專利名稱：用于控制汽車-內(nèi)燃機裝置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于控制汽車內(nèi)燃機裝置的再生階段的方法，該汽車內(nèi)燃機裝置具有廢氣顆粒過濾器。
背景技術：
現(xiàn)代的內(nèi)燃機裝置，尤其是柴油內(nèi)燃機裝置通常具有用于凈化基本上是煙塵顆粒的廢氣的廢氣顆粒過濾器。所謂的壁流式過濾器提供良好的過濾性能，在這種過濾器中，加入顆粒的廢氣在穿過多孔的過濾器壁時被過濾。雖然過濾器壁的孔徑明顯大于顆粒的尺寸。但在工作階段中，大量的顆粒積聚在過濾器壁中，必須連續(xù)地或有規(guī)律地清除這些大量的顆粒以確保顆粒過濾器或內(nèi)燃機裝置定期的工作。當溫度升高時通過燃燒嵌入的顆粒進行顆粒過濾器的再生。顆粒過濾器的再生表明，顆粒這樣加入顆粒過濾器，使得顆粒過濾器嚴重阻礙廢氣流。由再生觸發(fā)裝置造成再生的觸發(fā)，其例如借助在顆粒過濾器前方和后方的的壓力傳感器測得顆粒過濾器的差壓。若該差壓高于一個確定的差壓極限值，則通過再生觸發(fā)裝置觸發(fā)顆粒過濾器的再生。在再生觸發(fā)裝置中或在現(xiàn)有技術中的再生方法中，在再生時進入顆粒過濾器的廢氣的溫度通過在一段時間內(nèi)相應增大廢氣溫度的調(diào)節(jié)值升高。進入顆粒過濾器的廢氣在再生時具有更高的溫度，由此顆粒過濾器也具有更高的溫度并且最終燃燒嵌入的顆粒。問題在于，進入顆粒過濾器的廢氣足夠高的溫度在柴油內(nèi)燃機中因為它在短時間工作，尤其在較短時間市內(nèi)行駛時功率高，不能達到，只是很慢或只在能夠避免燃料消耗更多但仍然消耗很多燃料的情況下達到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，創(chuàng)造一種控制方法，用該方法改善顆粒過濾器的再生。該技術問題在再生觸發(fā)裝置觸發(fā)再生時按本發(fā)明通過下列方法步驟解決-通過廢氣溫度傳感器確定廢氣溫度，-當廢氣溫度在再生階段中低于一個恒定的極限值時打開這個開啟短時關閉高壓廢氣循環(huán)冷卻器的旁路導管的旁路閥?，F(xiàn)代的柴油內(nèi)燃機在各種情況下都具有增壓空氣-增壓器。此外，現(xiàn)代的用于減少廢氣排放的柴油內(nèi)燃機具有一根從內(nèi)燃機出口和增壓空氣增壓器的驅(qū)動渦輪前方到壓縮機后方的增壓空氣側的高壓廢氣循環(huán)導管。在高壓廢氣循環(huán)導管的線路中布置一個用于按需冷卻再循環(huán)廢氣的廢氣循環(huán)冷卻器。廢氣循環(huán)冷卻器配有一帶旁路閥的旁路導管，使得在需要時不必將廢氣導引經(jīng)過冷卻器，而只要將廢氣從冷卻器的旁邊經(jīng)過引向增壓空氣偵U。為避免在內(nèi)燃機入口并因此也在內(nèi)燃機出口處太高的廢氣溫度，使用該冷卻器，以便保護尤其是后續(xù)設備不受太高的廢氣溫度損壞并且降低廢氣中氧化氮含量。在按本發(fā)明的方法中，廢氣循環(huán)冷卻器不出例外通過旁路閥的打開并且由此引起的旁路導管的打開而斷開。由此，為加熱廢氣已在內(nèi)燃機入口前方具有比在廢氣循環(huán)冷卻器冷卻時更熱的廢氣。廢氣循環(huán)冷卻器在再生時只要廢氣溫度低于確定的極限值就斷開。該極限值應當?shù)陀趶U氣再生最小溫度，當超過最小溫度時顆粒過濾器開始真正的再生。也就是說，用于達到再生溫度的廢氣加熱按所述方法步驟被明顯加速。由此，獲得只要在短時間運行內(nèi)燃機時也可能實施顆粒過濾器再生的機會。優(yōu)選廢氣溫度的極限值超過400攝氏度，并且優(yōu)選在450和600攝氏度之間。視現(xiàn)有技術中廢氣顆粒過濾器的結構設計而定，再生的最小溫度為600攝氏度，但可以借助添加劑、和其它的技術措施降至大約500攝氏度。也就是經(jīng)由高壓廢氣循環(huán)返回的廢氣只要從廢氣循環(huán)冷卻器旁邊導引經(jīng)過旁路導管，直至接近或完全達到廢氣再生的最小溫度。
為了保護部件，現(xiàn)代的汽車內(nèi)燃機裝置可以具有冷卻過的廢氣彎管，其為了冷卻從內(nèi)燃機中排出的廢氣具有一個冷卻器。按一種優(yōu)選的設計方案，在再生階段中以相對非再生運行更高的廢氣溫度調(diào)節(jié)廢氣彎管冷卻器。也就是廢氣冷卻器的冷卻功率相對顆粒過濾器不發(fā)生再生的正常工作更低，以確保為快速達到再生最小溫度的更高廢氣溫度。此外，現(xiàn)代的汽車內(nèi)燃機裝置具有一個在增壓空氣-增壓器的渦輪式壓縮機和內(nèi)燃機增壓空氣入口之間的、調(diào)節(jié)過的增壓空氣冷卻器。增壓空氣冷卻器用于為提高效率再次冷卻由壓縮機壓縮的、在壓縮時相應地被加熱的增壓空氣。因此，在再生階段時，只要再生階段中的廢氣溫度低于恒定的極限值就規(guī)定，以相對非再生運行更高的最高溫度調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器。增壓空氣冷卻器按規(guī)律地進行溫度調(diào)節(jié)，即，增壓空氣溫度是增壓空氣冷卻器調(diào)節(jié)的引導值。在再生階段時，并且只要廢氣溫度低于恒定的極限值，就這樣匹配增壓空氣冷卻器的調(diào)節(jié)，使得從增壓空氣冷卻器排出的廢氣具有一個明顯更高的溫度。也通過該措施實現(xiàn)在觸發(fā)顆粒過濾器再生時盡可能快地使進入顆粒過濾器中的廢氣到達再生最小溫度。


以下根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明的一種實施形式。在附圖中圖I是內(nèi)燃機裝置的示意圖。
具體實施例方式該圖示意表示復雜的內(nèi)燃機裝置50。在該裝置50中，示出所有重要的設備，這些設備圍繞內(nèi)燃機I與增壓空氣、廢氣、多個冷卻劑回路和油路有關。新鮮的增壓空氣由空氣過濾器5吸入，并且隨后流經(jīng)空氣量測量計4。吸入的增壓空氣之后進入增壓空氣-增壓器64中，在該增壓器64中，必要時在壓縮機3中壓縮增壓空氣。然后，增壓空氣流向借助冷卻劑冷卻的、配有帶旁路閥的旁路52的增壓空氣冷卻器38。增壓空氣從此處流經(jīng)節(jié)流閥形狀的氣體控制閥42到達混合器43，增壓空氣必要時在該混合器中與從高壓廢氣再循環(huán)裝置中返回的廢氣混合。增壓空氣從混合器43經(jīng)由吸管34并且經(jīng)過增壓空氣入口 94進入內(nèi)燃機I中。增壓空氣與燃料一起積聚于此并且點燃按這種方式獲得的混合氣。此處產(chǎn)生的廢氣從排氣出口 95流出內(nèi)燃機I。從出口 95中排出的廢氣在水冷的排氣彎管11中冷卻并且與主氣流一起繼續(xù)流向增壓空氣增壓器64的驅(qū)動渦輪12。驅(qū)動渦輪12驅(qū)動壓縮機3。該驅(qū)動渦輪12配有一條帶有旁路閥60的旁路68并且壓縮機3配有一條帶有旁路閥61的旁路66。廢氣從增壓空氣增壓器64而來經(jīng)過布置在廢氣催化器8前方不遠的廢氣溫度傳感器9。廢氣從廢氣催化器8中流出經(jīng)過第一氣體控制閥7和第二氣體控制閥6進入未不出的排氣管中。在此未不出的氣流是從空氣過濾器入口到出口進入消聲器或排氣管的主要氣流。該主要氣流具有三條支流，S卩，低壓廢氣再循環(huán)支流、高壓廢氣再循環(huán)支流以及給兩個三路換熱器21、26供氣的支流。低壓廢氣再循支流由一根導管54構成，這根在廢氣支流中的導管54在廢氣催化器8和第一氣體控制閥7之間分路并且在其線路中具有廢氣循環(huán)控制閥2。該廢氣再循環(huán)導管54通入增壓空氣增壓器64前方的增壓空氣管路中。此外，設置高壓廢氣循環(huán)支流，其中，在排氣側的高壓廢氣循環(huán)管道56在水冷的排氣彎管11和增壓空氣增壓器64之間分路。在該支流后方的，在導管56的線路上設置一 個在該位置上探測廢氣質(zhì)量和廢氣溫度的廢氣量-溫度傳感器13。然后廢氣流流經(jīng)連接在氣體控制閥16上游的高壓循環(huán)冷卻器15。此外，平行于冷卻器15設置一條旁路15'，當相關的氣體控制閥16、17和18相應地閉合或打開時，廢氣在冷卻器15包圍的情況下會流經(jīng)這條旁路15'。需要時在高壓廢氣循環(huán)冷卻器15中冷卻由導管56引回的廢氣，以減少內(nèi)燃機I的熱負載和主廢氣流中的設備，并且降低廢氣中的氧化氮含量。在導管56的線路中，沿流動方向在冷卻器15的后方設有一個高壓廢氣循環(huán)冷卻器傳感器19，借助該傳感器19可以調(diào)節(jié)廢氣循環(huán)冷卻器15的冷卻效率。廢氣從此處流入混合器43中，在該混合器43中增壓空氣與來自高壓廢氣循環(huán)導管56的廢氣混合。另一根在主廢氣流中的排氣導管70在第一氣體控制閥7和第二氣體控制閥6之間分路向兩個三路換熱器21、26。在第一三路換熱器21中可以借助熱廢氣加熱目標介質(zhì)，并且借助同樣輸入的冷卻劑在需要時冷卻同一個目標介質(zhì)。因此，兩個三路換熱器除了其廢氣入口外還具有冷卻劑入口。第一三路換熱器通過潤滑劑-輸入管路80和輸出管路81與內(nèi)燃機I相應的潤滑劑接頭連接。也就是說在第一三路換熱器21中在需要時通過冷卻水冷卻或通過廢氣加熱內(nèi)燃機潤滑劑。第二三路換熱器26通過潤滑劑輸入管道83和潤滑劑輸出管道84與變速器62連接。通過潤滑劑輸入管道83和輸出管道84以及所屬的三路換熱器26，在需要時可以冷卻或加熱變速器潤滑劑。尤其在自動變速器中合理的是，在該自動變速器中潤滑劑量通常可以大于等于10升，并且當潤滑劑溫度很低時，從該自動變速器中吸走大部分傳動功率，并且當溫度很高時出現(xiàn)大量的滑移。當前設置兩個冷卻劑回路，即，第一高溫冷卻劑回路58和第二低溫回路59。低溫回路59用于增壓冷卻器38的冷卻并且為此具有低溫冷卻器45和低溫冷卻劑泵41。高溫冷卻劑回路58具有冷卻器46、冷卻劑泵33以及大量導管和閥。主要冷卻劑流從冷卻器46流出經(jīng)過冷卻劑導管88到達冷卻劑泵33，其在工作時將冷卻劑抽吸到內(nèi)燃機I中。從內(nèi)燃機I中流出的冷卻劑通過冷卻劑控制閥32流回至冷卻器46。在內(nèi)燃機I冷卻劑出口和冷卻劑控制閥32之間多根冷卻劑導管分路向廢氣彎管冷卻器11、高壓廢氣循環(huán)冷卻器15、第一三路換熱器21和第二三路換熱器26，以便從此次起分別流回到冷卻劑的冷卻器46中。
冷卻劑流借助控制閥10、14、20和90按需求控制或調(diào)節(jié)。在潤滑劑管道80、81、83、84的線路中，分別在三路換熱器21、26前方或后方的設置溫度傳感器22、24、27、28，借助這些溫度傳感器可以調(diào)節(jié)相關的潤滑劑溫度。兩條冷卻劑回路的兩個冷卻器45、46由從外部流入的冷空氣64冷卻，該冷卻空氣在此穿過可關閉的空氣百葉窗44。內(nèi)燃機的再生階段如下進行廢氣顆粒過濾器8的再生由再生觸發(fā)裝置觸發(fā)，該再生觸發(fā)裝置可以是中央電機控制裝置的組成部分。該再生觸發(fā)裝置在確定的工作時間間隔后方的觸發(fā)再生。然而，再生觸發(fā)裝置也可以按需要觸發(fā)顆粒過濾器8的再生，通過再生觸發(fā)裝置例如借助相應的壓力傳感器采集顆粒過濾器8的壓差。若該壓差超出極限值，就觸發(fā)再生。
在柴油內(nèi)燃機中會發(fā)生，當小負載的柴油機本身在內(nèi)燃機和所有鄰接的設備和所使用的流體的工作溫度中工作時，在顆粒過濾器8前方的廢氣溫度不明顯超過200攝氏度。然而為了實現(xiàn)顆粒過濾器8的再生，只要在顆粒過濾器前方由溫度傳感器測得的廢氣溫度低于例如500攝氏度的極限值，電機控制裝置就嵌接到該汽車內(nèi)燃機裝置冷卻少量廢氣的設備中。一方面高壓廢氣循環(huán)冷卻器15通過旁路閥17的打開而短暫閉合，以便廢氣通過旁路管道15'未被冷卻地輸送給增壓空氣。此外，盡可能地降低廢氣彎管冷卻器11'的冷卻功率，而不會損壞后續(xù)的部件，尤其是增壓空氣增壓器64的驅(qū)動渦輪12。在極端的情況下，可以斷開廢氣彎管冷卻器11'。此外，在再生階段中并且只要廢氣溫度低于確定的極限值，就以一個相對非再生階段更高的最高溫度作為調(diào)節(jié)值調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器38或在極端的情況下在該再生階段中完全斷開增壓空氣冷卻器38。通過三種所述的措施，廢氣在穿過不同冷卻器時奪走廢氣盡可能少的熱量和所需的熱量，以便一方面避免損壞設備，另一方面盡可能快地將進入顆粒過濾器8前方的廢氣加熱到再生最小溫度。當內(nèi)燃機在較小負載情況下工作時，以這種方式也可以實施顆粒過濾器的再生。
權利要求
1.一種用于控制汽車內(nèi)燃機裝置(50)的方法，該汽車內(nèi)燃機裝置(50)包括一帶有增壓空氣入口(94)和廢氣出口(95)的內(nèi)燃機(I);一帶有驅(qū)動渦輪(12)和壓縮機(3)的增壓空氣-增壓器￠4);一根從所述出口(95)和所述驅(qū)動渦輪(12)前方到所述壓縮機(3)后方的增壓空氣側的高壓廢氣循環(huán)導管(56)，其中，在所述高壓廢氣循環(huán)導管(56)的線路中布置一個具有帶旁路閥(17)的旁路導管(15')的高壓廢氣循環(huán)冷卻器(15)個與所述出口(95)連接的廢氣顆粒過濾器(8);—在所述顆粒過濾器(8)前方的廢氣溫度傳感器(9)和一個按確定的準則觸發(fā)所述顆粒過濾器(8)再生的再生觸發(fā)裝置，按下列方法步驟觸發(fā)再生 -通過所述廢氣溫度傳感器(9)確定所述廢氣溫度， -當所述廢氣溫度在所述再生階段中低于一個恒定的極限值時打開所述旁路閥(17)。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述廢氣溫度的極限值超過400攝氏度，并且優(yōu)選在450和600攝氏度之間。
3.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述汽車內(nèi)燃機裝置(50)具有一根帶冷卻器(11')的廢氣彎管，在所述再生階段時具有如下方法步驟以相對非再生運行更高的再生最高溫度調(diào)節(jié)所述廢氣彎管冷卻器(11')。
4.如權利要求I至3之一所述的方法，其特征在于，在所述壓縮機(3)和所述入口(94)之間，所述汽車內(nèi)燃機裝置(50)具有一個受調(diào)節(jié)的增壓空氣冷卻器(38)，其中，在再生階段時，以相對非再生運行更高的最高溫度調(diào)節(jié)所述增壓空氣冷卻器(38)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制汽車內(nèi)燃機裝置(50)的再生階段的方法，汽車內(nèi)燃機裝置(50)包括帶增壓空氣入口(94)和廢氣出口(95)的內(nèi)燃機(1)；帶有驅(qū)動渦輪(12)和壓縮機(3)的增壓空氣增壓器(64)；一條帶有控制元件(32、33)的冷卻劑回路(58)，控制元件(32、33)用于控制在需要時冷卻內(nèi)燃機(1)的冷卻劑流；與出口(95)連接的、帶有廢氣溫度傳感器(9)的廢氣顆粒過濾器(8)；一根從出口(95)和驅(qū)動渦輪(12)前方到壓縮機(3)后方的增壓空氣側的高壓廢氣循環(huán)導管(56)，其中，在高壓廢氣循環(huán)導管(56)的線路中布置帶旁路導管(15`)的高壓廢氣循環(huán)冷卻器，旁路導管(15`)具有旁路閥(17)。在內(nèi)燃機(1)再生階段，廢氣溫度借助廢氣溫度傳感器(9)測得。只要由傳感器(9)測得的廢氣溫度低于一個恒定的極限值，就打開旁路閥(17)。
文檔編號F01N3/023GK102678231SQ20111005356
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權日2011年3月7日
發(fā)明者漢斯-烏爾里克.庫內(nèi)爾, 邁克爾.桑德斯 申請人:皮爾伯格有限責任公司