用于废气净化的方法和系统技术方案

技术编号:8659263 阅读:124 留言:0更新日期:2013-05-02 05:47
本发明专利技术涉及一种关于微粒过滤器(202)再生的方法,所述微粒过滤器与燃烧过程相关,该微粒过滤器被布置用于处理内燃机(101)中由燃烧引起的废气。当至少一个用于升高所述微粒过滤器的温度的措施被启用时,所述方法包括确定所述微粒过滤器(202)的温度,将经确定的所述温度与第一温度比较,并且当经确定的所述温度低于所述第一温度时,中断所述用于升高所述微粒过滤器(202)的温度的措施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微粒过滤器,并且尤其涉及根据权利要求1前序部分用于微粒过滤器再生的方法。本专利技术还涉及了系统和车辆。
技术介绍
增长的官方对污染和空气质量(尤其是城市地区)的关注已经导致在许多管辖区域采用了排放标准和规则。这样的排放标准经常设定要求,所述要求为从装配有内燃机的车辆排放的废气限定了可接受的极限。例如,这些标准经常规定从大多数类型的车辆排放氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和微粒的等级。为满足这样的排放标准所做的努力已导致从借助于对内燃机中燃烧引起的废气进行后处理(净化)的视角进行研究。一种对来自内燃机的废气进行后处理的方式被称作催化净化过程,因此车辆以及许多其他由内燃机供能的至少大型输运工具也设有至少一个催化器。可替代地或者与一个或多个催化器相结合地,后处理系统也可包括其他组件,例如微粒过滤器。也存在微粒过滤器与催化器彼此整合的情况。内燃机气缸中的燃油燃烧导致了碳烟微粒的形成。微粒过滤器被用于捕获这些碳烟微粒,并且以这样的方式工作,即废气流被引导通过过滤器结构,借此碳烟微粒从经过的废气流被捕获并且在微粒过滤器中存储起来。在车辆运行期间,微粒过滤器逐渐地充满碳烟,并且必须迟早清空微粒过滤器,这通常通过所谓的再生来实现。再生包括在一个或多个化学过程中将主要由碳微粒组成的碳烟微粒转化为二氧化碳和/或一氧化碳,原则上所述再生可以两种不同的方式实现。一种方式是通过所谓的基于氧气(O2)的再生来实现再生,其也被称作主动再生(active regeneration)。在主动再生中,碳借助于氧气转化为二氧化碳和水。为了完全实现所期望的反应速度(过滤器清空速度),该化学反应需要相对高的微粒过滤器温度。代替主动再生,可能的是施加基于NO2的再生,也被称为被动再生(passiveregeneration)。在被动再生中,通过碳和二氧化氮之间的反应形成氮氧化物和碳氧化物。被动再生的优点在于在显著低的温度下实现期望的反应速度以及因此过滤器被清空的速度。当微粒过滤器充满碳烟时,车辆的控制系统通常地例如借助于合适的算法确定通过被动再生为过滤器进行再生的适宜时间。当过滤器中的碳烟负载降低到期望的水平时,再生被视作完成。因为再生是取决于温度的,所以在发动机的控制中采取措施以便增加废气温度并且因此实现更快速的再生。然而,用于升高废气温度的那些措施确实导致了燃油消耗形式的成本。如果废气温度不能升高到使得被动再生能够尽快地如期望被实现的水平,那么车辆可能在升温措施被启用的情况下长期行进,由于增加的燃油消耗潜在地导致了巨大成本。因此存在这样的需要,该需要针对用于微粒过滤器再生的改进方案,借此能够避免这样的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种以高效的方式再生微粒过滤器的方法。该目的通过根据权利要求1特征部分的方法实现。本专利技术涉及一种适用于再生微粒过滤器的方法,所述微粒过滤器适用于燃烧过程,所述微粒过滤器适于处理内燃机中燃烧引起的废气。所述方法包括在至少一个用于升高所述微粒过滤器的温度的措施被启用时确定所述微粒过滤器的温度,将经确定的所述温度与第一温度比较,并且当经确定的所述温度低于所述第一温度时,中止所述用于升高所述微粒过滤器的温度的措施。在微粒过滤器的再生期间采用的一个或更多个升温措施导致了车辆的燃油消耗中相当大的增长。根据本专利技术,在尽管正在采用升温措施但过滤器温度仍旧太低而无法实现期望的再生速度时,中止所述升温措施。根据本专利技术,可以在如下情况中节约燃油,即不发生再生或者再生以如此低的再生速度发生从而增加的燃油消耗是不正当的。所述再生过程可例如涉及车辆的微粒过滤器的再生。车辆可以这样的方式被运行,即被动再生期间废气温度不能够升高到使得被动再生能够尽快地如期望的被实现的水平。这意味着车辆可能实际上采用升温措施地允许非常长的时间并经常实际上没有被动再生。就燃油消耗而言这是非常昂贵的并且本专利技术能够阻止这样的情况。本专利技术的更多特征及其优点借助于在实施例和附图下开始的详细说明书指明。附图说明图1a示出了车辆的动力传动系,在其中本专利技术可有利地使用。图1b示出了车辆控制系统中控制单元的实施例。图2示出了车辆的后处理系统的实施例,在该实施例中本专利技术可有利地使用。图3示出了作为微粒过滤器中碳烟量函数的再生速度(碳烟燃尽速度)的例子,并且示出了其温度依赖性。图4示出了在氧化催化器中从氮氧化物到二氧化氮的氧化的温度依赖性。图5为根据本专利技术的具体实施例的示意图。具体实施例方式图1a示意性地示出了根据本专利技术实施方式的示例的重型车辆100,例如卡车、公共汽车等。图1a中示意性示出的车辆100包括一对前轮111、112和一对动力后轮113、114。车辆还包括具有内燃机101的动力传动系,所述发动机以传统方式借助于发动机101的输出轴102例如经由离合器106连接到变速箱103。变速箱103的输出轴107经由最终齿轮108 (例如,传统的差分式齿轮)以及连接到所述最终齿轮108的驱动轴104、105对动力轮113、114进行驱动。车辆100还包括用于处理(净化)自发动机101排放废气的后处理(废气净化)系统 200。图2中更详细地示出了后处理系统。图表示出了车辆100的发动机101,在其中由于燃烧产生的废气经由涡轮单元220引导(在涡轮增压发动机中,由燃烧产生的废气流通常驱动涡轮单元,所述涡轮单元用于压缩输入到气缸中以便燃烧的空气)。涡轮单元的功能众所周知并且因此本文不再详加描述。废气流然后经由管道204 (如箭头所示)、氧化催化器(柴油机氧化催化器,D0C) 205被引导至微粒过滤器(柴油机微粒过滤器,DPF) 202。后处理系统还包括位于微粒过滤器202下游的SCR(选择性催化还原)催化器201。SCR催化器使用氨(NH3)或能够从中产生/形成氨的化合物作为用于还原氮氧化物NOx数量的添加物。微粒过滤器202可替换地位于SCR催化器的下游,尽管这在本专利技术涉及的被称为被动再生的情况下不太有利,所述被动再生取决于通常由SCR催化器还原的氮氧化物。根据本专利技术的一个实施例,后处理系统根本不包括SCR催化器。氧化催化器205具有多种功能并且利用废气流中大体由柴油机过程引起的过剩空气作为化学反应剂与氧化催化器中的贵金属涂层结合。催化器通常主要用于将废气流中残留的碳氢化合物和一氧化碳氧化成二氧化碳和水。然而,氧化催化器还可以将废气流中存在的大部分一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)0根据本专利技术该二氧化氮然后在被动再生中利用。在氧化催化器中也可以发生更多的反应。在所描述的实施例中,DOC 205、DPF 202和SCR催化器201整合在组合式废气净化单元203中。然而应当指出的是DOC 205和DPF202不必整合在组合式废气净化单元中,而是可替代地以一些其他被发现合适的方式安置。例如,DOC 205可位于更接近发动机101的地方。同样,SCR催化器可以从DPF 202和/或DOC 205分离。在图2中所示的后处理系统结构通常出现在重型车辆中,至少在实施严格的排放要求的管辖区域内,但是作为氧化催化器的替换,微粒过滤器实际上可设有贵金属涂层以使得在氧化催化器中发生的化学过程实际上在微粒过滤器中发生,并且因此后处理系统不具有DOC。如之本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.31 SE 1050892-71.一种适用于再生微粒过滤器(202)的方法,所述微粒过滤器适用于燃烧过程,所述微粒过滤器被设置用于处理由内燃机(101)中的燃烧产生的废气,其特征在于,所述方法包括在至少一个用于升高所述微粒过滤器(202)的温度的措施被启用时: a)确定所述微粒过滤器(202)的温度Tfilter; b)将经确定的所述温度Tfilto与第一温度Tlimitl对比;以及 c)在经确定的所述温度Tfiltw低于所述第一温度Tlimitl时,中止所述用于升高所述微粒过滤器(202)的温度的措施,其中所述方法还包括在所述用于升高所述微粒过滤器(202)的温度的措施已被中止时 启用至少一个用于在所述微粒过滤器(202)的温度Tfilto高于第二温度极限Tlimit2时升高所述微粒过滤器的温度的措施,其中所述第二温度极限高于所述第一温度Tlimitl。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法在确定所述微粒过滤器(202)的温度Tfilto之前还包括在采用所述至少一个升温措施后等待第一时间段Tt liml。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法形式为再生车辆(100)的微粒过滤器(202)的方法,所述方法在所述用于升高所述微粒过滤器(202)的温度的措施已被中止时还包括启用至少一个用于在所述车辆(100)的速度超过第一速度极限hlimitl时升高所述微粒过滤器(202)的温度的措施。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,自所述用于升高所述微粒过滤器(202)的温度的措施已被中止起在所述中止后没有启用至少一个用于升高所述温度的措施的状态下在已经过去第一时间后中止所述再生。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在所述用于升高所述微粒过滤器( 202)的温度的措施已被中止且已被重新启用第一数量的次数时中止所述再生。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括确定所述再生的效率并且如果所述确定的...

【专利技术属性】
技术研发人员:CJ·卡尔松K·泰尔博恩
申请(专利权)人:斯堪尼亚商用车有限公司
类型:
国别省市:

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