[发明专利]用于使在用汽油运行的机动车的废气系中的经涂层的颗粒过滤器再生的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于使在用汽油运行的机动车的废气系中的经涂层的颗粒过滤器再生的方法，其中对被引导到所述废气系中的二次空气量进行调节，其中用于所述调节的实际值由布置在所述颗粒过滤器下游的传感器来提供，并且其中如此进行所述调节，使得在所述颗粒过滤器下游存在的空气系数围绕着化学计量的空气系数振荡。此外，本发明涉及一种用于使在用汽油运行的机动车的废气系中的经涂层的颗粒过滤器再生的装置。

技术领域

本发明涉及一种用于使在用汽油运行的机动车的废气系中的经涂层的颗粒过滤器再生的方法和装置。

背景技术

越来越严格的法律上应该遵守的排放极限值对机动车的废气系统提出越来越高的要求。为了满足这些要求，必须同时运用不同的废气排放减少策略。这些不同的废气排放减少策略使用不同的组件，包括相应所属的传感装置。

除了减少燃料消耗并且因此减少CO₂排放之外，借助于一个或多个废气催化器来减少气态排放CO、NOx和HC并且借助于颗粒过滤器来减少颗粒排放是重要的研发目标。

用于柴油内燃机的颗粒过滤器通常也被称为炭黑过滤器，这种炭黑过滤器已经被长期使用并且在实践中被证实是有效的。

此外已经知道的是，在用汽油运行的内燃机的废气系中，尤其在具有燃料直喷系统的内燃机中也产生颗粒，其中燃料用高压直接被加入到燃烧室中并且非常精细地被雾化。因此，立法者也提高用于用汽油运行的内燃机的颗粒排出的极限值，所述内燃机利用燃料直喷系统来运行。因此，随着有害物质标准Euro 6d的引入，必须遵守而后适用的、最大6x10¹¹个颗粒/km的极限值。

为此所使用的颗粒过滤器基本上由壳体（所谓的罐体）和被装入到壳体中的整体结构（Monolith）构成。该颗粒过滤器将在燃烧时产生的颗粒、大多是炭黑颗粒大部分从废气中滤出。只要在颗粒过滤器中存在的条件、例如升高的温度、废气中的氧气不导致颗粒过滤器的再生，则所分离的颗粒就留在所述颗粒过滤器中。

为了使得经涂层的颗粒过滤器再生，需要高于550-600℃的温度。温度越高，则炭黑的氧化就进行得越快。

已知的是，将颗粒过滤器布置在机动车的发动机附近或者底板中。在将颗粒过滤器布置在底板中时，所述颗粒过滤器与靠近发动机布置的颗粒过滤器相比例如在距发动机进一步远离大约800 mm的地方来布置。结果是，在将颗粒过滤器布置在底板中的情况下在所述颗粒过滤器中存在比在靠近发动机布置的颗粒过滤器中低了大约140℃的废气温度。

因此，迄今为止在存在颗粒过滤器的底板布置时，在废气系中没有加热措施的情况下，只能在WLPT（全球轻型车测试规程）的“极高阶段”中达到必需的颗粒过滤器再生温度，在所述“极高阶段中”存在较高的行驶速度。如果在低速范围内进行较长时间的行驶，那就不能达到必需的600℃的颗粒过滤器再生温度。

为了避免这些缺点，本申请人开发了一种系统，在该系统中二次空气在经涂层的颗粒过滤器的上游被吹入到废气系中并且通过富油的发动机运行由未燃烧的成分CO和HC来提供用于使得颗粒过滤器升温的能量。在此使用的算法根据在颗粒过滤器上游的废气温度来计算对颗粒过滤器的升温来说所必需的空气系数。如此调整二次空气源，使得所述颗粒过滤器下游的空气系数处于贫油的范围，以用于确保颗粒过滤器中的炭黑氧化。借助于这种系统，甚至在空载中也能够达到大约800℃的颗粒过滤器温度，这明显高于颗粒过滤器再生所必需的最低温度。

在远离发动机地布置颗粒过滤器并且废气系统的直至底板-颗粒过滤器的高的热惯性的情况下，能够在用于低速范围的较迟的点火时刻在没有舒适性损失的情况下达到对于颗粒过滤器的再生来说必需的温度。因为加热措施必须比为了快速达到发动机附近的颗粒过滤器的点燃温度（“点火温度”）有力得多，所以一个限制性的因素是发动机控制机构中的熄火识别。对于颗粒过滤器的底板布置来说，只有通过在高速范围内的加速才在没有加热措施的情况下达到所述颗粒过滤器再生温度。