专利名称：在实施临时发动机控制的排气处理系统中的燃料控制方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种排气处理系统，更具体地涉及一种在实施临时发动机控制 的排气处理系统中的燃料控制方法。
背景技术：
发动机会排出空气污染物的复杂混合物，所述发动机包括柴油发动机、汽油发动 机、天然气发动机以及本领域已知的其它发动机。空气污染物可由气体和固体物料组成，所 述空气污染物包括氮氧化物(NOx)和颗粒物。由于对环境的关注增加，废气排放标准变得 更苛刻，并且可根据发动机的类型、发动机的尺寸和/或发动机的等级对从发动机排放的 NOx和颗粒物的量进行管制。为了符合对排放到环境中的NOx的规定，发动机制造者已实施的一种方法是使从 发动机排出的排气再循环回到发动机内以用于随后的燃烧。再循环的排气降低了供应给发 动机的进气中的氧浓度，这进而降低了发动机气缸内的最高燃烧温度。温度的下降使与燃 烧相关的化学过程减慢，从而减少了 NOx的形成。发动机制造者所使用的用来减少排放到环境中的颗粒物的量的方法包括用一种 被称为颗粒过滤器的设备去除发动机的排气流中的颗粒物。颗粒过滤器设计成捕集颗粒 物，并且通常由金属丝网或陶瓷蜂窝过滤介质组成。尽管在从排气流中去除颗粒物时有效， 但颗粒过滤器长时间使用可造成颗粒物在过滤介质中聚集，从而降低了过滤器的功能并进 而降低了发动机性能。可通过被称为再生的过程从过滤介质中去除所收集的颗粒物。为了 使过滤介质的再生开始，必须使过滤介质内夹带的颗粒物的温度升高到燃烧阈值，在达到 该燃烧阈值时，颗粒物在氧气存在的条件下被烧掉。尽管排气的再循环和颗粒过滤器的使用可使NOx和颗粒物向大气的排放最小化， 但这两种方法均可影响进入和离开发动机的氧量或者受进入和离开发动机的氧量影响。具 体地，排气再循环(EGR)通过降低进入发动机并可用于燃烧的氧量来工作。颗粒过滤器的 再生需要氧气来帮助烧掉被捕集的颗粒物。因此，当EGR运行时，由于可用于再生的氧气量 因EGR的使用而减少，颗粒过滤器的再生仅能最低限度地有效。由于这个原因，在某些应用 中，这两种排气处理方法可以是相互独立的(exclusive)，或者需要用于再生目的的附加的 或专用的氧气源。在2005年7月14日所公开的由Crawley等人申请的美国专利公开文本 No. 2002/50150218 (‘ 218公开文本)中描述了在同一发动机系统中使用EGR和颗粒捕集/ 再生二者的一种尝试。具体地，’ 218公开文本描述了一种具有排气再循环系统和排放消 减组件的发动机。该排放消减组件包括燃烧燃料的燃烧器，该燃烧器定位在颗粒过滤器的 上游，以使颗粒过滤器再生。在发动机的运行期间，排气流过颗粒过滤器，从而在过滤器中 捕集烟灰(即颗粒物)。然后通过排气管将经处理的排气释放到大气中。在发动机的运行 期间，控制单元不时地、选择性地操纵燃烧燃料的燃烧器，以使颗粒过滤器再生。在一种配 置中，排放消减组件不使用补充的空气。依照这样，EGR阀的位置与颗粒过滤器的再生相配合。也就是说，为了提高温度和排气中的氧含量，发动机的EGR阀暂时关闭约10分钟的时 间。在这段时间中，致动燃烧燃料的燃烧器，以加热颗粒过滤器并从而使颗粒过滤器再生， 该燃烧器提供有燃料流和排气中的充足的氧。尽管’ 218公开文本的发动机可利用EGR系统和颗粒过滤器并从这二者中获益，但 相关联的发动机在再生期间的运行可能不一致和/或不是最佳的。也就是说，由于利用EGR 来减少NOx排放，所以通过在颗粒再生期间关闭EGR(即通过关闭EGR阀)，发动机在那段时 间里可排放过多的NOx。此外，由于当EGR阀关闭时进入并由发动机燃烧的空气和燃料的相 对量改变，所以在再生期间，颗粒过滤器的再生会对发动机性能的其它方面(即功率输出， 燃料消耗等)产生负面的和/或意想不到的影响。另外，在再生期间，由于燃烧燃料的燃烧 器加热所有来自动力源(power source)的排气，因此会消耗大量的燃料。本发明公开的排气处理系统旨在克服上面提到的一个或多个问题。
发明内容
一方面，本发明涉及一种与动力源相关联的排气处理系统。该排气处理系统可包 括过滤器，该过滤器定位在动力源的下游，以去除由动力源所产生的排气流中的颗粒物。该 排气处理系统还可包括再生设备，该再生设备定位成邻近过滤器，以使被去除的颗粒物的 温度升高到高于点火阈值。该排气处理系统还可包括第一流体操纵/控制部件和第二流 体操纵部件，所述第一流体操纵部件定位在动力源的上游，以改变排气流中的氧量，所述第 二流体操纵部件定位在动力源的下游以及再生设备的上游，以改变绕过再生设备的排气流 量。该排气处理系统还可包括控制器，该控制器与动力源、过滤器、再生设备、第一流体操纵 部件以及第二流体操纵部件通信。该控制器可配置成确定对过滤器再生的需要。控制器还 可配置成确定对第一流体操纵部件的第一调节，以在排气流中提供用于过滤器再生的足够 的氧。另外，控制器还可配置成确定对第二流体操纵部件的第二调节，以提供绕过再生设备 的排气的足够的质量流量。控制器还可促进过滤器的再生。另一方面，本发明涉及一种用于使过滤器再生的方法，该过滤器去除由动力源所 产生的排气流中的颗粒物。该方法可包括燃烧燃料和空气的混合物以产生动力和排气流的 步骤。该方法使用过滤器去除和收集排气流中的颗粒物。可确定使过滤器再生的需要。另 外，可确定再生设备使过滤器再生所需的氧量调节。可确定绕过再生设备的排气流量的调 节。然后可使过滤器再生。再一方面，本发明涉及一种发动机系统，该发动机系统具有构造成燃烧燃料和空 气的混合物以产生动力和排气流的发动机。该发动机系统还可具有充气(充入空气)导入 管路(circuit)，该充气导入管路构造成将压缩空气引入发动机内。该系统还可包括排气管 路，该排气管路构造成将来自发动机的排气流导引至大气。另外，该系统可具有过滤器，该 过滤器定位在发动机的下游以去除排气流的颗粒物。该系统还可包括再生设备，该再生设 备定位在靠近过滤器处，以使被去除的颗粒物的温度升高到高于点火阈值。第一阀可定位 在发动机的上游以改变排气流中的氧量。第二阀可定位在发动机的下游以及再生设备的上 游，以改变绕过再生设备的排气流量。该系统还可包括控制器，该控制器与发动机、过滤器、 再生设备、第一阀和第二阀通信。该控制器可配置成确定对颗粒过滤器再生的需要。控制 器还可确定对第一阀的第一调节，该第一阀调节用于过滤器再生的排气流中的氧。控制器还可确定对第二阀的第二调节，该第二阀调节绕过再生设备的排气流。另外，控制器还可促 进过滤器的再生。
图1是具有示例性公开的排气处理系统的动力源的示意图。
具体实施例方式图1示出了动力源10，该动力源10具有示例性的排气处理系统12。动力源10可 以具体表现为发动机，例如柴油发动机、汽油发动机、诸如天然气发动机之类的由气体燃料 驱动的发动机或者任何其它对本领域的技术人员来说显而易见的发动机。或者，动力源10 可具体表现为非发动机的动力源，诸如炉。排气处理系统12可包括进气管路14、排气管路 16和再循环管路18，该再循环管路联接到动力源10上，以将流体传输入和传输出动力源 10。进气管路14可包括一装置，该装置用于将充气引入动力源10的燃烧室(未示出) 内。例如，进气管路14可包括空气净化器20和被流体联接在一个或多个压缩机24上游 的进气阀22。可设想在进气管路14中包括附加的和/或不同的部件，例如，一个或多个位 于压缩机24上游和/或下游的空气冷却器、与压缩机24的卸压有关的废气旁通阀(waste gate)以及其它本领域已知的用于将充气引入动力源10的燃烧室内的装置。进气阀22可调节从净化器20到压缩机24的大气流量。进气阀22可包括例如蝶 阀元件、挡板阀元件、闸阀元件、球阀元件、截止阀元件或者任何本领域中已知的其它类型 的阀元件。进气阀22的元件可布置在通道28内，并可从抵抗弹簧偏压的通流位置移动到 限流位置。在一个示例中，进气阀22的元件可连接到扭转弹簧(未示出)上，该扭转弹簧 可朝向限流位置偏压该元件。当在通流位置时，可将大气基本上不受限地从净化器20经由 压缩机24引入动力源10内。可响应于一个或多个输入将进气阀22的元件移动到限流位 置和通流位置之间的任何位置。压缩机24可串联布置，并流体连接到动力源10上，以将流入动力源10的空气压 缩到预定水平。各压缩机24可具体表现为固定几何形状的压缩机、可变几何形状的压缩机 或者任何本领域中已知的其它类型的压缩机。可设想压缩机24可选地并联布置，或者进气 管路14可仅包括单一压缩机24。当期望非加压进气管路时，还可设想省略压缩机24。排气管路16可包括一装置，该装置用于处理和导引从动力源10流出的排气流。例 如，排气管路16可包括一个或多个串联连接以接收来自动力源10的排气的涡轮32、定位在 涡轮32下游的颗粒过滤器42以及定位在颗粒过滤器42下游的NOx吸收器43。可设想排 气管路16包括附加的和/或不同的部件，例如催化排放控制设备，衰减设备以及其它本领 域已知的用于处理和导引从动力源10流出的排气流的装置。各涡轮32可连接到一个压缩机24上，以驱动所连接的压缩机24。具体地，当离开 动力源10的热排气膨胀冲击涡轮32的叶片(未示出)时，涡轮32可旋转并驱动所连接的 压缩机24。可设想涡轮机32可选地并联布置，或者在排气管路16内仅包括单一涡轮32。 如果需要的话，还可设想省略涡轮32，而压缩机24可通过动力源10机械地、液压地、电力地 或者用任何本领域已知的其它方式驱动。
颗粒过滤器42可布置在涡轮32的下游，以从动力源10的排气流中去除颗粒物。 可设想颗粒过滤器42包括导电的或不导电的粗筛网金属或陶瓷元件。还可设想颗粒过滤 器42包括用于降低被颗粒过滤器42捕集的颗粒物的点火温度的催化剂(未示出)、用于使 颗粒过滤器42所捕集的颗粒物再生的装置45、或者催化剂和用于再生的装置二者。所述催 化剂可支持HC、C0和/或颗粒物的还原，并可包括例如碱金属/贱金属氧化物、熔融盐和/ 或贵金属。此外，用于再生的装置45可包括燃烧燃料的燃烧器47、电阻加热器、发动机控制 策略或者任何其它适合的用于再生的装置。如果需要，还可设想将颗粒过滤器42重新定位 在再循环管路18内的其它位置。NOx吸收器43可包括一个或多个涂覆有或否则含有液态或气态催化剂(例如含贵 金属的中间层/夹层(修补基面涂层，washcoat))的基底。该催化剂可借助于选择性催化 还原(SCR)或NOx捕集来减少排气流中的燃烧副产品。在一个示例中，可将诸如尿素之类 的试剂喷射到NOx吸收器43上游的排气流内。尿素可分解成氨，氨与排气中的NOx反应， 以形成H2O和N2。在另一个示例中，排气中的NOx可通过含钡盐设备来捕集，并周期性地释 放和穿过催化剂还原以形成CO2和N2。如果需要，NOx吸收器43也可用来氧化通过颗粒过 滤器42之后仍保留在排气流中的颗粒物。第一旁通管路34可与进气管路14和排气管路16相关联，以选择性地使来自压缩 机24的充气绕过动力源10通向用于使颗粒过滤器42再生的装置45。旁通阀36可定位在 管路34内，并包括例如蝶阀元件、挡板阀元件、间阀元件、球阀元件、截止阀元件或者任何 本领域已知的可移动以调节穿过旁通管路34的充气流量的其它类型的阀元件。再循环管路18可包括一装置，该装置用于将一部分动力源10的排气流从排气管 路16再引入进气管路14内。例如，再循环管路18可包括进气口 40、再循环阀46和排放 口 48。可设想再循环管路18包括附加的和/或不同的部件，诸如排气冷却器、催化剂、静电 沉淀设备、保护气体系统以及其它本领域已知的用于将基本上无颗粒的排气从排气管路16 再引入进气管路14内的装置。当一部分排气经由进气口 40从排气管路16进入再循环管 路18时，可通过再循环阀46将排气限制到期望的流量，并经由排放口 48将排气引入进气 管路14。进气口 40可连接到排气管路16上，以接收至少一部分来自动力源10的排气流。 具体地，进气口 40可布置在涡轮32的下游，以接收来自涡轮32的低压排气。第二旁通管路76可与再循环管路18相关联，以选择性地使至少一部分来自动力 源10的排气绕过排气管路16，到达颗粒过滤器42的下游，并进入循环管路18的进气口 40。 旁通阀78可定位在旁通管路76内，并包括例如双通阀或三通阀，所述双通阀或三通阀包括 蝶阀元件、挡板阀元件、闸阀元件、球阀元件、截止阀元件或者任何本领域已知的其它类型 的阀元件。该旁通阀可邻近动力源10并在其下游定位。另外，旁通阀76可定位在燃烧燃 料的燃烧器47上游。再循环阀46可经由流体通道52流体连接至进气口 40，并经由流体通道54连接至 排放口 48。以这种方式，再循环阀46可设置成选择性地使排气流从排气管路16流入进气 管路14或者限制排气流从排气管路16流入进气管路14。排放口 48可流体连接至再循环阀46，以将由再循环阀46调节的排气流引入进气 管路14。具体地，排放口 48可连接到压缩机24上游的进气管路14上，使得压缩机24可从 排放口 48抽取排气流。在一可选的高压排气再循环管路中，如果需要，可设想将排放口 48定位在压缩机24下游。控制系统62可包括一些部件，这些部件相互作用以确定和控制进气管路、排气管 路和再循环管路14、16和18的运行特性。特别地，控制系统62可包括控制器66，该控制器 分别经由通信线路68、70、72、74和80与进气阀22、旁通阀36、再循环阀46、用于使颗粒过 滤器42再生的装置45、动力源10、旁通阀78通信。如果需要，可设想在控制系统62内也 可包括附加的传感器，例如发动机速度传感器、排气温度或氧传感器、进气压力或温度传感 器、燃料流量或压力传感器、NOx传感器或者任何本领域已知的其它类型的传感器，并且所 述附加的传感器与控制器66通信。控制器66可具体表现为单一微处理器或多个微处理器，所述微处理器包括用于 控制进气管路、排气管路和再循环管路14、16和18以及动力源10的运行的装置。许多市 售的微处理器均可配置成执行控制器66的功能。应该理解，控制器66可容易地具体表现 为能够控制许多发动机功能的综合动力源微处理器。控制器66可包括存储器、次级储存设 备、处理器和其它用于运行应用程序的部件。诸如电源电路、信号调节电路、螺线管驱动器 电路以及其它类型电路之类的各种其它电路可与控制器66相关联。在控制器66的存储器中可存储一个或多个脉谱图(map)，所述脉谱图涉及排气的 氧浓度、增压压力、进气温度、进气流量、发动机燃料喷射量、喷射正时、喷射压力、发动机功 率输出、排气流量、排气排放水平和/或第一和第二流体操纵部件所需的设定或配置。这些 脉谱图中的每一个均可以是以表格、曲线和/或方程形式的数据集合。控制器66可接收表示需要颗粒过滤器再生的输入，并参照上述脉谱图以确定为 在排气流中提供足够的氧以促进再生过程所需要的对第一流体操纵部件(即进气阀22、压 缩机24、旁通阀36和再循环阀46等)进行的调节。也就是说，为了获得用于使颗粒过滤器 42再生的适当温度，必须存在足够的氧供应，以使由燃烧器47所喷射的燃料适当地燃烧。 控制器66还可参照所描述的脉谱图以确定为提供最少的排气流量以促进再生过程所需要 的对第二流体操纵部件(即，旁通阀78，再循环阀46等)进行的调节。因此，响应于所指示的再生需要，控制器66可参照脉谱图以确定进气阀22的增加 的开度量(即，对进气阀22的减少的限制)——其允许更多的氧气进入和穿过动力源10到 达燃烧器47、压缩机特性的改变——其增加进入和穿过动力源10的空气的压力和/或流 量、旁通阀36的增加的开度——其放大直接转向动力源10下游的排气的空气量、和/或再 循环阀46的减小的开度(即，对再循环到进气管路14的排气的增加的限制)——从而进入 和离开动力源10的氧浓度增加。另外，响应于所指示的再生需要，控制器66可参照脉谱图 以确定旁通阀78中增加的限制——其降低排气管路16中的排气流量(即增加旁通管路76 中的排气流量)，和/或再循环阀46的增加的开度(即对再循环到进气管路14的排气的减 少的限制)——从而输送到燃烧器47的空气质量流量减少。对再生的需要可基于已过去的 时间、在颗粒过滤器42上游所测量或预测的排气的压力或温度、横跨颗粒过滤器42所测量 或预测的压差、所计算的烟灰负荷(soot loading)量或者其它类似的参数。可以设想，控 制器66可解决上述脉谱图之间的矛盾，以优化氧和排气流量，以便实现用降低能量和燃料 成本的方式使颗粒过滤器42再生。控制器66还可配置成确定对动力源10的运行的校正，考虑到对流体操纵部件进 行的调节，所述校正是必需的。具体地，当调节进气阀22的开度量、改变压缩机24的特性以增加进入动力源10的空气的压力和/或流量、增加旁通阀36的开度、和/或减小再循 环阀46的开度时，动力源10的空燃比可显著地改变。例如，当进气阀22被打开到更大程 度、压缩机24的配置或性能被改变以增加增压压力和/或进气流量、或者再循环阀46被关 闭更大量时，动力源10的空燃比可增大。相反，当旁通阀36被打开到更大量时，动力源10 的空燃比可减小。照这样，可影响动力源10的功率输出、工作温度、排气排放水平、燃料消 耗以及其它性能因素。为了持续提供所需的功率输出、确保动力源10的运行保持在设计指 标内、动力源10的排放保持符合政府法规以及动力源10的总体性能保持可为其操作者所 接受，动力源10在再生过程期间的特性可能需要一些校正。这些特性可特别包括燃料特性 (喷射量、压力、喷注的数量和/或分布、喷射正时等)和进气特性(增压压力、发动机气门 正时等)。控制器66可确定可能需要何种校正以在再生过程期间(即在调节排气管路16 和再循环管路18的运行特性以适应颗粒过滤器42的再生时的时间段期间)保持动力源运 行的一致性或甚至改善动力源的运行。控制器66可基本上同时实施颗粒过滤器再生所需的调节和动力源运行校正。也 就是说，一旦控制器66已确定了所需的调节和所需的校正，则可实施所述调节和校正，使 得动力源10的性能在再生过程期间基本上保持在期望的性能范围内或进入期望的性能范 围。对于本发明的情况，术语“基本上同时”可表示预定的时间段，在所述预定的时间段期 间由控制器66执行多个动作，例如当控制器66在彼此相差几秒(或更少)的情况下实施 调节和校正时。工业适用性所公开的排气处理系统可应用于任何燃烧型设备，例如发动机、炉或者任何本领 域已知的、颗粒过滤器再生过程可影响该燃烧型设备的性能的其它燃烧设备。通过预测再 生过程期间设备的空燃比的改变、确定所述改变对设备的影响以及在再生过程期间校正设 备的运行特性以适应该影响，所公开的处理系统可在再生过程期间保持燃烧型设备性能的 一致性或甚至改善该燃烧型设备的性能。现在对排气处理系统12的运行进行说明。大气可经由进气阀22被吸入进气管路14中，并被导引穿过压缩机24，在该压缩 机处大气可在进入动力源10的燃烧室之前被加压至预定水平。燃料可在进入动力源10的 燃烧室之前或之后与加压空气混合，然后由动力源10进行燃烧，以产生机械功和含有气态 化合物和固体颗粒物的排气流。该排气流可从动力源10被导引至涡轮32，在该涡轮中，热 的排气的膨胀可使涡轮32旋转，从而使所连接的压缩机24旋转，以压缩进气。在离开涡轮 32并流过颗粒过滤器42之后，排气流可被分成两股基本上无颗粒的气流，其中包括被再导 引至进气管路14的第一气流和被导引至大气的第二气流。被导引通过进气口 40的颗粒减少的排气流可通过压缩机24经由再循环阀46抽 回到进气管路14内。通过再循环阀46所控制的对排气的限制可影响被压缩机24通过进 气管路14抽吸到动力源10的排气量。然后，再循环的排气流可与进入燃烧室的空气混合。被导引至动力源10的燃烧室 的排气可降低燃烧室中的氧浓度，并进而降低了动力源10内的最大燃烧温度。最大燃烧温 度的降低可使燃烧过程的化学反应减慢，从而减少了氮氧化物的形成。以这种方式，可减少 动力源10所产生的气体污染，而不经受由被引入动力源10的过量颗粒物所产生的有害影 响和性能不良。当第二排气流通过进气口 40时，该第二排气流可被导引穿过催化剂，以去除排气中的NOx和其它污染物。在动力源运行一段时间后，颗粒物可在颗粒过滤器42中明显聚集并需要使颗粒 过滤器再生。为了使颗粒过滤器42再生，燃烧燃料的燃烧器47可将一定量燃料注入颗粒 过滤器42上游的动力源10的排气流内。为了确保所喷射的燃料的有效燃烧和颗粒过滤器 42的完全再生，排气流中必须存在足够的氧浓度。可用至少两种方式供应氧，包括经由旁通 管路34直接从压缩机24供应，或经由动力源10间接从压缩机24供应。为了直接增加来自动力源10的排气中的氧浓度，可移动旁通阀36以减少对穿过 旁通管路34的充气流的限制。穿过管路34的空气量可足以使颗粒过滤器42再生，并如上 所述由控制器66进行调节。然而，如果不考虑/不顾及对旁通阀36的调节，则通过允许较 大量的空气穿过管路34，较少的空气可用于动力源10内的燃烧(即空燃比可降低)。较低 的空燃比可增加动力源10的排气温度和排放，而同时降低其功率输出和燃料效率。为了使旁通阀36的调节对动力源10性能所可能具有的影响最小化，可对动力源 10的各种运行特性进行校正。例如，可增加动力源10入口处的增压压力和/或空气流量。 这种增加可以通过在再生过程期间校正压缩机24的运行、校正废气旁通阀(wastegate)设 定和/或校正发动机气门设定(即发动机打开、关闭、提升高度和/或提升持续时间)来完 成。为了使动力源10的性能中断最小化，可基本上同时实施对旁通阀36的调节和对动力 源10的校正。为了间接增加来自动力源10的排气中的氧浓度，可移动再循环阀46以增加对流 入动力源10的排气流的限制。通过增加对排气的限制，可将更大量的新鲜空气推动/抽吸 进入动力源10，使得离开动力源10的排气中的氧浓度可足以使颗粒物过滤器42再生。如 上所述，排气再循环阀46的移动可由控制器66进行调节。然而，如果不考虑对再循环阀46 的调节，则通过减少穿过动力源10再循环的排气量，可增加NOx的生成。NOx生成的增加会 使动力源10不符合政府法规。为了使再循环阀46的调节对动力源10的性能(即对NOx的生成)所可能具有的 影响最小化，可对动力源10的各种运行特性进行校正。例如，可调节喷射到动力源10内的 燃料量、喷射正时和/或喷射的分布，以使再生过程期间NOx的产生最小化。可通过动力源 燃料系统的控制器调节实施燃料喷射分布的这些变化。为了使动力源10的性能中断最小 化，可基本上同时实施对再循环阀46的调节和对动力源10的校正。类似的调节和校正能 够与其它流体操纵部件联合进行。除了调节进行再生所必需的氧量之外，在再生过程期间，控制器66还可优化从动 力源10输送至再生装置45的排气质量流量，该再生装置45示出为燃烧器47。在再生过程 期间，控制器66可直接减少被引至燃烧器47的排气质量流量。可移动旁通阀78以增加对 提供给燃烧器47的排气流的限制。通过这样做，至少一部分排气绕过燃烧器和颗粒过滤器 转向。绕过排气管路16转向的这部分排气穿过旁通管路76并进入再生管路18。通过减少 提供给排气管路16的排气流的量，再生装置45需要加热的排气较少，因此降低了使颗粒过 滤器42再生所需的能量和燃料量。由于所公开的排气处理系统可校正与相关联的流体操纵部件的控制相关的动力 源运行，所以可在基本上不影响动力源性能的情况下完成颗粒过滤器的再生过程。特别地， 即使当对流体操纵部件进行再生所需的调节时，所公开的排气处理系统也可确保废气排放的一致性和/或最佳发动机性能。实际上，由于动力源校正可与再生所需的调节基本上同 时进行，所以可观察到很少的动力源10的输出中断(如果有的话)。
对本领域的技术人员来说显而易见的是，可以对所公开的排气处理系统进行各种 修改和变型。通过对说明书的考虑和对所公开的颗粒再生系统的实践，本发明的其它实施 方式对本领域的技术人员来说将显而易见。说明书和示例应被认为仅是示例性的，而实际 范围由下面的权利要求及其等同方案指示。
权利要求
一种与动力源相关联的排气处理系统，包括过滤器，该过滤器定位在动力源的下游，以去除该动力源所产生的排气流中的颗粒物；再生设备，该再生设备定位在所述过滤器附近，以使被去除的颗粒物温度升高到高于点火阈值；第一流体操纵部件，该第一流体操纵部件定位在所述动力源的上游，以改变所述排气流中的氧量；第二流体操纵部件，该第二流体操纵部件定位在所述动力源的下游和所述再生设备的上游，以改变绕过所述再生设备的排气流量；和控制器，该控制器与所述动力源、过滤器、再生设备、第一流体操纵部件和第二流体操纵部件通信，该控制器配置成确定对过滤器再生的需要；确定对所述第一流体操纵部件的第一调节，以在排气流中提供足够的氧以用于过滤器再生；确定对所述第二流体操纵部件的第二调节，以提供绕过所述再生设备的排气的足够的质量流量；和促进所述过滤器的再生。
2.如权利要求1所述的排气处理系统，其特征在于，所述再生设备是燃烧燃料的燃烧o
3.如权利要求1所述的排气处理系统，其特征在于，所述第一流体操纵部件是进气阀， 该进气阀构造成调节流到动力源的大气流量。
4.如权利要求3所述的排气处理系统，其特征在于，所述第一调节为增加被导引至所 述动力源的大气量。
5.如权利要求1所述的排气处理系统，其特征在于，所述第一流体操纵部件是旁通阀， 该旁通阀构造成使充气绕过所述动力源转向到所述排气流。
6.如权利要求5所述的排气处理系统，其特征在于，所述第一调节为增加绕过所述动 力源被导引至所述排气流的充气量。
7.如权利要求1所述的排气处理系统，其特征在于，所述第二流体操纵部件是阀，该阀 构造成使排气流绕过所述再生设备转向至所述动力源的入口。
8.如权利要求7所述的排气处理系统，其特征在于，所述第二调节为增加绕过所述再 生设备转向至所述动力源入口的排气流的量。
9.一种使过滤器再生的方法，所述过滤器去除由动力源所产生的排气流中的颗粒物， 该方法包括使燃料和空气的混合物燃烧以产生动力和排气流；使用过滤器去除和收集所述排气流中的颗粒物；确定再生设备使所述过滤器再生的需要；确定对所述再生设备使所述过滤器再生所需的氧量的第一调节；确定对绕过所述再生设备的排气流量的第二调节；和使所述过滤器再生。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一调节为增加被导引至所述动力源的大气量。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一调节为增加绕过所述动力源被导 引至所述排气流的充气量。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二调节为增加绕过所述再生设备转 向至所述动力源入口的排气流的量。
13.一种发动机系统，包括发动机，该发动机构造成使燃料和空气的混合物燃烧以产生动力和排气流； 充气导入管路，该充气导入管路构造成将压缩空气引入所述发动机内； 排气管路，该排气管路构造成将排气流从所述发动机导引至大气； 过滤器，该过滤器定位在所述发动机的下游，以去除所述排气流中的颗粒物； 再生设备，该再生设备定位在所述过滤器附近，以使被去除的颗粒物的温度升高到高 于点火阈值；第一阀，该第一阀定位在所述发动机的上游，以改变所述排气流中的氧量； 第二阀，该第二阀定位在所述发动机的下游和所述再生设备的上游，以改变绕过所述 再生设备的排气流量；以及控制器，该控制器与所述发动机、过滤器、再生设备、第一阀和第二阀通信，该控制器配 置成确定对颗粒过滤器再生的需要；确定对所述第一阀的第一调节，该第一阀调节用于过滤器再生的排气流中的氧； 确定对所述第二阀的第二调节，该第二阀调节绕过所述再生设备的排气流量；和 促进所述过滤器的再生。
14.如权利要求13所述的发动机系统，其特征在于，所述再生设备是燃烧燃料的燃烧。
15.如权利要求13所述的发动机系统，其特征在于，所述第一阀是进气阀，该进气阀构 造成调节流到所述发动机的大气流量。
16.如权利要求15所述的发动机系统，其特征在于，所述第一调节为增加被导引至所 述动力源的大气量。
17.如权利要求13所述的发动机系统，其特征在于，所述第一阀是旁通阀，该旁通阀构 造成使充气绕过所述动力源转向至所述排气流。
18.如权利要求17所述的发动机系统，其特征在于，所述第一调节为增加绕过所述动 力源被导引至所述排气流的充气量。
19.如权利要求13所述的发动机系统，其特征在于，所述第二阀是构造成使排气流绕 过所述再生设备转向至所述发动机的入口的阀。
20.如权利要求19所述的发动机系统，其特征在于，所述第二调节为增加绕过所述再 生设备转向至所述动力源入口的排气流的量。
全文摘要
本发明涉及一种在实施临时发动机控制的排气处理系统中的燃料控制方法。公开了一种与动力源相关联的排气处理系统。该系统可具有定位成去除排气流中的颗粒物的过滤器和位于过滤器附近的再生设备。该系统还可具有位于动力源上游以改变排气流中的氧量的第一流体操纵部件、位于动力源下游以改变排气管路中的排气流的量的第二流体操纵部件、以及与再生设备和流体操纵部件通信的控制器。控制器可确定对过滤器再生的需要，以及确定为在排气中提供用于过滤器再生的足够的氧和空气质量流量而需要对第一和第二流体操纵部件进行的调节。控制器还可确定该调节对动力源的运行的影响，并且确定对动力源的校正以消除(account for)该影响。控制器可基本上同时实施该调节和校正。
文档编号F01N3/025GK101994558SQ201010260188
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年8月21日
发明者D·卡帕洛斯 申请人:卡特彼勒公司