用于控制颗粒过滤器再生的方法和装置制造方法及图纸

用于控制颗粒过滤器再生的方法和装置。用于控制内燃机的废气通道中的颗粒过滤器再生的方法和装置，内燃机在其空气输入通道中具有节气门和废气回输，它在空气输入通道与废气通道之间具有废气回输阀，通过在空气流量和附加的喷射燃料时的干预，引发和监控在再生过程期间燃烧颗粒过滤器中的颗粒。提出，再生过程分成传统的再生阶段和扩展的再生阶段，用于在颗粒过滤器中快速氧化炭黑颗粒，在扩展的再生阶段内部放弃再喷射，如其在传统的再生阶段中应用的那样。本发明专利技术提出的方法和装置，相对于传统的再生策略缩短再生持续时间。降低油稀释/油混合以及动力燃料消耗。方法功能优选以软件方式作为对于传统再生策略的插件在所述控制单元内部实现。

【技术实现步骤摘要】
用于控制颗粒过滤器再生的方法和装置
本专利技术涉及一种用于控制内燃机的废气通道中的颗粒过滤器再生的方法，该内燃机在其空气输入通道中具有节气门和废气回输，该废气回输在空气输入通道与废气通道之间具有废气回输阀，其中通过在空气流量和附加的喷射燃料时的干预，引发和监控在再生过程期间燃烧颗粒过滤器中的颗粒。本专利技术还涉及一种相应的用于执行按照本专利技术方法的装置。
技术介绍
内燃机、尤其柴油内燃机经常配备废气再处理系统，它们尤其可以包括柴油颗粒过滤器（DPF）。这个颗粒过滤器在运行期间积聚炭黑并因此必须以确定的时间间隔再生。为此需要控制和监控装置，在其中对于DPF再生实施管理。在此功能性可以分成三个基本功能块：·估计储存在颗粒过滤器中的炭黑负荷，·控制/监控激活的再生，和·在内燃机的不同运行阶段内部协调再生。最后的功能块的目的是，如果达到或超过确定的炭黑负荷值的时候，尽可能快速地启动再生。但是这一点必须在有利的内燃机运行条件下实现。功能块控制/监控激活的再生包括内燃机上的所有监控措施，它们能够实现储存在DPF中的炭黑颗粒的氧化。这个过程周期地进行，用于燃烧颗粒过滤器去除碳黑。例如在EP1364110B1中描述了一种方法和装置，用于控制内燃机，它含有设置在废气再处理系统中的颗粒过滤器，其中设有再生过程，用于减小颗粒过滤器的负荷，其中根据内燃机的至少一个运行参数（转速N、喷射的燃料量QK、吸入的空气量ML和/或氧气浓度O2）和颗粒过滤器的至少一个运行参数（燃烧速度AV、吸入的空气量ML、废气温度TA和/或负荷状态DP）求得特征参数（过滤器温度TF），它表征未来在颗粒过滤器中的反应强度。在此规定，在超过阈值时通过特征参数TF采取至少一个措施，它减小在内燃机废气中的氧气浓度，目的是，使特征参数TF不达到阈值。颗粒过滤器的最大炭黑负荷主要取决于过滤器的基底材料、例如孔隙度、单元密度和通道几何形状，并且尤其取决于熔化温度以及热容。在再生期间的热释放与颗粒过滤器中的炭黑负荷成正比并且主要负责在颗粒过滤器中的最高温度。传统的再生策略从专门的喷射图形和空气流量出发，由此在内燃机的废气通道中实现提高的温度并且可以实现炭黑氧化。为此采取许多措施，因为在柴油发动机正常运行中只能在接近满负荷时达到所需的高废气温度600℃至650℃。尤其在低发动机负荷和低转速时除了空气系统干预（节气门）以外需要喷射方面的措施，用于调整上述的温度范围。这些措施是，延迟主喷射量（MI）、停止在发动机中燃烧的再喷射（Pol2）和停止在柴油-氧化催化器（DOC）上燃烧的再喷射（Pol1）。在此必须保证在废气中的确定的剩余氧气含量，用于能够实现这种氧化。再生持续时间取决于炭黑氧化率和颗粒过滤器中的炭黑量。用于氧化率的主影响因素是氧气含量和过滤器基底的温度。在此行驶条件主要影响内燃机提高用于完全再生的废气温度的能力。尤其在具有低负荷和频繁滑行的城市内的行驶运行中困难的是，达到对于最佳的再生达到所需的高温度范围。结果是，与在有利的行驶条件下进行的再生阶段相比延长了再生阶段。这种有利的行驶条件例如是连续的高速公路行驶。作为重要的副作用，在上述的用于颗粒过滤器的再生策略中，观察到由于喷射图形和再喷射量引起的润滑油稀释或润滑油与动力燃料混合。这导致动力燃料负面地加载气缸壁。在高度油稀释/油混合的情况下，作为结果可能损伤内燃机机构，这已经显示出失效。作为油稀释/混合的主影响参数已经识别到：·喷射图形（时刻和喷射量）·炭黑排放率，它限制DPF负荷率和再生频率，以及·再生持续时间，它确定在每次再生时在油中的动力燃料进入。作为另一要求，要求DPF再生对于汽车司机没有可识别的功率影响和没有附加形成噪声地实现。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种方法，通过它再生颗粒过滤器并且可以减少油稀释/混合以及动力燃料消耗。本专利技术的目的还是，提供一种用于执行该方法的相应的装置。涉及方法的目的通过权利要求1至7的特征实现。按照本专利技术的方法规定，所述再生过程分成传统的再生阶段和扩展的再生阶段，用于在颗粒过滤器中快速氧化炭黑颗粒，其中在扩展的再生阶段内放弃再喷射，如同其在传统的再生阶段中应用的那样。传统的再生阶段应用一般1至3分钟，在此其首先负责加热废气净化系统包括颗粒过滤器（DPF）。通过扩展的再生阶段附加地提高温度，用于加速炭黑燃烧。由此可以明显减少整个再生阶段的持续时间。因为放弃在这个第二阶段中的可能通常的再喷射，由此减少油稀释或油混合，即传统的再生阶段只持续1-3分钟，替代通常地持续10-15分钟。在达到炭黑氧化的启动温度以后，如同优选的方法变型规定的那样，可以通过至少部分地关闭节气门而减少在输入空气通道中的输入空气流，和/或由于至少部分地打开废气回输阀而提高回输的废气比例，结合去激活再喷射引发所述扩展的再生阶段。通过这些措施可以减小在颗粒过滤器前面的废气通道中的气流并且提高氧气浓度。这支持颗粒过滤器内部的温度提高，因为降低在生热的氧化反应期间的气流冷却效应，并且氧气浓度提高反应的速度。以有利的方式在达到580℃至610℃的温度时引发所述扩展的再生阶段，即开始炭黑颗粒氧化。当由于炭黑燃烧的热释放提高DPF中的温度时能够实现快速的炭黑氧化，直到结束炭黑氧化并由此再降低温度。因此，这个自调节的“链反应”导致在颗粒过滤器中短暂的高峰值温度，它由颗粒过滤器中的炭黑浓度、氧气浓度和温度水平确定。在限制颗粒过滤器的基底材料和/或基底覆层的最高允许温度或最大允许温度梯度方面，在优选的方法变型中规定，在颗粒过滤器较低的预测的炭黑负荷时引发再生过程。在城市内的行驶运行期间引发颗粒过滤器再生时，得到对于这种再生特别有利的运行阶段，在城市内的行驶运行中发动机负荷和转速相当低。在这个运行阶段中，喷射的燃料量与供使用的空气量相比更少，由此可以迅速减少气流并且总是还提供足够的剩余氧气供炭黑燃烧使用。在传统的再生颗粒过滤器时，与上述的方法变型不同，这个运行阶段正好是最关键的，因为在这里炭黑负荷由于高的烟灰水平是最高的，并且引起相当长的再生阶段，这导致更多的动力燃料进入到机油中。因此城市内的行驶运行在传统的再生时是最关键的情况。但是对于所建议的再生方法，这种运行阶段正好提供大的改善潜力。在高发动机负荷和高转速的运行阶段中，通常在城市外的行驶运行时（例如快速的高速公路行驶），如上所述，不能使用扩展的再生阶段，因为动力燃料喷射量足够高，并且在气流明显减少时不能再提供足够的剩余氧气供碳黑燃烧使用，并也不能再提供足够的转矩供使用。因此规定，在引发再生以后，在从城市内的行驶运行交替到城市外的行驶运行时，只要扩展的再生阶段已经激活，则中断该扩展的再生阶段，并且通过传统的再生阶段替换，其中这个再生阶段一直执行直到达到至少部分成功的炭黑降低。由于高的发动机负荷，在引发颗粒过滤器再生以后可以在城市外的行驶运行期间仅仅执行传统的再生阶段，其中在交替到城市内的行驶运行时在还运行的再生期间启动扩展的再生阶段，只要预测的炭黑负荷还具有高的数值。如上所述，本方法的优选应用规定，控制由柴油发动机构成的内燃发动机的废气再处理系统中的颗粒过滤器的再生，其中作为用于这种柴油颗粒过滤器的过滤材料可以使用廉价的、但是更低温度稳定的过滤材料。对此的示例是由堇青本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制内燃机（10）的废气通道（30）中的颗粒过滤器（42）再生的方法，该内燃机在其空气输入通道（20）中具有节气门（24）和废气回输（25），该废气回输在空气输入通道（20）与废气通道（30）之间具有废气回输阀（26），其中通过在空气流量和附加的喷射燃料时的干预，引发和监控在再生过程期间燃烧颗粒过滤器（42）中的颗粒，其特征在于，所述再生过程分成传统的再生阶段（122）和扩展的再生阶段（123），用于在颗粒过滤器（42）中快速氧化炭黑颗粒，其中在扩展的再生阶段（123）内部如同其在传统的再生阶段（122）中应用的那样放弃再喷射（115,116）。

【技术特征摘要】
2011.04.07 DE 102011006920.81.一种用于控制内燃机（10）的废气通道（30）中的颗粒过滤器（42）再生的方法，该内燃机在其空气输入通道（20）中具有节气门（24）和废气回输（25），该废气回输在空气输入通道（20）与废气通道（30）之间具有废气回输阀（26），其中通过在空气流量和附加的喷射燃料时的干预，引发和监控在再生过程期间燃烧颗粒过滤器（42）中的颗粒，其特征在于，所述再生过程分成传统的再生阶段（122）和扩展的再生阶段（123），用于在颗粒过滤器（42）中快速氧化炭黑颗粒，其中在扩展的再生阶段（123）内部放弃在传统的再生阶段（122）中应用的再喷射（115,116）。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过至少部分地关闭节气门（24）而减少在空气输入通道（20）中的输入空气流（21），和/或由于至少部分地打开废气回输阀（26）而提高回输的废气比例，结合去激活再喷射（115,116）而引发所述扩展的再生阶段（123）。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在达到580℃至610℃的温度时引发所述扩展的再生阶段（123）。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在颗粒过滤器（42）较低的预测的炭黑负荷时启动所述扩展的再生阶段（123）。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：A迪亚诺，J保罗，P西卡雷塞，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：