专利名称：用于辅助dpf再生的进气加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进气加热器，所述进气加热器设计为在 冷的天气条件期间有助于发动机点火，防止白烟，并支持DPF再生。
背景技术：
柴油动力发动机通常由所喷射的燃料和热压缩空气的混 合物点火。虽然不需要外部点火设备(例如，火花塞)，但是冷的天 气条件对于启动柴油发动机会引起显著的困难。即，当环境温度降低 时，内燃机的温度可能不足以实现所喷射的燃料的适当点火。因而， 各种启动辅助装置通常结合入柴油动力发动机中，以产生足够量的热 来启动点火。 制造商已经提出各种技术来提高排气温度至适于实施再 生的水平。例如，本领域中已知包括催化剂以氧化排气中的未燃烧成 分，从而提高排气温度。此外，排气温度可以通过称为后喷射的过程 增加。后喷射指的是在燃烧室或排气系统中提供额外的燃料的方法。 额外的燃料不在发动机汽缸中燃烧，而是用布置在排气管中的催化剂 氧化以增加排气温度。然而，在冷启动之后，在产生足够量的热能以 启动催化活性之前，发动机必须操作超过100秒。为了减少该时间， 可以设置加热设备以将额外的热引入排气路径中。
发明内容
—旦排气达到预定温度，停用所述进气加热器。然而， 响应于需要DPF再生的各个因素，ECM起用整体适配在闭环加热系统内 的额外排气温度增加机构。 当气体通过排气后处理设备22时，D0C24经由催化反应 氧化排气中的碳氢化合物，从而增加排气温度。有利地，提高的排气 温度通过增加DPE26的温度有助于再生，因而，去除在其中所捕获的 樣么粒物质。 然而，在轻发动机载荷和/或低环境温度时，如果排气温 度不足够高以起动催化反应，就不能发生再生。因而，为了防止由于 在DPF26中积聚的大量微粒物质引起的后果，如导致发动机E降低性 能的增加的背压，排气温度必须提高。可以采用本领域已知的许多机 构来提高排气温度。然而，排气温度升高的方式直接取决于当前排气 温度。 如
图1所示，进气加热器12直接联接到交流发电机30。 交流发电机30与柴油发动机E机械联接。 一旦起用，进气加热器12 吸取大量的电流，且施加电载荷给交流发电才几30。然而由于从发动机 E的电池32消耗的附加电流，交流发电机30增加发动机载荷需求以给 电池32再充电。当发动机功率水平增加时，额外的燃料燃烧，从而产 生额外的热。因此，该额外的热有助于提高排气温度，这继而有助于 DPF再生。 优选地，该方法还包括当排气温度达到等于或大于预定 温度的温度时，停用进气加热器12。在示范性实施例中，该方法包括 当排气温度在预定温度范围内时，将燃料引入到排气，其中，所述燃 料可用以提高排气温度。此外，该方法包括当DPF26积聚预定量的 微粒物质时引入燃料。
[0026虽然已经详细描述用于实施本发明的最佳模式，本发明 所属领域技术人员将认识到在所附权利要求书范围内的用于实施本发 明的各种可替换设计和实施例。
权利要求
1.一种加热系统，包括加热设备，所述加热设备可操作地连接到交流发电机，所述交流发电机机械地联接到柴油发动机；和排气后处理设备，所述排气后处理设备用于再生从所述柴油发动机排出的排气中的微粒物质；其中，所述加热设备可操作地设置为经由所述交流发电机增加发动机载荷。
2. 根据权利要求l所述的加热系统，其特征在于，还包括控制模块， 所述控制模块可操作地连接到所述加热设备，且可操作以起用和停用 所述加热设备，所述控制模块响应于预定参数组。
3. 根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，所述排气后处理 设备包括用于收集微粒物质的柴油微粒过滤器。
4. 根据权利要求3所述的加热系统，其特征在于，所述排气后处理 设备还包括柴油氧化催化剂，所述柴油氧化催化剂设置为氧化流动通 过其的排气中的碳氢化合物，所述柴油氧化催化剂布置在所述柴油微 粒过滤器的上游。
5. 根据权利要求4所述的加热系统，其特征在于，所述加热设备是 进气加热器，当排气温度低于预定温度时，所述进气加热器可操作以 经由交流发电机增加发动才几载荷；其中，增加的发动机载荷增加排气温度；和其中，增加的排气温度有助于再生所述柴油微粒过滤器。
6. —种用于提高柴油发动机性能的闭环加热系统，包括 进气加热器，所述进气加热器可操作地设置为提高从所述柴油发动机排出的排气温度，当排气温度低于预定温度时，所述进气加热器可 操作；交流发电机，所述交流发电机可操作地连接到进气加热器且可操作 以增加发动机载荷，所述交流发电冲几机械地联接到柴油发动才几；和排气后处理设备，所述排气后处理设备包括柴油微粒过滤器，所述 排气后处理设备可操作地设置为再生从所述柴油发动机排出且传递给 柴油微粒过滤器的排气中的微粒物质。
7. 根据权利要求6所述的闭环加热系统，其特征在于，还包括第一 控制模块，所述第一控制模块可操作地设置以起用和停用所述进气加 热器，所述第一控制模块响应于从可操作地连接到进气加热器的第二 控制模块发送的控制信号。
8. 根据权利要求7所述的闭环加热系统，其特征在于，还包括至少 一个传感器，以检测排气温度，所述至少一个传感器可操作地连接到 所述第二控制模块且可操作以输出排气温度给第二控制模块。
9. 根据权利要求8所述的闭环加热系统，其特征在于，所述排气后 处理设备还包括柴油氧化催化剂，所述柴油氧化催化剂设置为氧化流 动通过其的排气中的碳氢化合物，所述柴油氧化催化剂布置在所述柴 油微粒过滤器的上游。
10. 根据权利要求9所述的闭环加热系统，其特征在于，所述第一 控制模块是高电流控制模块，所述第二控制模块是电子控制模块；且其中，所述电子控制模块可操作地设置为在排气温度低于预定温度 时激励高电流控制模块以起用进气加热器。
11. 根据权利要求10所述的闭环加热系统，其特征在于，还包括至 少一个电加热设备，所述至少一个电加热设备可操作地连接到电子控 制模块且可操作以增加排气温度。
12. 根据权利要求10所述的闭环加热系统，其特征在于，所述电子 控制模块可操作地设置为当排气温度处于预定温度范围内时，经由 后喷射增加排气温度。
13. 根据权利要求10所述的闭环加热系统，其特征在于，所述电子 控制模块可操作地设置为当柴油微粒过滤器积聚了预定量的微粒物 质时，经由后喷射增加排气温度。
14. 一种闭环加热系统，所述闭环加热系统用于辅助再生包括柴油 微粒过滤器在内的排气后处理设备，以清洁从柴油发动机排出的排气 中的微粒物质，所述闭环加热系统包括进气加热器，所述进气加热器可操作地设置为提高从所述柴油发动 机排出的排气温度，当排气温度低于预定温度时，所述进气加热器可 操作；交流发电机，所述交流发电机可操作地连接到进气加热器，所述交 流发电初4几械地联接到柴油发动才几；柴油氧化催化剂，所述柴油氧化催化剂用于氧化从柴油发动机排出 且流动通过所述柴油氧化催化剂的排气中的碳氢化合物，所述柴油氧化催化剂布置在所述柴油微粒过滤器的上游；高电流控制模块，所述高电流控制模块用于起用和停用所述进气加 热器，所述高电流控制模块响应于从可操作地连接到进气加热器的电 子控制模块发送的控制信号；和至少一个传感器，所述至少一个传感器用于检测排气温度，所述至 少 一个传感器可操作地连接到所述电子控制模块且可操作以输出排气 温度给电子控制模块；其中，所述进气加热器还可操作地设置为经由交流发电机增加发动 机载荷；其中，增加的发动机载荷促使增加排气温度；和其中，增加的排气温度有助于再生所述柴油微粒过滤器。
15. —种再生柴油微粒过滤器的方法，包括 通过操作进气加热器加热发动机进气，所述进气加热器从电池吸取电能，且引起增加的交流发电才几载荷需求以对电池再充电；其中，增加的交流发电机载荷需求增加发动机载荷，增加的发动机载荷增加排气温度；和其中，增加的排气温度有助于再生所述柴油微粒过滤器。
16. —种支持柴油微粒过滤器再生的方法，包括 感测从柴油发动机排出的排气温度；和当所述排气温度低于预定温度时，经由交流发电机起用加热设备以 增加发动才几载荷，所述交流发电积4几械地耳关接到柴油发动才几； 其中，增加的发动机载荷增加排气温度；和 其中，增加的排气温度有助于再生所述柴油微粒过滤器。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括当排气温 度至少达到预定温度时，停用所述加热设备。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括当排气温 度处于预定温度范围内时，将燃料引入到排气，所述燃料可用以提高 排气温度。
19. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括当柴油微 粒过滤器积聚了预定量的微粒物质时，将燃料引入到排气，所述燃料可用以提高排气温度。
全文摘要
本发明涉及用于辅助DPF再生的进气加热器。提供一种用于提高柴油发动机性能的装置和方法。在低发动机载荷和冷环境温度时，进气加热器经由交流发电机增加发动机载荷，这继而使得发动机能够通过燃烧过程燃烧更多的燃料。燃烧后的燃料提高排气温度，这从而适于冷启动，控制白烟，且有助于DPF再生。
文档编号F02D29/06GK101368532SQ20081014498
公开日2009年2月18日 申请日期2008年8月18日 优先权日2007年8月17日
发明者J·C·谭, S·怀泰克, T·M·法雷尔 申请人:通用汽车环球科技运作公司