或环境空气中的冷凝水蒸汽。在该示例性实施方式中，冷凝物排放管38可以包括能够安全地储存冷凝流体的可拆卸地连接的流体箱(未示出)。流体箱能够被卸下、安全地腾空并重新连接到冷凝物排放管38。在另一种示例性实施方式中，冷凝物排放管38能够将冷凝流体引导到流体容器(未示出)和/或作业机器上的其它部件或位置。替代地，冷凝物排放管38能够将流体引导到大气或者引导到支撑作业机器的表面。
工业实用性
本发明的废气处理系统10、100可以用于任何燃烧式装置，例如，发动机、炉子或本领域已知的任何其它装置，在这些装置中，期望将减少了颗粒的废气再循环到该装置的入口中。废气处理系统10、100可以有益于减少排放到环境中的有害废气排放的量。废气处理系统10、100还能够通过再生过程净化由该系统的部件捕获的废气部分。
如上所述，燃烧过程可以产生复杂的空气污染物质混合物。这些污染物质可能以固体、液体和/或气体的形式存在。通常，固体和液体污染物质可以分为三类：烟灰、可溶性有机馏份和未燃烧的碳氢化合物。燃烧过程中产生的烟灰可以包括含碳材料，并且可溶性有机馏份可以包括沉积在烟灰上或与烟灰化学结合的未燃烧的碳氢化合物。
由于对环境健康的关注不断增加，环境保护局要求2007年非高速公路车辆的碳氢化合物排放必须少于或等于0.14克/马力小时。需要各种废气处理策略以在基本上所有的动力源运行条件下满足这些严格的排放要求。例如，如将在下面讨论的，当车辆运行在低废气温度的条件下，废气处理系统10、100的部件例如催化剂材料可以被加热。这种条件可以例如在动力源12启动时或者动力源12在怠速下或接近怠速运行的延长期间过程中发生。在该条件中，催化剂材料可以低于它们的起燃温度，加热催化剂材料可以帮助提高它们的转换效率。现在详细解释废气处理装置10、100的运行。除非另外指明，在本文中将参照图2的废气处理系统100和图3中示出的控制策略50。
在启动时(步骤52)，废气处理系统100的传感器可以感测动力源12和/或废气处理系统100的参数。这些参数可以包括，例如，发动机速度、发动机温度、废气流温度、废气流压力和/或颗粒物质含量。传感器还可以电连接到控制器(未示出)并能够将包含感测到的信息的信号发送到控制器。例如，温度传感器48可以设置在靠近过滤器36的出口31并能够感测离开过滤器36的废气流的温度。替代地，温度传感器48可以设置在靠近催化器18(图1)的出口。因此，温度传感器48能够感测代表催化剂材料温度的温度(步骤54)并且还能够将指示感测到的温度的信号以大致连续的基础发送到控制器。所感测的温度可以代表催化剂在动力源12启动时和/或在动力源12的延长的低废气温度运行过程中的温度。
在接收例如由温度传感器48发送的温度信息后，控制器可以存储该信息用于进一步使用。控制器还可以以任何传统的数学和/或统计学方式处理该信息，例如，通过将信息输入到用来控制废气处理系统100的一个或多个部件的一个或多个预设的算法中。例如，控制器可以将感测到的温度与预定的阈值温度进行比较(步骤56)。阈值温度可以与例如过滤器36内设置的催化剂材料的起燃温度对应，并且在一种示例性实施方式中，阈值温度可以为大约250摄氏度。如果感测到的温度高于预定的阈值温度，则废气处理系统100可以根据存储在控制器中的稳定状态控制策略继续运行(步骤58)。该稳定状态控制策略可以适用如下场合，例如过滤器36内的催化剂材料的温度高于该催化剂材料的起燃温度。另一方面，如果感测到的温度低于预定的阈值温度，则控制器可以点燃再生装置20(步骤60)。
点燃再生装置20可以包括一些系统验证过程，例如，感测被引导到再生装置20用于燃烧的可燃物质和氧气供应的压力和/或流速，并基本阻止再循环的废气流入混合阀30(并由此阻止其进入动力源12的入口21)。点燃再生装置20还可以包括，例如，给点火器供能、喷射可燃物质和调节通向再生装置20的氧气供应。
一旦再生装置20被点燃，则可以控制再生装置20以目标温度运行(步骤62)。该目标温度可以与再生装置20的最小设定温度对应并可以在催化剂材料的峰值转换效率范围内。例如，在本发明的实施方式中，目标温度可以在大约300摄氏度和大约350摄氏度之间。以该方式运行再生装置20可以将流经再生装置20的废气加热到目标温度，并可以开始通过对流和/或传导提高过滤器36的催化剂材料的温度。因此，由设置在催化剂材料上游的温度传感器49测量的废气流的温度应当与目标温度相等。
控制器还可以修改废气处理系统100的一个或多个控制参数(步骤64)，并且该修改可以接近过滤器36的再生过程中利用的控制参数。例如，控制器可以修改混合阀30的位置和/或其它设置。该修改的设置可以允许再循环的废气流再一次进入混合阀30，但可能造成与上面讨论的稳定状态控制策略相比供应到动力源12的入口21的再循环废气的量减少。在一种示例性实施方式中，在这些修改的设置条件下，供应到入口21的再循环废气的量可以减少大约50％。控制器还可以修改与入口21相关联的一个或多个进气阀(未示出)的正时并且可以改变能量提取组件22的加速水平(boost level)。
然后温度传感器48、49可以被用来感测催化剂材料上游和下游的温度(步骤66)。如上面所讨论的，催化剂材料上游的废气流温度可以通过再生装置20提高到目标温度。因此，由温度传感器49感测的温度可以与目标温度大约相等。另一方面，由温度传感器48感测的温度可以接近催化剂材料和/或过滤器36的温度，并且初始可能小于感测到的其上游的温度。温度传感器48、49可以将包含该感测到的温度信息的信号发送到控制器，并且控制器可以确定感测到的催化剂材料下游的温度是否大于或等于目标温度(步骤68)。
如果感测到的催化剂材料下游的温度小于目标温度，则可以控制再生装置20继续将废气加热到目标温度，并且温度传感器48、49可以继续感测催化剂材料上游和下游的温度(步骤66)。另一方面，如果感测到的催化剂材料下游的温度大于或等于目标温度，则控制器可以命令再生装置20在一个预定的时间段内以目标温度继续燃烧(步骤70)。该预定的时间段可以是有益于确保其上设置有催化剂材料的整个基底、网孔和/或其它结构基本均匀地达到目标温度的任何期望的时间长度。使再生装置20在一个预定的时间段内保持在目标温度还可以基本上降低感测的温度值的任何误差。在本发明的一种示例性实施方式中，该预定的时间段可以是90秒。一旦预定的时间段截止，再生装置20可以被关掉(步骤72)，并且在步骤62中修改的废气处理系统100的控制参数可以重新设置成可在启动时操作的值、位置和/或设置(步骤74)。在步骤74中选择的控制参数的值、位置和/或设置可以与步骤58的稳定状态控制策略利用的那些基本相同。
以该方式控制废气处理系统100的部件可以帮助降低例如动力源12的颗粒物质排放。具体地，使设置在废气处理系统100内的催化剂材料的温度快速增加到至少它们的起燃温度可以帮助降低动力源12在启动时的碳氢化合物排放。如上所述，一旦催化剂材料达到它们的起燃温度，则催化剂材料可以氧化存在于动力源12的废气流中的基本所有碳氢化合物，由此降低释放到环境的有害污染物质的量，并且使废气处理系统100散发的白色烟雾和难闻的气味的水平最小化。
通过考虑本说明书，本领域技术人员可以想到本发明的废气处理系统10、100的其它实施方式。例如，系统10、100可以包括另外的过滤器，例如设置在过滤器36上游的硫酸盐收集器。硫酸盐收集器可以有益于捕集由废气流携带的硫酸盐分子。说明书和例子仅被当作示例性的，本发明的真正保护范围由后附的权利要求书确定。

Claims (10)

1.一种控制废气处理系统(10、100)的方法，包括：
在动力源(12)启动时感测表示催化剂材料的温度的温度；
将感测到的温度与阈值温度进行比较；
响应于所述比较，点燃所述废气处理系统(10、100)的再生装置(20)，所述再生装置(20)设置在所述催化剂材料的上游；和
使所述再生装置(20)以目标温度运行。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于所述比较，修改所述废气处理系统(10、100)的控制参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，修改所述控制参数包括修改以下至少一项：混合阀(30)的位置、与所述动力源(12)相关联的进气阀的正时，以及能量提取组件(22)的加速水平。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括感测所述催化剂材料的上游位置处的第一温度和所述催化剂材料的下游位置处的第二温度。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括将所述第一温度与所述第二温度进行比较，并且响应于所述第一温度和所述第二温度之间的比较使所述再生装置(20)以所述目标温度运行预定的时间段。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括关掉所述再生装置(20)并修改所述废气处理系统(10、100)的控制参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阈值温度是所述催化剂材料的起燃温度。
8.一种动力源(12)的废气处理系统(10、100)，包括：
催化剂材料；
再生装置(20)，该再生装置(20)设置在所述催化剂材料的上游，并能够在所述动力源(12)启动时响应于感测到的所述废气处理系统(10、100)的参数将所述催化剂材料的温度提高到目标温度；和
颗粒过滤器(16、36)，其能够从所述动力源(12)的废气流提取成分。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，感测到的所述废气处理系统(10、100)的参数表示所述催化剂材料在动力源(12)启动时的温度。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述目标温度在大约300摄氏度和大约350摄氏度之间。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090916