DE10125485B4

DE10125485B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Regeneration eines Dieselpartikelfilters in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10125485B4
Application number: DE10125485A
Authority: DE
Inventors: Diana Dawn Dearborn Brehob
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: DE10125485A1

Abstract

Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters (30) in der Abgasleitung (16) einer Brennkraftmaschine (10), umfassend:
eine Luftleitung (18), die eine Verbindung zu der Abgasleitung aufweist, um der Abgasleitung Frischluft zuzuführen;
eine Luftpumpe (22), die in der Luftleitung angeordnet ist, um Frischluft durch die Luftleitung, durch die Abgasleitung und in den Partikelfilter zu pumpen;
eine Heizvorrichtung (24, 28; 36), um die Temperatur in dem Partikelfilter auf eine höhere Temperatur als die Zündtemperatur der in dem Partikelfilter angesammelten Partikel anzuheben;
gekennzeichnet durch einen Regler (40), der die Regeneration des Partikelfilters auslöst, wenn der Motor (10) eine vorgegebene Kraftstoffmenge verbraucht hat,
wobei der Regler (40) dann bestimmt, ob der Motor (10) eine vorgegebene Kraftstoffmenge verbraucht hat, wenn der Motor nicht läuft und das Fahrzeug betankt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regenerationsverfahren und eine Regenerationsvorrichtung für Dieselpartikelfilter, bei dem bzw. bei der die Regeneration während des Motorstillstands erfolgt.
Dieselpartikelfilter (DPF) werden seit ca. 20 Jahren entwickelt. Obwohl derartige Filter bislang nur in relativ geringem Umfang Einzug in die Fahrzeugserienfertigung gehalten haben, ist davon auszugehen, dass der Einbau dieser Filter bei der Fertigung von Dieselfahrzeugen in den nächsten 10 Jahren aufgrund neuer Vorschriften zur Begrenzung der zulässigen Partikelemissionen von Brennkraftmaschinen obligatorisch sein wird.
Ein Kernproblem bei der Entwicklung von robusten Filtersystemen für Dieselmotoren ist die Regeneration der Filter. DPF dienen zur Abscheidung von Dieselruss, der von dem Dieselmotor abgegeben wird. Nach einer gewissen Zeit wird der DPF durch Partikel verstopft, was allmählich zu einem ansteigenden Druckverlust hinter dem DPF führt. Der DPF muss daher regelmäßig aufgearbeitet oder regeneriert werden, um akzeptable Motorbetriebsbedingungen aufrechtzuerhalten. Im Stand der Technik sind in diesem Zusammenhang mehrere Pro bleme noch nicht befriedigend gelöst. Gemäß US-PS 48 81 369 wird anhand des Druckverlustanstiegs hinter dem DPF ermittelt, ob ein Regenerationsbedarf besteht. Diese Methode funktioniert jedoch nur zuverlässig – d. h. mit einem brauchbaren Signal-Rausch-Verhältnis – bei einem relativ hohen Volumenstrom durch den Filter. Je nach Fahrzustand (drive cycle) kann der Motor jedoch über einen längeren Zeitraum nur mit einem niedrigen Volumenstrom betrieben werden, wobei der Filter verstopft wird. Vor diesem Hintergrund kann der Regenerationsbedarf durch Messung des Druckverlustes hinter dem Filter nicht hinreichend festgestellt werden. Durch einen überfüllten DPF wird die Motorleistung vermindert, wenn eine höhere Last gefordert wird. Ein noch schwerwiegenderes Problem ist dabei die Gefahr einer außer Kontrolle geratenden (runaway) Regeneration eines übervollen DPFs, die zu einer Rissbildung oder sogar einem Schmelzen des DPFs führen kann.
Die überwiegende Zahl der bekannten Regenerationsverfahren wird ausgeführt, während der Motor läuft. Dies ist insofern schwierig, als die Motorsteuerung eine solide Regeneration bewerkstelligen und gleichzeitig den vom Fahrer verlangten Fahrzustand gewährleisten muss. Die Konstrukteure von Motoren und Nachbehandlungssystemen haben bislang der Entwicklung von Systemen, bei denen eine zuverlässige Regeneration der DPF auch bei extremen Fahrzeugbetriebsbedingungen – einschließlich Betriebsunterbrechungen – stattfinde kann, keine Aufmerksamkeit geschenkt. Ein Beispiel für die Schwierigkeiten, die zu Regenerationsproblemen der DPF führen, ist die Tatsache, dass Dieselmotoren typischerweise ungedrosselt oder leicht gedrosselt betrieben werden. Dies bedeutet, dass der Luftdurchsatz durch den Motor unter allen Betriebsbedingungen recht hoch ist. Um die Zündtemperatur der Partikel in dem DPF zu erreichen, muss den Auspuffgasen Wärmeenergie zu geführt werden. Elektrisches Aufheizen stellt zwar eine zuverlässige Maßnahme zu diesem Zwecke dar, ist jedoch andererseits sehr energie-intensiv.
Ein Beispiel, bei dem den Auspuffgasen Kraftstoff hinzugefügt wird, der dann verbrannt wird, um einen Temperaturanstieg zu erzielen, findet sich in der US 5,014,511 . Obwohl es sich bei Letzterem um ein effizienteres Verfahren handelt, führt der hohe Volumenstrom durch einen Dieselmotor jedoch zu einer spürbaren Minderung der Kraftstoffausnutzung.
Aus der EP 383 187 B1 ist eine Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters in der Abgasleitung einer Brennkraft maschine bekannt, welche eine Luftleitung mit einer Frischluftpumpe aufweist, um der Abgasleitung vor dem Partikelfilter Frischluft zuführen zu können. Des Weiteren ist vor dem Partikelfilter eine elektrische Heizvorrichtung zur Erhöhung der Temperatur im Partikelfilter über die Zündtemperatur vorgesehen. Die Vorrichtung weist ferner eine Bypass-Leitung auf, durch welche während der Regeneration des Partikelfilters der Abgasstrom des Motors geleitet wird.
Die DE 196 40 161 A1 offenbart einen mehrstufigen Katalysator, welcher unter anderem ein NOx-Speichermaterial enthält. Die Regeneration dieses Speichermaterials wird ausgeführt, wenn ein vorgegebenes Kriterium erfüllt ist, wobei zu den Kriterien insbesondere die Aufsummierung der seit der letzten Regeneration vom Motor verbrauchten Kraftstoffmenge gehört.
Die DE 195 38 810 C2 offenbart eine Oxidationsvorrichtung für Abgaspartikel, bei welcher die während des Motorbetriebs in einem Filter angesammelten Partikel zur Regeneration des Filters verbrannt werden. Die Zündung der Verbrennung erfolgt während des Motorstillstands durch ein zugeschaltetes Heizelement, wobei die Vorrichtung konstruktiv so ausgelegt ist, dass allein durch Konvektion Frischluft für die Verbrennung zugeführt wird.
Aus der DE 43 14 238 A1 ist ein Teilchenfilter bekannt, bei welchem der Regenerationsvorgang durch die Überwachung der Temperatur und des Druckes im Teilchenfilter gesteuert wird.
Es wurden mehrere Systeme offenbart, bei denen in der Auspuffanlage ein Bypass-Abschnitt vorgesehen ist. Beispiele hierfür sind aus der US-PS 52 93 742 und 47 20 972 bekannt. Dabei wird das Ziel verfolgt, den Regenerationsprozess soweit wie möglich vom Betrieb des Motors abzukoppeln. Nur die Auspuffgase, die durch den DPF geleitet werden, müssen auf Zündtemperatur aufgeheizt werden. Diese Systeme stellen insofern eine Verbesserung dar, als der Regenerationsprozess nicht für einen ganz so weiten Bereich von Volumengeschwindigkeiten durch den DPF sichergestellt werden muss wie bei den sonstigen bekannten Systemen. Bei den bekannten Systemen sind jedoch Ventile notwendig, die hohen Temperaturen und mit Partikeln beladenen Gasen ausgesetzt sind. Unter diesen Umständen erweist es sich als problematisch, eine lange, störungsfreie Lebensdauer des Systems zu gewährleisten. Weitere Nachteile sind, dass das Bypass-System das Gewicht der Anlage erhöht, die Steuerung komplexer macht und zusätzlichen Aufwand im Hinblick auf die Montage der Anlage in einem Fahrzeug verursacht.
In dem japanischen Patent 58 140 412 wird ein Verfahren offenbart, bei dem die Regeneration des DPFs erfolgt, während der Motor nicht betrieben wird. Auch in dem japanischen Patent 0 518 230 wird ein System offenbart, bei dem die Regeneration eines DPFs während einer Betriebsunterbrechung des Motors erfolgt. Bei beiden Systemen wird eine elektrisch angetriebene Pumpe bereitgestellt, die dem DPF Frischluft zur Verbrennung der Partikel zuführt, wobei es sich im ersten Fall um eine Pumpe und im zweiten Fall um eine Vakuumpumpe handelt. Der Nachteil einer Vakuumpumpe besteht darin, dass die Produkte der Verbrennung von Partikeln und Luft durch die Pumpe gesogen werden müssen, so dass ein Filtersystem notwendig ist, um Substanzen, die die Vakuumpumpe schädigen können, zu entfernen. Außerdem muss eine geeignete Plazierung für ein zusätzliches Auspuffrohr vorgesehen werden. Bei beiden Systemen – '412 und '230 – tritt das Problem auf, dass die Regeneration, nachdem deren Notwendigkeit erkannt wurde, bis zur nächsten Unterbrechung des Fahrzeugbetriebs verschoben wird. Die in dem DPF abgeschiedene Partikelmenge kann jedoch bis zur nächsten Unterbrechung des Motorbetriebs die Aufnahmekapazität des DPFs übersteigen. Wenn der DPF überfüllt ist, kann der Rückdruck zum Motor einen starken Leistungsabfall im Motor verursachen, was für den Fahrzeugführer ein unannehmbarer Zustand wäre. Außerdem kann ein Regenerationsablauf durch eine schnelle Wiederaufnahme des Motorbetriebs unterbrochen werden, wodurch die Regeneration noch länger verschoben würde.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden bei den oben genannten Ansätzen zahlreiche Probleme erkannt. Ein Problem besteht darin, dass bei den bekannten Verfahren eine zuverlässige Vorgehensweise fehlt, um festzustellen, wann eine Regeneration erforderlich ist. Bei den meisten im Stand der Technik bekannten Ansätzen erfolgt die Regeneration während des Motorbetriebs, wobei die Regeneration und der vom Fahrer geforderte Motorbetrieb miteinander in Einklang zu bringen sind. Es stellt eine Herausforderung dar, dabei alle möglichen Szenarien, die sich aus Fahreranforderungen ergeben können, zu berücksichtigen. Ein weiterer wesentlicher Punkt ist die Energiemenge, die verbraucht wird, um die Gase, die durch die Auspuffanlage eines in Betrieb befindlichen Dieselmotors strömen, auf die Zündtemperatur der Partikel zu bringen, wodurch die Kraftstoffausnutzung des Fahrzeugs insgesamt in Mitleidenschaft gezogen wird.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Regeneration eines Partikelfilters in der Abgasleitung eines Dieselmotors bereitzustellen, wobei die Regeneration während eines Motorstillstands erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch eine Partikelfilter-Regenerationsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Der Partikelfilter ist in der Abgasleitung einer Brennkraftmaschine angeordnet. Die Vorrichtung beinhaltet eine Luftleitung, um der Abgasleitung Frischluft zuzuführen, eine Luftpumpe in der Luftleitung, um Frischluft durch die Luftleitung, durch die Abgasleitung und in den Partikelfilter zu pumpen, eine Heizvorrichtung, um die Temperatur innerhalb des Partikelfilters zu erhöhen, so dass diese über der Zündtemperatur der in dem Partikelfilter gesammelten Partikel liegt, sowie eine Regelung, welche die Regeneration des Partikelfilters auslöst, nachdem der Motor eine festgelegte Kraftstoffmenge verbraucht hat,
wobei der Regler (40) dann bestimmt, ob der Motor (10) eine vorgegebene Kraftstoffmenge verbraucht hat, wenn der Motor nicht läuft und das Fahrzeug betankt wird.
Gemäß der Erfindung beinhaltet das Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters in der Abgasleitung einer Brennkraftmaschine den Schritt der Feststellung, ob der Motor läuft, sowie den Schritt der Bestimmung, welche Kraftstoffmenge seit der unmittelbar vorausgehenden Regeneration verbraucht wurde, wenn das Farzeug, in dem der Motor (10) eingebaut ist, betankt wird. Wenn der Motor nicht läuft und die Kraftstoffmenge, die seit der unmittelbar vorausgehenden Regeneration verbraucht wurde, größer ist als eine festgelegte Kraftstoffmenge, wird der Partikelfilter regeneriert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ein Flussdiagramm, in dem die Schritte dargestellt sind, die zur Bestimmung des Zeitpunkts der Regeneration gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden;
3 ein Flussdiagramm, in dem die Schritte dargestellt sind, die zur Durchführung der Regeneration mit einer elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden; und
4 ein Flussdiagramm, in dem die Schritte dargestellt sind, die zur Durchführung der Regeneration mit einer Verbrennungsgas-Heizvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt werden.
Gemäß 1 weist ein Motor 10 einen Ansaugkrümmer 12 zum Ansaugen von Frischluft und einen Abgaskrümmer 14 zum Ausstoßen von verbrauchten Gasen auf. Eine Abgasleitung 16 steht in Verbindung mit einem Dieselpartikelfilter 30, der Partikel abscheidet, und dem Abgasrohr 32, welches einen Ausgang zur Atmosphäre aufweist. Eine Frischluftleitung 18 führt der Abgasleitung 16 während des Regenerationsvorgangs Frischluft zu. Ein Ventil 20 bleibt während des normalen Motorbetriebs geschlossen und öffnet sich während des Regenerationsvorgangs. Obwohl das Ventil 20 Kontakt mit Abgasen hat, die Partikel enthalten, findet in der Frischluftleitung 18 außer während des Regenerationsvorgangs keine Strömung statt. Somit ist das Ventil 20 nur in begrenztem Umfange Partikeln ausgesetzt. Die Pumpe 22 pumpt während der Regeneration Frischluft durch die Frischluftleitung 18, die Abgasleitung 16, den DPF 30 und das Abgasrohr 32.
Um eine Regeneration zu bewirken, muss eine Vorrichtung bereitgestellt werden, um die Partikel auf die entsprechende Zündtemperatur aufzuheizen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird hierzu eine Kraftstoffeinspritzung 24, die von dem Kraftstofftank 26 des Fahrzeugs oder alternativ von einem Hilfstank versorgt wird, eingesetzt. Ein Zünder 28 entzündet das Frischluft-Kraftstoff-Gemisch. Alternativ wird der DPF 30 durch innen eingebaute Heizschlangen 36 elektrisch aufgeheizt. Die erforderliche elektrische Energie wird durch eine Batterie 34 bereitgestellt. Der DPF 30 verbraucht keine große Menge elektrischer Energie, da der Luftstrom gering gewählt ist, d. h. nur so groß, dass ein Oxidator in ausreichender Menge zur Verbrennung der abgeschiedenen Partikel bereitgestellt wird. Dies bedeutet, dass der Volumenstrom durch den DPF 30 während der Regeneration nicht abhängig von dem Volumenstrom durch einen laufenden Dieselmotor ist, wie es bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren überwiegend der Fall ist.
Mittels eines Temperaturfühlers 38 am Ausgang des DPFs 30 kann festgestellt werden, ob in dem DPF 30 eine ausreichende Temperatur herrscht, was anzeigt, dass eine Entzündung der Partikel erfolgt ist. Der Temperaturfühler 38 kann auch anzeigen, dass die Regeneration abgeschlossen ist. Der Kraftstoff-Füllstandssensor 44 dient dazu, festzustellen, wieviel Kraftstoff seit dem letzten Tanken verbraucht worden ist.
Ein Sensor am Tankverschluss 46 oder der Tankklappe (fuel door) erfasst, ob ein Tankvorgang stattfindet.
In 1 ist weiterhin eine Motorsteuereinheit 40 dargestellt, die Eingaben von dem Temperaturfühler 38, dem Kraftstoff-Füllstandssensor 44, dem Tankverschluss-Sensor 46 und anderen Sensoren 42 empfängt. Die Motorsteuereinheit 40 regelt den Ablauf des Regenerationsvorgangs durch Betätigen des Ventils 20, der elektrischen Heizvorrichtung 36, der Einspritzvorrichtung 24 und des Zünders 28.
Gemäß dem Flussdiagramm, das in 2 dargestellt ist, wird zunächst in Block 60 geprüft, ob der Motorbetrieb beendet wurde. Ist dies der Fall, wird in Block 62 überprüft, ob das Fahrzeug betankt wird. Findet ein Tankvorgang statt, geht die Steuerung zu Block 64 über, wo die seit dem letzten Regenerationsvorgang verbrauchte Kraftstoffmenge Mc mit einer vorgegebenen Kraftstoffmenge Mp verglichen wird, um festzustellen, ob der DPF zu regenerieren ist. Wenn Mc größer ist als Mp, geht die Steuerung zu Block 66 über, in dem die Regeneration durchgeführt wird. Nach Abschluss der Regeneration wird der Mc-Zähler in Block 68 auf Null zurückgestellt. Wenn in Block 64 festgestellt wurde, dass Mc kleiner ist als Mp, geht die Steuerung zu Block 70 über, wo festgestellt wird, ob der Tankvorgang abgeschlossen ist. Dies geschieht mit Hilfe des Kraftstoff-Füllstandssensors 44, des Tankverschluss-Sensors 46 oder eines Tankklappensensors. Wenn der Tankvorgang abgeschlossen ist, wird Mc aktualisiert, so dass die zusätzliche Kraftstoffmenge Mf, die getankt wurde, einbezogen ist. Der Wert für die festgelegte Kraftstoffmenge Mp muss derart gewählt sein, dass sichergestellt ist, dass der DPF unter Berücksichtigung aller Eventualitäten nicht zu voll wird, bevor die nächste Regeneration stattfindet.
In 3 sind die Einzelheiten eines Regenerationsablaufs für ein elektrisch beheiztes System dargestellt. In Block 80 wird dem DPF 30 (vgl. 1) elektrischer Strom zugeführt. In Block 82 wird die Temperatur an dem DPF, T_DPF, mit der Zündtemperatur Tign des DPFs 30 verglichen, um festzustellen, ob die Partikel in dem DPF 30 ihre Zündtemperatur erreicht haben. Ist T_DPF größer als Tign, springt die Steuerung 40 zu Block 84, wo eine (Frisch-)Luftpumpe 22 eingeschaltet wird. In Block 86 prüft die Steuerung 40, ob die Partikel bereits entzündet wurden. In diesem Zusammenhang bedeutet das Wort "Entzünden", dass die Verbrennung so weit fortgeschritten ist, dass der Verbrennungsvorgang der Partikel ohne zusätzliches elektrisches Aufheizen in Gang bleibt. Wenn eine Entzündung festgestellt wurde, geht die Steuerung 40 weiter zu Block 88, um die Heizvorrichtung abzustellen. In Block 90 prüft die Steuerung 40, ob der DPF 30 regeneriert ist. Dies kann anhand einer für den Regenerationsprozess typischen Zeitspanne oder anhand des Ausgangswertes des Temperaturfühlers 38 von 1 geschehen, welcher anzeigt, dass die Verbrennung der Partikel abgeschlossen ist. Ist die Regeneration abgeschlossen, wird die Luftpumpe 22 (vgl. 1) in Block 92 abgeschaltet.
Bei einem durch Verbrennungsgase geheizten System, wie es in 4 dargestellt ist, werden die Luftpumpe 22, eine Einspritzvorrichtung 24 und ein Zünder 28 (alle Zahlen beziehen sich auf 1) in Block 100 von der Steuerung 40 aktiviert. In Block 102 prüft die Steuerung 40, ob die Partikel entzündet wurden. Sind die Partikel in dem DPF 30 entzündet, geht die Steuerung weiter zu Block 104, wo die Einspritzvorrichtung 24 und der Zünder 28 ausgeschaltet werden. In Block 106 prüft die Steuerung 40 – ähnlich wie in Block 90 von 3 –, ob der DPF 30 regeneriert ist. Ist dies der Fall, wird die Luftpumpe 22 in Block 108 von der Steuerung 40 abgeschaltet.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Oxidationsgase zur Beseitigung der Partikel durch eine Luftpumpe bereitgestellt werden. Der Volumenstrom ist daher bekannt und feststehend. Die Heizvorrichtungen müssen somit nicht für eine große Volumenstrom-Schwankungsbreite ausgelegt sein, wie es in einem System, bei dem die Regeneration während des Motorbetriebs erfolgt, der Fall sein muss. Auch die von der Heizvorrichtung – ob elektrisch oder chemisch – bereitgestellte Energie ist viel niedriger als es der Fall ist, wenn die Regeneration gleichzeitig mit dem Betrieb des Motors stattfindet.
Die vorliegende Erfindung macht sich eine Gelegenheit zunutze, die sich unabhängig von dem jeweiligen Betriebsmuster eines Fahrzeugdieselmotors bietet, nämlich das Auffüllen des Kraftstofftanks. Die Ausnutzung dieser Gelegenheit hat mehrere Vorteile: sie ergibt sich regelmäßig und dauert mehrere Minuten. Im Rahmen der japanischen Patente 58 140 412 und 0 518 230 , bei denen die Regeneration während einer (beliebigen) Unterbrechung des Motorbetriebs stattfindet, kann dagegen nicht garantiert werden, dass zur Vollendung der Regeneration ein bestimmter Zeitraum zur Verfügung steht. Beide Patente '412 und '230 verlassen sich eher auf Messverfahren, um festzustellen, wann eine Regeneration erforderlich ist, als dass die Regeneration regelmäßig erfolgt.
Im Laufe der Zeit kann sich herausstellen, dass der Zeitabstand zu kurz gewählt ist, wenn eine Regeneration nach oder annähernd nach jeder vollständigen Tankfüllung erfolgt. In diesem Fall kann der Parameter Mp, die verbrauchte Kraft stoffmenge zwischen den Regenerationen, auf eine größere Menge als eine einzige Tankfüllung gesetzt werden.
Diese Anpassung kann adaptiv durch die Motorsteuerung erfolgen, wenn bei der Regeneration festgestellt wird, dass keine Entzündung erreicht wurde.
Einige Autofahrer haben nicht die Angewohnheit, den Fahrzeugtank nahezu vollständig leer zu fahren und dann wieder aufzufüllen. Das offenbarte Verfahren ermöglicht Abweichungen, indem der Wert Mc entsprechend nachfolgt. Darüber hinaus kann sich im Laufe der Entwicklung, wie bereits vorstehend erwähnt, herausstellen, dass die bei der Verbrennung des Kraftstoffs einer einzigen Tankfüllung anfallenden Partikel eine zu geringe in dem DPF angesammelte Partikelmenge darstellen, um die Regeneration durchführen zu können. Es erweist sich möglicherweise als bessere Strategie, die Regeneration durchzuführen, nachdem mehrere Tankfüllungen verbraucht wurden. Ein Speicherzähler für die seit der letzten Regeneration verbrauchte Kraftstoffmenge Mc wird mit Mp verglichen, um festzustellen, ob eine Regeneration angebracht ist. Die Aufnahmefähigkeit des DPF und Mp werden als Einheit so gewählt, dass die gewünschte Funktionalität in Bezug auf die DPF-Regeneration gewährleistet ist.

Claims

Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters (30) in der Abgasleitung (16) einer Brennkraftmaschine (10), umfassend: eine Luftleitung (18), die eine Verbindung zu der Abgasleitung aufweist, um der Abgasleitung Frischluft zuzuführen; eine Luftpumpe (22), die in der Luftleitung angeordnet ist, um Frischluft durch die Luftleitung, durch die Abgasleitung und in den Partikelfilter zu pumpen; eine Heizvorrichtung (24, 28; 36), um die Temperatur in dem Partikelfilter auf eine höhere Temperatur als die Zündtemperatur der in dem Partikelfilter angesammelten Partikel anzuheben; gekennzeichnet durch einen Regler (40), der die Regeneration des Partikelfilters auslöst, wenn der Motor (10) eine vorgegebene Kraftstoffmenge verbraucht hat, wobei der Regler (40) dann bestimmt, ob der Motor (10) eine vorgegebene Kraftstoffmenge verbraucht hat, wenn der Motor nicht läuft und das Fahrzeug betankt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Ventil (20) in der Luftleitung (18), um die Luftleitung zu der Abgasleitung (16) hin zu verschließen, wenn keine Regeneration des Partikelfilters stattfindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung (40) ermittelt, ob der Motor (10) die vorgegebene Kraftstoffmenge verbraucht hat, indem die dem Kraftstofftank (26) des Fahrzeugs, in dem der Motor angeordnet ist, hinzugefügte Kraftstoffmenge summiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Kraftstoff-Füllstandssensor (44), um das Betanken des Fahrzeugs festzustellen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Tankverschluss-Sensor (46), um das Betanken des Fahrzeugs festzustellen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Tankklappen-Sensor, um das Betanken des Fahrzeugs festzustellen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Partikel, die in dem Partikelfilter (30) aufgenommen werden kann, etwa der Masse von Partikeln entspricht, die von dem Mo tor (10) erzeugt wird, wenn 0,75 bis 1,5 Tankfüllungen des Kraftstoffs verbraucht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung eine elektrische Heizvorrichtung (36) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizvorrichtung (36) in dem Partikelfilter (30) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung eine Verbrennungsgas-Heizvorrichtung aufweist, umfassend: eine Einspritzvorrichtung (24) zur dosierten Einspritzung von Kraftstoff in die Luftleitung (18) stromabwärts der Frischluftpumpe (20); und eine Zündvorrichtung (28) zum Entzünden des dosiert zugeführten Kraftstoffs und der Frischluft.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff von dem Haupt-Kraftstofftank (26) bereitgestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff von einem zweiten Kraftstofftank bereitgestellt wird, und dass dieser zweite Kraft stofftank einen anderen Kraftstoff enthält als den Verbrennungskraftstoff, der dem Motor bereitgestellt wird.
Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters (30) in der Abgasleitung (16) einer Brennkraftmaschine (10), umfassend die folgenden Schritte: Feststellung, ob der Motor (10) läuft; Ermittlung der seit der unmittelbar vorausgegangenen Regeneration verbrauchten Kraftstoffmenge, wenn das Fahrzeug, in dem der Motor (10) eingebaut ist, betankt wird; und Regeneration des Partikelfilters, wenn der Motor außer Betrieb ist und wenn die seit der unmittelbar vorausgegangenen Regeneration verbrauchte Kraftstoffmenge größer ist als eine vorgegebene Kraftstoffmenge.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Regeneration den Schritt beinhaltet, dass einer in dem Partikelfilter (30) angeordneten elektrischen Heizvorrichtung (36) Strom zugeführt wird, um die Temperatur in dem Partikelfilter zu erhöhen, so dass diese über der Zündtemperatur der in dem Partikelfilter angesammelten Partikel liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt aufweist, dass eine elektrische Pumpe (22) betrieben wird, die dem Partikelfilter (30) Frischluft zuleitet, wenn die Temperatur in dem Partikelfilter höher ist als ein zum Entzünden der Partikel festgelegter Temperaturwert.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch den Schritt, dass die elektrische Heizvorrichtung (36) außer Betrieb genommen wird, wenn die Partikel entzündet sind.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch den Schritt, dass die Luftpumpe (22) außer Betrieb genommen wird, wenn die Regeneration abgeschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollendung der Regeneration anhand des Ausgangswertes eines Temperaturfühlers (38), der nahe bei dem Ausgang des Partikelfilters (30) angebracht ist, festgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollendung der Regeneration auf einem Zeitintervall basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration die folgenden Schritte umfasst: Einschalten einer Luftpumpe (22), die Frischluft zu einer Verbrennungsgas-Heizvorrichtung und durch den Partikelfilter (30) bereitstellt; Aktivierung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (24), die in der Luftleitung (18) angeordnet ist, um Kraftstoff in die Frischluft einzubringen; und Aktivierung einer Zündvorrichtung (28) zum Entzünden des Kraftstoffs und der Frischluft, so dass eine Verbrennung des Kraftstoffs und der Frischluft stattfindet, um die Temperatur der in dem Partikelfilter angesammelten Partikel zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch den Schritt, dass vor der Inbetriebnahme der Luftpumpe (22) ein Ventil (20) geöffnet wird, das in der Luftleitung (18) stromabwärts der Luftpumpe angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, gekennzeichnet durch den Schritt, dass die Einspritzvorrichtung (24) und die Zündvorrichtung (28) abgeschaltet werden, wenn die Partikel entzündet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch den Schritt, dass die Luftpumpe (22) abgeschaltet wird, wenn die Regeneration abgeschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollendung der Regeneration anhand der Ausgabe eines Temperaturfühlers (38), der nahe zum Ausgang des Partikelfilters (30) angebracht ist, festgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollendung der Regeneration auf einem Zeitintervall basierend bestimmt wird.