专利名称：清理再生颗粒过滤器所用的燃料喷射系统的喷射器的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于清理燃料喷射系统中的喷射器的方法和装置，该燃料 喷射系统用于颗粒过滤器的生成。
背景技术：
由于欧洲排方文控制标准日益严格，对于汽车生产商来说，减少发动机的污染物排放变得很重要。目前，不仅限制氮氧化物(NOx)的排放，而 且限制颗粒一也称黑烟一的排放，根据最新的医学研究，这些黑烟会引起 某些呼吸疾病和某些癌症。因此，为了通过捕集颗粒来减少这种黑烟的排 放，生产商们正在研究并开发各种可结合进车辆排气管中的称为颗粒过滤 器(FAP)的过滤器。然而，待解决的一个技术问题是(过滤器)不仅要捕获颗粒，而且要 将它们排出，以防止过滤器堵塞。可使用各种再生方法，例如，已知在发 动机以高发动机速度和高负荷运行时使用的自然再生法。其它方法包括在 发动机的作功行程通过延迟喷射或后喷射起动过滤器的再生。然而，使用 后喷射一尤其是在低负荷下一会因穿过气釭壁和活塞段的未燃柴油而稀释 发动机润滑油。这可对发动机的运行造成非常不利的影响。为了克服这一缺点，已知使用另一方法，该方法包括利用安装在排气 管内的喷射器直接向排气中喷射一些柴油。文献FR 2,853,006以及US 2004/0226 288 i兑明了这种类型的系统。然而，这些系统具有如下缺点-喷射回路中柴油的陈化可能导致形成堵塞喷射器的颗粒或残留物；-如果柴油中含有不溶物质，则喷射器出口处的柴油的挥发可能导致该出口被堵塞；-柴油的热陈化可能对柴油的通过其十六烷值测量的自燃性能带来不 利影响，并因此不利地影响颗粒过滤器的再生；-在不使用期间，可能在喷射器的末端下方出现由排气引起的沉淀物的 积聚。发明内容具体地，本发明的主题是一种用于清理(清污、清洗)燃料喷射系统 中的喷射器的方法，该燃料喷射系统用于颗粒过滤器的再生，该方法克服 了上述缺点。这些目的通过下列步骤实现-确定燃料的陈化(老化，时效硬化)，将该陈化与燃料陈化阈值相比 较，如果超过该阈值则致动(起动，激活)清理请求；-当清理请求,皮致动时，检查是否满足用于致动清理的条件，如果满足 这些条件，则将清理致动；-在这些条件满足的情况下持续进行清理，直至所清理的燃料数量 (quanti")达到待清理的燃料数量。优选地，在步骤N确定燃料陈化计数器(累计数)，该确定通过将基 于陈化变量的陈化因数乘以陈化时间(陈化期)并将所获得的结果与步骤 N-l的陈化计数器相加来进行。有利地，所述陈化变量是催化转化器的入口处的排气的温度和水的温 度，该催化转化器i殳置在颗粒过滤器的上游。优选地，用于致动清理的条件包括清理请求已被致动，颗粒过滤器 的再生模式未起作用，颗粒过滤器的入口处的气体温度高于阈值(Tl)以 及排气中的空气量(d化it)低于阈值量(Ql)。如果清理被颗粒过滤器(10)的再生中断，则认为用于再生的燃料数 量(Qr6g6)参与清理。此外，本发明涉及用于颗粒过滤器的再生的喷射系统，该系统包括 -发动机；-排气管路，从所述发动机开始，该排气管路上顺序设置有第一氧化催化转化器、第二氧化催化转化器及颗粒过滤器；以及-用于颗粒过滤的再生的喷射器，其特征在于，该用于颗粒过滤器的再 生的喷射器设置在第一氧化催化转化器和第二氧化催化转化器之间。
通过阅读下面参照附图对作为非限制性示例给出的实施例的说明，本 发明的其它特性和优势将会显现。 在附图中图l是用于颗粒过滤器的再生的喷射系统的整体示意图，其中采用本 发明的方法；图2是燃料陈化时间的评估流程图；图3示出本发明的方法中的燃料清理管理的流程图；图4是清理量和清理停止计算的流程图。
具体实施方式
在图1中，标号l代表示意性示出的柴油发动机。在该图的左侧，通 过示意性示出的进气装置2例如进气岐管向柴油发动机1供应空气。在该 图的右侧，柴油发动机1包括一排气管路，在该排气管路中分别并JU目继 地安装有涡轮增压器4、第一氧化催化转化器6、第二氧化催化转化器8 以及颗粒过滤器IO。在颗粒过滤器之后，该排气管路通向大气。在排气管路和进气装置2之间安装有排气再循环旁路12。装置14—例 如阀 一使发动机排气循环到发动机进气。通过喷射器16向柴油发动机的燃烧室供应燃料，喷射器的数目与发动 机气釭的数目相同。这些喷射器由共轨喷射油轨18供料。该油轨18由燃 料箱20通过高压泵22供应燃料。在排气管路中，在第一氧化催化转化器和第二氧化催化转化器8之间安装有用于再生颗粒过滤器10的喷射器。该 喷射器24可通过两个路径被供应燃料。该喷射器的供给回路可连接到用于 产生共轨喷射油轨18中的高压的高压泵22的低压部分，或者该喷射器的 供给回路连接到电子泵26，该电子泵将燃料直接从燃料箱20抽到车辆中。 此外，用于再生颗粒过滤器的喷射器24包括连接到发动机的冷却水回路的 冷却系统(未示出)。ECU30控制发动机的运行。ECU30的另一功能是根据所接收的信号 限定喷射器24的致动时刻和持续时间(喷射数量)，所述信号示出与发动 机和颗粒过滤器的再生相关联的各种部件的状态。控制ECU30所需要的 信号有利地包括-共轨喷射油轨18中的压力32;-涡轮增压器4之前的温度34;-第一氧化催化转化器6之前的温度36和第二氧化催化转化器8之前 的温度38;-颗粒过滤器10之前的温度40; -颗粒过滤器10之后的温度42;画第二氧化催化转化器8的入口 44和颗粒过滤器10的出口 46之间的 压力差；以及-被发动机吸入的空气量和温度49。ECU30控制进气装置2、排气再循环装置3和涡轮增压器4的运行。 它也可控制高压泵22和喷射器16。喷射装置还布置成通过燃烧颗粒过滤 器10所捕集的颗粒来触发该颗粒过滤器的再生阶段，该燃烧通过在作功行 程中起动对发动才几气缸的多燃料喷射阶段来实现。在发动机1的出口设有比例传感器48，以用于在颗粒过滤器10的再 生阶段根据排气的氧含量调节排气的再生。通过测量第二氧化催化转化器的入口 44和颗粒过滤器的出口 46之间 的压力差进行颗粒过滤器10的饱和率的评估。当到达预设的极限阈值时将 作出致动再生的请求。由于喷射器24仅在再生阶段被致动，并且仅位于发动机的发动fcl度 /负荷曲线图的某些区域，因此在某些行驶类型中很少使用。这样，含在喷 射器内部空间中的剩余燃料将退化(降解)，该退化取决于喷射器内的燃 料的温度以及所述喷射器的不起作用时间。这就是本发明提供基于燃料陈 化程度的诊断的燃料防陈化以及喷射器24的防堵塞清理方法的原因。该方 法具有不需要使用附加传感器的优点。所述传感器通常用于发动机以;M目 关部件的控制。本发明因此具有应用成本^[氐的优点。对喷射器24中燃料的陈化具有第一位的影响的因素是喷射器体的温 度以及燃料自身的温度。喷射器体的温度主要取决于表面温度、排气的温 度以及发动机冷却回路中的水的温度。至于燃料的温度，它主要取决于共 轨喷射油轨18的压力、燃料箱20中燃料的体积以及低压回路中的压力。图2示出燃料陈化时间的评估流程图。排气管路的构型和喷射器24的安装示出，可用的信号以及对评估燃料 的陈化程度最有用的信号是发动机冷却管路中的水的温度(Teau)和笫二 催化转化器8的入口处的排气的温度(TeCATA2 )。评估燃料的陈化的方 法因此包括通过陈化因数校正的时间(DT)，该陈化因数根据Teau和 TeCATA2绘制成曲线图陈化计数器(N )=陈化因数(Teau， TeCATA2 ) x DT+陈化计数器(N-l)超过预设的最大陈化时间后，程序将作出清理请求如果(If)陈化计数器(N) >容许的陈化阈值贝'J (then)致动清理请求当适当的条件满足时，将进行清理。在每个成功的清理之后，燃料陈 化期计数器都将重置。在已经确认燃料的陈化之后，还必须检查颗粒过滤器是否处于再生模 式以及第二氧化催化转化器8是否已经被触发，也就是说，该催化转化器 入口处的温度为至少350X:。因此，许可清理^皮致动以及因此许可喷射器被实际致动的主要条件是-清理请求起作用(所确认的燃料陈化)； -颗粒过滤器的再生模式未起作用；-过滤的TeCATA2 (颗粒过滤器入口处的温度)高于阈值温度(Tl); 以及-过滤的Qair_gaz (排气中的空气量)低于阈值量(Ql )。 应用于TeCATA2和Qair—gaz的过滤是广泛已知的指数型初级过滤。 此外必要的是， 一旦不再满足起动条件，就中止清理。当条件再次满 足时，对清理数量的计数将从停止处再次开始。 图3示出清理量和清理停止计算的流程图。如先前说明的，当确定排气管路上不会有沖击时将清理致动。此外， 必须控制并限制清理量以便不扰乱在排气中燃烧的气体的正常处理进程， 所燃烧的气体易于增加污染物的排放以及颗粒过滤器或催化转化器的损 坏。为克月良该问题，本发明的方法包括根据发动机速度、通过发动机的空 气流以及根据排气中的空气量限定的重量分数来计算清理量(喷射的燃料 的数量)清理量(N )=空气量x发动机速度x重量分数(N) 步骤N时的实际清理数量由下式给出 清理数量(N)=清理量(N) +清理量(N-l)当喷射的总数量对应于待清理的实际剩余燃料数量时，将请求停止清洗如果(If)清理数量(N) >待清理的燃料数量(Qpurge) 那么(then)"停止清理"例如，对于怠速下约50kg/h的空气流，补充含在喷射器内的柴油燃料 的时间约为l分钟。对于空气流增加时的较不利的条件，减少该时间。 另一方面，再生将总是优选于清理。然而，喷射到排气管路中以满足颗粒过滤器的再生要求的燃料数量(Qr&"可认为参与该清理 清理量(N) = Qr一 (N) 步骤N时的清理总数量由下式给出清理数量(N)=清理量(N) +清理数量(N-l) = Qr&6 (N) +清理 数量(N-l)图4示出清理管理的流程图。在步骤100，开始清理管理程序。在步 骤102,检查是否已确认燃料陈化。如果已确认，则在步骤104致动清理 请求。如果未确认，则循环重复直至获得相反的响应。在步骤106，检查 颗粒过滤器的再生是否起作用。如果起作用，则不起动清理。然而，将再 生燃料量考虑到清理量中。如果为否，即颗粒过滤器的再生未起作用，则 需要再次检查其它条件是否满足,例如，是否第二催化转化器已经被触发一 这对应于条件TeCATA2高于T1 (例如350"C)，以及是否排气中的空气 量低于极限值一这对应于在步骤108处条件Qair—gaz低于Ql。如果这些条件不满足，则清理不能起动，并在步骤106再次检查颗粒 过滤器的再生是否起作用。如果起作用，条件满足，可开始清理程序。从 步骤N到步骤110使用下列公式计算清理量清理量(N)=空气量x发动机速度x重量分数(N)在步骤112，将步骤N时的清理数量与步骤N时的清理量相比较，该 清理量由步骤N-1时的清理数量增加而得。将再生期间清理的燃料数量考 虑到在步骤N时清理数量中。在步骤114,检查清理数量是否已经达到预 设的数量。如果未达到，则在步骤106检查颗粒过滤器的再生致动。如果 已经达到预i殳的清理数量，则停止清理，在步骤116重置燃料陈化检查诊 断，并在步骤118结束。
权利要求
1.一种用于清理燃料喷射系统中的喷射器的方法，该燃料喷射系统用于颗粒过滤器(10)的再生，该方法的特征在于-确定燃料的陈化，将该陈化与燃料陈化阈值相比较，如果超过该阈值则致动清理请求；-当清理请求被致动时，检查是否满足用于致动清理的条件，如果满足条件，则将清理致动；-在满足这些条件的情况下持续进行清理，直至所清理的燃料数量达到待清理的燃料数量(Qpurge)。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(N)通过将基于 陈化变量的陈化因数乘以陈化时间(DT)并使所获得的结果与步骤(N-l) 的陈化计数器相加来确定燃料陈化计数器。
3. 根据权利要求2的方法，其特征在于，所述陈化变量是水的温度 (Teau)和"^殳置在颗粒过滤器(10)上游的催化转化器(8)的入口处的排气的温度(TeCATA2)。
4. 根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，用于致动清理的 条件除了清理请求已被致动外，还包括颗粒过滤器(10)的再生模式未起 作用，颗粒过滤器的入口处的气体温度高于阈值(Tl)以及排气中的空气 量低于阈值量(Ql)。
5. 根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，如果清理被颗粒 过滤器(10)的再生中断，则认为用于再生的燃料数量(Qr6g"参与清 理。
6. 用于颗粒过滤器的再生的喷射系统，该系统包括 -发动机(1);-排气管路，从所述发动机(l)开始，该排气管路上顺序设置有笫一 氧化催化转化器(6)、第二氧化催化转化器(8)和颗粒过滤器(10); 以及-用于颗粒过滤(10)的再生的喷射器(24)，其特征在于，该用于颗 粒过滤器(10)的再生的喷射器(24)设置在第一氧化催化转化器(6)和 第二氧化催化转化器(8)之间。
全文摘要
本发明涉及一种用于清理燃料喷射系统中的喷射器的方法和装置，该燃料喷射系统用于颗粒过滤器的再生。确定燃料的陈化，并与燃料陈化阈值相比较，如果超过该阈值则致动清理请求。当清理请求致动时，检查是否满足用于致动清理的条件，如果满足条件，则将清理致动。在这些条件满足的情况下持续进行清理，直至清理的燃料数量达到待清理的燃料数量(Qpurge)。
文档编号F01N11/00GK101405485SQ200780009509
公开日2009年4月8日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年2月17日
发明者F·科利特, G·洛雷罗涅托, L·勒加尔夫, N·帕朗克, R·罗思 申请人:雷诺股份公司