DE10066237B4 - Method for the regeneration of a particle filter of a motor vehicle internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Regeneration eines in einem Abgasstrang (6) einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angeordneten regenerierbaren Partikelfilters (12), welches ein die Regeneration unterstützendes katalytisches Element als einen Bestandteil aufweist, wobei zur Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters (12) eine Steuerung (18) eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (22) zur Durchführung eines aus wenigstens zwei Kraftstoffinjektionen bestehenden Kraftstoff-Nacheinspritzvorgangs betätigt, und zur Erreichung einer hinreichend hohen Temperatur zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters (12) der Nacheinspritzvorgang derart durchgeführt wird, dass ein Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs in den Brennräumen der Brennkraftmaschine (1) verbrennt und die Abgastemperatur erhöht wird, und der verbleibende Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs unverbrannt in das katalytische Element eintritt und dort unter Wärmefreisetzung oxidiert wird.A method of regenerating a regenerable particulate filter (12) disposed in an exhaust line (6) of an automotive internal combustion engine comprising a catalytic element supporting regeneration as one component, wherein a controller (18) comprises a fuel injector to perform regeneration of the particulate filter (12) (22) is operated to carry out a fuel post-injection operation consisting of at least two fuel injections, and to achieve a sufficiently high temperature for carrying out the regeneration of the particulate filter (12) the post-injection process is carried out such that a part of the post-injected fuel in the combustion chambers of the internal combustion engine ( 1) burns and the exhaust gas temperature is increased, and the remaining part of the nacheingespritzten fuel unburned enters the catalytic element and is oxidized there under heat release.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines in einem Abgasstrang einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angeordneten regenerierbaren Partikelfilters, welches ein die Regeneration unterstützendes katalytisches Element als einen Bestandteil aufweist. Zur Erreichung einer hinreichend hohen Temperatur zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters betätigt eine Steuerung eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Durchführung eines Kraftstoff-NacheinspritzvorgangsThe invention relates to a method for the regeneration of a regenerable particle filter arranged in an exhaust line of a motor vehicle internal combustion engine, which has a catalytic element supporting the regeneration as one component. To achieve a sufficiently high temperature to carry out the regeneration of the particulate filter, a controller operates a fuel injector to perform a post fuel injection event

Aus der EP 0 115 722 B1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang bekannt, in dem ein regenerierbares Partikelfilter angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine verfügt außerdem über eine Steuerung, die bedarfsabhängig die Durchführung einer Regeneration dieses Partikelfilters ermöglicht. Zu diesem Zweck weist die bekannte Brennkraftmaschine einen Meßfühler zur Messung des Druckverlustes über dem Partikelfilter auf. Des weiteren sind Mittel zum Vergleichen des gemessenen Druckverlustes mit einem Schwellenwert und Mittel zum Auslösen der Regeneration vorhanden. Die Regeneration wird dann ausgelöst, wenn der gemessene Druckverlust den genannten Schwellenwert erreicht.From the EP 0 115 722 B1 an internal combustion engine with an exhaust system is known in which a regenerable particulate filter is arranged. The internal combustion engine also has a controller that allows demand-dependent implementation of a regeneration of this particulate filter. For this purpose, the known internal combustion engine on a sensor for measuring the pressure loss across the particulate filter. Furthermore, there are means for comparing the measured pressure loss with a threshold value and means for triggering the regeneration. The regeneration is triggered when the measured pressure loss reaches the said threshold.

Die EP 0 070 619 A2 offenbart ein Verfahren zur Regeneration eines regenerierbaren Partikelfilters. Dieser weist ein die Regeneration unterstützendes katalytisches Element in Form einer katalytischen Beschichtung aufweist. Zur Durchführung der Regeneration kann vorgesehen sein, zusätzlichen Kraftstoff am unteren Totpunkt des Arbeitstakts in einen Zylinder der Brennkraftmaschine einzubringen, der dabei gecrackt wird. Die zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters erforderliche erhöhte Temperatur wird durch exotherme Oxidation dieses Kraftstoffs in der katalytischen Beschichtung des Partikelfilters erreicht.The EP 0 070 619 A2 discloses a method for regenerating a regenerable particulate filter. This has a regeneration assisting catalytic element in the form of a catalytic coating. To carry out the regeneration can be provided to introduce additional fuel at the bottom dead center of the power stroke in a cylinder of the internal combustion engine, which is thereby cracked. The required for performing the regeneration of the particulate filter increased temperature is achieved by exothermic oxidation of this fuel in the catalytic coating of the particulate filter.

Aus der DE 197 35 011 A1 ist es bekannt, eine Nacheineinspritzung von Kraftstoff zur Abgasnachbehandlung bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine durchzuführen. In der DE 197 35 011 A1 werden diese für eine Stickoxidverminderung vorgenommen.From the DE 197 35 011 A1 It is known to carry out a Nacheininspritzung of fuel for exhaust aftertreatment in a motor vehicle internal combustion engine. In DE 197 35 011 A1, these are made for a reduction in nitrogen oxide.

In der nicht vorveröffentlichten DE 199 52 830 A1 ist ein Verfahren zur Regeneration eines regenerierbaren Partikelfilters beschrieben, bei welchem durch exotherme Oxidation von nacheingespritztem Kraftstoff an einem Vorkatalysator eine zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters hinreichend hohe Temperatur erzeugt wird.In the not pre-published DE 199 52 830 A1 a method for the regeneration of a regenerable particulate filter is described in which by exothermic oxidation of nacheingespritztem fuel to a precatalyst sufficient for carrying out the regeneration of the particulate filter temperature is generated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein weiter verbessertes Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine anzugeben.Object of the present invention is to provide a further improved method for the regeneration of a particulate filter of a motor vehicle internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist ein im Abgasstrang angeordneter Partikelfilter ein katalytisch wirkendes Element auf. Anstelle des katalytisch wirkenden Elements kann auch ein Oxidationskatalysator stromauf des Partikelfilters im Abgasstrang angeordnet sein.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Accordingly, a particulate filter arranged in the exhaust gas line has a catalytically active element. Instead of the catalytically active element, an oxidation catalytic converter can also be arranged upstream of the particle filter in the exhaust gas line.

Die Brennkraftmaschine besitzt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die die Durchführung von Nacheinspritzvorgängen ermöglicht. Zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters betätigt die Steuerung die Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Durchführung von Nacheinspritzvorgängen, wobei erfindungsgemäß ein Nacheinspritzvorgang aus wenigstens zwei Kraftstoffinjektionen besteht. Ein Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs kann noch in den Brennräumen der Brennkraftmaschine verbrennen, wodurch sich die Abgastemperatur erhöht. Der verbleibende Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs tritt dann unverbrannt in das katalytisch wirkende Element bzw. in den Oxidationskatalysator ein und wird dort oxydiert, wobei eine stark exotherme Reaktion abläuft. Hierbei erhöht sich die Temperatur des Oxidationskatalysators sowie des aus dem Oxidationskatalysator austretenden Abgases. Mit Hilfe dieses erhitzten Abgases wird das Partikelfilter aufgeheizt. Sobald das Partikelfilter eine hinreichend hohe Temperatur erreicht, kann die Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden. Bei einem als Rußfilter ausgebildeten Partikelfilter liegt die Mindesttemperatur, ab der eine Regeneration des Partikelfilters erfolgreich durchgeführt werden kann, bei etwa 550°C.The internal combustion engine has a fuel injection device, which allows the implementation of Nacheinspritzvorgängen. To carry out the regeneration of the particulate filter, the controller actuates the fuel injection device for carrying out post-injection processes, wherein according to the invention a post-injection process consists of at least two fuel injections. A part of the nacheingespritzten fuel can still burn in the combustion chambers of the internal combustion engine, which increases the exhaust gas temperature. The remaining part of the nacheingespritzten fuel then enters unburned in the catalytically active element or in the oxidation catalyst and is oxidized there, with a highly exothermic reaction takes place. In this case, the temperature of the oxidation catalyst and the exhaust gas emerging from the oxidation catalyst increases. With the help of this heated exhaust gas, the particulate filter is heated. As soon as the particle filter reaches a sufficiently high temperature, the regeneration of the particle filter can be carried out. In a particulate filter designed as a soot filter, the minimum temperature at which regeneration of the particulate filter can be successfully carried out is about 550 ° C.

Weiterhin ist im Abgasstrang stromauf des Partikelfilters ein Temperatursensor angeordnet, der mit der Steuerung verbunden ist und einen Temperatur-Istwert ermittelt. Dabei ist vorgesehen, dass die Steuerung dann einen Vergleich des Temperatur-Istwertes mit einem vorbestimmten Temperatur-Sollwert durchführt und in Abhängigkeit dieses Vergleichs die Kraftstoffeinspritzeinrichtung regelt.Furthermore, a temperature sensor is arranged in the exhaust line upstream of the particulate filter, which is connected to the controller and determines a temperature actual value. It is provided that the controller then performs a comparison of the actual temperature value with a predetermined temperature setpoint and controls the fuel injection device as a function of this comparison.

Die Kraftstoffnacheinspritzung, die zur Erhöhung der Temperatur des Partikelfilters durchgeführt wird, kann in Abhängigkeit der Abgastemperatur vor dem Partikelfilter geregelt werden. Durch diese Regelung wird die im Rahmen der Nacheinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge anhand der sich vor dem Partikelfilter einstellenden Abgastemperatur überwacht. Eine aufwendige Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge kann daher entfallen. Ebenso können dadurch gegebenenfalls auftretende Alterungserscheinungen ausgeregelt werden.The post fuel injection, which is performed to increase the temperature of the particulate filter, can be regulated depending on the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter. As a result of this regulation, the quantity of fuel injected as part of the post-injection is monitored on the basis of the exhaust-gas temperature established upstream of the particulate filter. A complex determination of the injected fuel quantity can therefore be omitted. Likewise, possibly occurring aging phenomena can be corrected.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein erster Temperatursensor vorgesehen sein, der im Abgasstrang stromauf des Partikelfilters und stromab des katalytisch wirkenden Elements, z. B. des Oxidationskatalysators, angeordnet ist und der mit der Steuerung verbunden ist und einen ersten Temperatur-Istwert ermittelt. Außerdem kann dann ein zweiter Temperatursensor vorgesehen sein, der im Abgasstrang stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators angeordnet ist und der mit der Steuerung verbunden ist und einen zweiten Temperatur-Istwert ermittelt. Des weiteren kann die Steuerung bei dieser Ausführungsform während der Regeneration des Partikelfilters einen Vergleich des ersten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten ersten Temperatur-Sollwert und einen Vergleich des zweiten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten zweiten Temperatur-Sollwert durchführen und in Abhängigkeit dieser Vergleiche die Kraftstoffeinspritzeinrichtung regeln. Bei dieser Ausführungsform werden somit zwei Temperaturen überwacht, nämlich einerseits die Abgastemperatur vor Eintritt der Abgase in den Oxidationskatalysator und andererseits die Abgastemperatur nach dem Oxidationskatalysator, jedoch vor deren Eintritt in das Partikelfilter.In a preferred embodiment, a first temperature sensor may be provided, which in Exhaust line upstream of the particulate filter and downstream of the catalytic element, for. B. the oxidation catalyst, is arranged and which is connected to the controller and determines a first actual temperature value. In addition, a second temperature sensor can then be provided which is arranged in the exhaust gas line upstream of the catalytically active element or of the oxidation catalytic converter and which is connected to the controller and determines a second actual temperature value. Furthermore, in this embodiment, during the regeneration of the particulate filter, the controller may perform a comparison of the first actual temperature value with a predetermined first temperature setpoint and a comparison of the second actual temperature value with a predetermined second temperature setpoint, and the fuel injector depending on these comparisons regulate. Thus, in this embodiment, two temperatures are monitored, namely on the one hand the exhaust gas temperature before the exhaust gases enter the oxidation catalytic converter and on the other hand the exhaust gas temperature after the oxidation catalytic converter, but before they enter the particle filter.

Die Abgastemperatur vor dem katalytisch wirkenden Element, z. B. Oxidationskatalysator, kann somit auf einen Sollwert eingeregelt werden, der ein sicheres Konversionsverhalten des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators gewährleistet. Nur bei einer hinreichend hohen Temperatur der Abgase vor dem katalytisch wirkenden Element bzw. vor dem Oxidationskatalysator kann im katalytisch wirkenden Element bzw. im Oxidationskatalysator eine vollständige Umwandlung des unverbrannten Kraftstoffs mit einer entsprechenden Wärmeabgabe ablaufen. Des weiteren könnte eine zu hohe Abgastemperatur stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators bei der Konvertierung unverbrannten Kraftstoffs im katalytisch wirkenden Element bzw. im Oxidationskatalysator zu einer Beschädigung des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators bzw. des Abgasstrangs führen. Nur wenn ein sicheres Konversionsverhalten des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators gewährleistet ist, kann die für die Regeneration des Partikelfilters erforderliche Temperaturerhöhung im Partikelfilter erreicht werden.The exhaust gas temperature upstream of the catalytically active element, for. As oxidation catalyst, can thus be adjusted to a desired value, which ensures a safe conversion behavior of the catalytic element or the oxidation catalyst. Only at a sufficiently high temperature of the exhaust gases upstream of the catalytically active element or upstream of the oxidation catalytic converter can a complete conversion of the unburned fuel with a corresponding heat emission take place in the catalytically active element or in the oxidation catalytic converter. Furthermore, an excessively high exhaust gas temperature upstream of the catalytically active element or of the oxidation catalytic converter in the conversion of unburned fuel in the catalytically active element or in the oxidation catalytic converter could damage the catalytically active element or the oxidation catalytic converter or the exhaust gas line. Only if a safe conversion behavior of the catalytically active element or the oxidation catalyst is ensured, the temperature increase required in the particle filter for the regeneration of the particulate filter can be achieved.

Durch die Überwachung der Abgastemperatur zwischen dem katalytisch wirkenden Element bzw. dem Oxidationskatalysator und dem Partikelfilter kann das Erreichen und/oder das Einhalten der für die Regeneration des Partikelfilters erforderlichen Temperatur überwacht werden.By monitoring the exhaust gas temperature between the catalytically active element or the oxidation catalyst and the particulate filter, the achievement and / or the maintenance of the temperature required for the regeneration of the particulate filter can be monitored.

Grundsätzlich kann bei der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Vielzahl von Parametern eingestellt werden, beispielsweise können der Beginn und das Ende der Nacheinspritzung sowie der Druck und die Menge des nacheingespritzten Kraftstoffs eingestellt werden. Darüber hinaus kann ein Nacheinspritzvorgang aus mehreren Kraftstoffinjektionen bestehen, so dass auch die Anzahl der Kraftstoffinjektionen einen einstellbaren Parameter der Kraftstoffeinspritzrichtung bildet.In principle, a multiplicity of parameters can be set in the fuel injection device, for example the start and the end of the post-injection as well as the pressure and the quantity of post-injected fuel can be set. In addition, a post-injection event may consist of multiple fuel injections, so that the number of fuel injections also forms an adjustable parameter of the fuel injection direction.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerung während der Regeneration des Partikelfilters für die Nacheinspritzvorgänge den Nacheinspritzbeginn und/oder die Nacheinspritzmenge regeln. Diese Maßnahmen beruhen auf der Erkenntnis, dass der Nacheinspritzbeginn sich im wesentlichen auf die Temperatur der Abgase stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators auswirkt. Je früher der Nacheinspritzbeginn, desto größer ist der Anteil des nacheingespritzten Kraftstoffs, der noch vor dem katalytisch wirkenden Element, z. B. Oxidationskatalysator, verbrennt und so die Abgastemperatur erhöht. Dementsprechend kann durch die gezielte Einstellung des Nacheinspritzbeginns die Abgastemperatur stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators eingestellt werden. Des weiteren wirkt sich die Nacheinspritzmenge im wesentlichen auf die Abgastemperatur zwischen katalytisch wirkendem Element, z. B. Oxidationskatalysator, und Partikelfilter aus. Je größer die Nacheinspritzmenge, desto größer ist der Anteil des nacheingespritzten Kraftstoffs, der unverbrannt in das katalytisch wirkende Element bzw. in den Oxidationskatalysator gelangt und dort exotherm konvertiert wird, wobei sich die Abgastemperatur erhöht. Daher kann durch eine gezielte Einstellung der nacheingespritzten Kraftstoffmenge die Abgastemperatur zwischen dem katalytisch wirkenden Element, z. B. Oxidationskatalysator, und vor dem Partikelfilter eingestellt werden.In a preferred embodiment of the invention, during the regeneration of the particulate filter for the post-injection operations, the controller may control the post-injection start and / or post-injection quantity. These measures are based on the finding that the post-injection startup essentially has an effect on the temperature of the exhaust gases upstream of the catalytically active element or of the oxidation catalytic converter. The earlier the post-injection start, the greater the proportion of nacheingespritzten fuel that still before the catalytic element, for. As oxidation catalyst, burned and thus increases the exhaust gas temperature. Accordingly, the exhaust gas temperature can be adjusted upstream of the catalytically active element or the oxidation catalyst by the targeted adjustment of the post-injection. Furthermore, the post-injection quantity has an effect on the exhaust gas temperature between catalytically active element, for. B. oxidation catalyst, and particulate filter. The greater the post-injection quantity, the greater the proportion of the post-injected fuel which passes unburned into the catalytically active element or into the oxidation catalytic converter and is converted there exothermically, with the exhaust gas temperature increasing. Therefore, by a targeted adjustment of the nacheingespritzten fuel quantity, the exhaust gas temperature between the catalytically active element, for. As oxidation catalyst, and be set before the particulate filter.

Zweckmäßigerweise kann die Steuerung in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem ersten Temperatur-Istwert und dem ersten Temperatur-Sollwert die Nacheinspritzmenge der Nacheinspritzvorgänge regeln. In entsprechender Weise ist es zweckmäßig, dass die Steuerung in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem zweiten Temperatur-Istwert und dem zweiten Temperatur-Sollwert den Nacheinspritzbeginn der Nacheinspritzvorgänge regelt.Conveniently, the controller can regulate the post-injection quantity of the post-injection processes as a function of the comparison between the first actual temperature value and the first temperature setpoint value. In a corresponding manner, it is expedient for the controller to regulate the post-injection start of the post-injection processes as a function of the comparison between the second actual temperature value and the second temperature setpoint value.

Sofern ein Nacheinspritzvorgang nur eine einzige Kraftstoffinjektion umfaßt, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Einspritzmenge in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der ersten Temperatur und deren Einspritzbeginn in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der zweiten Temperatur geregelt ist. Durch die beiden voneinander unabhängigen Regelkreise kann die Regeneration des Partikelfilters verbessert werden.If a post-injection process comprises only a single fuel injection, it is of particular advantage if the injection quantity is regulated as a function of the nominal-actual comparison of the first temperature and the start of injection as a function of the nominal-actual comparison of the second temperature. The two independent control circuits can be used to improve the regeneration of the particulate filter.

Sofern ein Nacheinspritzvorgang zwei Kraftstoffinjektionen umfaßt, kann eine Verbesserung der Partikelfilter-Regeneration insbesondere dadurch erzielt werden, dass die eine Kraftstoffinjektion in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der ersten Temperatur und die andere Kraftstoffinjektion in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der zweiten Temperatur hinsichtlich Einspritzmenge und/oder Einspritzbeginn geregelt ist. If a post-injection process comprises two fuel injections, an improvement of the particulate filter regeneration can be achieved, in particular, by the one fuel injection as a function of the nominal-actual comparison of the first temperature and the other fuel injection as a function of the nominal-actual comparison of the second temperature Injection amount and / or injection start is regulated.

Bei einer besonderen Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann die Steuerung außerdem Diagnosemittel aufweisen, die bei einer Regeneration des Partikelfilters überprüfen, ob sich der zeitliche Verlauf des ersten und/oder des zweiten Temperatur-Istwertes innerhalb eines zulässigen Bereiches befindet, wobei diese Diagnosemittel die Regeneration des Partikelfilters abbrechen, wenn der zeitliche Verlauf des ersten und/oder zweiten Temperatur-Istwertes den zulässigen Bereich verläßt. Der zulässige Bereich des zeitlichen Verlaufs der Temperatur-Istwerte kann beispielsweise ein zeitlicher Temperaturanstieg mit einer bestimmten Steigung sein. Ebenso wird dabei überwacht, ob der jeweilige Istwert den zugehörigen Sollwert innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne erreicht. Durch diese Maßnahmen kann im Betrieb der Brennkraftmaschine die ordnungsgemäße Funktion der Regeneration überwacht werden. Es ist klar, dass bei einem Fehler ein entsprechendes Signal generiert wird und z. B. in einem Wartungsmodul od. dgl. der Brennkraftmaschine gespeichert wird.In a particular further development of the internal combustion engine according to the invention, the controller may also comprise diagnostic means which check during regeneration of the particulate filter, if the time course of the first and / or the second actual temperature value is within an allowable range, said diagnostic means the regeneration of the particulate filter abort if the time course of the first and / or second actual temperature value leaves the permissible range. The permissible range of the temporal course of the temperature actual values can be, for example, a temporal temperature rise with a specific gradient. It is also monitored whether the respective actual value reaches the associated desired value within a predetermined period of time. By these measures, the proper function of the regeneration can be monitored during operation of the internal combustion engine. It is clear that in case of an error, a corresponding signal is generated and z. B. od in a maintenance module. Like. The internal combustion engine is stored.

Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor ausgebildet. Das Partikelfilter ist vorzugsweise als Rußfilter ausgebildet.The internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine. The particle filter is preferably designed as a soot filter.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.

Die einzige 1 zeigt eine schematisierte Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung.The only 1 shows a schematic schematic diagram of an internal combustion engine according to the invention.

Entsprechend 1 weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1, die beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet ist, einen Ansaugtrakt 2 auf, der im wesentlichen aus einer Frischluftzuführungsleitung 3, einem Frischluftsammler 4 und mehreren Ansaugrohren 5 besteht. Des weiteren besitzt die Brennkraftmaschine 1 einen Abgasstrang 6, in dem ein Abgassammler 7 angeordnet ist, der die in der Brennkraftmaschine 1 verbrannten Abgase über Abgasrohre 8 erhält. An den Abgassammler 7 ist außerdem ein Abgasrückführungsventil 9 angeschlossen, das über eine entsprechende Abgasrückführungsleitung 10 bedarfsabhängig Abgase in die Frischluftzuführungsleitung 3 einleiten kann.Corresponding 1 has an internal combustion engine according to the invention 1 , which is designed for example as a diesel engine, an intake 2 on, which consists essentially of a fresh air supply line 3 , a fresh air collector 4 and several intake pipes 5 consists. Furthermore, the internal combustion engine has 1 an exhaust system 6 in which an exhaust collector 7 is arranged, which in the internal combustion engine 1 burned exhaust gases through exhaust pipes 8th receives. To the exhaust collector 7 is also an exhaust gas recirculation valve 9 connected, via a corresponding exhaust gas recirculation line 10 Depending on demand, exhaust gases into the fresh air supply line 3 can initiate.

Stromab des Abgassammlers 7 sind im Abgasstrang 6 zunächst ein Oxidationskatalysator 11, danach ein Partikelfilter 12, anschließend ein weiterer Katalysator 13 und schließlich ein Schalldämpfer 14 angeordnet. Anstelle eines Oxidationskatalysators 11 kann grundsätzlich auch ein beliebiges anderes katalytisch wirkendes Element angeordnet sein, das beispielsweise auch ein Bestandteil des Partikelfilters 12 sein kann. Stromab des Schalldämpfers 14 können die Abgase durch einen Auspuff 15 in die Umgebung austreten. Es ist klar, dass diese Ausgestaltung des Abgasstrangs 6 lediglich beispielhaft genannt ist, so dass grundsätzlich auch eine beliebige andere Anordnung und Anzahl der Komponenten möglich ist. Für die Erfindung ist diesbezüglich nur wesentlich, dass der Oxidationskatalysator 11 bzw. ein katalytisch wirkendes Element, z. B. ein katalytisch beschichteter Bereich, stromauf des Partikelfilters 12 im Abgasstrang 6 angeordnet ist. Das Partikelfilter 12 kann beispielsweise als Rußfilter ausgebildet sein.Downstream of the exhaust manifold 7 are in the exhaust system 6 first an oxidation catalyst 11 , then a particle filter 12 , then another catalyst 13 and finally a silencer 14 arranged. Instead of an oxidation catalyst 11 In principle, any other catalytically active element can also be arranged, which, for example, also forms part of the particle filter 12 can be. Downstream of the muffler 14 The exhaust gases can pass through an exhaust 15 escape into the environment. It is clear that this configuration of the exhaust system 6 is merely exemplified, so that in principle any other arrangement and number of components is possible. In this regard, it is only essential for the invention that the oxidation catalyst 11 or a catalytically active element, for. B. a catalytically coated area, upstream of the particulate filter 12 in the exhaust system 6 is arranged. The particle filter 12 can be configured for example as a soot filter.

Zwischen dem Oxidationskatalysator 11 und dem Partikelfilter 12 ist ein erster Temperatursensor 16 angeordnet, der die Abgastemperatur zwischen Oxidationskatalysator 11 und Partikelfilter 12, vorzugsweise am Eintritt des Partikelfilters 12, mißt und diese über eine entsprechende Signalleitung 17 an eine Steuerung 18 weiterleitet. Des weiteren ist zwischen dem Abgassammler 7 und dem Oxidationskatalysator 11 ein zweiter Temperatursensor 19 im Abgasstrang 6 angeordnet, der die Abgastemperatur zwischen Abgassammler 7 und Oxidationskatalysator 11, vorzugsweise am Eintritt des Oxidationskatalysators 11, mißt und diese über eine entsprechende Signalleitung 20 ebenfalls an die Steuerung 18 weiterleitet.Between the oxidation catalyst 11 and the particulate filter 12 is a first temperature sensor 16 arranged the exhaust gas temperature between oxidation catalyst 11 and particle filters 12 , preferably at the entrance of the particulate filter 12 , measures and these via an appropriate signal line 17 to a controller 18 forwards. Furthermore, between the exhaust collector 7 and the oxidation catalyst 11 a second temperature sensor 19 in the exhaust system 6 arranged, which determines the exhaust gas temperature between exhaust collector 7 and oxidation catalyst 11 , preferably at the entrance of the oxidation catalyst 11 , measures and these via an appropriate signal line 20 also to the controller 18 forwards.

Die Steuerung 18 ist so ausgebildet, dass sie über eine entsprechende Steuerleitung 21 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 betätigen kann, die beispielsweise über eine Kraftstoffhochdruckleitung 23 (sogenannte ”Common-Rail”) mehrere, den einzelnen Brennkammern der Brennkraftmaschine 1 zugeordnete Einspritzventile 24 mit Kraftstoff versorgt. Es ist klar, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 auch zur Betätigung der Einspritzventile 24 ausgebildet ist.The control 18 is designed so that it has an appropriate control line 21 a fuel injector 22 can operate, for example, via a high-pressure fuel line 23 (so-called "common rail") more, the individual combustion chambers of the internal combustion engine 1 associated injectors 24 fueled. It is clear that the fuel injector 22 also for actuating the injection valves 24 is trained.

In einem Speicher 25 sind ein erster Temperatur-Sollwert und ein zweiter Temperatur-Sollwert gespeichert, die zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Regeneration des Partikelfilters 12 am Eintritt des Partikelfilters 12 (erster Temperatur-Sollwert) bzw. am Eintritt des Oxidationskatalysators 11 (zweiter Temperatur-Sollwert) vorliegen sollen.In a store 25 a first temperature setpoint and a second setpoint temperature are stored to ensure proper regeneration of the particulate filter 12 at the entrance of the particle filter 12 (first temperature setpoint) or at the entrance of the oxidation catalyst 11 (second temperature setpoint) should be present.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 arbeitet wie folgt: Während eines Normalbetriebs der Brennkraftmaschine 1 erzeugt diese Abgase, die mit Partikeln, insbesondere Rußpartikeln, beladen sind. Diese Partikel werden im Partikelfilter 12 aus den Abgasen ausgefiltert, wobei sich diese Partikel im Partikelfilter 12 ablagern. Hierdurch kommt es nach und nach zu einer zunehmenden Verstopfung des Partikelfilters 12, so dass regelmäßig eine Regeneration des Partikelfilters 12 erforderlich wird.The internal combustion engine according to the invention 1 operates as follows: During normal operation of the internal combustion engine 1 produces these exhaust gases, which are loaded with particles, in particular soot particles. These particles are in the particle filter 12 filtered out of the exhaust gases, with these particles in the particle filter 12 deposit. This gradually leads to an increasing blockage of the particulate filter 12 , so that regularly a regeneration of the particulate filter 12 is required.

Wenn die Steuerung 18 die Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters 12 veranlaßt, wird die Brennkraftmaschine 1 in einem Regenerationsbetrieb betrieben. Die Steuerung 18 betätigt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 dann so, dass diese eine Nacheinspritzung von Kraftstoff bewirkt. Dabei werden bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von der Steuerung 18 der Nacheinspritzbeginn und die Nacheinspritzmenge an der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 eingestellt.If the controller 18 the implementation of a regeneration of the particulate filter 12 causes the internal combustion engine 1 operated in a regeneration operation. The control 18 operates the fuel injector 22 then so that it causes a post-injection of fuel. In this case, in the preferred embodiment of the invention described here, the invention is provided by the controller 18 the post-injection start and the post-injection amount at the fuel injector 22 set.

Die Steuerung 18 erhält vom ersten Temperatursensor 16 einen ersten Temperatur-Istwert, den die Steuerung 18 mit dem ersten Temperatur-Sollwert vergleicht. Außerdem erhält die Steuerung 18 vom zweiten Temperatursensor 19 einen zweiten Temperatur-Istwert, den die Steuerung 18 mit dem zweiten Temperatur-Sollwert vergleicht. Die Steuerung 18 regelt in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem ersten Temperatur-Istwert und dem ersten Temperatur-Sollwert die Nacheinspritzmenge, wodurch ein erster Regelkreis gebildet ist. Außerdem regelt die Steuerung 18 durch den Vergleich zwischen dem zweiten Temperatur-Istwert und dem zweiten Temperatur-Sollwert den Nacheinspritzbeginn, wodurch ein zweiter Regelkreis gebildet ist. Mit Hilfe des zweiten Regelkreises wird gewährleistet, dass von der nacheingespritzten Kraftstoffmenge ein hinreichend großer Anteil vor dem Oxidationskatalysator 11, insbesondere noch in den Brennkammern der Brennkraftmaschine 1, verbrannt wird, um so eine Erhöhung der Abgastemperatur stromauf des Oxidationskatalysators 11 zu erzielen. Auf diese Weise wird am Eintritt des Oxidationskatalysators 11 eine Temperatur eingeregelt, die eine sichere Konvertierung noch unverbrannter Kraftstoffanteile im Oxidationskatalysator 11 gewährleistet. Mit Hilfe des ersten Regelkreises wird über die Variation der Kraftstoffeinspritzmenge eine für die Regeneration des Partikelfilters 12 optimale Abgastemperatur am Eintritt des Partikelfilters 12 eingeregelt. Die Abgastemperatur am Eintritt des Partikelfilters 12 ist dabei ein Maß für die Temperatur des Partikelfilters 12, da dieser von den Abgasen durchströmt wird und mit diesen im Wärmeaustausch steht.The control 18 obtained from the first temperature sensor 16 a first actual temperature value, the control 18 compares with the first temperature setpoint. In addition, the controller receives 18 from the second temperature sensor 19 a second actual temperature value, the control 18 compares with the second temperature setpoint. The control 18 controls the post-injection quantity as a function of the comparison between the first temperature actual value and the first temperature setpoint, whereby a first control loop is formed. In addition, the controller controls 18 by the comparison between the second actual temperature value and the second temperature setpoint, the post-injection start, whereby a second control loop is formed. With the help of the second control circuit ensures that of the nacheingespritzten amount of fuel, a sufficiently large proportion in front of the oxidation catalyst 11 , especially still in the combustion chambers of the internal combustion engine 1 is burned, so as to increase the exhaust gas temperature upstream of the oxidation catalyst 11 to achieve. In this way, at the entrance of the oxidation catalyst 11 a temperature adjusted, the safe conversion of unburned fuel components in the oxidation catalyst 11 guaranteed. With the aid of the first control loop, a variation of the fuel injection quantity is used for the regeneration of the particulate filter 12 optimum exhaust gas temperature at the inlet of the particulate filter 12 adjusted. The exhaust gas temperature at the inlet of the particulate filter 12 is a measure of the temperature of the particulate filter 12 , as it is flowed through by the exhaust gases and is in heat exchange with these.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann somit auf eine aufwendige Berechnung der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge verzichtet werden. Die temperaturgeführte Regelung der Nacheinspritzung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit Hilfe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 Nacheinspritzvorgänge mit mehreren Kraftstoffinjektionen realisiert werden können. Bei derartigen Mehrfachinjektionen kann es im Einspritzsystem zu hydraulischen Druckschwingen kommen, die eine Mengenberechnung der eingespritzten Kraftstoffmenge erschweren, wobei eine zu hohe Nacheinspritzmenge zu einer Beschädigung im Abgasstrang 6 führen kann.In the internal combustion engine according to the invention can thus be dispensed with a complex calculation of the actual injected fuel quantity. The temperature-controlled regulation of the post-injection is particularly advantageous when using the fuel injection device 22 Nacheinspritzvorgänge with multiple fuel injections can be realized. In such multiple injections can occur in the injection system to hydraulic pressure swing, which complicate an amount calculation of the injected amount of fuel, with too high Nacheinspritzmenge to damage in the exhaust system 6 can lead.

Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform kann die Steuerung außerdem Diagnosemittel 26 aufweisen, die während einer Regeneration des Partikelfilters 12 überprüfen, ob der zeitliche Verlauf des ersten Temperatur-Istwerts und des zweiten Temperatur-Istwerts ordnungsgemäß ist. Sobald die Diagnosemittel 26 eine hinreichend gravierende Abweichung von einem gespeicherten ordnungsgemäßen zeitlichen Verlauf erkennen, kann die Regeneration des Partikelfilters 12 abgebrochen werden, um beispielsweise eine Beschädigung der Abgasanlage 6 bzw. der Brennkraftmaschine 1 zu verhindern.In the preferred embodiment illustrated herein, the controller may also include diagnostic means 26 during a regeneration of the particulate filter 12 Check whether the time course of the first temperature actual value and the second temperature actual value is correct. Once the diagnostic agent 26 detect a sufficiently serious deviation from a stored proper time course, the regeneration of the particulate filter 12 be canceled, for example, damage to the exhaust system 6 or the internal combustion engine 1 to prevent.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 wird für die Regeneration des Partikelfilters 12 gewährleistet, dass stets optimale Abgastemperaturen am Eintritt des Oxidationskatalysators 11 bzw. am Eintritt des Partikelfilters 12 eingeregelt werden, d. h. sowohl zu niedrige Temperaturen als auch zu hohe Temperaturen werden vermieden. Auf diese Weise erhält die Regeneration des Partikelfilters 12 eine hohe Reproduzierbarkeit und somit eine hohe Zuverlässigkeit und Qualität. Die Lebensdauer des Partikelfilters 12 und somit des Abgasstranges 6 und letztlich der Brennkraftmaschine 1 wird dadurch erhöht.In the internal combustion engine according to the invention 1 is used for the regeneration of the particulate filter 12 ensures that optimal exhaust gas temperatures always occur at the inlet of the oxidation catalytic converter 11 or at the entrance of the particulate filter 12 can be adjusted, ie both too low temperatures and too high temperatures are avoided. In this way, the regeneration of the particulate filter receives 12 a high reproducibility and thus a high reliability and quality. The life of the particulate filter 12 and thus the exhaust line 6 and ultimately the internal combustion engine 1 is increased by this.

Claims (4)

Verfahren zur Regeneration eines in einem Abgasstrang (6) einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angeordneten regenerierbaren Partikelfilters (12), welches ein die Regeneration unterstützendes katalytisches Element als einen Bestandteil aufweist, wobei zur Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters (12) eine Steuerung (18) eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (22) zur Durchführung eines aus wenigstens zwei Kraftstoffinjektionen bestehenden Kraftstoff-Nacheinspritzvorgangs betätigt, und zur Erreichung einer hinreichend hohen Temperatur zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters (12) der Nacheinspritzvorgang derart durchgeführt wird, dass ein Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs in den Brennräumen der Brennkraftmaschine (1) verbrennt und die Abgastemperatur erhöht wird, und der verbleibende Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs unverbrannt in das katalytische Element eintritt und dort unter Wärmefreisetzung oxidiert wird.Process for the regeneration of a gas in an exhaust line ( 6 ) of a motor vehicle internal combustion engine arranged regenerable particulate filter ( 12 ) which comprises a regeneration assisting catalytic element as a constituent, wherein for performing a regeneration of the particulate filter ( 12 ) a controller ( 18 ) a fuel injection device ( 22 ) for performing a fuel post-injection operation consisting of at least two fuel injections, and for Achieving a sufficiently high temperature to carry out the regeneration of the particulate filter ( 12 ) the post-injection process is carried out such that a part of the post-injected fuel in the combustion chambers of the internal combustion engine ( 1 ) and the exhaust gas temperature is increased, and the remaining part of the post-injected fuel enters the catalytic element unburned and is oxidized there under heat release. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgastemperatur mit einem stromauf des Partikelfilters (12) vorgesehenen Temperatursensor (16; 19) gemessen wird.A method according to claim 1, characterized in that an exhaust gas temperature with an upstream of the particulate filter ( 12 ) provided temperature sensor ( 16 ; 19 ) is measured. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (18) den Beginn und/oder die Menge der Kraftstoff-Nacheinspritzungen in Abhängigkeit von der stromauf des Partikelfilters (12) gemessenen Temperatur einstellt.Method according to claim 2, characterized in that the controller ( 18 ) the beginning and / or the amount of post-fuel injections in dependence on the upstream of the particulate filter ( 12 ) set the measured temperature. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (18) zur Einstellung der Abgastemperatur stromauf des katalytischen Elements (11) einen Soll-Ist-Vergleich für die vom Temperatursensor (16; 19) erfasste Temperatur und eine Einstellung des Nacheinspritzbeginns und/oder der Nacheinspritzmenge in Abhängigkeit des Vergleichs durchführt.Method according to claim 3, characterized in that the controller ( 18 ) for adjusting the exhaust gas temperature upstream of the catalytic element ( 11 ) a target-actual comparison for the temperature sensor ( 16 ; 19 ) and an adjustment of the post-injection start and / or the post-injection quantity in dependence on the comparison.
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