專(zhuān)利名稱(chēng)：具有在排氣道中后置的廢氣傳感器的微粒過(guò)濾器的再生方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)排氣道中的微粒過(guò)濾器的再生的方法，其中， 微粒過(guò)濾器的再生是通過(guò)在再生階段期間將微粒氧化燃燒而實(shí)現(xiàn)的。另外，本發(fā)明還涉及一種監(jiān)控和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)排氣道中的微粒過(guò)濾器的再生的裝 置，其中，微粒過(guò)濾器的再生是通過(guò)在再生階段期間將微粒氧化燃燒而實(shí)現(xiàn)的，并且其中， 對(duì)微粒過(guò)濾器的再生的控制是通過(guò)控制單元實(shí)現(xiàn)的。
背景技術(shù)：
為減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放，也為了將來(lái)強(qiáng)化的時(shí)候減少汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(根據(jù) 2014起的ETO標(biāo)準(zhǔn)的極限值)的微粒排放，微粒過(guò)濾器被應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)的排氣道中。廢氣 通過(guò)微粒過(guò)濾器輸送，而微粒過(guò)濾器則將廢氣中的固體燃料微粒析出并阻擋在過(guò)濾器基底 中。由于貯存在過(guò)濾器基底中的炭黑量，微粒過(guò)濾器隨著時(shí)間的推移不斷地消耗，這會(huì)在排 氣背壓增大時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率產(chǎn)生負(fù)面的影響并使燃耗顯著增加。由于這樣的原因，貯存的 炭黑量需不時(shí)地運(yùn)出。這種過(guò)濾器再生是在單獨(dú)分開(kāi)的再生階段期間通過(guò)對(duì)微粒的氧化燃 燒實(shí)現(xiàn)的，作為放熱反應(yīng)，只要廢氣溫度至少為580°C且廢氣中的氧氣濃度足夠高，這種氧 化燃燒即會(huì)自動(dòng)進(jìn)行。對(duì)于再生進(jìn)程，可通過(guò)廢氣的成分及廢氣溫度加以控制。內(nèi)燃機(jī)的廢氣后處理除了微粒過(guò)濾器之外尚需其他組件。例如對(duì)于按均勻設(shè)計(jì) (Homogenkonzept)驅(qū)動(dòng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，污染物碳?xì)浠衔?、一氧化碳以及氧化氮是通過(guò)三 通道催化凈化器來(lái)轉(zhuǎn)化的。而在稀燃設(shè)計(jì)(Magerkonz印t)時(shí)，通常需要后接一個(gè)用于氮氧 化合物的存儲(chǔ)催化轉(zhuǎn)換器。盡可能少的污染物排放是通過(guò)λ調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，其中，根據(jù)廢氣 中存在的氧氣濃度對(duì)輸入到內(nèi)燃機(jī)中的燃料空氣混合物進(jìn)行調(diào)節(jié)。廢氣中存有的氧氣含量 由λ值表示，對(duì)于化學(xué)計(jì)量的燃燒，該λ值為1，而在氧氣過(guò)剩時(shí)，該λ值大于1，在氧氣 不足時(shí)，該λ值小于1。λ通過(guò)安置在排氣道中的相應(yīng)的λ傳感器來(lái)測(cè)定。微粒過(guò)濾器的再生可在排氣背壓超過(guò)預(yù)定的限值之時(shí)起動(dòng)。由于為了燃燒微粒， 在廢氣中必須要氧氣過(guò)剩，因此在這一階段期間，內(nèi)燃機(jī)的混合物成分不能按照行駛狀態(tài) 的要求自由選擇。因此，為能夠轉(zhuǎn)換到正常的行駛狀態(tài)，需要確定再生的終點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法，其能夠可靠地調(diào)節(jié)微粒過(guò)濾器的再生，并能 夠可靠地確定再生的終點(diǎn)，而且不會(huì)產(chǎn)生用于其他組件的成本。本發(fā)明的另一目的在于提供一種實(shí)施所述方法的相應(yīng)裝置。本發(fā)明之涉及方法的目的是這樣實(shí)現(xiàn)，即，在微粒過(guò)濾器的再生階段期間， 內(nèi)燃機(jī)至少暫時(shí)地在稀燃運(yùn)行階段(Magerbetriebsphase)期間或者在混合物振動(dòng) (Gemischoszillation)期間在稀燃工況(in magerem Betriebspunkt)下運(yùn)行，并且基于在 與沿排氣方向安置在所述微粒過(guò)濾器之前的第一 λ傳感器的第一信號(hào)或者由此導(dǎo)出的第一特征參數(shù)的時(shí)間曲線(xiàn)相比較的情況下沿排氣方向安置在所述微粒過(guò)濾器之后的第二入 傳感器的第二信號(hào)或者由此導(dǎo)出的第二特征參數(shù)的時(shí)間曲線(xiàn)來(lái)監(jiān)控微粒過(guò)濾器的再生。微粒過(guò)濾器的再生是在再生階段開(kāi)始之后通過(guò)貯存的微粒的氧化燃燒而實(shí)現(xiàn)的， 作為放熱反應(yīng)，這種氧化燃燒只要在廢氣溫度足夠高并且廢氣中的氧氣濃度足夠高即會(huì)自 動(dòng)進(jìn)行。通過(guò)使內(nèi)燃機(jī)在稀燃運(yùn)行階段期間或者在混合物振動(dòng)期間至少暫時(shí)地在稀燃工 況下運(yùn)行，具有對(duì)再生而言足夠高的氧氣濃度的廢氣被輸入到微粒過(guò)濾器中。安置在微粒 過(guò)濾器之前的第一 λ傳感器在所述稀燃運(yùn)行階段期間發(fā)出用于相應(yīng)的稀燃的λ值的信 號(hào)。在混合物振動(dòng)期間，第一 λ傳感器指示出微粒過(guò)濾器之前的氧氣濃度的時(shí)間曲線(xiàn)。通過(guò)在微粒過(guò)濾器中的微粒的氧化燃燒，消耗了廢氣中的氧氣。因此，微粒過(guò)濾器 之后的廢氣的氧氣濃度要比微粒過(guò)濾器之前的低。所以，跟第一 λ傳感器相比，安置在微 粒過(guò)濾器之后的第二 λ傳感器在稀燃運(yùn)行階段期間會(huì)發(fā)出一個(gè)用于富油的λ值的信號(hào)。 在混合物振動(dòng)期間，第二 λ傳感器示出了在稀燃期內(nèi)的用于富油的λ值的信號(hào)。在稀燃運(yùn)行階段期間或者在混合物振動(dòng)期間，微粒過(guò)濾器之前與之后的廢氣λ 值的差異有多大，并且由此導(dǎo)致的兩個(gè)λ傳感器的信號(hào)之間的差異有多大取決于微粒過(guò) 濾器的負(fù)荷。在廢氣溫度足夠時(shí)，高的微粒負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致高的氧氣需求，而在微粒負(fù)荷較低 時(shí)，則被轉(zhuǎn)化的氧氣較少。如果在微粒過(guò)濾器的再生開(kāi)始時(shí)λ的差異還很大，那么隨著再 生的進(jìn)行，微粒過(guò)濾器之后的廢氣的λ將逐漸接近微粒過(guò)濾器之前的廢氣的λ。通過(guò)對(duì)安 置在微粒過(guò)濾器之后的第二 λ傳感器的第二信號(hào)與安置在微粒過(guò)濾器之前的第一 λ傳感 器的第一信號(hào)在稀燃運(yùn)行階段期間或者在混合物振動(dòng)期間的時(shí)間曲線(xiàn)的比較，或者通過(guò)比 較由上述信號(hào)導(dǎo)出的特征參數(shù)，能夠推導(dǎo)出微粒過(guò)濾器的再生曲線(xiàn)，并且能夠相應(yīng)地監(jiān)控 再生并控制其曲線(xiàn)。本方法的有利之處在于它通過(guò)應(yīng)用λ傳感器而可使用現(xiàn)有的傳感器設(shè)計(jì)。如果 在內(nèi)燃機(jī)的排氣道中已設(shè)置用于內(nèi)燃機(jī)的λ調(diào)節(jié)的λ傳感器，那么該λ傳感器的信號(hào)可 同時(shí)用于控制及調(diào)節(jié)微粒過(guò)濾器的再生，由此可以低廉的成本實(shí)施本方法。如果微粒在最大程度上得以燃燒，那么在微粒過(guò)濾器中就不再有氧氣被轉(zhuǎn)換。這 樣，在微粒過(guò)濾器之前和之后的氧氣濃度以及兩個(gè)λ傳感器由此發(fā)出的信號(hào)幾近相等。因 此可以這樣設(shè)計(jì)如果在稀燃運(yùn)行階段期間或者混合物振動(dòng)期間，第二 λ傳感器的第二信 號(hào)在預(yù)定的公差之內(nèi)與第一 λ傳感器的第一信號(hào)相一致，或者由第二信號(hào)導(dǎo)出的第二特 征參數(shù)在預(yù)定的公差之內(nèi)與由第一信號(hào)導(dǎo)出的第一特征參數(shù)相一致，那么就終止微粒過(guò)濾 器的再生階段。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案變例，可這樣設(shè)計(jì)在內(nèi)燃機(jī)的再生階段 期間，輸入的燃料_空氣-混合物可由混合物振動(dòng)周期性地改變，從而使富含氧氣的廢氣出 現(xiàn)在微粒過(guò)濾器之前的廢氣中。而且可另外設(shè)計(jì)如下在內(nèi)燃機(jī)的再生階段期間，輸入的燃料-空氣-混合物可通 過(guò)混合物振動(dòng)周期性地改變，從而使微粒過(guò)濾器之前的廢氣中的λ值在λ = 1的上下產(chǎn) 生周期性的變化。通過(guò)混合物振動(dòng)，例如在λ = 1的上下在0. 98至1. 04之間變動(dòng)，可將足夠用于 再生的氧氣量輸入到微粒過(guò)濾器中。再生的時(shí)間曲線(xiàn)可以通過(guò)比較第二信號(hào)或由此導(dǎo)出的第二特征參數(shù)的時(shí)間曲線(xiàn)與第一信號(hào)或由此導(dǎo)出的第一特征參數(shù)的時(shí)間曲線(xiàn)來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。 在這里，隨著微粒過(guò)濾器的再生的進(jìn)行，至少在稀燃運(yùn)行階段期間或者混合物振動(dòng)期間， 第二 λ傳感器的信號(hào)與第一 λ傳感器的信號(hào)是相適應(yīng)的。如果設(shè)計(jì)將安置在微粒過(guò)濾器之前的第一寬帶λ傳感器的第一 λ值用作第一信 號(hào)，并將安置在微粒過(guò)濾器之后的第二寬帶λ傳感器的第二 λ值用作第二信號(hào)，那么就可 以使用安置在排氣道中的λ傳感器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選設(shè)計(jì)方案變例，可以設(shè)計(jì)將安置在微粒過(guò)濾器之前的第一 雙位λ傳感器(Zweipunkt-Lambdasonde)的第一傳感器電壓(Sondespannung)用作第一 信號(hào)，并將安置在微粒過(guò)濾器之后的第二雙位λ傳感器的第二傳感器電壓用作第二信號(hào)。 應(yīng)用雙位λ傳感器使得本方法能夠以低廉的成本實(shí)施。在混合物振動(dòng)期間，λ值相應(yīng)地 振動(dòng)，第一雙位λ傳感器發(fā)出一個(gè)在200mV與600mV之間的周期性振動(dòng)信號(hào)。只要在微粒 過(guò)濾器中發(fā)生微粒燃燒，第二雙位λ傳感器即發(fā)出600mV的信號(hào)。發(fā)生的燃燒之后，雙位 λ傳感器的信號(hào)也在200mV與600mV之間振動(dòng)。同樣也可以想到這樣一種布置方式，S卩，在微粒過(guò)濾器之前安置雙位λ傳感器， 并在微粒過(guò)濾器之后安置寬帶λ傳感器，但是由于成本原因，這樣的布置方式是不利的。本發(fā)明的涉及裝置的目的是這樣實(shí)現(xiàn)，S卩，在排氣道中，沿著排氣方向在所述微粒 過(guò)濾器之前安置第一 λ傳感器，并沿著排氣方向在所述微粒過(guò)濾器之后安置第二 λ傳感 器，第一 λ傳感器的第一信號(hào)與第二傳感器的第二信號(hào)被供給控制單元，而且，在控制單 元中設(shè)置第一程序，所述第一程序用于在內(nèi)燃機(jī)的在再生階段中設(shè)置的稀燃運(yùn)行階段期間 或者在內(nèi)燃機(jī)的混合物振動(dòng)期間對(duì)第二信號(hào)或由該第二信號(hào)導(dǎo)出的第二特征參數(shù)與第一 信號(hào)或由該第一信號(hào)導(dǎo)出的第一特征參數(shù)進(jìn)行比較。由于微粒的氧化燃燒，廢氣中的氧氣在再生期間的微粒過(guò)濾器中被消耗了。在內(nèi) 燃機(jī)處于在混合物振動(dòng)期間也會(huì)出現(xiàn)的稀燃運(yùn)行階段時(shí)，根據(jù)微粒過(guò)濾器的實(shí)時(shí)微粒負(fù) 荷，相應(yīng)地會(huì)在微粒過(guò)濾器之后出現(xiàn)比微粒過(guò)濾器之前更為富油的λ。通過(guò)比較安置在微 粒過(guò)濾器之后的第二 λ傳感器的信號(hào)與安置在微粒過(guò)濾器之前的第一 λ傳感器的信號(hào)， 可由此推導(dǎo)出微粒過(guò)濾器在再生期間的負(fù)荷狀態(tài)，并相應(yīng)地對(duì)再生過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)λ傳感器的信號(hào)的分析可這樣實(shí)現(xiàn)，S卩，在控制單元中設(shè)置第二程序，以便在 再生階段期間通過(guò)周期性地改變輸入到內(nèi)燃機(jī)中的燃料混合物而使混合物產(chǎn)生振動(dòng)。通過(guò) 混合物振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致微粒過(guò)濾器之前的第一 λ傳感器上的λ產(chǎn)生周期性的、優(yōu)選在λ = 1的上下的變化。在混合物振動(dòng)的稀燃運(yùn)行期間，第一 λ傳感器指示出λ大于1。由于氧 氣的消耗，與第一 λ傳感器相比，第二 λ傳感器指示出較小的λ值。通過(guò)對(duì)在連續(xù)的稀 燃運(yùn)行期間中的第二 λ傳感器的信號(hào)曲線(xiàn)與第一 λ傳感器的信號(hào)曲線(xiàn)加以比較，可推導(dǎo) 出微粒過(guò)濾器的再生曲線(xiàn)。本方法或者本裝置能夠有利地應(yīng)用于再生設(shè)置在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排 氣道中的微粒過(guò)濾器。


下面，借助于在附圖中示出的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。其中圖1示出了一種具有安置在其排氣道中的微粒過(guò)濾器以及后置的三通道催化凈化器的內(nèi)燃機(jī)；圖2示出了在排氣道中應(yīng)用寬帶λ傳感器時(shí)微粒過(guò)濾器的再生期間的信號(hào)曲 線(xiàn).
一入 ，圖3示出了在排氣道中應(yīng)用雙位λ傳感器(Zwei Punkt-Lambdasonde)時(shí)微粒過(guò) 濾器的再生期間的信號(hào)曲線(xiàn)；圖4示出了在內(nèi)燃機(jī)處于稀燃運(yùn)行階段期間的微粒過(guò)濾器的再生期間的信號(hào)曲 線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了內(nèi)燃機(jī)10，其具有進(jìn)氣管11和安置在排氣道12中的微粒過(guò)濾器15以 及后置的三通道催化凈化器17。內(nèi)燃機(jī)10的廢氣在微粒過(guò)濾器15及三通道催化凈化器17 中得到凈化并通過(guò)廢氣排出口 18導(dǎo)出。緊接在內(nèi)燃機(jī)10之后的排氣道12中的廢氣的λ 值是利用第一 λ傳感器13來(lái)確定的。在這一區(qū)域，首先利用溫度傳感器14確定廢氣的溫 度。在內(nèi)燃機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，微粒被貯存在微粒過(guò)濾器中。這就提升了排氣背壓。因此在需要 時(shí)，必須對(duì)微粒過(guò)濾器15加以燃燒從而使其得以再生。再生只有在廢氣溫度高于約580°C 時(shí)才能發(fā)生，所述廢氣溫度可利用溫度傳感器來(lái)確定。此外，必須要有足夠的用于燃燒的氧 氣。這可利用第一 λ傳感器13來(lái)確定。在微粒過(guò)濾器15之后的排氣道12中安置有第二 λ傳感器16。從第一 λ傳感器13與第二 λ傳感器16的輸出信號(hào)的差異中可確定，微粒 過(guò)濾器15中的微粒的燃燒消耗了多少氧氣。若確定信號(hào)之間沒(méi)有差異，則燃燒已終止。第 一 λ傳感器13與第二 λ傳感器16的信號(hào)以及溫度傳感器14的輸出信號(hào)被輸入到控制 單元19中。在控制單元19中設(shè)置有用以比較信號(hào)以及控制再生的程序流程。圖2示出了在第一 λ傳感器13與第二 λ傳感器16被實(shí)施為寬帶λ傳感器時(shí)， 在微粒過(guò)濾器15的再生期間的信號(hào)曲線(xiàn)圖。信號(hào)沿著第一信號(hào)軸21和第一時(shí)間軸22描 繪。沿著第一時(shí)間軸22標(biāo)記出了第一再生階段23、第二再生階段24以及第三再生階段25， 這三個(gè)階段是在微粒過(guò)濾器15的再生期間以在時(shí)間上分開(kāi)的方式先后發(fā)生的。在示出的實(shí)施例中，在微粒過(guò)濾器15的再生期間，由于輸入到內(nèi)燃機(jī)中的燃 料-空氣-比的混合物振動(dòng)，導(dǎo)致λ值圍繞λ = 1發(fā)生振動(dòng)。在微粒過(guò)濾器15的再生開(kāi) 始不久的第一再生階段23中，第一壓力信號(hào)段30中的排氣背壓仍相當(dāng)?shù)馗?，處在IOOmbar 的范圍內(nèi)。通過(guò)微粒的燃燒，第一壓力信號(hào)段30中的排氣背壓稍有下降。第一 λ信號(hào)31 的第一段示出了在第一再生階段23期間，在第一 λ傳感器16的位置上由混合物振動(dòng)導(dǎo)致 的氧氣濃度的波動(dòng)。第二 λ信號(hào)的第一段32示出了在第一再生階段23期間，在串接在微 粒過(guò)濾器15之后的第二 λ傳感器16位置上的氧氣濃度的波動(dòng)。由于在燃燒時(shí)消耗了氧 氣，第一 λ信號(hào)的第一段31的振幅明顯比第二 λ信號(hào)的第一段32的大。在再生的晚些時(shí)刻，在第二再生階段24中，微粒過(guò)濾器15已被部分再生，第二壓 力信號(hào)段33中的排氣背壓處在約40mBar的范圍內(nèi)。第一 λ信號(hào)的第二段34示出了在第 一 λ傳感器13位置上的氧氣濃度的波動(dòng)，所述波動(dòng)與第一 λ信號(hào)的第一段31的振幅相 比保持不變。第二 λ信號(hào)的第二段35示出了比第二 λ信號(hào)的第一段32更高的振幅，所 述振幅幾乎接近第一 λ信號(hào)的第二段34的振幅。這意味著，微粒燃燒已減弱，而且不久就 可終止再生。
在第三再生階段25中，微粒過(guò)濾器已被完全再生，在第三壓力信號(hào)段36中的排氣 背壓處在約20mbar的范圍內(nèi)。第一 λ信號(hào)的第三段37示出了在第一 λ傳感器13位置 上的氧氣濃度的波動(dòng)，所述波動(dòng)與第一 λ信號(hào)的第一段31的振幅相比保持不變。第二 λ 信號(hào)的第三段38示出了比第二 λ信號(hào)的第一段32以及第二 λ信號(hào)的第二段35更高的 振幅，所述振幅實(shí)際上與第一 λ信號(hào)的第三段37的振幅相同。這意味著，微粒燃燒已不 再發(fā)生，再生可被終止。圖3示出了在第一 λ傳感器13與第二 λ傳感器16被實(shí)施為雙位λ傳感器時(shí)， 在微粒過(guò)濾器15的再生期間的信號(hào)曲線(xiàn)圖40。信號(hào)沿著第二信號(hào)軸41和第二時(shí)間軸42 描繪。沿著第二時(shí)間軸42標(biāo)出了已引入在圖1中的第一再生階段23、第二再生階段24以 及第三再生階段25。在微粒過(guò)濾器15的再生過(guò)程開(kāi)始不久的第一再生階段23中，第四壓力信號(hào)段區(qū) 50中的排氣背壓仍相當(dāng)?shù)馗撸幵贗OOmbar的范圍內(nèi)。通過(guò)微粒的燃燒，第四壓力信號(hào)區(qū) 50中的排氣背壓稍有下降。即便在這一實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)10的燃料-空氣-混合物的組分 也得到控制，從而使微粒過(guò)濾器15之前的廢氣的λ值在化學(xué)計(jì)算的組分1的上下周期性 地波動(dòng)。第二 λ信號(hào)的第一段51示出了在第一再生階段23期間，在第一 λ傳感器13位 置上的氧氣濃度的波動(dòng)。第四λ信號(hào)的第一段52示出了在第一再生階段23期間，在串接 在微粒過(guò)濾器15之后的第二 λ傳感器16位置上的氧氣濃度。由于在燃燒時(shí)消耗了氧氣， 第二 λ傳感器16的信號(hào)在第四λ信號(hào)的第一段52中處在富油區(qū)中。在再生的晚些時(shí)刻，在第二再生階段24中，微粒過(guò)濾器15已被部分再生，第五壓 力信號(hào)段53中的排氣背壓處在約40mBar的范圍內(nèi)。第三λ信號(hào)的第二段54示出了在第 一 λ傳感器13位置上的氧氣濃度的波動(dòng)，所述波動(dòng)與第三λ信號(hào)的第一段51的振幅相 比保持不變。第四λ信號(hào)的第二段55示出了比第四λ信號(hào)的第一段52更高的振幅，所 述信號(hào)整體上從富油區(qū)中下降。這意味著，微粒燃燒已減弱，而且不久就可終止再生。在第三再生階段25中，微粒過(guò)濾器已被完全再生，在第六壓力信號(hào)段56中的排氣 背壓處在約20mbar的范圍內(nèi)。第三λ信號(hào)的第三段57示出了在第一 λ傳感器13位置 上的氧氣濃度的波動(dòng)，所述波動(dòng)與第三λ信號(hào)的第一段51的振幅相比保持不變。第四λ 信號(hào)的第三段58示出了比第四λ信號(hào)的第一段52以及第二 λ信號(hào)的第二段55更高的 振幅，所述振幅實(shí)際上與第三λ信號(hào)的第三段57的振幅相同。這意味著，微粒燃燒已不再 發(fā)生，微粒過(guò)濾器15的再生可被終止。在圖4的第三圖表60中，沿著第三時(shí)間軸62和第三信號(hào)軸61繪出了圖1所示的 第一 λ傳感器13和第二 λ傳感器16的輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)是所述λ傳感器在內(nèi)燃 機(jī)10運(yùn)行在稀燃運(yùn)行階段期間，在微粒過(guò)濾器15的再生期間的第一再生階段23和第三再 生階段25中輸出的。在這樣的稀燃運(yùn)行階段期間，廢氣的λ值被調(diào)整為大于1，例如調(diào)整 到λ = 1.05。第五λ信號(hào)的第一段63描述的是第一 λ傳感器13的輸出信號(hào)在再生開(kāi) 始時(shí)在λ值超過(guò)λ = 1的情況下，例如λ = 1. 05的第一再生階段23中的位置。第六λ 信號(hào)的第一段64描繪的是第二 λ傳感器16的輸出信號(hào)的位置。在第一再生階段23中， 由于炭黑微粒在微粒過(guò)濾器中燃燒，因而消耗了氧氣，在第二 λ傳感器16上的廢氣的λ 值處在低于λ = 1的富油區(qū)中。在第三再生階段25中，在微粒過(guò)濾器15中的微粒燃燒停 止。由于內(nèi)燃機(jī)的稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)，安置在微粒過(guò)濾器15之前的第一 λ傳感器13的第五λ信號(hào)的第二段65處在超過(guò)λ =1的稀燃區(qū)中。因?yàn)槲⒘Ｒ驯蝗紵?，在微粒過(guò)濾器15中不 再消耗氧氣，因而安置在微粒過(guò)濾器15之后的第二 λ傳感器16的信號(hào)也處在稀燃區(qū)中。 因此，作為第二 λ傳感器16的輸出信號(hào)的第六λ信號(hào)的第二段66處于超過(guò)λ = 1的區(qū) 域，并因而在公知的公差范圍內(nèi)與第五λ信號(hào)的第二段65全等。因此，在第二 λ傳感器 16的輸出信號(hào)與第一 λ傳感器13的輸出信號(hào)一致時(shí)就可確定終止再生。
總之，微粒燃燒可利用λ傳感器來(lái)跟蹤，并可以確定微粒燃燒的完成程度以及何 時(shí)能夠終止再生階段。本方法可利用公知的寬帶λ傳感器來(lái)實(shí)施，或者也可采用成本更為 低廉的雙位λ傳感器。在許多情況下，在內(nèi)燃機(jī)10的排氣道中已然使用了這樣的傳感器， 因而并不需要額外的費(fèi)用。特別地，本方法及裝置也適用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣凈化。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)控和調(diào)節(jié)在內(nèi)燃機(jī)(10)的排氣道(12)中的微粒過(guò)濾器(15)的再生的方 法，其中微粒過(guò)濾器(15)的再生是通過(guò)在再生階段期間將微粒氧化燃燒而實(shí)現(xiàn)的，其特征 在于，在微粒過(guò)濾器(15)的再生階段期間，內(nèi)燃機(jī)(10)至少暫時(shí)地在稀燃運(yùn)行階段期間或 者在混合物振動(dòng)期間在稀燃的工況下運(yùn)行，并且基于在與沿排氣方向安置在所述微粒過(guò)濾 器(15)之前的第一 \傳感器(13)的第一信號(hào)或者由該第一信號(hào)導(dǎo)出的第一特征參數(shù)的 時(shí)間曲線(xiàn)相比較的情況下沿排氣方向安置在所述微粒過(guò)濾器(15)之后的第二 \傳感器 (16)的第二信號(hào)或者由該第二信號(hào)導(dǎo)出的第二特征參數(shù)的時(shí)間曲線(xiàn)來(lái)監(jiān)控所述微粒過(guò)濾 器(15)的再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)在稀燃運(yùn)行階段期間或者在混合物振 動(dòng)期間第二、傳感器(16)的第二信號(hào)在預(yù)定的公差之內(nèi)與第一 \傳感器(13)的第一信 號(hào)一致的時(shí)候，或者當(dāng)由所述第二信號(hào)導(dǎo)出的第二特征參數(shù)在預(yù)定的公差之內(nèi)與由所述第 一信號(hào)導(dǎo)出的第一特征參數(shù)一致的時(shí)候，終止微粒過(guò)濾器(15)的再生階段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在再生階段期間，供給內(nèi)燃機(jī)(10)的 燃料-空氣-混合物通過(guò)混合物振動(dòng)而周期性地改變，從而使微粒過(guò)濾器(15)之前的廢氣 中出現(xiàn)富含氧氣的廢氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在再生階段期間，供給內(nèi)燃機(jī) (10)的燃料-空氣-混合物通過(guò)混合物振動(dòng)而周期性地改變，從而使微粒過(guò)濾器(15)之前 的廢氣中的X值在X = 1的上下產(chǎn)生周期性的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，將安置在微粒過(guò)濾器(15)之前 的第一寬帶、傳感器的第一、值用作第一信號(hào)，并將安置在微粒過(guò)濾器(15)之后的第二 寬帶、傳感器或第二雙位、傳感器的第二、值用作第二信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，將安置在微粒過(guò)濾器(15)之前 的第一雙位、傳感器的第一傳感器電壓用作第一信號(hào)，并將安置在微粒過(guò)濾器(15)之后 的第二雙位X傳感器的第二傳感器電壓用作第二信號(hào)。
7.用于監(jiān)控和調(diào)節(jié)在內(nèi)燃機(jī)(10)的排氣道(12)中的微粒過(guò)濾器(15)的再生的裝置， 其中微粒過(guò)濾器(15)的再生是通過(guò)在再生階段期間將微粒氧化燃燒而實(shí)現(xiàn)的，并且其中， 對(duì)微粒過(guò)濾器(15)的再生的控制是通過(guò)控制單元(19)實(shí)現(xiàn)的，其特征在于，在排氣道(12) 中沿著排氣方向在所述微粒過(guò)濾器(15)之前安置第一 \傳感器(13)且沿著排氣方向在 所述微粒過(guò)濾器(15)之后安置第二 \傳感器(16)，第一 \傳感器(13)的第一信號(hào)與第 二入傳感器(16)的第二信號(hào)被供給控制單元(19)，而且，在控制單元(19)中設(shè)置了第一 程序，所述第一程序用于在內(nèi)燃機(jī)(10)的在再生階段中設(shè)置的稀燃運(yùn)行階段期間或者在 內(nèi)燃機(jī)(10)的混合物振動(dòng)期間對(duì)第二信號(hào)或由該第二信號(hào)導(dǎo)出的第二特征參數(shù)與第一信 號(hào)或由該第一信號(hào)導(dǎo)出的第一特征參數(shù)進(jìn)行比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在控制單元(19)中設(shè)置了第二程序，以便 在再生階段期間通過(guò)周期性地改變供給內(nèi)燃機(jī)(10)的燃料混合物而實(shí)現(xiàn)混合物振動(dòng)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法或裝置的用途，所述用途是使設(shè)置在柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣道中的微粒過(guò)濾器(15)再生。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有在排氣道中后置的廢氣傳感器的微粒過(guò)濾器的再生方法及裝置。在監(jiān)控和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)排氣道中的微粒過(guò)濾器的再生的方法中，微粒過(guò)濾器的再生是通過(guò)在再生階段期間將微粒氧化燃燒而實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，在微粒過(guò)濾器的再生階段期間，內(nèi)燃機(jī)至少暫時(shí)地在稀燃運(yùn)行階段期間或者在混合物振動(dòng)期間在稀燃的工況下運(yùn)行，并且基于在與沿排氣方向安置在微粒過(guò)濾器之前的第一λ傳感器的第一信號(hào)或由此導(dǎo)出的第一特征參數(shù)的時(shí)間曲線(xiàn)相比較的情況下沿排氣方向安置在微粒過(guò)濾器之后的第二λ傳感器的第二信號(hào)或者由此導(dǎo)出的第二特征參數(shù)的時(shí)間曲線(xiàn)來(lái)監(jiān)控微粒過(guò)濾器的再生。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的裝置。
文檔編號(hào)F01N3/023GK101994560SQ20101024660
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者D·斯塔夫里亞諾斯, E·韋斯 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司