[发明专利]用于机动车的颗粒过滤器结构组件、机动车和用于使颗粒过滤器再生的方法

说明书

本发明涉及一种用于机动车(10)的颗粒过滤器结构组件(14)，其包括至少一个颗粒过滤器(20)、至少一根通入颗粒过滤器(20)中的引导排气的管(18)和至少一个次级空气供给装置(30)，该次级空气供给装置构成为与引导排气的管(18)分开的，其中，经由次级空气供给装置(30)能给颗粒过滤器(20)供给新鲜空气。此外，本发明涉及一种包括颗粒过滤器结构组件(14)的机动车(10)和一种用于使颗粒过滤器(20)再生的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的颗粒过滤器结构组件、一种机动车和一种用于使颗粒过滤器再生的方法。

背景技术

在机动车中，颗粒过滤器通常用于从排气中过滤出细小灰尘。这样的颗粒过滤器例如具有蜂窝体，在该蜂窝体上分离出灰尘和/或碳黑颗粒。在排气设备中氧气过量的运行状态(例如惯性行驶、换挡过程等)中或在换挡过程中，将颗粒过滤器自洁式燃烧干净，以便除去积存的颗粒。

使颗粒过滤器再生的前提条件是氧气的可用性以及同时高的活化能量。在颗粒过滤器离发动机定位远并且发动机载荷小的情况下，在通常的客户运行时会很难或者只能在明显的消耗缺点的情况下实现适合的用于使颗粒过滤器再生的运行状态。如果客户简档(Kunden-profil)不适合于提供足够高的活化能量，则例如可以朝向迟后方向调节点火角，以便提高排气温度。然而该再生策略消极地作用于燃料消耗并且依靠后续的推进阶段或换挡过程形式的客户简档，以便在短的无载荷或载荷小的时间内推进氧气并且提供氧气用于在颗粒过滤器中烧尽碳黑。在这里可能发生如下情况：尽管点火角推迟，但实现不了必需的活化能量或者不能足够地推进必需的氧气，由此燃料消耗升高，而这也不有效地用于使颗粒过滤器再生。同时提供高的排气温度和氧气用以再生出于排放原因是不可能的，因为这会要求偏离化学计量学的排放策略。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于改进地使颗粒过滤器再生的装置和方法。

按照本发明，所述目的通过一种用于机动车的颗粒过滤器结构组件实现，其包括至少一个颗粒过滤器、至少一根通入颗粒过滤器中的引导排气的管和至少一个次级空气供给装置，该次级空气供给装置构成为与引导排气的管分开的，其中，经由次级空气供给装置能给颗粒过滤器供给新鲜空气。

颗粒过滤器可理解成包括位于其中的蜂窝体(例如由陶瓷制成的蜂窝体)的壳体。在机动车运行中，排气流过蜂窝体，其中，在蜂窝体中分离出细小灰尘颗粒，以便净化排气。

借助分开构成的次级空气供给装置可与发动机运行无关地(亦即在发动机的任意运行点)给颗粒过滤器供给空气，以便再生。这意味着，再生所需的新鲜空气不必经由排气供给。因此，行驶运行和燃料消耗未受再生消极影响，尽管颗粒过滤器的再生在机动车的每个运行状态下都是可能的，只要颗粒过滤器中的温度足够高。

次级空气供给或者说新鲜空气供给例如到引导排气的管或直接到颗粒过滤器的壳体中。

颗粒过滤器结构组件上游存在催化器结构组件、例如发动机附近的催化器，用以转化气态排放，其中，将新鲜空气供给给颗粒过滤器在催化器结构组件下游进行。换言之，将新鲜空气在起催化作用的体积旁引导经过。由此，催化器的工作方式不受空气供给因而以及氧气供给消极妨碍并且化学计量学的排放策略未被违反。

颗粒过滤器因此同样设置在催化器下游。

次级空气供给装置优选包括管，在该管中设置有阀、尤其是可切换的阀。该阀优选是调节阀。按这种方式可以根据需求开环控制或闭环控制供给的新鲜空气量。由此，在发动机的任意运行点时可以通过供给次级空气开启颗粒过滤器的再生，如果颗粒过滤器具有对此足够的温度。就此而言，颗粒过滤器也可以在惯性行驶之外在排气温度高的运行点时再生，迄今为止这是不可能的。

可切换的阀具有如下优点，即，在不希望颗粒过滤器再生的运行状态下也不将次级空气在发动机旁引导经过。因此，压缩机不必不需要地压缩不是用于内燃机燃烧的新鲜空气，这又通过新鲜空气旁路使可能的燃料消耗升高最小化。