用于使颗粒过滤器再生的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于使内燃机(10)的废气通道(12)中的颗粒过滤器(20)再生的方法以及装置，其中，颗粒过滤器(20)的加载状态通过加载模型确定，其中颗粒过滤器(20)为了建模被划分为至少两个过滤器元件(32、34)，并且其中对于每个过滤器元件(32、34)单独地确定加载状态和/或温度分布。本发明专利技术还涉及一种用于使内燃机(10)的废气通道(12)中的颗粒过滤器(20)再生的装置，其中所述装置设有控制设备(16)，所述控制设备具有用于控制按照本发明专利技术方法的计算机可读的程序算法以及必要时需要的综合特征曲线和相似参数。

Method and apparatus for regenerating a particle filter

The invention relates to a method for the internal combustion engine (10) of the exhaust passage (12) particles in the filter (20) regeneration method and device, wherein, the particle filter (20) loading state determined by loading model, the particle filter (20) for modeling is divided into at least two filter elements (32, 34), and one for each of the filter element (32, 34) alone to determine the loading state and / or temperature distribution. The invention also relates to a method for the internal combustion engine (10) of the exhaust passage (12) particles in the filter (20) regeneration device, wherein the device is provided with a control device (16), the control device is used to control according to the method of the invention of the computer readable program calculation method and comprehensive characteristic curve when necessary need and similar parameters.

【技术实现步骤摘要】
用于使颗粒过滤器再生的方法和装置
本专利技术涉及一种用于使内燃机的废气通道中的颗粒过滤器再生的方法以及装置。
技术介绍
当前和未来越来越严厉的废气立法对发动机的未处理排放和内燃机的废气再处理提出很高的要求。随着用于汽油机的废气标准EU6的引入对颗粒排放规定了极限值，因此对于汽油机也需要使用颗粒过滤器。颗粒过滤器在汽车的行驶运行中加载颗粒，其中废气背压在废气通道中随着加载而增加。颗粒过滤器的加载例如通过对废气通道中颗粒过滤器之前和之后的压力差测量确定、或者通过在内燃机的控制器中的建模确定。若废气背压水平没有过大程度地提升，颗粒过滤器必须连续地或者周期性地再生。为了利用氧气来热氧化颗粒过滤器上的炭黑颗粒，则需要足够的再生温度以及在废气中需要同时存在剩余氧气。颗粒过滤器中炭黑排放可以与颗粒过滤器的加载相对照地同样通过废气通道中的背压测量或者通过建模来描述。由DE4230180A1已知一种用于颗粒过滤器过滤的方法，其中为了确定颗粒过滤器的加载状态测量压力值、通过颗粒过滤器的废气体积流量以及在确定废气体积流量时出现的内燃机转速。通过考虑这些测量值确定实际特征值并且与极限值对比，其中当实际特征值和极限值之间的差足够小时引入颗粒过滤器的再生。由DE19945372A1已知一种用于控制颗粒过滤器的再生的方法，其中通过特征曲线或者模型实施颗粒过滤器的再生。模型包含颗粒过滤器的加载值，其中输入自从上次再生的行驶时间和行驶路程。由加载值得出状态特征值，当其被超过时实施再生。尽管这些方法已经考虑到多个特征值，但是它们仍是以颗粒过滤器上的均匀的温度分布以及颗粒过滤器的均匀加载为基础。由DE10349134A1已知一种用于颗粒过滤器再生的方法，其中表面温度的分布借助热成像相机确定并且结合当前的温度分布尝试：通过选择相应的发动机参数或者颗粒过滤器的相应流量实现在颗粒过滤器的横截面上的尽可能均匀的温度分布。但是这种方法非常耗费和昂贵，因此对于特别适合用在实验台上，而不适合用在汽车中。此外由于废气中的炭黑会导致用于热成像相机的视窗被污染，因此这些影响必须被额外地补偿并且测量时长是有限的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于使颗粒过滤器再生的方法，其考虑到在颗粒过滤器上的径向和轴向的温度梯度以及由此导致的在颗粒过滤器的再生时不同的转换率，以便即使当运行条件不利时也能引入用于颗粒过滤器的有效的构件保护措施或者颗粒过滤器的主动的再生措施。按照本专利技术的基础构思规定，颗粒过滤器的加载状态通过加载模型确定，其中，颗粒过滤器为了建模划分成至少两个过滤器元件，其中，为每个过滤器元件确定加载状态和/或温度分布。由于在颗粒过滤器上的径向和/或轴向的温度分布，可以通过由此导致的不同的转换率在颗粒过滤器部分再生之后，存在炭黑颗粒对颗粒过滤器的不同的单位加载量。因此对其精确的获知是需要的，以便在不利的运行条件下也能对颗粒过滤器采取有效的构件保护措施或者主动的再生措施。通过将颗粒过滤器划分为多个过滤器元件，在此可以将局部的加载模型化，由此能够确定对于颗粒过滤器的更精确的构件加载并且避免对颗粒过滤器的损伤。在本专利技术的优选的技术方案中规定，颗粒过滤器为了建模沿轴向划分为多个过滤器平面。由此能够沿着经过颗粒过滤器的流动方向、亦即沿着颗粒过滤器的轴向对加载状态和/或温度建模，因此在颗粒过滤器的沿着废气经过颗粒过滤器的流动方向的不同位置上的颗粒输入或者颗粒排出可以被确定。特别优选的是，过滤器平面设计为盘状的。通过利用多个在废气经过颗粒过滤器的流动方向上相继布置的盘状的过滤器元件的建模，能够实现在轴向上的加载状态的特别简单的建模。所述过滤器元件优选从颗粒过滤器的中心轴线开始径向向外地延伸，并且分别具有相同的直径或者相同的半径。按照所述方法的另一种有利的技术方案规定，颗粒过滤器为了建模沿径向划分为多个环。因此可以以简单的方式对径向温度差别和颗粒过滤器在径向上不同的加载状态建模，其中还可以考虑的是，颗粒过滤器的径向靠外的区域通常比颗粒过滤器的径向靠内的区域更冷。此外已显示的是，在颗粒过滤器的径向靠外的区域中的温度比颗粒过滤器的径向靠内的区域中的温度沿轴向下降得更快。与通过在颗粒过滤器上的背压测量的建模或者基于炭黑颗粒在炭黑颗粒过滤器上均匀分布的模型相比，通过温度分布的相应的建模可以对向颗粒过滤器的颗粒输入和/或从颗粒过滤器向外的颗粒排出进行明显更精确的建模。若颗粒过滤器既沿轴向又沿径向划分为多个过滤器元件，则通过将颗粒过滤器径向划分成环并且将颗粒过滤器轴向划分成盘状能够实现颗粒过滤器的加载状态的特别精确的建模。这是本专利技术的优选的实施形式。按照所述方法的扩展设计规定，对每个过滤器元件分别确定颗粒过滤器的构件温度。这同样通过建模或者局部温度测量、例如通过嵌入颗粒过滤器中的热学元件进行。通过确定颗粒过滤器的各个过滤器元件中的局部温度，可以更精确地预测向各个过滤器元件中的炭黑输入或者从各个过滤器元件向外的炭黑排出，由此进一步简化和改善建模。备选地有利地规定，仅在所选择的过滤器元件上测量颗粒过滤器的构件温度，并且借助建模确定剩余的过滤器元件的温度。在最简单的情况下，通过沿测量元件的序列的温度分布的简单的内插法或外插法实现建模。由此可以改善向过滤器元件中的炭黑输入和/或从过滤器元件的炭黑排出的建模的精确度，并且由此进一步改进颗粒过滤器的加载模型的质量。备选地，温度也可以通过合适的计算模型确定，而不需要在颗粒过滤器上或颗粒过滤器中的温度测量元件。这例如借助废气通道中的流体模拟、优选通过用于对内燃机中的燃烧温度建模的燃烧模型进行。备选地也可以测量废气通道中的与颗粒过滤器相间隔的位置处的温度，并且由此对颗粒过滤器上的温度分布进行建模。按照所述方法的进一步改进规定，在确定了颗粒过滤器的不利的加载状态时，采取用于颗粒过滤器的构件保护的措施。由此可以阻止出现相对颗粒过滤器的局部的加载峰值，其会导致颗粒过滤器的损伤或损坏。在此特别有利的是，在识别到颗粒过滤器的不利的加载状态时，以化学计量的或者浓的混合物运行，因此不会有氧气到达废气通道。内燃机在车辆运行中的推进阶段(Schubphase)尤其在这种背景下是重要的，其中燃料喷入被调节，内燃机的气缸压缩空气并且空气被供给到废气通道中。当温度足够高时，这导致了在颗粒过滤器上出现不可控的炭黑燃烧，这会损伤或损坏颗粒过滤器。为了避免这种情况，为了保护构件也在这种推进阶段向内燃机的燃烧室中注入燃料，用于保护颗粒过滤器不承受不可控的炭黑燃耗。此外按照本专利技术提供一种用于使内燃机的废气通道中的颗粒过滤器再生的装置，其具有控制设备、尤其是控制器(发动机控制器)，所述控制设备具有用于控制按照本专利技术的方法的计算机可读的程序算法，并且其适用于实施按照本专利技术的方法。控制设备必要时还可以具有需要的综合特征曲线和类似参数。通过相应的控制设备可以以简单的方式这样控制或调节内燃机，使得颗粒过滤器的再生被实施，并且颗粒过滤器的构件损伤、尤其颗粒过滤器的热损伤被避免。本专利技术其他有利的技术方案由其余的在从属权利要求中描述的特征得出。本专利技术在该申请中描述的不同的实施形式只要没在个别情况做相反的说明都可以有利地相互组合。附图说明以下在实施例中结合附图阐述本专利技术。在附图中：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使内燃机(10)的废气通道(12)中的颗粒过滤器(20)再生的方法，其中，所述颗粒过滤器(20)的加载状态通过加载模型确定，其特征在于，所述颗粒过滤器(20)为了建模被划分为至少两个过滤器元件(32、34)，其中，对于每个过滤器元件(32、34)单独地确定加载状态和/或温度分布。

【技术特征摘要】
2015.11.03 DE 102015221495.81.一种用于使内燃机(10)的废气通道(12)中的颗粒过滤器(20)再生的方法，其中，所述颗粒过滤器(20)的加载状态通过加载模型确定，其特征在于，所述颗粒过滤器(20)为了建模被划分为至少两个过滤器元件(32、34)，其中，对于每个过滤器元件(32、34)单独地确定加载状态和/或温度分布。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒过滤器(20)为了建模沿轴向划分为多个过滤器平面(22、24、26)。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，多个过滤器平面(22、24、26)设计为盘状的。4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述颗粒过滤器(20)为建模被划分为多个环(r1，r2)。5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，为每个过滤器元件(32、34)分别确定颗粒过滤器(20)的构...

【专利技术属性】
技术研发人员：L施吕特，S保克纳，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE