柴油混合动力车辆的微粒过滤器再生方法
【专利说明】柴油混合动力车辆的微粒过滤器再生方法
[0001]与相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2014年12月2日提交的韩国专利申请第10-2014-0170351号的优先权及权益，上述申请的全部内容通过该引用而结合于此用于所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及一种对柴油混合动力车辆的微粒过滤器进行再生的方法，其可以使用柴油发动机和驱动电机以减少燃料消耗，并且可以通过减少在排放气体中微粒物质的排放量而减小环境污染。
【背景技术】
[0004]—般而言，作为再生柴油微粒物质的方法，存在仅使用排放气体用于再生而不使用特定的热源的被动类型和通过强制地供应化学热源而燃烧微粒物质的强制类型。
[0005]对于被动类型，存在使用氧化催化剂过滤器的类型和使用微粒过滤器的类型；所述使用氧化催化剂过滤器的类型通过将金属(例如铁(Fe)、铈(Ce)、铜(Cu)和铂(Pt))与燃料混合或者利用贵金属涂覆过滤器而在降低微粒物质的再生温度之后燃烧微粒物质；所述使用微粒过滤器的类型直接过滤微粒物质。
[0006]使用微粒过滤器的类型收集微粒物质，并随后直接将微粒物质燃烧或者将微粒物质加热至其可以燃烧的温度。另外，在共轨式柴油发动机中，在排气过程的较后部分喷射并燃烧燃料，从而增高了排放气体的温度并相应地燃烧收集的微粒物质。
[0007]最近，已经研究和开发了装配有与柴油发动机结合的驱动电机的柴油混合动力车辆，其中驱动电机使用存储在电池中的电能而支援发动机，或者只有驱动电机用于行驶，因而可以显著地减少燃料消耗。
[0008]同时，在柴油混合动力车辆中执行增高排放气体温度的过程以再生微粒过滤器，但是当为了如上所述的排放气体温度的增高而执行后喷射时，输出几乎没有变化，并且燃料消耗反而会增加。
[0009]公开于该本发明【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0010]本发明的各个方面致力于提供一种对柴油混合动力车辆中微粒过滤器进行再生的方法，其增高排放气体的温度以再生柴油机微粒过滤器，但是可以通过复原微粒过滤器而减少燃料消耗并节省运行成本。
[0011]本发明的示例性实施方案提供了一种对柴油混合动力车辆的微粒过滤器进行再生的方法，其包括:确定是否满足微粒过滤器的再生条件，所述微粒过滤器对从发动机排出的排放气体中的微粒物质进行过滤；当满足再生条件时，进入用于增加排放气体的温度的模式；增大发动机的输出扭矩，以增高排放气体的温度；通过从增加的发动机的输出扭矩减去所需的扭矩而计算冗余扭矩；通过使用冗余扭矩而经由电机产生电力；以及将通过电机产生的电力存储在电池中。
[0012]可以增加喷射器的主喷射量，以增加输出扭矩。
[0013]电机可以是HSG(混合型起动机和发电机)，其起动发动机或使用发动机的扭矩产生电力。
[0014]电机可以是与发动机一起将扭矩传输至驱动车轮的驱动电机。
[0015]通过电机所产生的电力可以存储在电池中。
[0016]可以基于微粒过滤器的前后压差或者行驶距离而确定用于微粒过滤器的再生条件。
[0017]发动机可以旋转前车轮，电机可以旋转后车轮。
[0018]发动机可以通过发动机离合器而与电机相连接，电机可以通过变速器而旋转前车轮。
[0019]所述方法可以进一步包括:如果排放气体的温度没有达到预定水平，则执行后喷射。
[0020]根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆可以包括控制器，其用于执行对柴油混合动力车辆的微粒过滤器进行再生的方法。
[0021]为了实现该目标，在正常运行状况下，当满足用于柴油机微粒过滤器的再生条件时，通过增加主喷射量，可以通过增加排放气体的温度而增大发动机的输出扭矩并对柴油机微粒过滤器进行再生。
[0022]另外，在增加的输出扭矩和所需的扭矩之间的冗余扭矩通过HSG或驱动电机而恢复为电能并存储在电池中，因此可以容易地减少燃料消耗。
[0023]另外，增大主喷射以再生柴油机微粒过滤器，但是当排放气体的温度没有到达预定温度时，可以通过控制喷射器的后喷射而可靠地校正排放气体的温度。
[0024]本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
【附图说明】
[0025]图1为显示根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆中的喷射器的燃料喷射特性的示意图。
[0026]图2为显示根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆的运行特性的示意图。
[0027]图3为显示了根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆的发动机的配置的示意图。
[0028]图4为显示了根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆的配置的示意图。
[0029]图5为显示了根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆的配置的示意图。
[0030]图6为示出了根据本发明的示例性具体实施方案的对柴油混合动力车辆的微粒过滤器进行再生的方法的流程图。
[0031]应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0032]在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记指代本发明的相同或等同的部分。
【具体实施方式】
[0033]下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和随后的描述中示出了这些实施方案的示例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换形式、修改形式、等效形式以及其它实施方案。
[0034]下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
[0035]图1为显示了根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆中的喷射器的燃料喷射特性的示意表。
[0036]参考图1，横轴是发动机315的曲轴的旋转角度(时间)，而纵轴显示了从喷射器300喷射的燃料量的特性。
[0037]如在图中所示，喷射器300顺序地在预定时刻喷射燃料，而喷射包括第一预喷射100、第二预喷射105、主喷射110、第一后喷射115和第二后喷射120。
[0038]主喷射110实际上对输出扭矩做出贡献，而预喷射和后喷射在几乎不对输出扭矩起作用的情况下，减小了振动噪声并且控制排放气体的特性(例如温度)。然而，当在主喷射110中喷射大量燃料时，输出扭矩和排放气体的温度都可能有所升高。
[0039]图2为显示了根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆的运行特性的不意表。
[0040]参考图2，横轴显示发动机315的旋转转速，纵轴显示发动机315的BMEP。在本发明的示例性实施方案中，当满足用于柴油机微粒过滤器(DPF)305的再生条件时，将当前BMEP (约为8)可选地增加至设定值(约为12)，从而增大发动机315的负载或输出(扭矩)。
[0041]这种状态可以应用于发动机315的怠速状态或者旋转速度高于空转速度的情况，但是当扭矩或负载增大时，发动机的RPM维持在原来的水平或者不进行特定校正。
[0042]在本发明的示例性实施方案中，增大喷射器300的主喷射量以增大BMEP，计算在增大的输出扭矩和所需扭矩之间的冗余扭矩，并且混合型起动机和发电机(HSG)500或者驱动电机520通过利用冗余扭矩而产生电力。通过HSG500或驱动电机520产生的电力通过转换器(inverter)而存储在电池490中。
[0043]图3是根据本发明的示例性实施方案的柴油混合动力车辆的发动机的配置的示意图。
[0044]参考图3，发动机系统包括发动机315、进气管线302、中间冷却器310、喷射器300、排气管线320、柴油机微粒过滤器305、低压EGR管线350、低压EGR冷却器355、高压EGR管线340、高压EGR冷却器345以及涡轮增压器330，其中涡轮增压器330包括涡轮332和压缩机334。
[0045]外部空气通过进气管线302而进入，涡轮增压器的压缩机334压缩空气，中间冷却器310冷却高温压缩