CN101994546B - 用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法 - Google Patents

用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101994546B
CN101994546B CN201010247402.3A CN201010247402A CN101994546B CN 101994546 B CN101994546 B CN 101994546B CN 201010247402 A CN201010247402 A CN 201010247402A CN 101994546 B CN101994546 B CN 101994546B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heater element
area
district
contact
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201010247402.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101994546A (zh
Inventor
E·V·冈策
M·J·小帕拉托尔
G·巴蒂亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN101994546A publication Critical patent/CN101994546A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101994546B publication Critical patent/CN101994546B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

本发明涉及用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法。一种排气处理系统，包括微粒物质过滤器、第一发热元件和第二发热元件。微粒物质(PM)过滤器过滤来自排气的微粒物质，且具有N个区。N个区中的每一个具有接收一部分排气的入口面积。N是大于1的整数。第一发热元件包括第一接触面积，其加热输入到N个区的第一区的入口面积的排气。第二发热元件包括第二接触面积，其加热输入到N个区的第二区的入口面积的排气。第一发热元件的接触面积与第一区的入口面积的比率大于第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率。

Description

用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法
技术领域
本发明涉及一种发动机控制系统和方法，更具体而言，涉及用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法。
背景技术
此处提供的背景技术的描述是用于总体上给出本发明背景的目的。在背景技术部分描述的当前署名发明人的工作，以及在申请日可能不作为现有技术的说明书的某些方面，既不明确地也不隐含地将其作为抵触本发明的现有技术。
压燃式发动机，比如柴油发动机，会产生微粒物质(PM)，该微粒物质从排气中被过滤并被PM过滤器收集。随着时间过去，PM过滤器充满微粒物质，其会阻碍排气流。可以应用再生方法来“清洁”PM过滤器。例如，应用电加热可以使PM过滤器中的微粒物质燃烧。
在电加热过程中，电加热器加热流入PM过滤器中的排气。电加热器可以包括多个发热元件，发热元件与PM过滤器中的多个区相对应。当启动发热元件时，发热元件加热输入到相应区中的一部分排气，使其中的PM燃烧。PM持续燃烧穿过PM过滤器的通道。该过程在所述多个区的每个区连续进行，直到每个区都被再生。
发明内容
一种排气处理系统包括微粒物质过滤器、第一发热元件和第二发热元件。微粒物质(PM)过滤器过滤排气中的微粒物质，并且包括N个区。N个区中的每个区包括接收一部分排气的入口面积。N是大于1的整数。第一发热元件包括接触面积，该接触面积加热输入到N个区的第一区的入口面积的排气。第二发热元件包括第二接触面积，该第二接触面积加热输入到N个区的第二区的入口面积的排气。第一发热元件的接触面积与第一区的入口面积的比率大于第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率。
在其它的特征中，所述排气处理系统包括第三发热元件，它具有第三接触面积，该第三接触面积加热输入到N个区的第三区的入口面积的排气。第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率大于第三发热元件的接触面积与第三区的入口面积的比率。
在其它的特征中，第一发热元件的接触面积大于第二发热元件的接触面积。在其它的特征中，第二区的入口面积大于第一区的入口面积。
仍然在其它的特征中，第一发热元件和第二发热元件中的每一个是盘管式加热器、格栅加热器、箔片加热器和厚膜加热器中的一种。
仍然在其它的特征中，第一发热元件的接触面积具有在平行于排气流的方向上延伸的第一深度，第二发热元件的接触面积具有在平行于排气流的方向上延伸的第二深度。第一深度大于第二深度。仍然在其它的特征中，第一发热元件的接触面积具有第一长度，第二发热元件的接触面积具有第二长度。第一长度大于第二长度。
一种控制系统，包括所述排气处理系统和加热器控制模块。加热器控制模块使第一发热元件工作直到N个区中的第一区中的微粒物质燃烧为止，并且使第二发热元件工作直到N个区中的第二区中的微粒物质燃烧为止。
在其它的特征中，在N个区中的第一区再生完成后，加热器控制模块启动第二发热元件。仍然在其它的特征中，加热器控制模块通过施加预定水平的能量启动第一发热元件和第二发热元件中的每一个。
一种操作排气处理系统的方法，包括：(1)提供微粒物质(PM)过滤器，其过滤来自排气中的微粒物质且包括N个区。所述N个区中的每一个都包括接收一部分排气的入口面积。N是大于1的整数。(2)启动第一发热元件，该第一发热元件包括接触面积并将输入到N个区中的第一区的入口面积的排气加热，直到第一区中的微粒物质燃烧；和(3)启动第二发热元件，该第二发热元件包括第二接触面积并将输入到N个区中的第二区的入口面积的排气加热，直到第二区中的微粒物质燃烧。第一发热元件的接触面积与第一区的入口面积的比率大于第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率。
在其它的特征中，该方法还包括启动第三发热元件，该第三发热元件包括接触面积并将输入到N个区的第三区的入口面积的排气加热，直到第三区中的微粒物质燃烧。第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率大于第三发热元件的接触面积与第三区的入口面积的比率。
仍然在其它的特征中，第一发热元件的接触面积大于第二发热元件的接触面积。仍然在其它的特征中，第二区的入口面积大于第一区的入口面积。
仍然在其它的特征中，第一发热元件和第二发热元件的每一个都是盘管式加热器、格栅加热器、箔片加热器和厚膜加热器中的一种。
仍然在其它的特征中，第一发热元件的接触面积具有在平行于排气流的方向上延伸的第一深度，第二发热元件的接触面积具有在平行于排气流的方向上延伸的第二深度。第一深度大于第二深度。仍然在其它的特征中，第一发热元件的接触面积具有第一长度，第二发热元件的接触面积具有第二长度。第一长度大于第二长度。
仍然在其它的特征中，该方法还包括在第一区的再生完成后启动第二发热元件。仍然在其它的特征中，该方法还包括通过施加预定水平的能量来启动第一发热元件和第二发热元件中的每一个。
仍然在其它的特征中，该方法还包括启动与N个区相对应的多个发热元件。每个发热元件具有发热元件的接触面积与N个区中的相应区的入口面积的比率。发热元件从具有最大比率的发热元件到具有最小比率的发热元件以一次一个的顺序被启动。
本发明还提供了以下技术方案。
方案1.一种排气处理系统，包括：微粒物质(PM)过滤器，其从排气过滤微粒物质，并且包括N个区，其中，N个区中的每个区包括接收一部分排气的入口面积，N是大于1的整数；第一发热元件，其包括接触面积，该接触面积加热输入到N个区的第一区的入口面积的排气；和第二发热元件，其包括第二接触面积，该第二接触面积加热输入到N个区的第二区的入口面积的排气，其中，第一发热元件的接触面积与第一区的入口面积的比率大于第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率。
方案2.如方案1所述的排气处理系统，还包括：第三发热元件，其包括加热输入到N个区的第三区的入口面积的排气的接触面积，其中第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率大于第三发热元件的接触面积与第三区的入口面积的比率。
方案3.如方案1所述的排气处理系统，其中第一发热元件的接触面积大于第二发热元件的接触面积。
方案4.如方案1所述的排气处理系统，其中第二区的入口面积大于第一区的入口面积。
方案5.如方案1所述的排气处理系统，其中第一发热元件和第二发热元件中的每一个是盘管式加热器、格栅加热器、箔片加热器和厚膜加热器中的一种。
方案6.如方案1所述的排气处理系统，第一发热元件的接触面积具有在平行于排气流的方向上延伸的第一深度，第二发热元件的接触面积具有在平行于排气流动方向的方向上延伸的第二深度，其中第一深度大于第二深度。
方案7.如方案1所述的排气处理系统，其中第一发热元件的接触面积具有第一长度，第二发热元件的接触面积具有第二长度，其中第一长度大于第二长度。
方案8.一种控制系统，包括：方案1的排气处理系统；和加热器控制模块，其使第一发热元件工作直到N个区中的第一区中的微粒物质开始燃烧，并且使第二发热元件工作直到N个区中的第二区中的微粒物质开始燃烧。
方案9.如方案8所述的控制系统，其中在N个区中的第一区再生完成后，加热器控制模块启动第二发热元件。
方案10.如方案8所述的控制系统，其中加热器控制模块通过施加预定水平的能量来启动第一发热元件和第二发热元件中的每一个。
方案11.一种操作排气处理系统的方法，包括：提供微粒物质(PM)过滤器，其过滤来自排气中的微粒物质且包括N个区，其中，所述N个区中的每个区包括接收一部分排气的入口面积，N是大于1的整数；启动第一发热元件，该第一发热元件包括接触面积，该接触面积将输入到N个区中的第一区的入口面积的排气加热，直到第一区中的微粒物质燃烧；和启动第二发热元件，该第二发热元件包括第二接触面积，该第二接触面积将输入到N个区中的第二区的入口面积的排气加热，直到第二区中的微粒物质燃烧；其中第一发热元件的接触面积与第一区的入口面积的比率大于第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的比率。
方案12.如方案11所述的方法，还包括：启动第三发热元件，该第三发热元件包括接触面积，该接触面积将输入到N个区的第三区的入口面积的排气加热，直到第三区中的微粒物质燃烧，其中，第二发热元件的第二接触面积与第二区的入口面积的比率大于第三发热元件的接触面积与第三区的入口面积的比率。
方案13.如方案11所述的方法，其中第一发热元件的接触面积大于第二发热元件的接触面积。
方案14.如方案11所述的方法，其中第二区的入口面积大于第一区的入口面积。
方案15.如方案11所述的方法，其中第一发热元件和第二发热元件中的每一个是盘管式加热器、格栅加热器、箔片加热器和厚膜加热器中的一种。
方案16.如方案11所述的方法，其中第一发热元件的接触面积具有在平行于排气流的方向上延伸的第一深度，第二发热元件的接触面积具有在平行于排气流动方向的方向上延伸的第二深度，其中第一深度大于第二深度。
方案17.如方案11所述的方法，其中第一发热元件的接触面积具有第一长度，第二发热元件的接触面积具有第二长度，其中第一长度大于第二长度。
方案18.如方案11所述的方法，还包括在第一区的再生完成后启动第二发热元件。
方案19.如方案11所述的方法，还包括通过施加预定水平的能量来启动第一发热元件和第二发热元件中的每一个。
方案20.如方案11所述的方法，还包括启动与N个区相对应的多个发热元件，其中每个发热元件具有发热元件的接触面积与N个区中的一个相应区的入口面积的比率，其中，以从具有最大比率的发热元件到具有最小比率的发热元件的顺序一次一个地启动发热元件。
在后面的详细描述中，本发明在其它领域的应用会变得显而易见。应该理解，详细描述和具体实施例仅仅是用于解释的目的，不应该试图限制本发明的范围。
附图说明
通过详细说明和附图能够更充分地理解本发明，其中：
图1是根据本发明原理的一种示例性发动机系统的功能框图；
图2是阐明使根据本发明原理的一种示例性电加热微粒过滤器再生的功能框图；
图3是根据本发明原理的一种示例性电加热器的透视图，该电加热器包括多个不同深度的被加热的发热元件；
图4是根据本发明原理的另一种示例性电加热器的透视图，该电加热器包括多个不同深度的被加热的发热元件；
图5是根据本发明原理的另一种示例性电加热器的透视图，该电加热器包括多个具有加热器栅格的被加热的发热元件；
图6是根据本发明原理的另一种示例性电加热器的透视图，该电加热器包括对应于微粒物质过滤器的具有不同入口面积的各个区域的多个被加热的发热元件；
图7是图3的示例性电加热器的功能框图；
图8是示出通过本发明的示例性电加热微粒过滤器的各个区域的排气流速率的图表；
图9是根据本发明原理的示例性发动机控制模块的功能框图；
图10是描述在发动机控制模块中执行的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
下面的描述实际上仅仅是示例性的，决不是想要限制本发明及其应用或者用途。为了清楚，在各附图中会使用相同的附图标记指示类似的发热元件。如在此应用的，短语“A、B和C中的至少一个”，应该解释为使用非排他的逻辑“或”来表示逻辑(A或B或C)的意思。应该理解，在不改变本发明原理的情况下，方法中的各个步骤可以以不同的顺序执行。
如在此应用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或者多个软件或者固件程序的处理器(共享的、专用的或者分组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述功能的其它合适的部件。
每个发热元件都包括接触面积(接触区域)，该接触面积接触一部分排气并将热量传递给这部分排气。每部分排气被输入到对应于每个发热元件的微粒物质过滤器的区中。每个区的入口面积由相应的发热元件的构造决定。相应区的每入口面积上的发热元件的接触面积的量可称为发热元件的发热密度(表面放热率)。
通常，电加热器有多个发热元件，这些发热元件具有类似的发热密度。当排气流率高时，一般的发热元件可能不能传递足够的热量以开始相应区的再生。当发动机在高速和高负荷下运行时，比如在高速公路行车条件下，排气流率可能是高的。因为所述接触面积和所述一部分排气接触的时间段可能太短，所以一般的发热元件可能不能传递足够的热量。另外，因为接触面积可能不会接触足够的排气，所以一般的发热元件可能不能传递足够的热量。
本发明的电加热器包括具有不同发热密度的发热元件，它们将热量传递给排气并且与排气流率无关地使得微粒物质过滤器再生。发热元件可以包括不同的接触面积以改变其发热密度。仅作为示例，发热元件可以包括不同的几何形状，比如发热元件的长度、宽度和深度，从而改变发热密度。发热元件可以构造成使得相应的区具有不同的入口面积以改变发热密度。
第一发热元件可以构造成具有一发热密度，该发热密度在高排气流率时传递足够的热量以再生相对应的第一区。仅作为示例，通过提供增加的接触面积和/或减少的入口面积可以最大化该第一发热元件的发热密度。在第一区再生后，微粒物质可以不再阻止排气流过该第一再生区。因此，经过第一再生区的排气流率提高，并且经过非再生区的排气流率降低。在非再生区中降低的排气流率可以提高相对应的发热元件接触面积和那些排气部分接触的时间段。因此，可以将其余的发热元件构造为具有比第一发热元件的发热密度更低的发热密度。
相应地，本发明的电加热器包括多个发热元件，它们具有不同的发热密度，其量值以启动顺序降低。本发明的控制系统和方法从最大发热密度到最低发热密度以量值降低的顺序启动发热元件，从而以不同的排气流率再生微粒物质过滤器。
现在参照图1，简要地示出了根据本发明的示例性发动机系统20。实际上，发动机系统20仅仅是示例性的。在此描述的电加热微粒过滤器可以在使用微粒物质(PM)过滤器的各种发动机系统中实施。这种发动机系统可以包括，但不限制于，柴油发动机系统、汽油直接喷射式发动机系统和均匀充量压燃式发动机系统。
发动机系统20包括燃烧空气/燃料混合物以产生驱动力矩的发动机22。空气通过入口26被引入进气歧管24。可以包括节气门(未示出)以调节进入该进气歧管24中的空气流量。进气歧管24内的空气被分配给各气缸28。尽管图1示出了六个气缸28，但是发动机22可以包括更多的或者更少的气缸28。例如，设想包括4、5、8、10、12和16个气缸的发动机。
发动机控制模块(ECM)32与发动机系统20的各部件相通信。这些部件可以包括在此讨论的发动机22、传感器和致动装置。ECM32可以控制本发明的电加热微粒过滤器。
空气通过空气质量流量(MAF)传感器34流经入口26。该MAF传感器34产生表明流经MAF传感器34的空气速率的MAF信号。歧管压力(MAP)传感器36设置在入口26和发动机22之间的进气歧管24中。该MAP传感器36产生表明进气歧管24中空气压力的MAP信号。位于进气歧管24中的进气温度(IAT)传感器38基于进气温度产生IAT信号。
发动机曲轴(未示出)以发动机速度或者以与发动机速度成比例的速率旋转。曲轴传感器40感测曲轴的位置并产生曲轴位置(CSP)信号。该CSP信号可以与曲轴旋转速度和气缸事件有关。仅作为示例，该曲轴传感器40可以是可变磁阻传感器。发动机速度和气缸事件可以应用其它合适的方法感测。
ECM32致动燃料喷射器42以将燃料喷射进入气缸28。进气门44选择性地打开或者关闭以使空气能够进入气缸28。进气凸轮轴(未示出)调节进气门的位置。活塞(未示出)压缩并点燃气缸28内的空气/燃料混合物。该活塞在动力冲程内驱动曲轴以产生驱动力矩。当排气门48处于打开位置时，由气缸28内的燃烧产生的排气经过排气歧管46被排出。排气凸轮轴(未示出)调节排气门的位置。排气歧管压力(EMP)传感器50产生表明排气歧管压力的EMP信号。
排气系统52可以处理排气。排气系统52可以包括氧化催化剂(OC)54。OC 54氧化排气中的一氧化碳和碳氢化合物。OC 54基于后燃烧空气/燃料比来氧化排气。氧化的量会提高排气的温度。
排气系统52包括微粒物质(PM)过滤器组件56。该PM过滤器组件56可以接收来自OC 54的排气并过滤排气中存在的任何微粒物质。电加热器57选择性地加热排气和/或PM过滤器组件56的一部分以使得该PM开始再生。ECM32基于不同的感测到的和/或估计的信息控制发动机22和过滤器再生。
更具体而言，ECM32可以根据感测到的和估计的信息评估PM过滤器的负荷值。过滤器负荷值可以相应于PM过滤器组件56中微粒物质的量。该过滤器负荷值可以以排气温度和/或排气流量为基础。排气流量可以以MAF信号和发动机22的燃料供应为基础。当过滤器负荷值高于或者等于过滤器负荷阈值时，可以通过ECM32来启动再生。
排气系统52可以包括气体传感器64和排气温度传感器66-1、66-2、66-3(整体上为排气温度传感器66)。气体传感器64产生表明排气中NOx和/或氧气的量的气体水平信号。
排气温度传感器66产生表明排气温度的排气温度信号。排气温度传感器66可以在OC 54和PM过滤器组件56之前测量排气的温度。排气温度传感器66可以在PM过滤器组件56之后和/或在OC54与PM过滤器组件56之间测量排气的温度。
仅作为示例，排气温度传感器66-1可以测量排气歧管46的出口气体温度(即OC 54的入口排气温度)。排气温度传感器66-2可以测量OC 54的出口排气温度(即，PM过滤器组件56的入口气体温度)。排气温度传感器66-3可以测量PM过滤器组件56的出口气体温度。ECM 32可以产生排气温度模型，以评估整个排气系统52中的排气温度。
现在参见图2，示例性的PM过滤器组件56可以包括外壳68、PM过滤器70和电加热器57。电加热器57可以与PM过滤器70接触，或者与PM过滤器70分隔开。PM过滤器70包括排气可以通过其流动的通道72。当排气流经通道72时，微粒物质可被过滤，使得微粒物质留在通道72中。
ECM32可以按电压或者电流的形式给电加热器57施加能量或者功率，从而加热输入到PM过滤器70中各区74的排气。电加热器57也可以直接加热PM过滤器70的部分入口76。当区74之一的温度达到微粒物质燃烧温度时，通道72中收集的微粒物质可以在端塞78后面点燃并开始燃烧。燃烧的微粒物质通过通道72前进至PM过滤器70的出口80。
参照图3，电加热器57可以包括一个或者多个发热元件58-1、58-2、58-3、58-4和58-5(整体上为发热元件58)。发热元件58与PM过滤器70的多个区74-1、74-2、74-3、74-4和74-5(整体上为区74)相对应，并在每个区74中提供热量以启动再生。尽管示出了五个发热元件58和五个区74，但是发热元件和区的数量可以是大于1的整数。
每个发热元件58包括接触面积，其暴露于输入到每个相应区74中的排气。接触面积可以包括横向于排气流动方向的平面中的第一面积。该第一面积可以由横向于排气流动方向的平面中发热元件58的长度(L)和宽度(W)决定。仅作为示例，发热元件58-5的长度(L5)可以沿着发热元件58-5从第一端点59到第二端点61进行测量。发热元件58-5的宽度(W5)可以横向于所述长度(L5)进行测量。因此，可以通过调整发热元件58的长度(L)和/或宽度(W)增加或者减少发热元件58的接触面积。
参照图7，示出了PM过滤器组件56的功能方块图。每个发热元件58的接触面积也包括平行于排气流动方向的平面中的第二面积。该第二面积由平行于排气流动方向的平面中每个发热元件58的长度(L)和深度(D)决定。仅作为示例，发热元件58-5的深度(D5)可以在平行于排气流动方向的平面中从包括第一面积(即长度L5和宽度W5)的平面开始进行测量。因此，通过调整发热元件58的深度(D)可以增加或者减少发热元件58的接触面积。
发热元件58可以包括相应于由发热元件58的几何形状决定的接触面积的其它尺寸。仅作为示例，盘管式加热器可以包括金属丝发热元件(未示出)。金属丝发热元件可以是包括圆周线(C)和长度(L)的圆柱形金属丝。接触面积可以由金属丝的圆周线(C)和长度(L)决定。因此，通过调整发热元件的圆周线(C)就可以增加或者减少金属丝发热元件的接触面积。
参照图3-7，每个区74包括入口面积(A)，该入口面积(A)是与一个相应的发热元件58相接触和/或在其下游的入口76的一部分。仅作为示例，区74-5包括横向于排气流动方向的平面中的入口面积(A5)。每个入口面积(A)接收可能被一个相应的发热元件58加热的排气。在图3-5中，每个区74的入口面积(A)可以包括相同大小的面积。在图6中，每个区74”’的入口面积A包括不同大小的面积。
每个发热元件58的发热密度可以定义为一个发热元件58的接触面积相对于所对应的一个区74的每入口面积的比率。发热元件58-5的发热密度可以定义为发热元件58-5的接触面积与区74-5的入口面积(A5)的比率。通过改变发热元件58-5的接触面积(即，L5、W5和/或D5)和/或改变所对应的区74-5的入口面积(A5)可以调整发热密度。仅作为示例，通过增加发热元件58-5的一个或者多个尺寸(L5、W5和D5)和/或减小入口面积(A5)可以提高发热密度。
在图3和图7中，每个发热元件58包括基于发热元件58的深度(D)的不同的发热密度。发热元件58的其它尺寸，比如长度(L)和宽度(W)可以是相同的。类似的，各个区74可以具有彼此相同的入口面积(A)。因此，较深的发热元件具有比较浅的发热元件更大的接触面积，比如发热元件58-2比发热元件58-5具有更大的接触面积。仅作为示例，发热元件58-2具有深度D2，其大于发热元件58-5的深度D5。因此，发热元件58-2具有比发热元件58-5的发热密度更大的发热密度。在图3和图7中，每个深度都是不同的，使得D1＞D2＞D3＞D4＞D5。
现在参照图4，另一个电加热器57’包括多个发热元件58’。每个发热元件58’具有不同的发热密度，其发热密度是基于从每个发热元件的端点(比如发热元件58-5’的端点59和61)测量得到的发热元件58’的长度(L)而定。发热元件58’的其它尺寸，比如宽度(W)和深度(D)可以是相同的。类似的，各区74可以具有彼此相同的入口面积(A)。因此，较长的发热元件比较短的发热元件具有更大的接触面积，比如发热元件58-2’比发热元件58-5’具有更大的接触面积。仅作为示例，发热元件58-2’具有长度L2，其大于发热元件58-5’的长度L5。因此，发热元件58-2’具有比发热元件58-5’的发热密度更大的发热密度。在图4中，每个长度是不同的，使得L1＞L2＞L3＞L4＞L5。
现在参照图5，另一个电加热器57”包括多个具有格栅的发热元件58”。所述格栅可以由多个垂直的片段构成。类似于图3和图7中的发热元件58，每个发热元件58”具有基于其深度(D)的不同的发热密度。所述发热元件58”的其它尺寸，比如宽度(W)和长度(L)，可以是相同的。仅作为示例，长度(L)可以包括每个发热元件58”的垂直片段的多个部分长度(l)。仅作为示例，每个部分长度(l)可以沿着该片段从端点59到端点61进行测量。宽度(W)可以横向于长度(l)进行测量。
继续参照图5，各区74可以具有彼此相同的入口面积(A)。因此，较深的发热元件具有比较浅的发热元件更大的接触面积，比如发热元件58-2”比发热元件58-5”具有更大的接触面积。仅作为示例，发热元件58-2”具有深度D2，其大于发热元件58-5”的深度D5。因此，发热元件58-2”具有比发热元件58-5”的发热密度更大的发热密度。在图5中，每个深度是不同的，使得D1＞D2＞D3＞D4＞D5。
现在参照图6，每个发热元件58”’具有基于相应区74”’的入口面积(A)的不同的发热密度。每个发热元件58”’可以具有相同大小的接触面积。可替代的是，每个发热元件58”’可以具有不同大小的接触面积。较小的区比较大的区具有更小的入口面积，比如区74-1”’比区74-5”’具有更小的入口面积。仅作为示例，区74-1”’具有入口面积A1，其小于区74-5”’的入口面积A5。在图6中，每个面积是不同的，使得A1＜A2＜A3＜A4＜A5。当发热元件58-1”’和发热元件58-5”’具有相同的接触面积时，那么发热元件58-1”’比发热元件58-5”’具有更大的发热密度。
现在参照图7，示出了图3中的PM过滤器组件56的功能方块图。排气进入PM过滤器组件56并与电加热器57的发热元件58接触。各部分排气与电加热器57的各个发热元件58接触。每个发热元件58具有不同的接触面积，所述接触面积暴露于每部分排气。各发热元件58的接触面积在每个发热元件58沿着平行于排气流的方向上延伸的深度(D)上是不同的。
仅作为示例，第一发热元件，比如发热元件58-1，可以具有与第一接触面积相对应的第一深度(D1)；第二发热元件，比如发热元件58-2，可以具有与第二接触面积相对应的、小于D1的第二深度(D2)；第三发热元件，比如发热元件58-3，可以具有与第三接触面积相对应的、小于D2的第三深度(D3)；第四发热元件，比如发热元件58-4，可以具有与第四接触面积相对应的、小于D3的第四深度(D4)；第五发热元件，比如发热元件58-5，可以具有与第五接触面积相对应的、小于D4的第五深度(D5)。因此，发热元件58的每个深度D1、D2、D3、D4和D5与每个相应的发热元件58的不同接触面积相对应。
每个发热元件58对应于区74之一。第一部分排气与发热元件58-1接触。可以启动发热元件58-1以产生热量，在第一部分排气进入区74-1之前，该热量被传递给第一部分排气。每个其它的发热元件58可以加热进入相应区的其它部分排气。每个区74具有入口面积，其接收由一个相应的发热元件58加热的一部分排气。区74-1可以具有入口面积A1，其接收来自发热元件58-1的加热的排气。在图3-5中，A1可以小于其它的入口面积A2、A3、A4和A5。其它的区74可以具有相同的面积，即A2＝A3＝A4＝A5。可替代的是，每个区74可以具有相同大小的入口面积，即A1＝A2＝A3＝A4＝A5。
相应的，每个发热元件58的接触面积与相应区74的面积的比率(即发热元件58的发热密度)可以是不同的。仅作为示例，发热元件58-1的接触面积与区74-1的面积的比率大于发热元件58-2的接触面积与区74-2的面积的比率。发热元件58-2的接触面积与区74-2的面积的比率大于发热元件58-3的接触面积与区74-3的面积的比率。发热元件58-3的接触面积与区74-3的面积的比率大于发热元件58-4的接触面积与区74-4的面积的比率。发热元件58-4的接触面积与区74-4的面积的比率大于发热元件58-5的接触面积与区74-5的面积的比率。
具有较大发热密度的发热元件可以在排气流进入相应的区中时接触更多的排气。通过接触更多的排气，可以有更多的热量被传递给排气以将其加热至再生温度。具有较大发热密度的发热元件也可以更长时间地接触排气。通过接触排气更长的时间，可以有更多的热量被传递给排气以将其加热至再生温度。经过具有降低的入口面积(即较大的发热密度)的排气流率可以降低。
在将第一区74再生后，可以提高经过再生区的流率。相比于非再生区，再生区在通道72中具有更少的微粒物质，以阻止排气流经过再生区。经过所有区74的总流率保持不变。经过其它非再生区的流率可以降低。因此，相应于非再生区的其它发热元件比相应于第一再生区的发热元件可以具有更低的发热密度。
现在参照图8，图表100示例性地说明了当各区74相继被再生时经过各区74的排气流率。y轴102对应于经过各区74的排气流率(千克/小时)。第一组柱104示出了当PM过滤器70的所有区74都充满微粒物质时经过各区74的排气流率。经过每个区74的排气流率均大约为20千克/小时。在再生期间经过各区74的总排气流率可以恒定保持在100千克/小时。
ECM 32基于每个发热元件58的发热密度以特定的顺序启动发热元件58，从而使得PM过滤器70再生。ECM 32可以启动第一发热元件，比如发热元件58-1，来再生第一区74-1。第一发热元件58-1具有足够的发热密度，从而当排气流率高于20千克/小时时，将输入到第一区74-1的排气加热到再生温度。可以将第一发热元件58-1的发热密度优化，从而在任意排气流率下将排气加热至再生温度。
第二组柱106示出了在第一区74-1再生后通过各区74的排气流率。一旦第一区74-1再生，经过第一区74-1的排气流率上升至大约47千克/小时。经过每个其余非再生区74-2、74-3、74-4、74-5的排气流率降至大约13千克/小时。
在第一区74-1再生后，ECM 32可以启动第二发热元件，比如发热元件58-2。第二发热元件58-2可具有比第一发热元件58-1更低的发热密度，因为经过相应区74-2的排气流率已经降低。当排气流率为13千克/小时时，第二发热元件58-2可以具有足够的发热密度以将输入到第二区74-2的排气加热至再生温度。
第三组柱108示出了在第一区74-1和第二区74-2已经再生后经过各区74的排气流率。经过再生区74-1和74-2的排气流率上升至大约70千克/小时(每个区35千克/小时)。因此，经过每个剩余非再生区74-3、74-4、74-5的排气流率降至大约10千克/小时。
在第二区74-2再生后，ECM 32可以启动第三发热元件，比如发热元件58-3。第三发热元件58-3可具有比第二发热元件58-2更低的发热密度，因为经过相应区74-3的排气流率已被降低。当排气流率为10千克/小时时，第三发热元件58-3可以具有足够的发热密度以将输入到第三区74-3的排气加热至再生温度。
第四组柱110示出了当区74-1、74-2和74-3已经再生后，经过各区74的排气流率。第五组柱示出了当区74-1、74-2、74-3和74-4已经再生后，经过各区74的排气流率。和非再生区74-4和74-5相对应的每个其余的发热元件58-4和58-5能以ECM 32的启动顺序继续降低发热密度。
现在参照图9，示出了示例性ECM 32的功能框图。ECM 32可以包括再生模块402，其测定何时过滤器负载大于过滤器负载阈值。过滤器负载测定模块404可以基于MAF、排气温度和/或排气流率测定过滤器负载。当过滤器负载大于过滤器负载阈值时，再生模块402可以开始再生PM过滤器70。
再生模块402可以启动加热器控制模块406以开始再生。仅作为示例，可以通过给发热元件58施加预定水平的能量(功率)来使发热元件58启动。加热器控制模块406首先启动具有最大发热密度的发热元件。仅作为示例，加热器控制模块406启动第一发热元件58-1来再生PM过滤器70的第一区74-1。在第一区74-1再生后，加热器控制模块406启动第二发热元件58-2以再生PM过滤器70的第二区74-2。加热器控制模块406以从最大发热密度到最低发热密度的特定顺序来启动每个发热元件58。可以启动每个发热元件58直到在一个相应的区74中的微粒物质开始燃烧为止。一旦微粒物质开始燃烧则可停用发热元件58。
现在参照图10，流程图500示出了由ECM 32执行的示例性方法。控制过程在步骤502中开始于控制过程测定过滤器负载值是否大于或者等于过滤器负载阈值。当过滤器负载值高于过滤器负载阈值时，控制过程开始再生PM过滤器70。在步骤504中，控制过程启动电加热器57的第一发热元件，比如具有第一发热密度的发热元件58-1。控制过程可使第一发热元件工作直到一个相应的第一区中的微粒物质开始燃烧，比如区74-1中的微粒物质开始燃烧。在第一区中的微粒物质持续燃烧穿过第一区。
在步骤506中，控制过程测定第一区的再生是否完成。当第一区的再生完成时，控制过程继续进行步骤508。否则控制过程可以停止。在步骤508中，控制过程启动电加热器57的第二发热元件，比如具有第二发热密度的发热元件58-2。第二发热密度低于第一发热密度。控制过程可使第二发热元件工作直到在相应的第二区中的微粒物质开始燃烧为止，比如直到区74-2中的微粒物质开始燃烧为止。第二区中的微粒物质持续燃烧穿过第二区。
在步骤510中，控制过程测定第二区的再生是否完成。当第二区的再生完成时，控制过程继续进行步骤512。否则控制过程可以停止。在步骤512中，控制过程启动电加热器57的第三发热元件，比如具有第三发热密度的发热元件58-3。第三发热密度低于第二发热密度。控制过程可使第三发热元件工作直到相应的第三区中的微粒物质开始燃烧为止，比如直到区74-3中的微粒物质开始燃烧为止。在第三区中的微粒物质持续燃烧穿过第三区。
尽管在前面的方法中再生了三个区74，但是接下来可以启动其它的发热元件58以再生其它相应的区74。以从具有最大发热密度的发热元件到具有最低发热密度的发热元件为顺序，每个发热元件58被ECM 32启动。
本领域的技术人员现在可以从前面的描述中理解，本发明的教导可以以各种形式实施。因此，虽然与本发明的具体实施例相结合描述本发明，但是本发明的真正范围不应该被做如此的限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求后，对于技术人员来说其它的改进将变得显而易见。

Claims (20)

1.一种排气处理系统，包括：
微粒物质(PM)过滤器，其从排气过滤微粒物质，并且包括N个区，其中，N个区中的每个区包括接收一部分排气的入口面积，N是大于1的整数；
第一发热元件，其包括接触面积，该接触面积加热输入到N个区的第一区的入口面积的排气；和
第二发热元件，其包括第二接触面积，该第二接触面积加热输入到N个区的第二区的入口面积的排气；
其中所述N个区中除所述第一区的其他区围绕所述第一区布置；
其中，第一发热元件的接触面积与第一区的入口面积的第一比率大于第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的第二比率；和
加热器控制模块，其基于所述第一比率和第二比率以比率值降低的顺序启动所述第一发热元件和第二发热元件。
2.如权利要求1所述的排气处理系统，还包括：
第三发热元件，其包括加热输入到N个区的第三区的入口面积的排气的接触面积，
其中第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的第二比率大于第三发热元件的接触面积与第三区的入口面积的第三比率。
3.如权利要求1所述的排气处理系统，其中第一发热元件的接触面积大于第二发热元件的接触面积。
4.如权利要求1所述的排气处理系统，其中第二区的入口面积大于第一区的入口面积。
5.如权利要求1所述的排气处理系统，其中第一发热元件和第二发热元件中的每一个是盘管式加热器、格栅加热器、箔片加热器和厚膜加热器中的一种。
6.如权利要求1所述的排气处理系统，第一发热元件的接触面积具有在平行于排气流动方向的方向上延伸的第一深度，第二发热元件的接触面积具有在平行于所述排气流动方向的方向上延伸的第二深度，其中第一深度大于第二深度。
7.如权利要求1所述的排气处理系统，其中第一发热元件的接触面积具有第一长度，第二发热元件的接触面积具有第二长度，其中第一长度大于第二长度。
8.如权利要求1所述的排气处理系统，其中所述加热器控制模块启动第一发热元件工作直到N个区中的第一区中的微粒物质开始燃烧，并且启动第二发热元件工作直到N个区中的第二区中的微粒物质开始燃烧。
9.如权利要求8所述的排气处理系统，其中在N个区中的第一区再生完成后，加热器控制模块启动第二发热元件。
10.如权利要求8所述的排气处理系统，其中加热器控制模块通过施加预定水平的能量来启动第一发热元件和第二发热元件中的每一个。
11.一种操作排气处理系统的方法，包括：
提供微粒物质(PM)过滤器，其过滤来自排气中的微粒物质且包括N个区，其中，所述N个区中的每个区包括接收一部分排气的入口面积，N是大于1的整数；
启动第一发热元件，该第一发热元件包括接触面积，该接触面积将输入到N个区中的第一区的入口面积的排气加热，直到第一区中的微粒物质燃烧；
启动第二发热元件，该第二发热元件包括第二接触面积，该第二接触面积将输入到N个区中的第二区的入口面积的排气加热，直到第二区中的微粒物质燃烧；
其中所述N个区中除所述第一区的其他区围绕所述第一区布置；
其中第一发热元件的接触面积与第一区的入口面积的第一比率大于第二发热元件的接触面积与第二区的入口面积的第二比率；和
基于所述第一比率和第二比率以比率值降低的顺序启动所述第一发热元件和第二发热元件。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
启动第三发热元件，该第三发热元件包括接触面积，该接触面积将输入到N个区的第三区的入口面积的排气加热，直到第三区中的微粒物质燃烧，
其中，第二发热元件的第二接触面积与第二区的入口面积的第二比率大于第三发热元件的接触面积与第三区的入口面积的第三比率。
13.如权利要求11所述的方法，其中第一发热元件的接触面积大于第二发热元件的接触面积。
14.如权利要求11所述的方法，其中第二区的入口面积大于第一区的入口面积。
15.如权利要求11所述的方法，其中第一发热元件和第二发热元件中的每一个是盘管式加热器、格栅加热器、箔片加热器和厚膜加热器中的一种。
16.如权利要求11所述的方法，其中第一发热元件的接触面积具有在平行于排气流动方向的方向上延伸的第一深度，第二发热元件的接触面积具有在平行于所述排气流动方向的方向上延伸的第二深度，其中第一深度大于第二深度。
17.如权利要求11所述的方法，其中第一发热元件的接触面积具有第一长度，第二发热元件的接触面积具有第二长度，其中第一长度大于第二长度。
18.如权利要求11所述的方法，还包括在第一区的再生完成后启动第二发热元件。
19.如权利要求11所述的方法，还包括通过施加预定水平的能量来启动第一发热元件和第二发热元件中的每一个。
20.如权利要求11所述的方法，还包括启动与N个区相对应的多个发热元件，其中每个发热元件具有发热元件的接触面积与N个区中的一个相应区的入口面积的比率，其中，以从具有最大比率的发热元件到具有最小比率的发热元件的顺序一次一个地启动发热元件。
CN201010247402.3A 2009-08-05 2010-08-05 用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法 Expired - Fee Related CN101994546B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/536089 2009-08-05
US12/536,089 US8475574B2 (en) 2009-08-05 2009-08-05 Electric heater and control system and method for electrically heated particulate filters
US12/536,089 2009-08-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101994546A CN101994546A (zh) 2011-03-30
CN101994546B true CN101994546B (zh) 2014-07-02

Family

ID=43533766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010247402.3A Expired - Fee Related CN101994546B (zh) 2009-08-05 2010-08-05 用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8475574B2 (zh)
CN (1) CN101994546B (zh)
DE (1) DE102010033081A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8726642B2 (en) * 2011-11-22 2014-05-20 GM Global Technology Operations LLC Electrically heated particulate filter restrike methods and systems
ES2737849T3 (es) * 2012-02-22 2020-01-16 Watlow Electric Mfg Procedimiento de calentamiento de un gas de escape en un sistema de post-tratamiento del escape
DE102016213322B4 (de) * 2015-08-05 2023-07-20 Ford Global Technologies, Llc Duales Katalysator-Heizsystem
CN106545384A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 北京润沃达汽车科技有限公司 柴油颗粒过滤器封装装置
DE102017200171A1 (de) 2016-01-27 2017-07-27 Ford Global Technologies, Llc Brennkraftmaschine mit Abgasnachbehandlung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
US10161276B2 (en) * 2016-06-20 2018-12-25 GM Global Technology Operations LLC Method and system for non-uniform catalyst heating for internal combustion engine
FR3094039B1 (fr) * 2019-03-21 2021-03-19 Faurecia Systemes Dechappement Organe de chauffage durable pour dispositif de purification des gaz d’échappement d’un véhicule
US11365662B2 (en) 2020-03-25 2022-06-21 Cummins Inc. Systems and methods for coordinated exhaust temperature control with electric heater and engine
US11428133B2 (en) 2020-05-27 2022-08-30 Cummins Inc. Systems and methods for managing catalyst temperature based on location
US11339698B2 (en) 2020-05-27 2022-05-24 Cummins Inc. Multiple heater exhaust aftertreatment system architecture and methods of control thereof
EP4158174A4 (en) 2020-05-27 2024-06-26 Cummins, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR COORDINATION OF SKIP-OVER FIRE AND AFTER-TREATMENT HEATING OPERATION TO MAINTAIN EXHAUST GAS TEMPERATURE
CN118257653A (zh) * 2024-04-28 2024-06-28 暨南大学 一种微粒捕集器四分区电加热再生装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4516993A (en) * 1982-06-01 1985-05-14 Nippondenso Co., Ltd. Carbon particulates cleaning device
US5144198A (en) * 1988-08-11 1992-09-01 Futaba Denshi Kogyo K.K. Electron feeder for flat-type luminous device

Family Cites Families (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US781098A (en) * 1903-08-31 1905-01-31 John D Schooley Foot-power vehicle.
JPS578311A (en) 1980-06-19 1982-01-16 Toyota Motor Corp Method and device for decreasing discharged quantity of diesel particulates
JPS6053165B2 (ja) 1981-03-16 1985-11-25 株式会社豊田中央研究所 内燃機関排気吐煙の捕集装置
US4549398A (en) * 1981-06-22 1985-10-29 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas cleaning device for diesel engines
US4404796A (en) 1982-06-03 1983-09-20 Ford Motor Company Removal of particulates from diesel engine exhaust gas
CH662827A5 (de) 1983-02-25 1987-10-30 Barmag Barmer Maschf Falschzwirnvorrichtung.
JPS61123709A (ja) * 1984-11-19 1986-06-11 Nippon Soken Inc 排気ガス微粒子浄化機能を有する内燃機関の制御装置
US5207807A (en) * 1986-12-05 1993-05-04 Iveco Fiat S.P.A. Regenerable filter for exhaust gases of an internal-combustion engine
GB2239407B (en) 1989-12-27 1994-10-12 Nissan Motor Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine
JP3147372B2 (ja) * 1990-10-10 2001-03-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 排気ガス微粒子捕集用フィルタ
JPH04179818A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Nippon Soken Inc 排気ガス微粒子浄化装置
DE4209213A1 (de) * 1992-03-21 1993-09-23 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Filteranordnung zum entfernen von russpartikeln aus abgasen einer verbrennungskraftmaschine
US5458673A (en) 1992-11-26 1995-10-17 Nippon Soken, Inc. Exhaust gas particulate purifying process for internal combustion engine
DE4300530C2 (de) * 1993-01-12 2001-02-08 Bosch Gmbh Robert System zum Betreiben eines Heizelements für einen keramischen Sensor in einem Kraftfahrzeug
JP3187183B2 (ja) 1993-01-26 2001-07-11 株式会社豊田自動織機製作所 排気ガス浄化装置
US5716586A (en) 1993-06-03 1998-02-10 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Exhaust gas purifier
JPH08229330A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Sumitomo Electric Ind Ltd ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ
JP3089989B2 (ja) 1995-05-18 2000-09-18 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の排気浄化装置
JP3567051B2 (ja) * 1996-06-12 2004-09-15 新キャタピラー三菱株式会社 油圧アクチュエータ用の操作制御装置
FR2755623B1 (fr) * 1996-11-12 1998-12-04 Inst Francais Du Petrole Procede et unite de filtration de gaz d'echappement, ayant un chauffage modulable
JPH10238339A (ja) * 1997-02-20 1998-09-08 Nissan Motor Co Ltd エンジンの排気浄化装置
FR2778118B1 (fr) 1998-04-29 2000-06-02 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de regeneration locale et controlee d'un filtre a particules
JP3909450B2 (ja) 1999-04-15 2007-04-25 東京窯業株式会社 自己発熱型ディーゼルパティキュレートフィルタ
US6167696B1 (en) 1999-06-04 2001-01-02 Ford Motor Company Exhaust gas purification system for low emission vehicle
JP2001190917A (ja) 2000-01-13 2001-07-17 Ngk Insulators Ltd 三角セルハニカム構造体
DE10056015A1 (de) 2000-11-11 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems
US6405528B1 (en) 2000-11-20 2002-06-18 Ford Global Technologies, Inc. Method for determining load on particulate filter for engine exhaust, including estimation of ash content
JP3838339B2 (ja) * 2001-03-27 2006-10-25 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3812362B2 (ja) 2001-04-19 2006-08-23 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
WO2003012264A1 (fr) * 2001-07-26 2003-02-13 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Dispositif de commande d'emission de gaz d'echappement
US6813882B2 (en) 2001-12-18 2004-11-09 Ford Global Technologies, Llc System and method for removing NOx from an emission control device
JP4022723B2 (ja) 2002-01-11 2007-12-19 株式会社デンソー 排気フィルタ再生装置及び方法
JP2003328821A (ja) 2002-05-15 2003-11-19 Suzuki Motor Corp 酸素センサの加熱制御装置
JP4007085B2 (ja) 2002-06-13 2007-11-14 株式会社デンソー 内燃機関の排ガス浄化装置
JP3801135B2 (ja) 2003-01-08 2006-07-26 日産自動車株式会社 エンジンの排気ガス浄化装置
JP2004324587A (ja) 2003-04-25 2004-11-18 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
DE602004029544D1 (de) 2003-07-15 2010-11-25 Ibiden Co Ltd Honigwabenstrukturkörper
EP1517028B1 (en) * 2003-09-17 2011-04-06 Nissan Motor Co., Ltd. Regeneration control device for a diesel particulate filter
JP2005090450A (ja) 2003-09-19 2005-04-07 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
KR100534737B1 (ko) 2003-10-24 2005-12-07 현대자동차주식회사 디젤 엔진의 입자상 물질 저감 시스템 및 저감 방법
US7288137B2 (en) * 2003-12-24 2007-10-30 Caterpillar Inc. Particulate trap
US7685811B2 (en) 2004-01-13 2010-03-30 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for controlling a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
JP4403961B2 (ja) 2004-03-12 2010-01-27 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP4301070B2 (ja) 2004-04-30 2009-07-22 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
WO2005116410A1 (ja) 2004-05-28 2005-12-08 Hino Motors, Ltd. 排気浄化装置
DE102004026589A1 (de) 2004-06-01 2006-01-19 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung eines Partikelfilters
JP4238788B2 (ja) 2004-06-21 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタ異常判定方法
FR2872211B1 (fr) 2004-06-23 2006-09-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'evaluation de l'etat de charge en suies de moyens de depollution
US7171801B2 (en) * 2004-06-24 2007-02-06 Caterpillar Inc Filter system
JP2006183599A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
US7412822B2 (en) 2005-01-27 2008-08-19 Southwest Research Institute Regeneration control for diesel particulate filter for treating diesel engine exhaust
US7062904B1 (en) * 2005-02-16 2006-06-20 Eaton Corporation Integrated NOx and PM reduction devices for the treatment of emissions from internal combustion engines
CA2598862C (en) 2005-02-28 2012-07-17 Yanmar Co., Ltd. Exhaust gas purification apparatus, internal combustion engine comprising the same, and particulate filter restoring method
JP4440823B2 (ja) 2005-05-11 2010-03-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US7607295B2 (en) 2005-07-07 2009-10-27 Nissan Motor Co., Ltd. Particulate accumulation amount estimating system
JP4263711B2 (ja) 2005-09-16 2009-05-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US7469532B2 (en) 2005-09-22 2008-12-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Diesel particulate filter (DPF) regeneration by electrical heating of resistive coatings
JP4534969B2 (ja) 2005-11-25 2010-09-01 株式会社デンソー 内燃機関用排気浄化装置
JP4710615B2 (ja) * 2006-01-10 2011-06-29 株式会社デンソー ガスセンサ用のヒータ制御装置
US8205441B2 (en) * 2006-03-24 2012-06-26 GM Global Technology Operations LLC Zone heated inlet ignited diesel particulate filter regeneration
US7686857B2 (en) * 2006-03-24 2010-03-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Zone heated diesel particulate filter electrical connection
US8549846B2 (en) * 2006-03-24 2013-10-08 GM Global Technology Operations LLC Diesel particulate filter regeneration via resistive surface heating
US7478528B2 (en) 2006-10-10 2009-01-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Oxygen based particulate filter regeneration strategy
US7896956B2 (en) 2006-11-30 2011-03-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method for regenerating filter and apparatus thereof
US7886529B2 (en) * 2007-05-30 2011-02-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically heated DPF/SCR 2-way system
US7841172B2 (en) 2007-05-31 2010-11-30 Caterpillar Inc Method and system for maintaining aftertreatment efficiency
US8037673B2 (en) * 2007-06-18 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC Selective catalyst reduction light-off strategy
US8112990B2 (en) 2007-09-14 2012-02-14 GM Global Technology Operations LLC Low exhaust temperature electrically heated particulate matter filter system
US8252077B2 (en) 2007-09-17 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Electrically heated particulate filter heater insulation
US8292987B2 (en) * 2007-09-18 2012-10-23 GM Global Technology Operations LLC Inductively heated particulate matter filter regeneration control system
US8146350B2 (en) * 2007-10-04 2012-04-03 GM Global Technology Operations LLC Variable power distribution for zoned regeneration of an electrically heated particulate filter
US7987662B2 (en) 2007-10-31 2011-08-02 Ford Global Technologies, Llc Composition and method for controlling excessive exhaust gas temperatures
US7926263B2 (en) 2007-12-20 2011-04-19 GM Global Technology Operations LLC Regeneration system and method for exhaust aftertreatment devices
US7901475B2 (en) * 2008-01-18 2011-03-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Diesel particulate filter with zoned resistive heater
US8499550B2 (en) 2008-05-20 2013-08-06 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for controlling particulate accumulation on an engine filter during engine idling
US20100095657A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically heated diesel particulate filter (dpf)
US8069658B2 (en) 2008-11-26 2011-12-06 Corning Incorporated Methods for estimating particulate load in a particulate filter, and related systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4516993A (en) * 1982-06-01 1985-05-14 Nippondenso Co., Ltd. Carbon particulates cleaning device
US5144198A (en) * 1988-08-11 1992-09-01 Futaba Denshi Kogyo K.K. Electron feeder for flat-type luminous device

Also Published As

Publication number Publication date
US8475574B2 (en) 2013-07-02
US20110030554A1 (en) 2011-02-10
CN101994546A (zh) 2011-03-30
DE102010033081A1 (de) 2011-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101994546B (zh) 用于电加热微粒过滤器的电加热器、控制系统和方法
CN101429884B (zh) 用于电加热微粒过滤器分区再生的可变功率分布
CN101886567B (zh) 使用电加热的颗粒过滤器预测灰负载
CN102052179B (zh) 用于在再生微粒过滤器的同时控制火花点火发动机的燃料的方法
CN101363348B (zh) 电加热柴油机微粒过滤器启动策略
CN102003257B (zh) 柴油微粒过滤器再生持续时间的控制
CN102242664B (zh) 柴油微粒过滤器控制
US8615988B2 (en) Electrical diesel particulate filter (DPF) regeneration
CN102777237B (zh) 颗粒过滤器再生方法
CN101929380B (zh) 检测微粒过滤器内的微粒物质负载密度
JP2008190470A (ja) 排気浄化フィルタの再生装置
CN101907014B (zh) 电加热颗粒过滤器的不完全再生的识别系统和方法
CN101943045B (zh) 电加热颗粒过滤器
US8685140B2 (en) Particle filter and a method for operating a particle filter
JP2006274906A (ja) 排気浄化装置
KR20220003713A (ko) 배기가스 후처리 시스템 및 이의 제어 방법
US8443590B2 (en) Reduced volume electrically heated particulate filter
JP4424071B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
CN109693661A (zh) 车辆的控制装置
JP6474685B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置及び粒子状物質検出装置
JP2008523300A (ja) 静電式微粒子フィルタの再生制御方法
JP6631208B2 (ja) エンジンの制御装置
CN101418712B (zh) 使用碳氢化合物吸附剂的电加热颗粒过滤器再生
JP2019035339A (ja) 内燃機関の排気浄化装置、及び車両
JP2004239200A (ja) 車両用自動切替制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140702

Termination date: 20210805

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee