用于機動車輛的顆粒過濾器再生方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于包括內燃機的機動車輛的顆粒過濾器的再生方法，所述方法包括利用再生目標溫度進行控制的再生階段。根據本發明，所述方法包括利用比所述再生目標溫度高的過熱目標溫度進行控制的在先過熱階段。
【專利說明】用于機動車輛的顆粒過濾器再生方法
[0001]本發明要求于2011年6月7日提交的1154967法國申請的優先權，其中所述內容(正文，附圖和權利要求)并入該處引作參考。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種用于包括內燃機的機動車輛的顆粒過濾器的再生方法。
【背景技術】
[0003]通常，顆粒過濾器隨著車輛的使用，充滿了炭黑，為了使顆粒過濾器再生，該車輛包括允許通過控制炭黑的燃燒使過濾器再生的電子系統。該炭黑的燃燒發生在高溫下，所述高溫由內燃機的出口處溫度的增高所產生，在需要時由發生在氧化催化裝置中燃料的后燃燒所補充。
[0004]為了不損壞位于后燃燒位置下游的排放線路的構件，該電子系統通過利用再生目標溫度控制所述再生，該溫度的調節通過控制用于后燃燒的燃料量進行。
[0005]在再生的效率，用于后燃燒的燃料過度消耗和燃油的燃料稀釋(在燃料的噴射進行在內燃機的氣缸中的情況下-以及在這種情況下，關于燃油的起始風險)之間的折衷方案不是優化的。另外，由于再生方法的持續時間較長，由于內燃機停機而失敗的風險是相當高的。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是解決這些缺點中的一個或多個。
[0007]由此，本發明涉及一種用于包括內燃機的機動車輛的顆粒過濾器的再生方法，所述方法包括利用再生目標溫度進行控制的再生階段，其特征在于，所述方法包括利用比所述再生目標溫度高的過熱目標溫度進行控制的在先過熱階段。
[0008]根據本發明，應當理解，目標溫度指的是在顆粒過濾器的入口處測量到的溫度，代表顆粒過濾器的溫度。
[0009]由此，通過在方法開始(過熱階段)時利用高目標溫度，所述顆粒過濾器的溫度升高要快速得多，并且通過在第二時段(再生階段)中降低目標溫度，該溫度保持足夠低從而不損壞氧化催化裝置，這樣允許短持續時間，高效，以及優化燃油稀釋的再生。
[0010]根據一個特殊實施例，過熱目標溫度通過圖線確定，所述圖線的輸入參數取決于所述再生方法開始之前車輛的行駛狀況。
[0011]根據另一個特殊實施例，過熱目標溫度通過圖線確定，所述圖線的輸入參數取決于所述顆粒過濾器中炭黑的質量。
[0012]根據又另一個特殊實施例，過熱目標溫度通過圖線確定，所述圖線的輸入參數取決于布置在所述顆粒過濾器上游的氧化催化裝置的溫度升高動態。
[0013]根據另一個特殊實施例，從過熱階段轉入再生階段由過熱階段的預定持續時間到期所控制。根據一個該特殊實施例的變型，過熱階段的持續時間是恒定值。根據另一個變型，過熱階段的持續時間是取決于所述再生方法開始之前車輛的行駛狀況和/或取決于所述顆粒過濾器中炭黑的質量和/或取決于布置在所述顆粒過濾器上游的氧化催化裝置的溫度升高動態的值。
[0014]根據另一個特殊實施例，從過熱階段轉入再生階段由達到階段改變溫度所控制。根據一個該特殊實施例的變型，階段改變溫度是恒定值。根據另一個變型，階段改變溫度是取決于所述再生方法開始之前車輛的行駛狀況和/或取決于所述顆粒過濾器中炭黑的質量和/或取決于布置在所述顆粒過濾器上游的氧化催化裝置的溫度升高動態的值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]參考附圖通過閱讀以下僅作為非限制性示例的說明書，本發明的其它特征和優點將更加清楚，所附附圖其中:
[0016]-圖1示出，對于不同再生試驗，根據再生結束時顆粒過濾器上游溫度的不同再生試驗的效率，以及
[0017]-圖2示出，對于與圖1的試驗相同的試驗，根據用于后燃燒所噴射燃料合并流量(cumul)的再生效率。
【具體實施方式】
[0018]機動車輛包括內燃機，所述內燃機由進氣管供給空氣并且由燃料管供給燃料。所述內燃機還包括與內燃機連通并且允許將燃料在內燃機中燃燒所產生的氣體排出的排放線路。
[0019]本發明涉及一種車輛，其包括:位于排放線路中的適用于過濾排放氣體中顆粒的顆粒過濾器；以及位于該過濾器上游的適用于允許對排放氣體中的未燃盡物進行催化氧化的氧化催化裝置。在本實施例中，排放線路還包括位于氧化催化裝置下游的適用于允許對排放氣體中的氮氧化物進行催化還原的還原催化裝置。
[0020]通常地，隨著車輛的使用，顆粒過濾器充滿了炭黑，為了使顆粒過濾器再生，車輛包括允許通過控制炭黑的燃燒使過濾器再生的電子系統。該炭黑的燃燒發生在高溫下，所述高溫由在氧化催化裝置中發生的燃料(通常是內燃機所用燃料的一部分)的后燃燒(在內燃機下游)所產生。為了不損壞位于后燃燒位置下游的排放線路構件，該電子系統利用再生目標溫度控制再生(通常是后燃燒燃料流量)，所述再生目標溫度足夠低從而既不損壞氧化催化裝置，也不損壞顆粒過濾器，還不損壞還原催化裝置(如果有的話)。
[0021]根據本發明，顆粒過濾器的再生方法包括兩個階段:再生目標溫度下的再生階段，以及，在所述再生階段之前，高于所述再生目標溫度的過熱目標溫度下的過熱階段。
[0022]由于過熱目標溫度比再生目標溫度高，因此顆粒過濾器的溫度升高比在傳統方法中更快速。然后，然后針對再生階段降低目標溫度允許，一方面，避免有可能損壞排放線路中元件的過高溫度，并且，另一方面，減少燃料消耗以及燃油的燃料稀釋時間比(在噴入內燃機氣缸中的情況下)。盡管較高的目標溫度在方法的第一階段受到限制，但是本發明在以下方面仍有收獲:降低后燃燒的燃料消耗、較高的再生效率(高于90%)以及該再生方法的總體持續時間減少(由此限制在該方法期間內燃機停機的風險)。
[0023]根據一個特殊實施例，過熱目標溫度，過熱階段的持續時間，再生目標溫度以及再生階段的持續時間由電子系統所固定。
[0024]已進行了不同的試驗，圖1和圖2中示出結果。
[0025]1.涉及傳統再生方法的具有一個階段的試驗通過由拉丁字母所標記的點示出(A:450°C目標溫度下5分鐘出和(::500°C目標溫度下10分鐘；D和E:500°C目標溫度下10分鐘和優化PID控制器；F和G:550°C目標溫度下2分鐘；H和1:550°C目標溫度下3分鐘；J和K:550°C目標溫度下5分鐘；L和M:550°C目標溫度下10分鐘；N和0:600°C目標溫度下1分鐘；P和Q:600°C目標溫度下1分30秒；以及R和S:600°C目標溫度下2分鐘)。
[0026]2.涉及根據本發明再生方法的具有兩個階段的試驗，通過由希臘字母οπρστυφχφω所標記的點所示出(α和β:500°C目標溫度下3分鐘隨后450 °C目標溫度下5分鐘；gamma和δ:550°C目標溫度下2分鐘隨后450°C目標溫度下5分鐘；ε和ζ:550°C目標溫度下1分鐘隨后500°C目標溫度下10分鐘；η:550°C目標溫度下2分20秒隨后500°C目標溫度下5分鐘；Θ和λ:570°C目標溫度下1分鐘隨后500°C目標溫度下5分鐘；μ:600°C目標溫度下1分鐘隨后500°C目標溫度下5分鐘；v和ξ:600°C目標溫度下1分20秒隨后500°C目標溫度下10分鐘)。
[0027]同樣在低再生目標溫度下(450°C)，只要存在過熱階段，即使在溫度沒有那么高的過熱目標溫度下，效率也要高得多。在較高的再生目標溫度(500°C)下，即使是較小的過熱，效率也總是高于85%。
[0028]在具有初始過熱階段的每個試驗中，在顆粒過濾器上游的最終溫度只能稍超過500°C，這是為了特別高的效率(與在傳統方法中顆粒過濾器上游的最終溫度經常超過550°C相比較)。
[0029]在本發明中應當理解，最終溫度是再生期間和結束時的溫度。示意性地，該熱循環因而包括過熱階段，然后是一段水平低溫，因此可以有利地追求該低溫，而不是通常所追求的再生溫度。
[0030]根據其它的實施例，過熱目標溫度、過熱階段的持續時間、再生目標溫度以及再生階段的持續時間的至少其中一個數值是根據車輛的運行數據(尤其是在方法開始時)確定的。
[0031]由此，過熱目標溫度可由圖線確定，所述圖線的輸入參數取決于再生方法開始之前車輛的行駛狀況(行駛狀況可以是車輛的速度和/或內燃機的扭矩)和/或顆粒過濾器中炭黑的質量和/或氧化催化裝置的溫度升高動態(該動態可取決于內燃機進氣口處的空氣流量)。
[0032]過熱目標溫度可以比再生目標溫度高至少40°C，甚至至少80°C或者甚至100°C。
[0033]從過熱階段轉入再生階段由過熱階段的預定持續時間到期和/或達到階段改變溫度所控制。
[0034]過熱階段的預定持續時間可以是恒定值(例如，1，2或3分鐘)或者是由圖線確定的值，所述圖線的輸入參數取決于再生方法開始之前車輛的行駛狀況(行駛狀況可以是車輛的速度和/或內燃機的扭矩)和/或顆粒過濾器中炭黑的質量和/或氧化催化裝置的溫度升高動態(該動態可取決于內燃機進氣口處的空氣流量)。
[0035]相對于階段改變溫度進行測量和比較的溫度可以是排放線路中的測量溫度，更準確地說，是在氧化催化裝置和顆粒過濾器之間的測量溫度。由此，該測量溫度可以是顆粒過濾器上游的溫度、氧化催化裝置下游的溫度，或者是還原催化裝置上游的溫度(該還原催化裝置位于顆粒過濾器的上游或下游)。
[0036]該階段改變溫度可以是過熱目標溫度或者，優選地，被保護值所修正的過熱目標溫度的數值(以防止由于系統的熱慣性而超過過熱目標溫度)。典型地，修正通過該過熱目標溫度減去保護值實現。該保護值可以是恒定值或者由圖線確定的值，所述圖線的輸入參數取決于再生方法開始之前車輛的行駛狀況(行駛狀況可以是車輛的速度和/或內燃機的扭矩)和/或顆粒過濾器中炭黑的質量和/或氧化催化裝置的溫度升高動態(該動態可取決于內燃機進氣口處的空氣流量)。
[0037]通過根據車輛的運行數據使再生方法適配(例如，過熱和再生目標溫度，過熱和再生階段的持續時間，或者階段改變溫度)，可以優化該方法以及更好地保護氧化還原裝置，其中該裝置承受的最大溫度也取決于行駛狀況。
[0038]本發明可用于所有顆粒過濾器類型(單體型，可加型或者催化型)，并且無論怎樣的排放線路的元件以及它們的相對位置(具有或不具有還原催化裝置以及還原催化裝置在顆粒過濾器的上游或下游)。
【權利要求】
1.一種用于包括內燃機的機動車輛的顆粒過濾器的再生方法，所述方法包括利用再生目標溫度進行控制的再生階段，其特征在于，所述方法包括利用比所述再生目標溫度高的過熱目標溫度進行控制的在先過熱階段。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述過熱目標溫度通過圖線確定，所述圖線的輸入參數取決于所述再生方法開始之前車輛的行駛狀況。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述過熱目標溫度通過圖線確定，所述圖線的輸入參數取決于所述顆粒過濾器中炭黑的質量。
4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述過熱目標溫度通過圖線確定，所述圖線的輸入參數取決于布置在所述顆粒過濾器上游的氧化催化裝置的溫度升高動態。
5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，從過熱階段轉入再生階段由過熱階段的預定持續時間到期所控制。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述過熱階段的持續時間是恒定值。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述過熱階段的持續時間是取決于所述再生方法開始之前車輛的行駛狀況和/或取決于所述顆粒過濾器中炭黑的質量和/或取決于布置在所述顆粒過濾器上游的氧化催化裝置的溫度升高動態的值。
8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，從過熱階段轉入再生階段由達到階段改變溫度所控制。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述階段改變溫度是恒定值。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述階段改變溫度是取決于所述再生方法開始之前車輛的行駛狀況和/或取決于所述顆粒過濾器中炭黑的質量和/或取決于布置在所述顆粒過濾器上游的氧化催化裝置的溫度升高動態的值。
【文檔編號】F01N9/00GK103597181SQ201280028047
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月15日 優先權日:2011年6月7日
【發明者】C·科利尼翁, S·富爾, F·雷耶 申請人:標致·雪鐵龍汽車公司