用于内燃机的废气后处理的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于内燃机(10)的废气后处理的方法。为内燃机(10)的废气后处理设有排气装置(20)，在所述排气装置(20)中，沿内燃机(10)的废气通过排气装置(20)的流动方向布置有第一三元催化器(30)并且在第一三元催化器(30)的下游布置有至少一个另外的三元催化器(34、36)。在此，在排气装置的废气通道(38)中，在各三元催化器(30、34、36)的上游分别布置有至少一个λ传感器(40、42、44)。在所建议的方法中，检测三元催化器(30、34、36)的构件温度(T

Method and device of exhaust gas after treatment for internal combustion engine

The invention relates to a method for exhaust gas post-treatment of an internal combustion engine (10). An exhaust device (20) is provided for the exhaust gas post-treatment of the internal combustion engine (10). In the exhaust device (20), a first three-way catalyst (30) is arranged along the flow direction of the exhaust gas of the internal combustion engine (10) passing through the exhaust device (20), and at least one other three-way catalyst (34, 36) is arranged under the first three-way catalyst (30). In the exhaust passage (38) of the exhaust device, at least one lambda sensor (40, 42, 44) is arranged at the upstream of each three-way catalyst (30, 34, 36). In the proposed method, the component temperature (T) of the three-way catalytic converter (30, 34, 36) is detected

【技术实现步骤摘要】
用于内燃机的废气后处理的方法和装置
本专利技术涉及按照独立权利要求的前序部分所述的一种用于内燃机的废气后处理的方法以及一种用于实施这种方法的废气后处理系统。
技术介绍
今后的排放法规对发动机原始排放和内燃机的废气后处理提出了高要求。随着Euro6d-Temp排放法规的引入，机动车辆必须遵守实际运行中的排放限值(实际驾驶排放)。在汽油机领域中多级废气后处理方案的使用对于新的排放规定提出了问题，所述问题关于各种废气后处理部件的可调节性以及废气后处理部件的调节质量和运行准备。这表明具有刚性设计的调节系统的λ调节方案仅提供次优的排放结果。由专利文献DE102010002586A1已知一种运行机动车的具有排气系统的内燃机的方法，在排气系统中布置有至少一个催化器和至少一个λ传感器。内燃机在用于加热催化器的冷启动后在稀燃料空气混合气与浓燃料空气混合气之间转换地运行。λ传感器在冷启动后如此加热，从而该λ传感器最多在十秒后就准备好运行，并且内燃机以基于λ传感器的信号的两点式调节运行。在此，以稀燃料空气混合气运行与以浓燃料空气混合气运行之间的转换分别由λ传感器的信号触发。由专利文献DE102013201734A1已知一种用于运行内燃机的排放系统中的λ传感器装置的方法，该λ传感器装置具有至少一个位于催化器上游的第一λ传感器和至少一个位于催化器下游的第二λ传感器。在此，第二λ传感器设计为阶跃式传感器。在此，进行第一λ传感器的特征曲线偏移的诊断并且必要时进行特征曲线偏移误差的调整。在此，为了诊断，在λ调节激活时检测代表催化器的氧气存储能力的值和代表从催化器输出氧气的能力的值。由氧气存储能力与氧气输出能力的比例计算第一λ传感器的特征曲线偏移。专利文献EP2884066A1公开一种用于诊断物体如催化器或过滤器的方法。为了获得关于催化器的功能的特别准确的报告，在此规定，为了测量催化作用的反应性，借助一装置通过开口对催化器的端面施加具有定义组分(如丙烷或一氧化碳)的试验介质，并且在下游位置上测量试验介质的至少一种还原性或氧化性组分在通过催化器后的浓度。但如此施加确定组合的气体或废气仅能在实验室操作。因此这种方法不适合用于实际驾驶中的排放优化。但已知方法的缺点是，所述方法未充分地考虑催化器的与温度相关的转化性能，并且因此尤其在开始阶段中或在排气系统冷却的运行阶段后仅产生次优的废气后处理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，改善布置在内燃机的排气装置中的催化器的转化性能并且因此进一步降低实际驾驶中的有害物质排放。按照本专利技术，所述技术问题通过用于内燃机的废气后处理的方法解决，所述内燃机的排气口与排气装置连接，其中，在所述排气装置中，沿内燃机的废气穿流排气装置的废气通道的流动方向布置有第一三元催化器并且在第一三元催化器的下游布置有至少一个另外的三元催化器。在此，在第一三元催化器上游的废气通道中布置有第一λ传感器(或称为氧传感器)，在第一三元催化器下游并且在另外的三元催化器上游的废气通道中布置有另外的λ传感器。所述方法至少包括以下步骤：-检测第一三元催化器和第二三元催化器的构件温度；-将第一三元催化器和第二三元催化器的构件温度与三元催化器各自的起燃温度进行比较；-通过在沿流动方向最后的达到起燃温度的三元催化器上游的那个λ传感器实施内燃机的λ调节。通过按照本专利技术的方法可以考虑多个三元催化器上的当前主导的构件温度，以便将λ调节扩大到相应的最大可能的控制对象或者说尽可能广泛的调节对象上并且因此使λ调节可变地适应于排气装置中的主导条件。独立权利要求所述方法的有利的扩展设计和改进方式可由从属权利要求中提及的特征得出。在本专利技术的优选的设计方案中规定，λ调节按照固有频率调节(Eigenfrequenzregelung或称为自频控制)的原理进行。本专利申请的范围内，固有频率-λ调节可以理解为这样的调节系统，在该调节系统中，所使用的催化器容积完全被通流直至出现分别预控制的部件的稀混合气穿通或浓混合气穿通(Mager-oderFettdurchbruch，或称为稀穿通或浓穿通)。由此可以在被通流的催化器容积下游的λ传感器上检测到部件的“穿通(Durchbrechen)”，并且随后才向另一预控制转换。该过程使位于之后的由另外的催化器、尤其另外的三元催化器提供的转化容积不可或缺。如果λ调节按照固有频率调节的原理实施，则催化器的全部转化容积可以用于转化排放。在此还通过在穿通前可选地平衡转换避免催化器中的老化热点，由此提高催化器的寿命。此外可以快速地校正在整个排气系统上的λ中间位置，其中，偏移可以被调整。由此可以实现具有最小排放的特别有效的废气后处理。在所述方法的优选的实施方式中规定，在内燃机冷启动后，λ调节由第一三元催化器上游的第一λ传感器实施。在内燃机启动后，靠近发动机的第一催化器首先升温并且通常作为废气后处理的第一批部件达到其起燃温度TLOK1。因此，目的是在开始阶段通过第一三元催化器力求废气的最佳转化，直至沿废气穿流废气通道的流动方向另外位于下游的废气后处理部件也达到起燃温度。在此优选的是，当在下游布置在排气装置中的另外的三元催化器达到起燃温度时，λ调节通过该另外的三元催化器上游的λ传感器扩展。通过在达到第二三元催化器的起燃温度后λ调节的扩展可以使两个三元催化器在用于转化有害物质的尽可能理想的运行条件下运行，从而实现废气后处理的最佳排放。在本专利技术的优选的实施方式中规定，所述废气后处理系统附加地包括颗粒过滤器，其中，除了三元催化器的构件温度以外也检测颗粒过滤器的构件温度。由于自欧6排放法规制定起也为汽油发动机规定颗粒排放的限值，因此对许多具有汽油发动机的机动车而言可能需要在废气后处理装置中使用颗粒过滤器。颗粒过滤器可以具有起三元催化作用的涂层。这样的颗粒过滤器被称为四元催化器。在本专利申请的范围内，这种四元催化器也可以理解为三元催化器，因为这种四元催化器也完成三元催化器的功能。在此优选的是，在高于颗粒过滤器的阈值温度时识别颗粒过滤器的再生可能性。为了氧化拦截在颗粒过滤器中的碳烟颗粒和使颗粒过滤器再生需要颗粒过滤器处的氧气过量和同时550℃的最低温度。如果识别到这样的温度，则能够以简单的方式通过将燃烧空气比朝向“稀薄”、也就是朝高于化学计量的燃烧空气比调节，以实施颗粒过滤器的(部分)再生。特别优选的是，在识别到颗粒过滤器的再生的必要性并且同时识别到颗粒过滤器的构件温度高于阈值温度时，以高于化学计量的燃烧空气比运行内燃机。通过高于化学计量的运行将拦截在颗粒过滤器中的碳烟氧化。在所述方法的另外的改进方式中规定，借助调节方案如此选择高于化学计量的幅值，从而在相关的温度范围内发生拦截在颗粒过滤器中的碳烟的持续再生。通过选择合适的幅值使得，在颗粒过滤器的再生期间不出现通过第二三元催化器的稀混合气穿通并且因此不出现氮氧化物排放的增加。因此可以实现颗粒过滤器的基本上排放中性的再生。在此特别优选的是，仅为颗粒过滤器提供废气中的相应较高的氧气量，并且三元催化器在调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机(10)的废气后处理的方法，所述内燃机(10)的排气口(16)与排气装置(20)连接，其中，在所述排气装置(20)中，沿废气通过排气装置(20)的流动方向布置有第一三元催化器(30)并且在第一三元催化器(30)的下游布置有第二三元催化器(34、36)，其中，在排气装置(20)的废气通道(38)中，在第一三元催化器(30)的上游布置有第一λ传感器(40)，在第一三元催化器(30)的下游并且在第二三元催化器(34、36)的上游布置有另外的λ传感器(42、44)，所述方法包括以下步骤：/n-检测第一和第二三元催化器(30、34、36)的构件温度(T

【技术特征摘要】
20180522 DE 102018112263.21.一种用于内燃机(10)的废气后处理的方法，所述内燃机(10)的排气口(16)与排气装置(20)连接，其中，在所述排气装置(20)中，沿废气通过排气装置(20)的流动方向布置有第一三元催化器(30)并且在第一三元催化器(30)的下游布置有第二三元催化器(34、36)，其中，在排气装置(20)的废气通道(38)中，在第一三元催化器(30)的上游布置有第一λ传感器(40)，在第一三元催化器(30)的下游并且在第二三元催化器(34、36)的上游布置有另外的λ传感器(42、44)，所述方法包括以下步骤：
-检测第一和第二三元催化器(30、34、36)的构件温度(TK1、TK2)；
-将所述构件温度(TK1、TK2)与第一和第二三元催化器(30、34、36)各自的起燃温度(TLOK1、TLOK2)进行比较；和
-通过已达到起燃温度的最后的三元催化器(30、34、36)上游的λ传感器(40、42、44)进行内燃机(10)的λ调节。


2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述λ调节按照固有频率调节的原理进行。


3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述λ调节在内燃机(10)的冷启动后由第一三元催化器(30)上游的第一λ传感器(40)实施。


4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，当布置在排气装置(20)中下游的另外的三元催化器(34、36)达到起燃温度(TLOK2)时，λ调节通过该三元催化器(34、36)上游的λ传感器扩展。


5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述废气后处理系统(20)附加地包括颗粒过滤器(32、34)，其中，作为三元催化器(30、34、36)的构件温度(TK1、TK2)补充、也检测颗粒过滤器(32、34)的构件温度(TOPF)。


6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，在高于颗粒过滤器(32、34)的阈值温度(TS)时识别颗粒过滤器(32、34)的再生可能性。


7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在识别到颗粒过滤器(32、34)的再生的必要性并且同时识别到高于阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：C尼，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE