柴油混合動力車輛的微粒過濾器再生方法
【專利說明】柴油混合動力車輛的微粒過濾器再生方法
[0001]與相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2014年12月2日提交的韓國專利申請第10-2014-0170351號的優(yōu)先權(quán)及權(quán)益，上述申請的全部內(nèi)容通過該引用而結(jié)合于此用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種對柴油混合動力車輛的微粒過濾器進(jìn)行再生的方法，其可以使用柴油發(fā)動機(jī)和驅(qū)動電機(jī)以減少燃料消耗，并且可以通過減少在排放氣體中微粒物質(zhì)的排放量而減小環(huán)境污染。
【背景技術(shù)】
[0004]—般而言，作為再生柴油微粒物質(zhì)的方法，存在僅使用排放氣體用于再生而不使用特定的熱源的被動類型和通過強(qiáng)制地供應(yīng)化學(xué)熱源而燃燒微粒物質(zhì)的強(qiáng)制類型。
[0005]對于被動類型，存在使用氧化催化劑過濾器的類型和使用微粒過濾器的類型；所述使用氧化催化劑過濾器的類型通過將金屬(例如鐵(Fe)、鈰(Ce)、銅(Cu)和鉑(Pt))與燃料混合或者利用貴金屬涂覆過濾器而在降低微粒物質(zhì)的再生溫度之后燃燒微粒物質(zhì)；所述使用微粒過濾器的類型直接過濾微粒物質(zhì)。
[0006]使用微粒過濾器的類型收集微粒物質(zhì)，并隨后直接將微粒物質(zhì)燃燒或者將微粒物質(zhì)加熱至其可以燃燒的溫度。另外，在共軌式柴油發(fā)動機(jī)中，在排氣過程的較后部分噴射并燃燒燃料，從而增高了排放氣體的溫度并相應(yīng)地燃燒收集的微粒物質(zhì)。
[0007]最近，已經(jīng)研究和開發(fā)了裝配有與柴油發(fā)動機(jī)結(jié)合的驅(qū)動電機(jī)的柴油混合動力車輛，其中驅(qū)動電機(jī)使用存儲在電池中的電能而支援發(fā)動機(jī)，或者只有驅(qū)動電機(jī)用于行駛，因而可以顯著地減少燃料消耗。
[0008]同時，在柴油混合動力車輛中執(zhí)行增高排放氣體溫度的過程以再生微粒過濾器，但是當(dāng)為了如上所述的排放氣體溫度的增高而執(zhí)行后噴射時，輸出幾乎沒有變化，并且燃料消耗反而會增加。
[0009]公開于該本發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的各個方面致力于提供一種對柴油混合動力車輛中微粒過濾器進(jìn)行再生的方法，其增高排放氣體的溫度以再生柴油機(jī)微粒過濾器，但是可以通過復(fù)原微粒過濾器而減少燃料消耗并節(jié)省運(yùn)行成本。
[0011]本發(fā)明的示例性實施方案提供了一種對柴油混合動力車輛的微粒過濾器進(jìn)行再生的方法，其包括:確定是否滿足微粒過濾器的再生條件，所述微粒過濾器對從發(fā)動機(jī)排出的排放氣體中的微粒物質(zhì)進(jìn)行過濾；當(dāng)滿足再生條件時，進(jìn)入用于增加排放氣體的溫度的模式；增大發(fā)動機(jī)的輸出扭矩，以增高排放氣體的溫度；通過從增加的發(fā)動機(jī)的輸出扭矩減去所需的扭矩而計算冗余扭矩；通過使用冗余扭矩而經(jīng)由電機(jī)產(chǎn)生電力；以及將通過電機(jī)產(chǎn)生的電力存儲在電池中。
[0012]可以增加噴射器的主噴射量，以增加輸出扭矩。
[0013]電機(jī)可以是HSG(混合型起動機(jī)和發(fā)電機(jī))，其起動發(fā)動機(jī)或使用發(fā)動機(jī)的扭矩產(chǎn)生電力。
[0014]電機(jī)可以是與發(fā)動機(jī)一起將扭矩傳輸至驅(qū)動車輪的驅(qū)動電機(jī)。
[0015]通過電機(jī)所產(chǎn)生的電力可以存儲在電池中。
[0016]可以基于微粒過濾器的前后壓差或者行駛距離而確定用于微粒過濾器的再生條件。
[0017]發(fā)動機(jī)可以旋轉(zhuǎn)前車輪，電機(jī)可以旋轉(zhuǎn)后車輪。
[0018]發(fā)動機(jī)可以通過發(fā)動機(jī)離合器而與電機(jī)相連接，電機(jī)可以通過變速器而旋轉(zhuǎn)前車輪。
[0019]所述方法可以進(jìn)一步包括:如果排放氣體的溫度沒有達(dá)到預(yù)定水平，則執(zhí)行后噴射。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛可以包括控制器，其用于執(zhí)行對柴油混合動力車輛的微粒過濾器進(jìn)行再生的方法。
[0021]為了實現(xiàn)該目標(biāo)，在正常運(yùn)行狀況下，當(dāng)滿足用于柴油機(jī)微粒過濾器的再生條件時，通過增加主噴射量，可以通過增加排放氣體的溫度而增大發(fā)動機(jī)的輸出扭矩并對柴油機(jī)微粒過濾器進(jìn)行再生。
[0022]另外，在增加的輸出扭矩和所需的扭矩之間的冗余扭矩通過HSG或驅(qū)動電機(jī)而恢復(fù)為電能并存儲在電池中，因此可以容易地減少燃料消耗。
[0023]另外，增大主噴射以再生柴油機(jī)微粒過濾器，但是當(dāng)排放氣體的溫度沒有到達(dá)預(yù)定溫度時，可以通過控制噴射器的后噴射而可靠地校正排放氣體的溫度。
[0024]本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實施方案共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【附圖說明】
[0025]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛中的噴射器的燃料噴射特性的示意圖。
[0026]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛的運(yùn)行特性的示意圖。
[0027]圖3為顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛的發(fā)動機(jī)的配置的示意圖。
[0028]圖4為顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛的配置的示意圖。
[0029]圖5為顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛的配置的示意圖。
[0030]圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性具體實施方案的對柴油混合動力車輛的微粒過濾器進(jìn)行再生的方法的流程圖。
[0031]應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，其呈現(xiàn)了某種程度上經(jīng)過簡化的說明本發(fā)明的基本原理的各個特征。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。
[0032]在這些圖中，貫穿附圖的多幅圖，相同的附圖標(biāo)記指代本發(fā)明的相同或等同的部分。
【具體實施方式】
[0033]下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的各個實施方案，在附圖中和隨后的描述中示出了這些實施方案的示例。雖然本發(fā)明與示例性實施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換形式、修改形式、等效形式以及其它實施方案。
[0034]下面將參考附圖對本發(fā)明的示例性實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]圖1為顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛中的噴射器的燃料噴射特性的示意表。
[0036]參考圖1，橫軸是發(fā)動機(jī)315的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度(時間)，而縱軸顯示了從噴射器300噴射的燃料量的特性。
[0037]如在圖中所示，噴射器300順序地在預(yù)定時刻噴射燃料，而噴射包括第一預(yù)噴射100、第二預(yù)噴射105、主噴射110、第一后噴射115和第二后噴射120。
[0038]主噴射110實際上對輸出扭矩做出貢獻(xiàn)，而預(yù)噴射和后噴射在幾乎不對輸出扭矩起作用的情況下，減小了振動噪聲并且控制排放氣體的特性(例如溫度)。然而，當(dāng)在主噴射110中噴射大量燃料時，輸出扭矩和排放氣體的溫度都可能有所升高。
[0039]圖2為顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛的運(yùn)行特性的不意表。
[0040]參考圖2，橫軸顯示發(fā)動機(jī)315的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，縱軸顯示發(fā)動機(jī)315的BMEP。在本發(fā)明的示例性實施方案中，當(dāng)滿足用于柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)305的再生條件時，將當(dāng)前BMEP (約為8)可選地增加至設(shè)定值(約為12)，從而增大發(fā)動機(jī)315的負(fù)載或輸出(扭矩)。
[0041]這種狀態(tài)可以應(yīng)用于發(fā)動機(jī)315的怠速狀態(tài)或者旋轉(zhuǎn)速度高于空轉(zhuǎn)速度的情況，但是當(dāng)扭矩或負(fù)載增大時，發(fā)動機(jī)的RPM維持在原來的水平或者不進(jìn)行特定校正。
[0042]在本發(fā)明的示例性實施方案中，增大噴射器300的主噴射量以增大BMEP，計算在增大的輸出扭矩和所需扭矩之間的冗余扭矩，并且混合型起動機(jī)和發(fā)電機(jī)(HSG)500或者驅(qū)動電機(jī)520通過利用冗余扭矩而產(chǎn)生電力。通過HSG500或驅(qū)動電機(jī)520產(chǎn)生的電力通過轉(zhuǎn)換器(inverter)而存儲在電池490中。
[0043]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的柴油混合動力車輛的發(fā)動機(jī)的配置的示意圖。
[0044]參考圖3，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)315、進(jìn)氣管線302、中間冷卻器310、噴射器300、排氣管線320、柴油機(jī)微粒過濾器305、低壓EGR管線350、低壓EGR冷卻器355、高壓EGR管線340、高壓EGR冷卻器345以及渦輪增壓器330，其中渦輪增壓器330包括渦輪332和壓縮機(jī)334。
[0045]外部空氣通過進(jìn)氣管線302而進(jìn)入，渦輪增壓器的壓縮機(jī)334壓縮空氣，中間冷卻器310冷卻高溫壓縮