专利名称：用于排气净化的微粒过滤器和相关方法
技术领域：
本公开涉及用于排气净化的微粒过滤器和相关方法。
背景技术：
微粒过滤器可以包括在发动机排气系统中，以保存燃料燃烧期间产生的微粒。在发动机排气流过微粒过滤器时，诸如烟尘的微粒聚集在该过滤器中，因而减少不希望的排气排放。由于这种过滤器随着时间因排气微粒变得超负荷，所以它们必须周期性地被恢复。·微粒过滤器恢复可以包括加热该过滤器到这样的程度使得装载的微粒可以“烧掉”或燃烧。除了减少微粒负荷以便可以保存另外的微粒之外，微粒过滤器恢复有助于确保排气反压(即，通过微粒过滤器施加在排气流上的压力，这种压力不利地影响发动机性能)的受控水平。但是，单独的恢复不解决与微粒过滤器的超负荷有关的所有问题。例如，在高烟尘负荷的情况下，在自发的烟尘燃烧期间产生的放热的热量可以损坏排气系统的部件，并且与过滤器恢复有关的热量可以引起更多的烟尘燃烧，并且因此进一步损坏排气系统。而且，恢复过程的热量在一些条件下是危险的。例如，如果在微粒过滤器恢复期间车辆发动机关闭并且车辆停在尾管附近有高草或其他障碍物的区域，恢复产生的热和尾管附近的可燃物质的结合可以导致火灾发生。用于解决与微粒过滤器的超负荷有关的问题的各种方法是已知的。在一种示例方法中，DE 102 06 805 Al描述一种用于净化排气的烟尘过滤器，该过滤器具有用于降低排气反压的预定破裂点。该预定破裂点可以设置在该过滤器的过滤器主体中和/或该过滤器的旁通管路中。但是，本文的发明人已经认识到为了降低排气反压，这种方法牺牲过滤器的功能性。因此，除了其他的缺点之外，破裂点方法可能导致不希望的排气排放。
发明内容
为了解决上述问题，发明人在此已经确定一种解决微粒过滤器超负荷的问题而不牺牲过滤器保存排气微粒的能力的微粒过滤器和相关的方法。而且，发明人在此已经确定一种用于在微粒过滤器恢复期间减轻与发动机关闭关联的损坏的示例方法。在一个例子中，一种用于车辆排气系统的微粒过滤器包括初级过滤器(或初滤器)、精滤器(或次级过滤器)和设置在该初级过滤器上游的淬火剂喷射喷嘴。排气通路在正常模式中延伸通过初级过滤器，在故障安全模式中通过精滤器。在故障安全模式中，淬火剂喷射喷嘴向初级过滤器输送淬火剂。通过在故障安全模式中向初级过滤器输送淬火剂，在堆积的烟尘微粒的突然燃烧期间产生的放热的热量可以借助于淬火剂来限制，因而减少对排气系统的损坏。而且，由于当初级过滤器超负荷时排气通路延伸通过精滤器，所以即使在初级过滤器超负荷期间排气也继续被过滤。以这种方式，尽管初级过滤器超负荷，也仍然可以遵守排放规定并且可以防止对排气系统的损坏。应当理解，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的概念，这些概念在具体实施方式
中进一步描述。这并不意味着识别所要求保护主题的关键的或必要的特征，所要求保护主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上面指出的任何缺点的实施或本公开的任何部分中的实施。
图I是在正常模式中运行的示例微粒过滤器的剖视图；图2是在故障安全模式中运行的图I的微粒过滤器的剖视图；图3是在混合模式中运行的图I和图2的微粒过滤器的剖视图； 图4是用于运行图1-3的微粒过滤器的示例方法；以及图5是在恢复期间运行图1-3的微粒过滤器的示例方法。
具体实施例方式下面的描述涉及用于净化发动机排气的微粒过滤器和相关方法。图I示出连接于内燃发动机14的排气系统或排气后处理系统1，该内燃发动机可以是机动车辆的发动机。在一些例子中，发动机14是柴油发动机。由内燃发动机产生的排气沿着出口或排气尾管的方向在排气流或排气通路3中流过排气管道2。微粒过滤器4设置在排气管道2中，微粒过滤器4也可以是排气管道2或排气系统I的构成部分。微粒过滤器4过滤出排气流3的微粒以便减少排放物。排气流3沿着一个或更多个排气通路3a和3b在微粒过滤器4中流动。微粒过滤器4可以具有与管形排气系统充分一致的圆柱形形状。微粒过滤器4包括初级过滤器5和精滤器9。初级过滤器和精滤器每个可以被设计成壁流过滤器或贯流过滤器。这些类型的过滤器用于微粒过滤器是非常合适的。在图1-3描述的例子中，初级过滤器被形成为壁流过滤器，而精滤器被形成为贯流过滤器。根据这个例子，由于其设计作为壁流过滤器，初级过滤器必须周期性地被恢复。在初级过滤器的恢复期间，二级贯流过滤器可以用于排气净化。应当明白，过滤器5和9可以是任何合适的过滤器类型而不脱离本公开的范围。初级过滤器5的进口区6设置在初级过滤器5的上游。进口区6使排气管道2的截面变宽到初级过滤器5的较大截面。出口区7设置在初级过滤器5的下游，出口区7使初级过滤器5的截面变窄到排气管道2的较小截面。过滤器5和微粒过滤器4整体上是关于旋转轴线8旋转对称的结构。过滤器5的内部区域，具体说流动导管和/或壁不必是旋转对称的。如图I所示，初级过滤器5被精滤器9围绕，从流动的观点看，这是一种好的设置，而且节省空间并且与形成的安装尺寸兼容。和初级过滤器5 —样，精滤器9包含过滤元件，例如导管、壁和/或合适的材料。精滤器9与初级过滤器5在结构上是分开的，因为排气流3在过滤器5和9之间不连通。进口区10设置在精滤器9的上游。因此，排气管道2分支成两个过滤器5和9的进口区6和10。初级过滤器5的进口区6设置在精滤器9的进口区10的下游。应当明白，词语“进口区”包含排气管道2和实际过滤器上游的邻接的预燃室之间的进口开口和预燃室两者，或两者的组合。用于使排气通路改道的阀可以设置在初级过滤器5的上游。借助所述阀，排气流可以在两个过滤器之间分开。排气流或者在正常模式中通过初级过滤器，或者在故障安全模式中通过精滤器。排气流流过两个过滤器的混合模式也是可能的。阀允许精确地控制排气流。例如，如图I所示，微粒过滤器4包括设置在进口区6中的阀11。阀11将进口区6并且因此将排气管道2连接于初级过滤器5。阀11也可以叫做进口阀。图I示出在打开状态的阀11。下面将结合其他附图进一步描述阀11的功能。设置阀11以便直接控制进入初级过滤器5的排气流3，因为阀11能够减小或增大通向初级过滤器5的截面的尺寸。同样，进入精滤器9的排气流在某种意义上由阀11间接控制当阀11关闭时，在进口区6的上游形成背压，因此排气流3 (整个或部分)流过精滤 器9的进口区10。阀11的打开程度可以根据初级过滤器的状态控制，例如初级过滤器的负荷水平。可替代地，例如，阀11的打开程度可以根据排气状态或发动机运行状态控制。除了阀11之外，用于使排气流改道的阀(未示出)可以设置在精滤器9的进口区10中。借助于所述的一个或更多个其他的阀，精滤器可以被关闭，以便因而使排气流整个地改道流过初级过滤器。也可以提供控制进口区6和10两者，因而控制过滤器5和9两者的阀或阀装置。此外，淬火剂喷射喷嘴12设置在进口区6中用于将淬火剂13 (如图2-3所示)喷射到初级过滤器5中或喷射到初级过滤器5上游的排气中。淬火剂13可以耗散热。例如当被喷入初级过滤器5中时，淬火剂13可以形成针对流过该过滤器的排气的热源并且导致突然冷却。以这种方式，淬火剂13可以限制由堆积在过滤器中的烟尘微粒的突然燃烧产生的放热的热。因此通过喷射淬火剂能够防止对过滤器和排气后处理系统其余部分的损坏，并且可以改进排放值。而且，淬火剂13可以调节排气的氧浓度。例如，当淬火剂进入初级过滤器中时，例如，由于过滤器的热量，淬火剂可以气化。过滤器中存在气化的淬火剂可以限制在过滤器的聚集室中的氧气量，因而有助于提高过滤器的效率并且更好地运行排气后处理系统。除了耗散热和/或降低排气的氧浓度之外，淬火剂13或通过淬火剂喷射喷嘴12同样能够被引入的其他液体或气体还能够改进排气的值和/或进一步的排气后处理。淬火剂13可以包括，例如，加压氮气、风挡刮水器流体或诸如水的流体。同样可以用其他气体或流体，只要它们适合于耗散热和/或降低排气的氧浓度。也可以叫做喷射阀的淬火剂喷射喷嘴12具有将气态或液态淬火剂或其他介质引进到进口区6或初级过滤器5中的一个或更多个开口。介质的配量(dosing)和/或混合可以发生在喷射喷嘴12、输送管道12a或上游容器或储存器中。在初级过滤器的进口区，或靠近过滤器的进口表面设置淬火剂喷射喷嘴(见图1-3)的结果是淬火剂能够以目标方式进入初级过滤器中。而且，当初级过滤器的进口区或淬火剂喷射喷嘴设置在精滤器的进口区的下游时(如在图1-3的例子中)，能够确保没有淬火剂进入精滤器中。阀11和淬火剂喷射喷嘴12两者可以由包括一个或更多个控制单元16的控制系统15控制，控制单元16接收来自多个传感器17的信息并将控制信号发送到多个致动器18，如图I所示。控制单元(若干个)16可以接收来自传感器17的输入数据，处理该输入数据，并且根据对应于一个或更多个例程的在致动器中的编程指令或编码响应已处理的输入数据触发致动器18。该控制可以基于来自传感器17的测量值，其中测量参数包括例如，温度、压力、排气成分等。而且，也可以考虑发动机和/或诸如催化转化器的排气后处理系统的元件的运行模式或状态。当初级过滤器5充分起作用时，例如，不损坏，不由于微粒超负荷时，微粒过滤器4处于图I中所示的正常模式。在正常模式中，阀11完全打开并且淬火剂喷射喷嘴12不起作用。由微粒过滤器4产生的排气反压在正常范围内，不损坏发动机或排气系统、或不引起功率减少。通过排气管道2的排气流3流过初级过滤器5以便被净化。因此，在正常模式中，排气通路3a主要延伸通过初级过滤器5，并且精滤器9不起作用。但是，沿着排气通路3b通过精滤器9的小的渗漏流或次级流是可容许的。如果不希望有渗漏流，另一个阀(未 示出)可以切断至精滤器9的进入流。要不然，通过精滤器9的渗漏流主要通过由初级过滤器5和由精滤器9造成的流动限制的比例，以及通过主要积累在初级过滤器5中的烟尘的质量来控制。在发动机14继续运行期间，一直增加数量的微粒聚集在初级过滤器5中，因此由于初级过滤器5的流动阻力增加，初级过滤器5的微粒负荷继续增加。结果，排气反压升高，直到它达到发动机14的性能受损或存在损坏发动机14或排气系统I的危险的值。在这个阶段，微粒过滤器4转换到故障安全模式，如图2中所示。在故障安全模式中，排气通路3沿着排气通路3b延伸通过精滤器9。在故障安全模式中，淬火剂13被投配到初级过滤器5中。淬火剂13可以是加压的氮气、水或另一液体。在一些例子中，将风挡刮水器流体改用为淬火剂13是有利的。淬火剂的引进可以直接发生在初级过滤器5中，或由于淬火剂13与初级过滤器5上游的排气混合间接地发生。为了控制排气流3的通路，阀11被关闭，因此排气只沿着流动路径3b通过精滤器9。淬火剂13首先作为散热装置起作用，例如，在喷射水的情况下，冷却初级过滤器5和/或流过该初级过滤器5的排气。而且，被引进的淬火剂的膨胀引起突然的冷却。由于淬火剂的膨胀引起的冷却可以有利地限制过滤器中诸如烟尘的微粒的突然燃烧期间产生的放热的热量，不然这种热量会损坏该过滤器以及排气系统I和/或发动机14的其他元件。而且，淬火剂13限制排气中的氧气浓度，以及过滤器聚集氧气的容量。用于将微粒过滤器4的运行模式从正常模式改变到故障安全模式的触发器可以是初级过滤器5 (并且因此是微粒过滤器4)的排气反压。排气反压可以借助于，例如，进口区或排气管道2中的传感器17确定。在一些例子中，如果排气反压超过可以被预先定义和/或可以是变量的一定的阈值，则控制单元16发送信号给致动器18以关闭阀11，因此排气通路延伸通过精滤器9。阀11或者可以被外力致动，例如由电机或机械系统，或者借助于设置在阀上或阀中的诸如弹簧的机构在内部打开和关闭。在关闭阀11之后，排气流3被精滤器9过滤。在被精滤器9过滤之后，排气进入出口区7并且从这里进入排气管道2。在排气流3流过精滤器9的同时，除了将淬火剂13引进初级过滤器5中之外，可能在排气流3流过精滤器9时进行初级过滤器5的恢复，以恢复初级过滤器5的性能。该恢复可以在与引进淬火剂的同时发生，如果合适，或者可以有时间偏移地进行。淬火剂13也可以用来保持恢复在某些限度内，或快速结束恢复。在图1-3中所示的例子中，精滤器9被构造为使得如果精滤器9超负荷，则其过滤效率下降并且排气反压保持在正常水平。换句话说，即使如果相对长时间的精滤器9的运行，排气反压也不增加到使发动机14的性能下降或发动机损坏的程度。淬火剂喷射喷嘴12和阀11可以同时或顺序地被激活，其中阀11或喷嘴12可以首先被激活。而且，在一些情况下，只有淬火剂喷射喷嘴12可以被激活，而阀11可以保持无效(例如在打开位置)。例如，当由初级过滤器5或其负荷引起的背压使得引起排气流过精滤器9时，不需要激活阀11。而且，阀11可以用来控制排气流中的氧气浓度，以便限制烟尘燃烧速率，例如，以便遵守某些排放规定。当初级过滤器5已经被恢复和/或更换时(其中取决于微粒过滤器4的设计，初级过滤器5或整个微粒过滤器4可以被更换)，排气流再一次流过初级过滤器5。由于当初级过滤器5处于合适的状态时排气反压再一次处在正常水平，所以阀11被打开以使排气继续 流过初级过滤器5。可替代地，在恢复期间阀11不被激活并且由于初级过滤器的过量背压和/或初级过滤器的超负荷使排气流过精滤器的情况下，在初级过滤器5的恢复和/或更换之后，返回到反压的正常水平并且减少微粒负荷可以使排气恢复流过初级过滤器5。图3示出混合模式，其中阀11处在完全打开(图I中所示)和完全关闭(图2中所示)之间的中间位置。该混合模式允许高度的灵活性，例如，用于适应发动机和/或排气后处理系统的不同运行状态。而且，混合模式允许微粒过滤器4作为整体的精确控制。由于排气流3分开进入通过初级过滤器5和精滤器9的两个流动通路3a和3b，因此排气流过初级过滤器和精滤器两者，有可能使诸如压力、温度以及排气成分的参数受到控制。而且，淬火剂13的引进和初级过滤器5的恢复可以被流过的排气量影响，流过的排气量受阀11影响。例如，引进的冷淬火剂13的量或淬火剂13的喷射速率可以基于阀11的打开程度。淬火剂13的喷射速率可以与阀11的打开程度成正比例，以便当通过初级过滤器的排气量增加时喷射更多的淬火剂到初级过滤器中。图4是可以与图1-3中所示的示例微粒过滤器4 一起使用的示例方法的流程图。方法400可以作为可执行的指令储存在图I中所示的控制单元16的非暂时存储器中。方法400可以周期性地执行以确保在初级过滤器超负荷的情况下的合适的排气流。可替代地，方法400可以间断执行，使得初级过滤器的超负荷触发(trigger)方法400的执行。在402，方法400包括判断初级过滤器是否超负荷。作为一个例子，控制系统15通过感测初级过滤器上游的压力确定排气反压的水平可以判断初级过滤器是否超负荷，其中反压越高表示初级过滤器的负荷越大。在这种情况下，传感器17可以设置在初级过滤器5的进口区6中。可替代地，超负荷可以通过感测诸如通过精滤器的渗漏排气流的速率的其他参数值，或以不同的方式来确定。如果初级过滤器不超负荷，方法400就继续到402。在402，方法400包括打开阀，以使排气流过初级过滤器。在402提到的阀可以是图1-3的阀11。在一个例子中，与主动地打开该阀相反，在404阀11的打开状态可以是被动地保持的。在另一个例子中，在阀11被关闭期间，在初级过滤器的恢复之后方法400可以直接进行，并且因此阀11可以在404主动地打开。为了打开阀11，控制单元16在确定初级过滤器不超负荷之后，可以发送信号给与阀11关联的致动器18。应当明白，在故障安全模式中，打开阀11可以包括完全打开该阀，而在混合模式中，打开阀11可以包括仅仅部分地打开阀。在402之后，方法400结束。但是，如果初级过滤器超负荷，方法400就从402继续到406。在406，方法400包括关闭阀以使排气流过精滤器。为了关闭阀11，在确定初级过滤器超负荷之后，控制单元16可以发送信号给和阀11关联的致动器18。应当明白，在故障安全模式中，关闭阀11可以包括完全关闭阀11，而在混合模式中，关闭阀11可以包括仅仅部分地关闭阀。以这种方式，如果初级过滤器超负荷，则排气流只能流过精滤器，或者通过精滤器并且在一定程度上通过初级过滤器。使通过精滤器至少一些排气流改道可以有利地减少排气反压，因而降低过滤器的故障状态的影响的严重性。在406之后，方法400进行到408。在408，方法400包括将淬火剂喷射到初级过滤器中。例如，如关于图1-3描述的，淬火剂喷射喷嘴可以设置在初级过滤器的进口区中，并且喷嘴可以投配诸如水或氮气的淬火剂到进口区中。在故障安全和混合模式期间，淬火剂喷射可以是为降低与初级过滤器的超负荷关联的排气反压，并且减少由于在超负荷的过滤器中自发的烟尘燃烧产生的放热的热造成对排气系统的损坏而采取的唯一措施。可替代 地，除了初级过滤器的恢复之外可以进行淬火剂喷射，或与初级过滤器的恢复一起可以进行淬火剂喷射。这种操作关于图5进一步描述。在408之后，方法400结束。图5是可以与图1-3中所描述的示例微粒过滤器4 一起使用的示例方法500的流程图。而且,方法500可以与方法400 —起使用。例如，另一种方法可以从方法400的404进行到方法500的504。方法500可以作为可执行的指令存储在图I中所示的控制单元16的非临时存储器中。类似于方法400在404，在502，方法500包括使排气流过初级过滤器。例如，在502，微粒过滤器4可以在正常模式中运行，并且阀11可以完全打开，因此至少大多数发动机排气进入初级过滤器5中。如上所述，在阀11完全打开时很少的渗漏流可以进入精滤器9。可替代地，另外的一个阀或多个阀可以设置在精滤器9的上游并且被控制以防止渗漏流。在502之后，方法500继续到504，以判断是否需要初级过滤器恢复。例如，如果初级过滤器不超负荷，或如果排气反压处在可容许的水平，那么可能不需要初级过滤器恢复。应当明白，在其他条件下可以不需要初级过滤器恢复，而不脱离本公开的范围。如果不需要初级过滤器恢复，则方法500返回到502，使排气继续流过初级过滤器。但是如果需要初级过滤器恢复，则方法500从504进行到506。在506，方法500包括在恢复初级过滤器的同时使至少一些排气流过精滤器。例如，506可以对应方法400的406，其中诸如阀11的阀可以被关闭以实现排气流过精滤器。虽然阀11可以被完全关闭使得没有排气可以进入初级过滤器，例如在故障安全模式中，但是在其他的例子中阀11可以仅仅被部分地关闭，并且一些排气继续流过初级过滤器。在恢复期间继续使一些排气流过初级过滤器是有利的。例如，通过过滤器的排气流有助于分发被喷射的淬火剂，并且因而除了其他好处之外改善过滤器中的热耗散。另一方面，确保在某些条件下在恢复期间没有排气流过初级过滤器是有利的。在506之后，方法500进行到508，在508，方法500包括根据排气压力、排气温度、排气成分和在初级过滤器和精滤器之间分配排气流的阀的打开程度中的一个或更多个，将淬火剂喷射到初级过滤器中。在一个例子中，控制单元16可以根据来自一个或多个传感器17(例如排气传感器)的信息确定合适的淬火剂喷射速率。当排气温度高时希望以较高速率喷射淬火剂。可替代地或附加地，淬火剂喷射速率可以基于诸如阀11的阀的打开程度。例如，在混合模式中，使淬火剂喷射速率适合恢复期间流过初级过滤器的排气的量是有利的，以更加精确地控制恢复。在508之后，方法500进行到510。在510，方法500包括判断在恢复期间发动机关闭是否开始。例如，由于初级过滤器的故障状态，控制系统15可以开始恢复过程。在恢复过程开始进行时，车辆操作者可以关闭发动机，例如，在停车时。应当明白，在初级过滤器的整个恢复中可以周期性重复判断发动机关闭是否已经开始。如果在恢复期间发动机关闭没有开始，则方法500结束，并且恢复继续到完成。但是，如果在恢复期间发动机关闭开始，则方法500从510进行到512，以提高淬火剂喷射的速率。例如，如果在发动机关闭之后恢复继续，则排气可以不再流过该过滤器，因此过滤器的温度可能是不希望的高。正如本文所描述的，过滤器中过量的热可以导致烟尘燃烧，这种 燃烧例如可能损坏排气系统。然而，在发动机关闭时在初级过滤器中恢复的热可能是特别危险的，例如当车辆停在尾管或其他排气系统部件附近具有障碍物的区域中时。如果障碍物是易燃的，例如高草，那么恢复过滤器的热量和/或由该热量引起的过滤器中的微粒燃烧可能引起火灾。因此，当确定发动机关闭已经开始时，在某种意义上，提高淬火剂喷射的速率可以预先控制由于关闭发动机引起的过滤器温度的升高。在另一些例子中，不是提高淬火剂喷射的速率，而是如果在恢复期间发动机关闭已经开始则淬火剂喷射可以另外被调节。在512之后，方法500进行到514，在514，方法包括判断在发动机关闭时初级过滤器的温度是否超过阈值。例如，阈值可以是过滤器恢复期间发动机关闭的不希望后果的可能性低所处的温度。如果在514的回答是“否”，则方法500从514进行到516，在516，方法500包括在发动机关闭时停止淬火剂喷射。例如，当发动机关闭开始时提高淬火剂喷射的速率可以充分降低初级过滤器的温度，使得在关闭发动机之后不需要进一步的淬火剂喷射。但是，如果在514的回答是“是”，则方法从514进行到518。在518，方法500包括继续淬火剂喷射直到初级过滤器的温度低于阈值。例如，尽管在关闭发动机开始时已经提高淬火剂喷射的速率，但是在发生发动机关闭时初级过滤器的温度仍然可能太高。因此，即使在发动机已经关闭之后，仍然可能希望继续将淬火剂喷射到初级过滤器中。例如，储存在诸如车辆电池的能量储存装置(未示出)中的能量可以驱动淬火剂喷射喷嘴，使得它在发动机已经停止运行之后能继续投配淬火剂。一旦初级过滤器的温度下降到低于阈值时，可以停止淬火剂喷射，并且在发动机保持在关闭状态时恢复可继续直到完成。在518之后，方法500结束。应当明白，方法400和500以举例的方式提供，并且因此不意味着是限制。因此要理解的是，方法400和500可以分别包括不同于图4和图5所示的步骤的附加和/或可替代的步骤，而不脱离本公开的范围。而且，应当明白，方法400和500不限于所示的顺序，相反，可以重新安排或省去一个或更多个步骤而不脱离本公开的范围。应当指出，这里包括的示例控制和估计(estimation)例程可以与各种发动机和/或车辆系统结构一起应用。这里描述的具体的例程可以表示任何数目处理策略中的一个或更多个，处理策略例如是事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所图解说明的各种步骤、操作或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，处理的次序不是实现这里所述的示例实施例的特征和优点必需的，而是为了容易说明和描述而提供。一个或更多个所图解说明的步骤或功能根据正在使用的特定策略可以重复地进行。而且，示例性例程可以图示地表示被编程到控制器中的计算机可读储存介质中的代码。应当明白，这里所公开的结构和例程在性质上是示例性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸发动机以及其他发动机类型。而且，本发明的主题包括这里公开的各种系统和结构、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。下面的权利要求具体指出认为是新颖且非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或更多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多这种元件。所公开的特征、功 能、元件和/或性质的组合或子组合可以通过本权利要求的修改或本申请或其他相关申请中给出的新权利要求来主张。这些权利要求，比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、相等或不同都被认为包含在本公开的主题内。
权利要求
1.ー种用于车辆排气系统的微粒过滤器，包括 初级过滤器、精滤器和设置在该初级过滤器上游的淬火剂喷射喷嘴；以及 在正常模式中通过所述初级过滤器而在故障安全模式中通过所述精滤器的排气通路； 其中在所述故障安全模式中，所述淬火剂喷射喷嘴向所述初级过滤器输送淬火剂。
2.根据权利要求I的微粒过滤器，其中在所述初级过滤器的超负荷期间该微粒过滤器在所述故障安全模式中运行。
3.根据权利要求2的微粒过滤器，其中所述精滤器围绕所述初级过滤器。
4.根据权利要求3的微粒过滤器，其中用于使所述排气通路改道的阀设置在所述初级过滤器的上游。
5.根据权利要求4的微粒过滤器，其中用于使所述排气通路改道的另ー个阀设置在所述精滤器的上游。
6.根据权利要求3的微粒过滤器，其中所述淬火剂喷射喷嘴设置在所述初级过滤器的进ロ区中，并且其中所述初级过滤器的进ロ区设置在所述精滤器的进ロ区的下游。
7.根据权利要求6的微粒过滤器，其中所述淬火剂包括加压的氮气或诸如水的液体。
8.根据权利要求6的微粒过滤器，其中所述初级过滤器包括壁流过滤器或贯流过滤器，和/或其中所述精滤器包括壁流过滤器或贯流过滤器。
9.根据权利要求I的微粒过滤器，还包括在混合模式中延伸通过所述初级过滤器的排气通路和延伸通过所述精滤器的排气通路，其中在所述混合模式中所述淬火剂喷射喷嘴向所述初级过滤器输送淬火剂。
10.一种用于净化车辆发动机的排气流的方法，包括 使排气流过初级过滤器； 在所述初级过滤器的超负荷期间使排气流过精滤器； 在所述初级过滤器的超负荷期间将淬火剂喷射到所述初级过滤器中。
11.根据权利要求10的方法，其中所述排气流借助于阀在所述初级过滤器和所述精滤器之间分配。
12.根据权利要求11的方法，其中该阀调节所述排气流中的氧浓度。
13.根据权利要求11的方法，其中所述淬火剂调节所述排气流中的氧浓度。
14.根据权利要求10的方法，其中所述淬火剂形成针对所述排气流的散热装置。
15.根据权利要求10的方法，其中所述初级过滤器是壁流过滤器，而所述精滤器是贯流过滤器。
16.根据权利要求15的方法，还包括在所述超负荷期间恢复所述初级过滤器并且如果在恢复期间开始关闭发动机则调节所述淬火剂的喷射。
17.一种用于浄化发动机排气的方法，包括 使排气流过初级过滤器；并且 当需要恢复该初级过滤器时 在恢复该初级过滤器的同时使至少ー些所述排气流过围绕该初级过滤器的精滤器； 将淬火剂喷射到该初级过滤器中；以及 在恢复期间如果发动机关闭开始则调节淬火剂喷射。
18.根据权利要求17的方法，其中该淬火剂喷射的速率基于排气压力、排气温度、排气成分以及在所述初级过滤器和所述精滤器之间分配排气流的阀的打开程度中的一个或更多个。
19.根据权利要求18的方法，其中在恢复期间如果发动机关闭开始则调节淬火剂喷射包括提高所述淬火剂喷射的速率。
20.根据权利要求17的方法，还包括在恢复期间如果发动机关闭开始，如果所述初级过滤器的温度超过在关闭时的阈值则在关闭之后继续所述淬火剂喷射，并且一旦所述初级过滤器的温度降至低于所述阈值则停止所述淬火剂喷射。
全文摘要
一种用于车辆排气系统的微粒过滤器，包括被精滤器围绕的初级过滤器(或初滤器)，和设置在该初级过滤器上游的淬火剂喷射喷嘴。在正常模式中，排气流过初级过滤器，而在故障安全模式或混合模式中，至少一些排气流过精滤器，并且通过该喷嘴喷射淬火剂以冷却初级过滤器。该故障安全模式可以例如在初级过滤器超负荷期间发生。如果在初级过滤器恢复期间发动机关闭开始，则可以调节淬火剂喷射速率以便在安全温度完成恢复。
文档编号F01N3/033GK102797538SQ201210158780
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月21日 优先权日2011年5月20日
发明者M·S·Y·亚西尔 申请人:福特环球技术公司