[發明專利]在內燃機的排氣系統中的顆粒過濾器或四元催化器的再生

有效

• 申請號: 201810480424.0
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108952896B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: D.蘇德沙耶夫
• 申請（專利權）人: 大眾汽車有限公司
• 主分類號: F01N3/029
• 分類號: F01N3/029;F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭帆揚;李強

本發明涉及一種用于再生在內燃機的排氣系統中的顆粒過濾器或四元催化器的方法，其中，應防止或至少使在再生顆粒過濾器或四元催化器期間氮氧化物排放的增加最小化。設置成，在內燃機的排氣系統中布置顆粒過濾器或四元催化器。在內燃機的關停要求時關停燃料噴射和點火。通過慣性，內燃機從關停轉速到停止，其中，在該階段中將富氧的新鮮空氣輸送到排氣通道中。利用包含在該新鮮空氣中的氧氣，進行顆粒過濾器或四元催化器的部分再生，其中，通過計算模型獲取從顆粒過濾器或四元催化器中排出的顆粒質量。此外，提出一種用于廢氣后處理的裝置，利用該裝置可進行這種方法。

技術領域

本發明涉及一種用于再生在內燃機的排氣系統中的顆粒過濾器或四元催化器的裝置以及方法。

背景技術

越來越嚴格的廢氣法律規定對車輛制造商提出高的要求，這通過用于減小發動機的未處理排放的相應措施并且通過相應的廢氣后處理來實現。隨著法律等級EU6的引入，對于奧托發動機規定了顆粒數量的極限值，其在多數情況中需要使用奧托顆粒過濾器。在行駛運行中，這種奧托顆粒過濾器加載有炭黑。為了廢氣背壓不過度增加，必須連續第或周期性地再生這種奧托顆粒過濾器。為了執行留在奧托顆粒過濾器中的炭黑利用氧氣的熱氧化，需要足夠高的溫度水平結合同時在奧托發動機的排氣系統中存在的氧氣。由于現代的奧托發動機通常在沒有氧氣過量的情況下以化學計算的空燃比(λ=1)運行，為此需要附加的措施。此外，作為措施，例如考慮通過點火角度調整提高溫度、奧托發動機的暫時的過稀調整、將二級控制吹入排氣系統中或這些措施的組合。優選地，至今為止使用向更晚的方向調整點火角度結合奧托發動機的過稀調整，因為該方法可在沒有附加的構件的情況下實現并且可在奧托發動機的大多數運行時刻提供充分的氧氣量。此外力求的是，在冷起動之后盡可能快速地將在內燃機的排氣通道中的催化器帶到運行溫度上，以盡可能快速地實現用于有害廢氣成分的高轉化率。然而，在顆粒過濾器的再生期間內燃機的該過稀調整可導致，在顆粒過濾器的再生期間出現氮氧化物排放(NOx排放)的顯著增加，因為在過量化學計算的空燃比的情況中在廢氣中不再包含例如一氧化碳(CO)或不可燃的碳氫化合物(HC)的組分，利用這些組分在三元催化器上實現氮氧化物排放到分子的氮的催化還原。

從文件DE 10 2013 220 899 A1中已知用于再生在內燃機的排氣系統中的顆粒過濾器的方法，其中，通過相應的氧調節器匹配內燃機的廢氣溫度，以保證用于顆粒過濾器的再生所需的溫度以及同時在內燃機的排氣通道中剩余氧氣的存在。然而在這種方法中不利的是，通過內燃機的過稀調整導致在顆粒過濾器的再生期間在廢氣中的氮氧化物排放增加。

從文件WO 2015/169958 A1中已知一種外點火的內燃機，在其排氣系統中布置顆粒過濾器，其中，為了再生顆粒過濾器進行多級的方法，以便于僅僅盡可能少地降低在顆粒過濾器的再生期間的行駛舒適性。為此，在內燃機的推進階段中，將顆粒過濾器的被動再生作為“最柔和的”措施與用于再生的相應的主動的措施相結合，其中，在多級的過程中，分別選擇這樣的措施，即，其可以最少地干預行駛舒適性和內燃機功率的方式來進行。然而在這種方法中不利的是，在此在主動的措施中也出現內燃機的空燃比的過稀調整以及與此相關的氮氧化物排放增加。

文件DE 10 2012 022 153 A1公開了一種用于再生在奧托發動機的排氣通道中的顆粒過濾器的方法，其中，在第一步驟中確定顆粒過濾器的溫度或通過顆粒過濾器的廢氣質量流，并且通過將在廢氣中的氧氣份額提高到化學計算的廢氣之上，在達到顆粒過濾器的再生溫度時氧化留在顆粒過濾器中的炭黑。

從文件DE 10 2010 046 899 A1中已知一種在內燃機的排氣通道中的顆粒過濾器的再生，其中，在關停內燃機期間進行再生。在此，當顆粒過濾器具有相應的負載并且顆粒過濾器的溫度還足夠用于在關停內燃機時實現顆粒過濾器的部分再生時，直接在關停點火之前向“稀”的方向調整空燃比。然而，所提出的方法僅僅實現使留在顆粒過濾器中的炭黑的很少的部分量再生，因為在關停噴射和點火之后富氧的空氣被輸送到排氣通道中的時間段相對短。