CN103732872A - 用于控制废气后处理设备内的电离装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制内燃机(3)的废气后处理设备(2)内的电离装置(1)的方法,所述电离装置具有至少一个阴极(4)和一个阳极(5)。至少一个阴极(4)设置在废气后处理设备(2)中并与阳极(5)间隔开一距离(6)。该方法具有至少以下步骤:-在所述至少一个阴极(4)和一个阳极(5)之间施加高电压,-为所述高电压预定义第一值(7),-检测在所述至少一个阴极(4)和一个阳极(5)之间的由高电压产生的电流,-如果所检测的电流超过预定义的第一电流强度(9)预定义的倍数,则为所述高电压预定义第二值(8)。

Description

用于控制废气后处理设备内的电离装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于调节内燃机的废气后处理设备内的电离装置的方法。该电离装置具有在废气后处理设备内彼此间隔一定距离而设置的至少一个阴极和一个阳极。在至少一个阴极和一个阳极之间施加了允许电离废气中的烟尘颗粒的高电压。
背景技术
在带有移动式内燃机的机动车中,特别是在柴油驱动的机动车中,内燃机的废气通常包含不应当被排入到大气中的烟尘颗粒。这由相应的废气规章而规定,所述废气规章尤其限定了每单位重量废气或每单位体积废气中的烟尘颗粒的数量值和重量值,并且一度也针对整个机动车进行了限定。烟尘颗粒特别为废气中未燃烧的碳和烃类。
已经讨论过了用于从移动式内燃机的废气中消除烟尘颗粒的多个不同的概念。除了交替式关闭的壁流式过滤器、开口式旁路流通过滤器、重力驱动式分离器等之外,也已经提出过以下系统,在其中使废气中的颗粒带电,接着借助于静电吸引力使颗粒沉积。所述系统特别地称之为“静电过滤器”或“电过滤器”。
在“电过滤器”的情况中,小烟尘颗粒结块以形成较大的烟尘颗粒和/或烟尘颗粒的充电受到所提供的电场和/或等离子体的影响。带电的烟尘颗粒和/或相对大的烟尘颗粒非常容易在过滤系统中分离出来。烟尘颗粒结块由于其相对高的质量惯性而被更缓慢地在废气流中输送,并且因此更容易在废气流的转向处聚集。带电的烟尘颗粒由于其电荷而被朝向烟尘颗粒可聚集并且使其电荷消散的表面吸引。在机动车的操作期间,这也会促进将烟尘颗粒从废气流中移除。
对于这种电过滤器,因此建议例如设置在排放管路中的多个发射电极和收集电极。这里,例如大体居中地延伸穿过排放管路的中心发射电极和排放管路的作为收集电极的周围侧表面用于形成捕集器。通过发射电极和收集电极的所述设置,相对于废气流的流向横向地产生了电场,其中发射电极可操作为例如带有处于大约15kV范围的高电压。这样,特别是能够产生电晕放电,通过所述电晕放电,随着废气流过电场的颗粒会遭受单极电荷。由于所述充电,作为静电库仑力的结果,颗粒会运动到收集电极处。
除了在其中排放管路用作收集电极的系统,还已经得知以下系统,在其中收集电极例如为丝网的形式;在这种情况中,为了一起携带颗粒和其他颗粒(如果适当的话),发生了颗粒在丝网上沉积,以因此实现结块。流过丝网的废气接着再次带走相对大的颗粒,并且将其传送到传统的过滤系统处。还已经得知了收集电极可以为带有多个流体可流过的通道的结构的形式。因此在通道壁的相对大的区域上沉积的颗粒可与包含在废气中的氧气和/或二氧化碳反应,并且因此以特别有效的方式被转化。
在所有所述的系统中,希望在带有阴极和阳极的电离装置中在阴极和阳极之间施加尽可能高的电压。施加的电压越高,烟尘颗粒的电荷和/或废气中被电离的烟尘颗粒的比例越高。但是,必须注意的是,在取决于气体参数的高电压以上会形成电弧。电弧是通过电离而在阴极和阳极之间产生的导电路径,并且实际上全部电流会流过所述路径,并且从所述路径处会发出可见光谱范围内的光。所述电弧实际可具有的作用是,使沉积在电极和阳极上的烟尘颗粒再生和/或分离,但是并不希望经常形成这种电弧,这是由于其可导致对电极和阳极的机械损坏。
当形成电弧时,通常会有高电流流过,使得当使用有限功率的电压源时,在阴极和阳极之间施加的高电压会由于电流的增加而降低,或整体上中断。高电压的降低可具有的作用是电弧熄灭,特别是在流动的废气情况中这会经常发生,这是由于导致电流的载流子由流动的废气流携带。电压降低为远低于临界值还具有不再有更多的颗粒被充电的作用。即使电弧在特定的时间后自己会熄灭,也要求从一开始就抑制电弧的形成,或尽可能快地使电弧结束。
发明内容
因此,本发明的目的是至少部分地解决现有技术中突出存在的问题。特别是,寻求一种调节内燃机的废气后处理设备内的电离装置的方法,在所述电离装置中可以阻止电弧形成,和/或在所述方法中电弧会在形成后存在相对短的时间而熄灭,其中始终对电离装置施加尽可能高的电压。
该目的通过用于调节内燃机的废气后处理设备内的电离装置的方法而实现,所述电离装置具有至少一个阴极和一个阳极,其中至少一个阴极设置在废气后处理设备中并与阳极间隔一定距离,所述方法包括至少以下步骤:
-在至少一个阴极和阳极之间施加高电压,
-为高电压预定义第一值,
-检测在至少一个阴极和阳极之间的由高电压产生的电流,
-如果所检测的电流超过预定义的第一电流强度预定义的倍数,特别是一倍,则为高电压预定义第二值。
因此,电离装置被理解为意味着内燃机的排放管路内的装置,其可电离(即可施加电荷)废气中的至少一些颗粒。为了这种目的,电离装置包括至少一个阴极和与阴极间隔一定距离的阳极。当在阴极和阳极之间施加电压时,电子离开阴极,其中所离开的电子的数量基本上取决于阴极的设计,特别是取决于阴极的曲率半径和阴极材料。废气后处理设备优选地包括设置在电离装置下游的分离装置,其中带电颗粒会在所述分离装置上聚集,并且如果适当的话,所述带电颗粒会在通过与相应的气体、特别是二氧化氮(NO2)反应和/或温度升高而被转化之前结块。分离设备优选地为流体可从中流过并且具有多个通道的蜂窝体的形式。
阴极例如可由设置在管道内的丝线形成,其中管道形成阳极。此外,阴极可为居中设置在排放管道内的发射电极的形式,并且其中设置在发射电极下游的分离装置形成阳极。特别优选地是,至少一个阴极固定到设置在分离装置上游的蜂窝保持器的后侧处。这里,至少一个阴极可为电绝缘的,并且也可以导电方式与蜂窝保持器相连,其中在后者情况中,向与排放管道绝缘的蜂窝保持器施加高电压。
根据本发明的方法可用于调节单个阴极和均与相同的电压源相连的多个阴极的高电压。优选地,根据本发明的方法也能够用于相应地调节与相应一个电压源相连的多个阴极中的一个阴极。
在至少一个阴极和阳极之间的高电压通过高压源产生,其中高电压的大小与施加给高压源输入侧的低电压成比例,并且由低电压控制。因此,特别是通过施加给输入侧的低电压实现了高电压的施加,所述低电压在高压源的输出侧处导致了成比例的高电压。
作为替代地是,高电压的大小由施加给高压源的控制电压的频率控制。这里,高压源首先在输入侧施加恒定的低电压,其次施加具有预定义频率的控制电压。在输出侧高电压占主导,其为所施加的控制电压的频率的函数。这里尤其是,控制电压例如通过光电耦合器来影响高压源中的振荡器频率。
因此,“预定义”应当被理解为特别是意味着通过向高压源的输入侧施加低电压或控制电压而产生高电压的值,其中可预计在阳极和阴极之间有相应的高电压。
根据本发明,为每个所施加的高电压确定电流。这意味着特别是,在特定的预定义高电压下,连续地检测阴极和阳极之间的电流。优选地,该电流可通过与阳极和/或阴极以及电压源串联的电流检测单元而检测,通过与输入侧上的低电压串联的电流检测单元而检测,和/或通过在相应位置处的感应电流测量器而测量。在电压源的低压侧上进行电流测量的情况中,并不必直接测量阴极和阳极之间的电流,而是更希望能够测量与所述电流成比例的值。
如果在检测电流的期间发现电流超过了第一预定义的电流强度,则将施加在阳极和阴极之间的高电压改变为第二值。特别地,预定义的第一电流强度低于在形成电弧的情况中预计产生的电流强度。但是,预定义的第一电流强度为可预期电离废气中相对大比例的烟尘颗粒的大小。第一电流强度优选为可预期形成电弧的大小。第一电流强度例如可在实验中确定,或优选地从先前执行的方法而得知。高电压的第二值特别选择为使得在超过第一电流强度之后预期或出现的电弧不再形成。
因此,在超过了预定义的第一电流强度的情况下,可以识别出这样的临界状态,其中很可能在阴极和阳极之间能够形成电弧,或者在其中形成了电弧。因此,要相应地改变所施加的高电压。
优选地,高电压的预定义第一值可以预定义的高电压增加速率而增加。高电压增加速率是指每时间间隔的电压增加值。因此,高电压首先增加到通过所检测的电流超过第一电流强度而预测形成电弧的程度。在这种情况中,高电压的第二值可选择为仅略低于能检测到预定义的第一电流强度时的高电压。因此,所施加的高电压大约尽可能地接近用于电离烟尘颗粒的最佳值。特别优选的是,高电压以高电压增加速度而增加几倍,直到达到第一电流强度为止,并且此后预定义恒定的高电压,这基于与所检测的第一电流强度相关的高电压针对预计能高水平地电离烟尘颗粒而不形成电弧进行了解释。
第二值优选地低于第一值。因此,由于高电压所带来的阴极和阳极之间的电流能连续地检测,并且在阈值(预定义的第一电流强度)被超过的情况中,施加在阴极和阳极之间的高电压会降低。通过其他的相同条件,这具有的结果是在阴极和阳极之间的电流会降低,并且抑制了电弧的形成。
根据本发明的一个有利的改进,其甚至不需要超过预定义的第一电流强度也要实现所述目的,该方法也包括以下步骤:
-确定所检测的电流的电流增加速率;
-如果该电流增加速率超过预定义的电流增加值,则为高电压预定义第二值。
电流增加速率是指每时间间隔的电流的变化值。特别地,电流增加速率通过计算两个电流值之间的差异而形成。特别优选地,每最多0.1ms[毫秒]、特别优选为最多1ms的时间间隔来计算电流增加值。在高压源的低电压回路中测得的电流增加值优选为至少2000A/s[安每秒],特别优选为至少5000A/s。
电流以相对高的电流增加速率增加是形成电弧的特征。电流增加值例如可在实验中测定并且因此从开始预定义,然而在操作期间也可根据电弧的形成而重新确定。为了这种目的,例如在形成电弧后,分析所检测的电流的上升沿并且设置相应的电流增加值。这里,电流增加值的分析开始高于所设置的电流增加值。由于特别是电流强度的增加预示或表征了电弧,因此能够确定电弧的产生并且开始相应的测量,特别是降低高电压,以便阻止电弧的实际发生或消除电弧。
此外有利的是,在超过了预定义的电流增加值的情况下,分配给电流的高电压的预定义第一值是临界高电压,并且高电压的第二值小于或等于该临界高电压。这意味着,在超过电流增加值之后,高电压会降低到小于或等于其关联电流用于计算电流增加速率的高电压的电压。因此,保证了可以施加小于即将形成电弧的高电压的高电压。第二值优选地比临界高电压小至少5%到30%,特别优选为小5%到15%。
对于降低到第二值的预定义的高电压来说特别优选的是,电流超过预定义的第一电流强度和/或电流增加速率超过电流增加值达到数倍,优选为三倍,非常优选为五倍。因此,这意味着在阴极和阳极之间施加的高电压或高电压的增加改变之前,电弧会首先地在阴极和阳极之间形成多次。作为多次形成电弧的结果,已经沉积在阳极和阴极上的烟尘会被烧掉,因此尤其可以清洁阴极。第二,由于在实施为分离器的阳极上所沉积的烟尘颗粒的转化,因此恢复了原始的流通横截面。这特别是应当在冷启动时执行,以清洁阴极、阳极和绝缘体。随后,应当将第二值与主要条件如空气湿度、电极使用状况和废气参数等相适应。
如果第二值预定义为使得电流以预定义的第二电流强度而流动,则是特别有利的。特别地,因此建议了如下规则,其中高电压预定义为使得电流以预定义的第二电流强度流动,并且因此维持基本恒定的电流。在这种情况中,预定义的第二电流强度选择为使得不会形成电弧。因此,在所检测的电流增加的情况中,预定义的高电压会降低,并且在所检测的电流降低的情况中,高电压会升高。
第一值、第二值、第一电流强度和/或第二电流强度优选地根据以下参数中的至少一个而预定义:
-阴极的老化,
-内燃机的操作点,
-废气的质量流速,
-废气的湿度,
-废气的温度,
-内燃机的载荷,
-废气中颗粒的尺寸,
-颗粒数量。
电弧的形成取决于废气的特征,并且其次也取决于阴极的几何形状。例如,在阴极具有相对大的弯曲半径的情况中,因此要求较高的电压以发射相同数量的电子。优选地,随着废气质量流速升高,需要施加较高的高电压,也就是说要对第一值和/或第二值预定义较高的值,以保持烟尘颗粒的电离特征。同样有利地是,随着废气的湿度升高,所施加的高电压要降低。高电压优选地随着温度升高而降低。在内燃机的载荷增加和/或废气中颗粒数量增加的情况中,高电压也会降低。这里,高电压优选地降低5%到30%,特别优选地降低5%到15%。
这意味着,将第一值、第二值、第一电流强度和/或第二电流强度预定义为第一组参数值。此外,将多个第一值、多个第二值、多个第一电流强和/或多个第二电流强度预定义为例如由内燃机的载荷变化预示的第二组参数值。这里,来自第一组参数值的值与根据上文描述的依赖条件而设置的第二参数的值不同。
特别地,在引言中提出的目的也通过仅根据上文列出的参数中的至少一个而调节高电压以阻止形成电弧而实现。在这种情况中,电流强度的检测优选地用于以大体恒定的方式将电流调节到取决于参数的第二值的目的。在这种情况中特别优选的是,仅是为有意地产生电弧以便清洁电极和/或阳极或通过检测电流而重新校准高电压的第一值和/或第二值而触发电弧。因此,对于预计的每个废气参数,能够相应地预定义可保证最佳电离效率和能阻止电弧形成的一个电压。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,第一值根据来自至少一个先前操作循环的第二值而预定义。这意味着,在先前操作循环中特别是根据至少一个参数设置的第二值用于在新的操作循环中进行设置的目的。因此,特别是意在提出一种由先前操作循环的经验值而学习的自适应方法。因此,在每次超过预定义的第一电流强度和超过预定义的电流增加值时,不但检测到相关的高电压,而且也检测到上文列出的参数。通过所记录的数据,例如能够借助于相关注意事项来确定参数对会触发电弧的高电压有什么样的影响。因此,每次形成电弧都会记录一组参数,第一值、第二值、第一电流强度和/或第二电流强度,其中在所述参数再次发生的情况中,施加相应的(如果适当的话是平均的)高电压。因此,对于所形成的电弧的各个所检测的数据组被用于改善电离。
根据本发明的另一方面,提出了一种机动车,其包括内燃机和带有电离装置的废气后处理设备,所述电离装置具有阴极和阳极,并且包括设置为执行根据本发明的方法的控制装置。
附图说明
下面,将基于附图对本发明和技术领域进行更详细地解释。附图特别显示了优选的实施方案,但是本发明不限于此。应特别注意,附图和特别是所说明的比例仅仅是示意性的。在图中:
图1显示了具有废气后处理设备的机动车,
图2显示了具有电离装置的废气后处理设备,
图3显示了当废气流动时在电离装置中流动的电流相对于时间的曲线,
图4显示了在执行根据本发明的方法期间电流和电压相对于时间的曲线,
图5显示了用于执行根据本发明的方法的电压源。
具体实施方式
图1示意性地显示了机动车14,其具有与废气后处理设备2相连的内燃机3。废气后处理设备2包括排放管路16,在其中设置有具有阴极4、阳极5以及分离器17的电离装置1。可通过电压源19在阴极4和阳极5之间施加高电压。可通过在与电压源19相连的低压线路中的电流测量单元20来测量与在阴极4和阳极5之间流动的电流成比例的电流。电压源19、电流测量单元20和内燃机3通过数据线18与控制装置15相连。控制装置15设置并配置为执行根据本发明的方法。
在操作期间,废气通过排放管路16离开内燃机3,并且进入到电离装置1中。通过施加在阴极4和阳极5之间的高电压,电子会离开阴极4并且加速到达阳极5处。这里,电子可电离废气中的烟尘颗粒。废气随后会流过分离器17,其中颗粒和被电离的烟尘颗粒会沉积并且能结块。如果适当的话,所沉积的烟尘颗粒会通过与包含在废气中的气体、特别是NO2反应和/或通过温度的升高而再生。控制装置15设置为使得可在早期检测并抑制(或终止)阴极4和阳极5之间的电弧的形成。为了这种目的,控制装置15会评估通过电流测量单元20所测量的在与电压源19相连的低压线路中的电流。在超过预定义的电流强度的情况中,可改变、特别是降低施加在阴极4和阳极5之间的高电压。
图2示意性显示了废气后处理设备2的一部分。下面将给出特别是与图1显示的实施方案的差异的说明。在这种示例性的实施方案中,阴极4由固定到电极保持器21处的三个电极25形成。电极保持器21为导电的蜂窝体的形式,使得可向电极保持器21施加高电压,所述高电压同时被施加给电极25。作为替代地是,电极25能够与电极保持器21绝缘,并且能够直接给电极25施加高电压。在这种示例性的实施方案中,阳极5为分离器17的形式。电极25与分离器17的入口表面间隔开、并且因此与阳极5间隔开距离6。电极保持器21与排放管路16电绝缘。
电极保持器21形成为具有多个流体能穿过的通道,使得废气随着流过这些通道而被均匀化。在阴极4和阳极5之间的空间中,废气中的烟尘颗粒被电离,使得所述烟尘颗粒沉积到分离器17中的可能性会增加。根据本发明,可以确定在阴极4和阳极5之间的电流,其中如果超过了临界电流强度,则改变所施加的电压。将通过与图4相关的说明更详细地解释该方法。
图3显示了在含有烟尘颗粒的废气流经过具有阴极4和阳极5的电离装置1的情况中,在通过有限功率的电压源预定义的恒定电压下,电流23相对于时间24的曲线。只要废气的参数不改变,则电流会实质上恒定。但是,在颗粒含量、废气的温度和/或废气的湿度增加的情况中,电流会以电流增加速率11而增加。这可归因于废气中分子和/或烟尘颗粒产生对电流的增加的促进作用,这是由于分子和/或烟尘颗粒的电离的可能性更高。在分子和/或颗粒的级联电离的情况中,会形成电弧,使得电流23会快速升高。但是,由于在有限功率的电压源的情况中电压会随着电流升高而降低,因此电弧会中断,并且在阳极5和阴极4之间流过的电流23会再次降低。本发明寻求在早期阶段阻止电弧形成和/或消除电弧的方法。
就这一点而言,图4示意性地说明了调节规则。上方图示显示了在阴极4和阳极5之间预定义的电压22相对于时间24的曲线。下方图示显示了由电压22导致的电流23相对于时间24的曲线。初始施加具有第一值7的电压22,其中电压22会以高电压增加速率10而增加。至少在恒定的废气条件的情况中,所导致的电流23会在不形成电弧的电压范围内线性地升高。当达到第一预定义的电流强度9时,电压22会降低到第二值8,在这种情况中,所述第二值显著低于电压22的第一值7。当施加具有第二值8的高电压时,电流23也会降低。
在替代性或额外的调节规则中,根据图4所示,在上文所述的调节规则之后,高电压再次开始从第二值8增加。如果电流强度此时因废气参数的改变而以电流增加速率11增加以超过预定义的电流增加值,则高电压会下降。电流增加速率11例如可通过计算在时间方面间隔开的两个电流强度之间的差异而形成。在这种情况中,高电压会降低到其相应的电流强度已被用于确定电流增加速率11的大小。在这种情况中,所述电压值设计为临界高电压12。高电压优选地降低到比临界高电压12更加低的值。
用于阻止电弧的另一调节规则提供了,如图4所示,在之前的调节规则之后,电流23大体保持为第二预定义的电流强度13。因此,将所施加高电压调节为使电流23以第二预定义的电流强度13而流动。因此,电压随着电流升高而降低,并且随着电流降低而升高。优选地,第二预定义的电流强度13是废气参数的函数,其中给每组废气参数分配了第二预定义的电流强度13,使得可在阴极4和阳极5之间施加会导致最大可能数量的烟尘颗粒被电离,而不会发生形成电弧的电压22。
形成电弧的高电压很大程度上取决于废气流的参数。在操作期间,在预定义的电流增加速率11的预定义的第一电流强度9处确定的高电压因此表现为废气参数的函数,使得可建立自适应系统,在所述自适应系统中已经得知如何在特定的条件中将高电压选择为使得也可发生最佳地电离烟尘颗粒并且有效地阻止电弧。
图5示意性地显示了例如可用于执行根据本发明的方法的电压源19。电压源19具有振荡器27、变压器28和高电压级联29。电压源19在输入侧与控制装置15和供给电压26相连。电压源19在输出侧与电离装置1相连。
存在有用于调节在输出侧为主导的高电压的两个可能。首先,可将高电压与施加给输入侧的低电压(0-10V)成比例。作为替代地是,输出侧电压可取决于控制信号的由控制装置15预定义的频率。
本发明特别适合于通过电离废气中的颗粒而稳定并有效地操作的废气净化装置。
附图标记列表
1 电离装置
2 废气后处理设备
3 内燃机
4 阴极
5 阳极
6 空间
7 第一值
8 第二值
9 第一预定义的电流强度
10 高电压增加速率
11 电流增加速率
12 临界高电压
13 第二预定义的高电压
14 机动车
15 控制装置
16 排放管路
17 分离器
18 数据线
19 电压源
20 电流测量单元
21 电极保持器
22 电压
23 电流
24 时间
25 电极
26 供给电压
27 振荡器
28 变压器
29 高电压级联

Claims (12)

1.一种用于调节内燃机(3)的废气后处理设备(2)内的电离装置(1)的方法,所述电离装置具有至少一个阴极(4)和一个阳极(5),其中所述至少一个阴极(4)设置在所述废气后处理设备(2)中并与所述阳极(5)间隔开一距离(6),所述方法包括至少以下步骤:
-在所述至少一个阴极(4)和一个阳极(5)之间施加高电压,
-为所述高电压预定义第一值(7),
-检测在所述至少一个阴极(4)和一个阳极(5)之间的由高电压产生的电流,
-如果所检测的电流超过预定义的第一电流强度(9)预定义的倍数,则为所述高电压预定义第二值(8)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高电压的预定义的第一值(7)以预定义的高电压增加速率(10)而增加。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第二值(8)低于所述第一值(7)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
-确定所检测的电流的电流增加速率(11),
-如果所述电流增加速率(11)超过预定义的电流增加值,则为所述高电压预定义第二值(8)。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在超过预定义的电流增加值的情况中,分配给电流的高电压的预定义第一值(7)是临界高电压(12),并且所述高电压的第二值(8)小于或等于所述临界高电压(12)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,如果电流超过所述预定义的第一电流强度(9)和/或电流增加速率超过电流增加值多倍,则将预定义的高电压降低到所述第二值(8)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二值(8)预定义为使得电流以预定义的第二电流强度(13)流动。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一值(7)和/或第二值(8)根据以下参数中的至少一个而预定义:
-阴极的老化,
-内燃机(3)的操作点,
-废气的质量流速,
-废气的湿度,
-废气的温度,
-内燃机(3)的载荷,
-废气中颗粒的尺寸。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一值(7)根据来自至少一个先前操作循环的第二值(8)而预定义。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在所述至少一个阴极(4)和阳极(5)之间的高电压通过高压源(19)而产生,其中所述高电压的大小与施加给所述高压源(19)输入侧的低电压成比例,并且通过所述低电压而控制。
11.根据权利要求1到9中任一项所述的方法,其特征在于,在所述至少一个阴极(4)和阳极(5)之间的高电压通过高压源(19)而产生,其中所述高电压的大小通过施加给所述高压源(19)的控制电压的频率而控制。
12.一种机动车(14),其包括内燃机(3)和废气后处理设备(2),所述废气后处理设备具有含有阴极(4)和阳极(5)的电离装置(1),并且包括设置为实现根据权利要求1到11中任一项所述的方法的控制装置(15)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113680530A (zh) * 2020-05-18 2021-11-23 广东美的制冷设备有限公司 空气净化设备及空气净化控制方法、供电装置和存储介质

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6704641B2 (ja) * 2016-02-26 2020-06-03 ダイハツ工業株式会社 プラズマリアクタ用制御装置
DE102017201870A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Siemens Aktiengesellschaft Mess- und Auswerteeinrichtung zur kontinuierlichen, kontaktlosen Gleichstrommessung von Ableitströmen bei Kunststoff-Nasselektrofiltern zur Detektion von Kurzschlussströmen
GB2570889B (en) * 2018-02-07 2020-02-12 Ford Global Tech Llc An exhaust gas treatment device comprising an electrochemical cell
CN113356966B (zh) * 2021-06-17 2023-05-26 东风小康汽车有限公司重庆分公司 一种汽车尾气颗粒处理器及尾气处理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2861802A1 (fr) * 2003-10-30 2005-05-06 Renault Sas Dispositif electronique pour controler le fonctionnement d'un filtre electrostatique dispose dans la ligne d'echappement d'un vehicule automobile
CN1681599A (zh) * 2002-09-21 2005-10-12 普尔泰科有限公司 气体净化装置的改进以及与之相关的改进
EP1837067A2 (en) * 2006-03-22 2007-09-26 Ngk Insulators, Ltd. Plasma reactor
CN101720255A (zh) * 2007-04-30 2010-06-02 罗穆阿尔多·路易斯·里韦拉·萨尔塞多 用于除尘和气体净化的静电再循环方法及装置
CN101936202A (zh) * 2010-08-20 2011-01-05 陶显芳 一种汽车尾气电子净化装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3622839A (en) * 1970-01-19 1971-11-23 Robicon Corp Control system for electrostatic precipitator power supply
US4969328A (en) * 1986-10-21 1990-11-13 Kammel Refaat A Diesel engine exhaust oxidizer
DE3723544A1 (de) * 1987-07-16 1989-01-26 Man Technologie Gmbh Elektrostatischer filter zum reinigen von gasen
IT1276448B1 (it) * 1995-06-27 1997-10-31 Coral Spa Metodo ed apparecchiatura di depurazione di una miscela aeriforme includente molecole e/o cellule di sostanze tossiche od inquinanti.
JP2001132430A (ja) * 1999-11-11 2001-05-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 可燃性物質の除去フィルタ
GB0015952D0 (en) * 2000-06-30 2000-08-23 Aea Technology Plc Plasma assisted reactor
JP2001349213A (ja) 2000-06-07 2001-12-21 Hideo Kawamura プラズマを用いてパティキュレート物質を反応消滅させるdpf装置
JP3551156B2 (ja) * 2001-03-08 2004-08-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN102151611A (zh) * 2002-06-21 2011-08-17 德塞拉股份有限公司 控制流体流动的静电流体加速器和方法
JP2004347423A (ja) 2003-05-21 2004-12-09 Denso Corp 電気負荷の異常検出装置及び電子制御装置
US7025806B2 (en) * 2003-11-25 2006-04-11 Stri{dot over (o)}nAir, Inc. Electrically enhanced air filtration with improved efficacy
JP4396477B2 (ja) * 2004-10-18 2010-01-13 株式会社デンソー 排気浄化装置
JP2008062149A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高電圧制御回路及び集塵装置
JP4023514B1 (ja) * 2006-09-07 2007-12-19 日新電機株式会社 粒子状物質除去装置
DE102007025416B3 (de) * 2007-05-31 2008-10-23 Marcel Op De Laak Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Gasstrom
JP2009138522A (ja) * 2007-12-03 2009-06-25 Toyota Industries Corp 排気ガスの浄化装置
DE102008035561A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung aufweisend zumindest einen elektrisch beheizbaren Wabenkörper
JP4776668B2 (ja) * 2008-09-22 2011-09-21 三菱電機株式会社 荷電装置、それを備えた集塵装置及び脱臭装置
JP2011052544A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Ngk Insulators Ltd 排気ガス処理装置
DE102009041092A1 (de) * 2009-09-14 2011-03-24 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasbehandlungsvorrichtung mit zwei Wabenkörpern zur Erzeugung eines elektrischen Potentials
DE102010034251A1 (de) * 2010-08-13 2012-02-16 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung von Rußpartikeln im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1681599A (zh) * 2002-09-21 2005-10-12 普尔泰科有限公司 气体净化装置的改进以及与之相关的改进
FR2861802A1 (fr) * 2003-10-30 2005-05-06 Renault Sas Dispositif electronique pour controler le fonctionnement d'un filtre electrostatique dispose dans la ligne d'echappement d'un vehicule automobile
EP1837067A2 (en) * 2006-03-22 2007-09-26 Ngk Insulators, Ltd. Plasma reactor
CN101720255A (zh) * 2007-04-30 2010-06-02 罗穆阿尔多·路易斯·里韦拉·萨尔塞多 用于除尘和气体净化的静电再循环方法及装置
CN101936202A (zh) * 2010-08-20 2011-01-05 陶显芳 一种汽车尾气电子净化装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113680530A (zh) * 2020-05-18 2021-11-23 广东美的制冷设备有限公司 空气净化设备及空气净化控制方法、供电装置和存储介质
CN113680530B (zh) * 2020-05-18 2024-04-26 广东美的制冷设备有限公司 空气净化设备及空气净化控制方法、供电装置和存储介质

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