[發明專利]用于使在用汽油運行的機動車的廢氣系中的經涂層的顆粒過濾器再生的方法和裝置

在審

• 申請號: 202080024281.8
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN113574257A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: F·克萊納;E·阿克萊特納;H·庫尼亞萬;G·哈夫特;S·科洛德齊吉;P·羅達茨
• 申請（專利權）人: 緯湃科技有限責任公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N3/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 后云鐘;司昆明

本發明涉及一種用于使在用汽油運行的機動車的廢氣系中的經涂層的顆粒過濾器再生的方法，其中對被引導到所述廢氣系中的二次空氣量進行調節，其中用于所述調節的實際值由布置在所述顆粒過濾器下游的傳感器來提供，并且其中如此進行所述調節，使得在所述顆粒過濾器下游存在的空氣系數圍繞著化學計量的空氣系數振蕩。此外，本發明涉及一種用于使在用汽油運行的機動車的廢氣系中的經涂層的顆粒過濾器再生的裝置。

技術領域

本發明涉及一種用于使在用汽油運行的機動車的廢氣系中的經涂層的顆粒過濾器再生的方法和裝置。

背景技術

越來越嚴格的法律上應該遵守的排放極限值對機動車的廢氣系統提出越來越高的要求。為了滿足這些要求，必須同時運用不同的廢氣排放減少策略。這些不同的廢氣排放減少策略使用不同的組件，包括相應所屬的傳感裝置。

除了減少燃料消耗并且因此減少CO₂排放之外，借助于一個或多個廢氣催化器來減少氣態排放CO、NOx和HC并且借助于顆粒過濾器來減少顆粒排放是重要的研發目標。

用于柴油內燃機的顆粒過濾器通常也被稱為炭黑過濾器，這種炭黑過濾器已經被長期使用并且在實踐中被證實是有效的。

此外已經知道的是，在用汽油運行的內燃機的廢氣系中，尤其在具有燃料直噴系統的內燃機中也產生顆粒，其中燃料用高壓直接被加入到燃燒室中并且非常精細地被霧化。因此，立法者也提高用于用汽油運行的內燃機的顆粒排出的極限值，所述內燃機利用燃料直噴系統來運行。因此，隨著有害物質標準Euro 6d的引入，必須遵守而后適用的、最大6x10¹¹個顆粒/km的極限值。

為此所使用的顆粒過濾器基本上由殼體（所謂的罐體）和被裝入到殼體中的整體結構（Monolith）構成。該顆粒過濾器將在燃燒時產生的顆粒、大多是炭黑顆粒大部分從廢氣中濾出。只要在顆粒過濾器中存在的條件、例如升高的溫度、廢氣中的氧氣不導致顆粒過濾器的再生，則所分離的顆粒就留在所述顆粒過濾器中。

為了使得經涂層的顆粒過濾器再生，需要高于550-600℃的溫度。溫度越高，則炭黑的氧化就進行得越快。

已知的是，將顆粒過濾器布置在機動車的發動機附近或者底板中。在將顆粒過濾器布置在底板中時，所述顆粒過濾器與靠近發動機布置的顆粒過濾器相比例如在距發動機進一步遠離大約800 mm的地方來布置。結果是，在將顆粒過濾器布置在底板中的情況下在所述顆粒過濾器中存在比在靠近發動機布置的顆粒過濾器中低了大約140℃的廢氣溫度。

因此，迄今為止在存在顆粒過濾器的底板布置時，在廢氣系中沒有加熱措施的情況下，只能在WLPT（全球輕型車測試規程）的“極高階段”中達到必需的顆粒過濾器再生溫度，在所述“極高階段中”存在較高的行駛速度。如果在低速范圍內進行較長時間的行駛，那就不能達到必需的600℃的顆粒過濾器再生溫度。

為了避免這些缺點，本申請人開發了一種系統，在該系統中二次空氣在經涂層的顆粒過濾器的上游被吹入到廢氣系中并且通過富油的發動機運行由未燃燒的成分CO和HC來提供用于使得顆粒過濾器升溫的能量。在此使用的算法根據在顆粒過濾器上游的廢氣溫度來計算對顆粒過濾器的升溫來說所必需的空氣系數。如此調整二次空氣源，使得所述顆粒過濾器下游的空氣系數處于貧油的范圍，以用于確保顆粒過濾器中的炭黑氧化。借助于這種系統，甚至在空載中也能夠達到大約800℃的顆粒過濾器溫度，這明顯高于顆粒過濾器再生所必需的最低溫度。

在遠離發動機地布置顆粒過濾器并且廢氣系統的直至底板-顆粒過濾器的高的熱慣性的情況下，能夠在用于低速范圍的較遲的點火時刻在沒有舒適性損失的情況下達到對于顆粒過濾器的再生來說必需的溫度。因為加熱措施必須比為了快速達到發動機附近的顆粒過濾器的點燃溫度（“點火溫度”）有力得多，所以一個限制性的因素是發動機控制機構中的熄火識別。對于顆粒過濾器的底板布置來說，只有通過在高速范圍內的加速才在沒有加熱措施的情況下達到所述顆粒過濾器再生溫度。