[发明专利]用于柴油机颗粒过滤器再生的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及颗粒过滤器，尤其涉及一种根据权利要求1的前述部分的用于再生颗粒过滤器的方法。本发明还涉及一种系统和一种车辆。

背景技术

对于尤其是城区中的污染和空气质量的官方关注的不断增加使得在很多行政区中已经采用排放标准和条例。

这类排放标准通常设置要求来限定从配备燃烧式发动机的车辆排放出的废气的容许极限。这些标准通常规定例如来自多数类型的车辆的氧化氮（NO_x）、碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和颗粒的排放等级。

为努力满足这类排放标准，当前的研究着眼于借助于对燃烧式发动机中的燃烧产生的废气的后处理（净化）来降低排放。

一种对燃烧式发动机的废气进行后处理的方法是所谓的催化净化过程，因此，由燃烧式发动机提供动力的车辆和许多其它至少大型的交通设备通常也设有至少一个催化转换器。

后处理系统也可选择性地或与一个或多个催化转换器组合地包括其它器件、例如颗粒过滤器。也存在颗粒过滤器和催化转换器互相集成的情况。

燃烧式发动机的气缸中的燃料的燃烧导致烟尘颗粒的形成。颗粒过滤器被用来捕获这些烟尘颗粒，且以如下方式工作：废气流被引导通过过滤器结构，烟尘颗粒由此从经过的废气流中捕获并被储存在颗粒过滤器中。

颗粒过滤器在车辆操作过程中逐步充满烟尘，迟早需要将其清空，这通常由所谓的再生来实现。

再生涉及在一个或多个化学过程中将主要由碳颗粒组成的烟尘颗粒转化为二氧化碳和/或一氧化碳，且可原则上以两种不同的方式执行。一种方式是由所谓基于氧气（O₂）的再生来进行的再生，也称为主动再生。在主动再生中，碳由氧气转化为二氧化碳和水。

该化学反应需要相对较高的颗粒过滤器温度以尽力达到期望的反应速率（过滤器清空速率）。

除主动再生之外，还可采用基于NO₂的再生，也称为被动再生。在被动再生中，由碳和二氧化氮之间的反应而生成氧化氮和氧化碳。被动再生的优点是，能够在明显较低的温度下达到期望的反应速率以及过滤器清空的速率。

不管应用的是主动再生还是被动再生，重要的是，它应有效的方式执行，使得颗粒过滤器的再生可在合理的时间内进行。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于以有效方式再生颗粒过滤器的方法。本目的通过一种根据权利要求1的特征部分的方法来实现。

本发明涉及一种用于属于燃烧过程的颗粒过滤器的被动再生的方法，所述颗粒过滤器适于处理由燃烧式发动机中的燃烧产生的废气，所述方法包括：在所述再生过程中，根据第一模式和第二模式控制所述发动机，在所述第一模式中，发动机以产生高的废气温度的方式被控制。本方法还包括：确定所述颗粒过滤器的温度；以及当确定出的所述温度低于第一值时，根据所述第一模式控制所述发动机。

本发明提供的优点在于，实现了高的废气温度，从而，升高了颗粒过滤器的温度。由于再生速率与温度有关，因此这意味着，可实现高的再生速率。

所述发动机可根据所述第一模式控制，直到颗粒过滤器的温度达到较高的第二温度，在所述第二温度下，对所述发动机的控制可切换到所述第二模式，在所述第二模式中，发动机可以以比在所述第一模式中释放明显更大量的氧化氮的方式被控制。由于被动再生中的再生速率与温度和对氧化氮（二氧化氮）的接近度均有关，因此，再生速率可得到进一步升高。

所述第二温度可以是超过250℃的合适温度。

当颗粒过滤器已经达到所述第二温度且所述发动机已经切换到所述第二模式时，可根据所述第二模式控制所述发动机，直到确定出的所述温度下降到它需要再次升高以防止再生速率变得太低的程度，例如低于500℃。作为当温度已经下降到较低的水平时回切到第一模式的替代方式，可当自变化到第二模式开始已经经过某一时间时执行切换到第一模式的操作。

所述模式变化可重复，直到所述颗粒过滤器已经被再生到期望水平或直到再生由于一些其他原因而被中断。

在所述第一模式中，发动机的效率可降低到低的水平，使得大部分能量变化为热量。这可例如通过在活塞已经经过上死点、因此正往下移动之后喷射燃料实现。喷射时间（喷射角度）可例如以使燃料原则上被点燃但没有实质地贡献于推动车辆的动力的产生的方式被控制。该发动机也可向着低的λ值，即向着低的空气供给控制，以降低空气的冷却作用。

本发明的另外的特征和其中的优点由下述实施例示例和附图的详细说明来显示。

附图说明