[发明专利]在内燃机的排气系统中的颗粒过滤器或四元催化器的再生

说明书

本发明涉及一种用于再生在内燃机的排气系统中的颗粒过滤器或四元催化器的方法，其中，应防止或至少使在再生颗粒过滤器或四元催化器期间氮氧化物排放的增加最小化。设置成，在内燃机的排气系统中布置颗粒过滤器或四元催化器。在内燃机的关停要求时关停燃料喷射和点火。通过惯性，内燃机从关停转速到停止，其中，在该阶段中将富氧的新鲜空气输送到排气通道中。利用包含在该新鲜空气中的氧气，进行颗粒过滤器或四元催化器的部分再生，其中，通过计算模型获取从颗粒过滤器或四元催化器中排出的颗粒质量。此外，提出一种用于废气后处理的装置，利用该装置可进行这种方法。

技术领域

本发明涉及一种用于再生在内燃机的排气系统中的颗粒过滤器或四元催化器的装置以及方法。

背景技术

越来越严格的废气法律规定对车辆制造商提出高的要求，这通过用于减小发动机的未处理排放的相应措施并且通过相应的废气后处理来实现。随着法律等级EU6的引入，对于奥托发动机规定了颗粒数量的极限值，其在多数情况中需要使用奥托颗粒过滤器。在行驶运行中，这种奥托颗粒过滤器加载有炭黑。为了废气背压不过度增加，必须连续第或周期性地再生这种奥托颗粒过滤器。为了执行留在奥托颗粒过滤器中的炭黑利用氧气的热氧化，需要足够高的温度水平结合同时在奥托发动机的排气系统中存在的氧气。由于现代的奥托发动机通常在没有氧气过量的情况下以化学计算的空燃比(λ=1)运行，为此需要附加的措施。此外，作为措施，例如考虑通过点火角度调整提高温度、奥托发动机的暂时的过稀调整、将二级控制吹入排气系统中或这些措施的组合。优选地，至今为止使用向更晚的方向调整点火角度结合奥托发动机的过稀调整，因为该方法可在没有附加的构件的情况下实现并且可在奥托发动机的大多数运行时刻提供充分的氧气量。此外力求的是，在冷起动之后尽可能快速地将在内燃机的排气通道中的催化器带到运行温度上，以尽可能快速地实现用于有害废气成分的高转化率。然而，在颗粒过滤器的再生期间内燃机的该过稀调整可导致，在颗粒过滤器的再生期间出现氮氧化物排放(NOx排放)的显著增加，因为在过量化学计算的空燃比的情况中在废气中不再包含例如一氧化碳(CO)或不可燃的碳氢化合物(HC)的组分，利用这些组分在三元催化器上实现氮氧化物排放到分子的氮的催化还原。

从文件DE 10 2013 220 899 A1中已知用于再生在内燃机的排气系统中的颗粒过滤器的方法，其中，通过相应的氧调节器匹配内燃机的废气温度，以保证用于颗粒过滤器的再生所需的温度以及同时在内燃机的排气通道中剩余氧气的存在。然而在这种方法中不利的是，通过内燃机的过稀调整导致在颗粒过滤器的再生期间在废气中的氮氧化物排放增加。

从文件WO 2015/169958 A1中已知一种外点火的内燃机，在其排气系统中布置颗粒过滤器，其中，为了再生颗粒过滤器进行多级的方法，以便于仅仅尽可能少地降低在颗粒过滤器的再生期间的行驶舒适性。为此，在内燃机的推进阶段中，将颗粒过滤器的被动再生作为“最柔和的”措施与用于再生的相应的主动的措施相结合，其中，在多级的过程中，分别选择这样的措施，即，其可以最少地干预行驶舒适性和内燃机功率的方式来进行。然而在这种方法中不利的是，在此在主动的措施中也出现内燃机的空燃比的过稀调整以及与此相关的氮氧化物排放增加。

文件DE 10 2012 022 153 A1公开了一种用于再生在奥托发动机的排气通道中的颗粒过滤器的方法，其中，在第一步骤中确定颗粒过滤器的温度或通过颗粒过滤器的废气质量流，并且通过将在废气中的氧气份额提高到化学计算的废气之上，在达到颗粒过滤器的再生温度时氧化留在颗粒过滤器中的炭黑。

从文件DE 10 2010 046 899 A1中已知一种在内燃机的排气通道中的颗粒过滤器的再生，其中，在关停内燃机期间进行再生。在此，当颗粒过滤器具有相应的负载并且颗粒过滤器的温度还足够用于在关停内燃机时实现颗粒过滤器的部分再生时，直接在关停点火之前向“稀”的方向调整空燃比。然而，所提出的方法仅仅实现使留在颗粒过滤器中的炭黑的很少的部分量再生，因为在关停喷射和点火之后富氧的空气被输送到排气通道中的时间段相对短。