用于将燃料计量添加到排气通道中的方法和控制单元技术

本发明专利技术涉及一种用于将燃料计量添加到排气通道中的方法和控制单元。其中通过利用不连续输送的电操纵的具有恒定排量的高压泵产生燃料的高压，将燃料供给到带有用于确定燃料压力的压力测量装置的蓄压器且通过后面的电操纵的高压喷射阀将燃料喷入排气通道中。通过HDEV操纵信号以恒定的周期将高压泵接通和切断，通过每个周期的操纵时间预先规定高压泵的输送量，在时间上与高压泵的操纵无关地通过打开高压喷射阀从蓄压器中取出喷入排气通道中的燃料量，若燃料压力高于预先规定的额定值则不操纵高压泵且若燃料压力低于所述预先规定的额定值则操纵高压泵。还涉及用于使微粒过滤器再生的方法及用于实施该方法的控制单元。

【技术实现步骤摘要】
用于将燃料计量添加到排气通道中的方法和控制单元
本专利技术涉及一种用于将燃料从至少包括高压泵、蓄压器和高压喷射阀的高压系统计量添加到内燃机排气通道中以使设置在排气通道中的氮氧化物储存催化转换器（NSC）再生的方法，其中，通过进行不连续输送的电气操纵的具有恒定排量的高压泵产生燃料的高压，将燃料供给到带有用于确定燃料压力的压力测量装置的蓄压器以及通过连接在后面的电气操纵的高压喷射阀将燃料喷入排气通道中。此外本专利技术还涉及一种用于将燃料从至少包括高压泵、蓄压器和高压喷射阀的高压系统计量添加到内燃机排气通道中以使设置在排气通道中的微粒过滤器再生的方法，其中，通过进行不连续输送的电气操纵的具有恒定排量的高压泵产生燃料的高压，将燃料供给到带有用于确定燃料压力的压力测量装置的蓄压器以及通过连接在后面的电气操纵的高压喷射阀将燃料喷入排气通道中。本专利技术此外还涉及一种用于实施所述方法的控制单元。
技术介绍
为了减少内燃机的有害物质排放，目前在相应设置的排气后处理系统中设置各种各样的催化转换器和过滤器。例如在柴油机中除了用于对碳氢化合物和一氧化碳进行氧化的氧化催化转换器之外还可以设置柴油微粒过滤器和NOX储存催化转换器。微粒过滤器被用于降低微粒排放。排气被输送通过微粒过滤器，该微粒过滤器分离出在排气中的固体微粒并且将它们保留在过滤载体中。由于贮存在过滤载体中的黑烟物质，微粒过滤器随着时间变化而堵塞，这导致流动阻力进而排气背压的增加。由于这个原因，贮存的黑烟物质必须不时地在再生过程中排出。通过将排气温度典型地提高到600℃到650℃开始再生，从而贮存在微粒过滤器中的黑烟开始燃烧。特别是内燃机的载荷和转速低的情况下，为了达到必要的温度，提供在发动机内部采取的措施，例如在发动机的混合气准备中，或者提供在发动机之后采取的措施，例如喷入排气通道中的在氧化催化转换器处燃烧的后喷射（HCI：碳氢化合物喷射）。在足够高的排气温度下，在微粒过滤器中开始发生放热反应，该放热反应引起黑烟微粒燃烧并且在几分钟（例如20分钟）内使微粒过滤器再生。NOX储存催化转换器（NSC：NOXStorageCatalyst）用于降低内燃机的NOX排放。在内燃机工作中NO2贮存在NOX储存催化转换器中。在这里，NO在设置在前面的氧化催化转换器中被氧化成NO2。如果达到NOX储存催化转换器的NO2储存极限，则必须使该NOX存贮催化转换器再生。为了提供为此所需的一氧化碳，排气必须具有>1的λ。在以稀混合气工作的柴油机中，在此也可以规定将燃料喷射到排气通道中。文献DE102008013406A1描述了一种用于将至少一种减少有害物质的介质计量添加到排气系统中，特别是用于将燃料引入排气管路中以使在排气管路中的减小有害物质的元件再生的装置，该装置包括至少一个喷射阀，特别是压力控制的喷射阀，以及包括用于将减少有害物质的介质供给到喷射阀的至少一个供给管路，其中，在供给管路中在喷射阀的上游设置至少一个压力阻尼器。在这种系统中，例如来自通过连续工作的低压泵供给的低压系统的燃料通过计量添加阀进行计量添加并通过压力控制的喷射阀喷入排气通道中。基于这种装置，文献DE102004056412A1描述了一种内燃机的工作方法，在内燃机的排气区域中设置排气处理装置，在该工作方法中，在排气处理装置之上游将反应介质引入排气区域中；沿使之达到预定的反应介质液压源压力（pQRea）的反应介质的流动方向，首先设有可接通的反应介质安全阀（ReaCV），然后设有连续的反应介质计量添加阀（ReaDV）以及之后设有反应介质引入止回阀（RealV）；在位于反应介质计量添加阀（ReaDV）与反应介质引入止回阀（RealV）之间的反应介质路径中检测反应介质压力（pRea）；将在反应介质安全阀（ReaCV）和/或反应介质计量添加阀（ReaDV）的至少一种状态下测得的反应介质压力（pRea）与至少一个阈值（pU、pabg、dpRealV、pQRea、dpRea/dt）比较并且在超过阈值的情况下提供故障信号（F）。该方法使得能够检查在反应介质路径中是否存在泄漏，以及检查所设的各个阀的功能。除了所描述的低压喷射系统之外，在高压下将反应介质引入排气通道中的计量添加系统也是已知的。这样的系统由低压系统和高压系统构成并且例如实现将燃料引入排气通道中。低压系统将燃料从油箱输送到高压系统的高压泵。高压泵例如是进行不连续输送的具有恒定排量的磁力泵，该泵将燃料压缩至高压例如30bar。通过可实施为活塞式蓄能器的随后的高压蓄能器以及高压喷射阀（HDEV）将燃料喷入排气通道中。本专利技术的目的是，为将燃料引入内燃机排气通道中的高压系统提供用于使氮氧化物储存催化转换器（NSC）再生的调节策略和用于使微粒过滤器再生的调节策略。此外本专利技术的目的是，提供一种用于实施所述方法的相应控制单元。
技术实现思路
与用于使设置在排气通道中的氮氧化物储存催化转换器（NSC）再生的方法有关的本专利技术的目的是通过以下方式得以解决：通过HDEV操纵信号以恒定的周期TF将高压泵接通和切断；通过各周期的操纵时间TP预先规定高压泵的输送量；在时间上与所述高压泵的操纵无关地通过打开高压喷射阀从蓄压器中取出喷入排气通道中的燃料量Q；如果燃料压力高于预先规定的额定值，不操纵高压泵；以及如果燃料压力低于预先规定的额定值，操纵高压泵。可以根据需要从蓄压器的压力容积中取出为了使氮氧化物储存催化转换器（NSC）再生所需的燃料量。由于高压泵只有当在高压系统中的燃料压力下降至低于额定值时才接通电源，以及通过在喷入排气通道中的喷射期间取出燃料，将燃料压力保持在窄的调节范围内，从而实现对待喷入排气通道中的燃料量的精确计量添加。在这里仅仅使高压泵工作一段为了施加需要的喷入燃料量和由于泄漏从高压系统漏出的燃料量所需要的时间。压力调节例如可以通过两点调节进行。可以通过在将燃料喷入排气通道中的期间不操纵高压泵来降低实际喷入的燃料量Q的公差。高压泵的操纵次数是通过恒定的操纵频率1/TF预定规定。高压泵的输送量由各周期的操纵时间TP得出，该操纵时间优选是根据高压泵的一个输送冲程进行设计的。为了实现这一点，可以规定，由取决于燃料压力和高压泵的供应电压的特征曲线族预先规定操纵时间TP，使得实现高压泵的完整的输送冲程。在进行不连续输送的具有恒定排量的高压泵中，每时间单位输送的燃料量由在该时间单位内完成的输送冲程的数量得出。在车载诊断系统内可以规定，由高压泵的输送冲程数量和喷入燃料量确定高压系统的泄漏率以及在泄漏率超过预先规定的阈值时发出报错。泄漏率由每时间单位从高压泵输送的燃料与在该时间单位内喷入排气通道中的燃料的差量得出。对于准确确定泄漏率来说重要的是，燃料压力在调节公差的范围内保持恒定。泄漏率除了取决于输送和喷入的燃料量之外还取决于其他参数。因此，可以规定，在确定泄漏率时考虑其他特征参量，特别是燃料压力或者高压泵的工作电流。与用于使设置在排气通道中的微粒过滤器再生的方法有关的本专利技术的目的是通过以下方式得以解决：通过在高压喷射阀的周期性操纵的一个周期TF内的开启持续时间TE预先规定喷入排气通道中的预定的燃料量Q；通过与高压喷射阀的操纵同时进行的对高压泵的周期性操纵进行燃料的补充输送，使得在时间上错开且不重叠地本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将燃料从至少包括高压泵（11）、蓄压器（13）和高压喷射阀（16）的高压系统（10）计量添加到内燃机排气通道中以使设置在排气通道中的氮氧化物储存催化转换器（NSC）再生的方法，其中利用不连续输送的电气操纵的具有恒定排量的高压泵（11）产生燃料的高压，其中将燃料供给到带有用于确定燃料压力（37）的压力测量装置（14）的蓄压器（13）并且通过连接在后面的电气操纵的所述高压喷射阀（16）将燃料喷入排气通道中，其特征在于，通过HDEV操纵信号（32）以恒定的周期TF将所述高压泵（11）接通和切断；通过各周期的操纵时间TP预先规定所述高压泵的输送量；在时间上与所述高压泵（11）的操纵无关地通过打开所述高压喷射阀（16）来从所述蓄压器（13）中取出喷入所述排气通道中的燃料量Q；如果燃料压力（37）高于预先规定的额定值则不操纵所述高压泵（11），如果燃料压力（37）低于所述预先规定的额定值则操纵所述高压泵（11）。

【技术特征摘要】
2012.03.20 DE 102012204385.31.用于将燃料从至少包括高压泵（11）、蓄压器（13）和高压喷射阀（16）的高压系统（10）计量添加到内燃机排气通道中以使设置在排气通道中的氮氧化物储存催化转换器（NSC）再生的方法，其中利用不连续输送的电气操纵的具有恒定排量的高压泵（11）产生燃料的高压，其中将燃料供给到带有用于确定燃料压力（37）的压力测量装置（14）的蓄压器（13）并且通过连接在蓄压器（13）后面的电气操纵的所述高压喷射阀（16）将燃料喷入排气通道中，其特征在于，通过HDEV操纵信号（32）以恒定的周期TF将所述高压泵（11）接通和切断；通过各周期的操纵时间TP预先规定所述高压泵的输送量；在时间上与所述高压泵（11）的操纵无关地通过打开所述高压喷射阀（16）来从所述蓄压器（13）中取出喷入所述排气通道中的燃料量Q；如果燃料压力（37）高于预先规定的额定值则不操纵所述高压泵（11），如果燃料压力（37）低于所述预先规定的额定值则操纵所述高压泵（11）。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将燃料喷入排气通道中的期间不操纵所述高压泵（11）...

【专利技术属性】
技术研发人员：A克尔纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：