DE102008022785A1

DE102008022785A1 - Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors zum Aufheizen eines selektiven Katalysator-Reduktors

Info

Publication number: DE102008022785A1
Application number: DE102008022785A
Authority: DE
Inventors: Matthew Thomas Canton Baird; Kevin D. Saline Sisken
Original assignee: Detroit Diesel Corp
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-09-03
Also published as: US20090217645A1; US8156733B2

Abstract

In einer Ausführungsform gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors an, der umfasst: eine elektronische Steuereinheit (ECU) mit einem Speicher und ein Abgassystem mit einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) und einem Dieselpartikelfilter (DPF) vor einem selektiven Katalysator-Reduktor (SCR). Eine Dosierungseinrichtung ist in dem DPF vorgesehen und wird durch Befehle aus der ECU betätigt. Sensoren an dem DPF und dem SCR sind elektronisch mit der ECU verbunden, um Signale zu den Betriebsbedingungen an dem DPF und dem SCR zu übertragen. Das Verfahren umfasst das Erfassen der Temperatur an einem Auslass des DPF und einem Einlass des SCR, das Bestimmen, ob die Temperatur wenigstens einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer entspricht, und das Einführen von Wärme zu dem SCR, um die Temperatur zu einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer wie etwa einer Entflammur betrieben werden kann. Wärme kann auch durch Motorwärmeverwaltungsstrategien in den Abgasstrom eingeführt werden.

Description

Um einen selektiven Katalysator-Reduktor (SCR) effektiv zu betreiben, ist eine Mindesttemperatur für die Harnstoffverdampfung und die Hydrolyse zusätzlich zu einer Mindesttemperatur für die effektive Reduktion von NOx aus dem Abgasstrom selbst erforderlich. In Systemen mit einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) und einem Dieselpartikelfilter (DPF) vor dem SCR müssen auch der DOC und der DPF mit wenigstens einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer betrieben werden. Während Kaltstarts oder während Motoraufwärmperioden muss die Abgaswärme den SCR erreichen, damit dieser eine ausreichende Temperatur für eine effiziente Reduktion von NOx aus dem Abgasstrom erreicht.
Es besteht ein Bedarf für ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem SCR, damit der SCR eine vorbestimmte Temperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer erreichen kann, sodass NOx effektiv aus dem Abgasstrom entfernt wird.
Außerdem besteht ein Bedarf für ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem DPF und einem SCR, um die Abkühlraten des SCR während Betriebsbedingungen mit einer niedrigen Motorgeschwindigkeit zu reduzieren, damit der SCR das NOx effektiv aus dem Abgasstrom entfernen kann.
Diese und andere Vorteile werden durch die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche verdeutlicht.
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der umfasst: eine elektronische Steuereinheit (ECU) mit einem Speicher und ein Abgassystem, das ein Dieselpartikelfilter (DPF), ein Dosierungssystem, das in Kontakt mit dem durch Befehle aus der ECU betätigten DPF ist, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) vor einem selektiven Katalysator-Reduktor (SCR), und Sensoren an dem DPF und dem SCR enthält, die elektronisch mit der ECU verbunden sind, um Datensignale zu den Betriebsbedingungen an den Dieselpartikelfilter und den selektiven Katalysator-Reduktor zu senden. Das Verfahren betrifft weiterhin das Aufheizen des selektiven Katalysator-Reduktors zu einer Temperatur, die für einen effizienten Betrieb ausreicht. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
Erfassen der Temperatur des SCR am Einlass desselben,
Bestimmen, ob die Temperatur an dem SCR-Einlass wenigstens einer vorbestimmten Mindesttemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer entspricht, um einen effizienten Betrieb des SCR zum Reduzieren von Abgas-NOx zu gestatten,
Erfassen der Temperatur des DPF am Auslass desselben,
Bestimmen, ob die Temperatur an dem DPF-Auslass wenigstens einer vorbestimmte Mindesttemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer entspricht, um ein Entflammen des DPF zu gestatten, und
Einführen einer ausreichenden Wärme in den Abgasstrom, um die Temperaturen des SCR und DPF zu den vorbestimmten Mindesttemperaturen für die vorbestimmte Zeitdauern zu erhöhen.
Wärme kann in den Abgasstrom mittels Motorwärmeverwaltungsstrategien eingeführt werden, um die Temperatur des Motorabgasstroms zu erhöhen. Die Motorwärmeverwaltungsstrategien können zum Beispiel Änderungen des Motorluftflusses, der AGR-Flussrate, der Kraftstoffeinspritzzeit, der Kraftstoffeinspritzmenge, der Motorgeschwindigkeit und des Motordrehmoments umfassen. Außerdem kann eine vorbestimmte Kraftstoffmenge durch das Dosierungssystem vor dem DOC geführt und gezündet werden, um Wärme in den Abgasstrom einzuführen, bis die vorbestimmte Temperatur für die vorbestimmte Zeitdauer erreicht wird. Vorzugsweise entspricht die vorbestimmte Temperatur einer Entflammungstemperatur des DPF und/oder SCR. Die Dosierungseinrichtung kann unabhängig von Motorverwaltungsstrategien verwendet werden, um die Motorabgastemperaturen zu erhöhen. Außerdem kann die Dosierungseinrichtung auch verwendet werden, nachdem die DPF-Entflammungstemperatur erreicht wurde, um die Betriebseffizienz des SCR zu erhöhen.
1 ist eine schematische Wiedergabe eines in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Verbrennungsmotors mit einer Dosierungseinrichtung, einem DOC, einem DPF und einem SCR.
2 ist ein Software-Flussdiagramm, das ein Betriebsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 1 ist ein Fahrzeugantriebssystem 10 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das System 10 kann Leistung zum Antreiben verschiedener Fahrzeuge wie etwa Lastkraftwagen, Baufahrzeugen, Schiffen, stationären Generatoren, PKWs, Sattelschleppern, Booten, Freizeitfahrzeugen, Arbeitsfahrzeugen usw. vorsehen.
Das System 10 kann als Verbrennungsmotorsystem bezeichnet werden, in dem ein Kraftstoff wie etwa Benzin oder Diesel in einem Verbrennungsprozess verbrannt wird, um Leistung zu erzeugen, wobei es sich etwa um einen Funken- oder Kompressionszündungsmotor 14 handeln kann. Der Motor 14 kann ein Dieselmotor sein, der eine Anzahl von Zylindern 18 umfasst, in die Kraftstoff und Luft für die Zündung eingespritzt werden. Der Motor 14 kann ein Mehrzylinder-Kompressionszündungs-Verbrennungsmotor wie etwa ein Dieselmotor mit 4, 6, 8, 12, 16 oder 24 Zylindern sein. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf einen bestimmten Typ von Motor oder Kraftstoff beschränkt ist.
Die während der Verbrennung durch den Motor 14 erzeugten Abgase können durch ein Abgassystem 20 ausgestoßen werden. Das Abgassystem 20 kann verschiedene Einrichtungen wie etwa einen Abgaskrümmer und Leitungen umfassen, um die emittierten Abgase zu einer Partikelfilteranordnung 30 zu führen, die bei Dieselmotoren gewöhnlich als Dieselpartikelfilter bezeichnet wird. Optional kann das System 20 einen Turbolader in Nachbarschaft zu dem Abgaskrümmer umfassen, um die Frischluftzufuhr in den Motor 14 zu komprimieren. Der Turbolader kann zum Beispiel eine Turbine 32 und einen Kompressor 34 wie etwa einen Turbolader mit variabler Geometrie und/oder eine Turbo-Compound-Leistungsturbine umfassen. Natürlich ist die vorliegende Erfindung aber nicht auf Abgassysteme mit Turboladern und ähnlichem beschränkt.
Die Partikelfilteranordnung 30 kann konfiguriert sein, um mit dem Verbrennungsprozess assoziierte Partikeln aufzufangen. Insbesondere kann die Partikelfilteranordnung 30 einen Oxidationskatalysatorbehälter 36, der einen Oxidationskatalysator 38 enthält, und einen Partikelfilterbehälter 42, der ein Partikelfilter 44 enthält, umfassen. Die Behälter 36, 42 können separate Komponenten sein, die durch eine Klammer oder ähnliches miteinander verbunden sind, sodass die Behälter 36, 42 für eine Wartung oder eine andere Operation voneinander getrennt werden können. Natürlich ist die vorliegende Erfindung aber nicht auf diese beispielhafte Konfiguration für die Partikelfilteranordnung 30 beschränkt. Vielmehr kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Partikelfilteranordnung angewendet werden, die andere als die genannten Komponenten umfasst. Insbesondere kann die Partikelfilteranordnung 30 der vorliegenden Erfindung auch nur ein Partikelfilter 44 und nicht notwendigerweise den Oxidationskatalysatorbehälter 36 oder das Substrat 38 umfassen, wobei das Partikelfilter 44 auch an anderen Teilen des Abgassystems 20 wie etwa vor der Turbine 32 angeordnet sein kann.
Der Oxidationskatalysator 38, der bei Dieselmotoren gewöhnlich als Dieseloxidationskatalysator bezeichnet wird, kann Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid in den Abgasen oxidieren, um die Temperaturen an dem Partikelfilter 44 zu erhöhen. Das Partikelfilter 44 kann Partikeln in den Abgasen wie etwa Kohlenstoff, Ölpartikeln, Asche usw. auffangen und die aufgefangenen Partikeln regenerieren, wenn die assoziierten Temperaturen ausreichend hoch sind. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht eine Aufgabe der Partikelfilteranordnung 30 darin, schädliche Kohlenstoffpartikeln in den Abgasen aufzufangen und diese Schadstoffe zu speichern, bis die Temperaturen an dem Partikelfilter 44 eine Oxidation der aufgefangenen Partikeln zu einem Gas unterstützen, das dann in die Atmosphäre ausgestoßen werden kann.
Die Oxidationskatalysator- und Partikelfilterbehälter 36, 42 können Einlässe und Auslässe mit definierten Querschnittflächen und erweiterten Abschnitten zum Aufnehmen des Oxidationskatalysators 38 und des Partikelfilters 44 umfassen. Die vorliegende Erfindung sieht jedoch auch vor, dass die Behälter 36, 42 beliebige Konfigurationen und Anordnungen zum Oxidieren von Emissionen und Auffangen von Partikeln umfassen können. Die vorliegende Erfindung ist also nicht auf eine bestimmte Konfiguration für die Partikelfilteranordnung 30 beschränkt.
Um die Oxidation der aufgefangenen Partikeln zu unterstützen, kann eine Dosierungseinrichtung 50 vorgesehen sein, die Kraftstoff in die Abgase einführt, sodass der Kraftstoff mit dem Oxidationskatalysator 38 reagiert und verbrennt, um die Temperaturen an dem Partikelfilter 44 zu erhöhen und dadurch die Regenerierung zu unterstützen. Zum Beispiel wird in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Menge des durch die Dosierungseinrichtung eingespritzten Kraftstoffs in Abhängigkeit von den Temperaturen an dem Partikelfilter 44 und anderen Systemparametern wie etwa dem Luftmassenfluss, den AGR-Temperaturen usw. gesteuert, um die Regenerierung zu steuern. Die vorliegende Erfindung sieht jedoch auch vor, dass Kraftstoff auf andere Weise in die Abgase eingeführt werden kann, etwa indem der Motor 14 gesteuert wird, um Kraftstoff zusammen mit den Abgasen zu emittieren. Die Dosierungseinrichtung kann an oder in der Nachbarschaft zu dem DPF angeordnet sein, um das Entflammen des DPF zu unterstützen. Ein selektiver Katalysator-Reduktor (SCR) 45 zum Rezuzieren von NOx in dem Abgasstrom ist nach dem DOC und dem DPF angeordnet.
Ein Lufteinlasssystem 52 kann vorgesehen sein, um Frischluft von einem Frischlufteinlass 54 durch eine Luftleitung zu einem Einlassverteiler für die Einführung in den Motor 14 zuzuführen. Außerdem kann das System 52 einen Luftkühler oder Ladeluftkühler 56 zum Kühlen der Frischluft nach der Kompression durch den Kompressor 34 umfassen. Optional kann das Drosseleinlassventil 58 auch vorgesehen sein, um den Fluss der AGR-Gase zu dem Motor 14 oder der Frischluft und der ABR-Gase zu dem Motor 14 zu steuern. Das Drosselventil 58 kann ein manuell oder elektrisch betätigtes Ventil sein, das etwa in Übereinstimmung mit der Pedalposition eines durch den Fahrer des Fahrzeugs bedienten Drosselpedals betätigt wird. Es sind viele Variationen für ein derartiges Lufteinlasssystem möglich, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Anordnung beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann durch verschiedene Einrichtungen zum Zuführen von Frischluft zu den Einlassverteilern und Zylindern wie etwa die oben genannten oder andere Einrichtungen realisiert werden.
Ein Abgasrückführsystem (AGR-System) 64 kann optional vorgesehen sein, um Abgas zu dem Motor 14 rückzuführen und mit der Frischluft zu mischen. Das AGR-System 64 kann wahlweise einen abgemessenen Teil der Abgase in den Motor 14 einführen. Das AGR-System 64 kann zum Beispiel die eingehende Luftladung verdünnen und die Spitzenverbrennungstemperaturen senken, um die während der Verbrennung eingeführte Menge an Stickstoffoxiden zu reduzieren. Die rückzuführende Abgasmenge kann gesteuert werden, indem ein AGR-Ventil 66 und/oder andere Einrichtungen wie etwa der Turbolader gesteuert werden. Das AGR-Ventil 66 kann ein Ventil mit variablem Fluss sein, das elektronisch gesteuert wird. Es gibt viele mögliche Konfigurationen für das steuerbare AGR-Ventil 66, wobei die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf einen bestimmten Aufbau für das AGR-Ventil 66 beschränkt sind.
Das AGR-System 64 kann gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine AGR-Kühlleitung 70, die einen AGR-Kühler 72 enthält, und einen AGR-Kühlbypass 74 umfassen. Das AGR-Ventil 66 kann an dem Abgaskrümmer vorgesehen sein, um Abgas durch die AGR-Kühlleitung 70 und/oder durch den Bypass 74 zu führen. Natürlich kann das AGR-System 64 der vorliegenden Erfindung auch andere als die oben genannten Einrichtungen umfassen, um das Abgas rückzuführen. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein bestimmtes AGR-System beschränkt und kann auch andere derartige Systeme mit den oben genannten und anderen Einrichtungen verwenden, wie etwa ein AGR-System mit nur der AGR-Kühlleitung oder nur dem Bypass.
Es kann ein Kühlsystem 80 vorgesehen sein, das ein Kühlmittel durch den Motor 14 zirkulieren lässt. Das Kühlmittel kann die durch den Motor 14 erzeugte Wärme fließend etwa zu einem Kühler abführen. Der dem Fachmann bekannte Kühler umfasst eine Anzahl von Rippen, durch die das Kühlmittel fließt, um durch einen Luftstrom durch das Motorgehäuse und/oder durch einen Ventilator gekühlt zu werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung auch andere Einrichtungen in dem Kühlsystem 80 umfassen kann und nicht auf das oben beschriebene beispielhafte Kühlsystem beschränkt ist.
Das Kühlsystem 80 kann in Verbindung mit einem Heizsystem 84 betrieben werden. Das Heizsystem 84 kann einen Heizkern, einen Heizventilator und ein Heizventil umfassen. Der Heizkern kann ein erwärmtes Kühlmittelfluid über das Heizventil aus dem Motor 14 erhalten, sodass der Heizventilator, der elektrisch durch die Insassen von Innenraum des Fahrzeugs aus gesteuert werden kann, die durch den Heizkern erwärmte Luft zu den Insassen blasen kann. Zum Beispiel kann der Heizventilator mit verschiedenen Geschwindigkeiten gesteuert werden, um die an dem Heizkern entlang geblasene Luftmenge zu steuern, wobei die erwärmte Luft dann über ein Lüftungssystem zu den Insassen verteilt werden kann. Optional können Sensoren und Schalter 86 in dem Insassenraum vorgesehen sein, um eine Steuerung in Übereinstimmung mit den Heizbedürfnissen der Insassen vorzusehen. Die Schalter und Sensoren können Drehschalter oder digitale Schalter für die Temperatursteuerung umfassen, wobei die Sensoren bestimmen, ob die angeforderte Temperatur erreicht wurde. Das Heizsystem der vorliegenden Erfindung kann auch andere als die genannten Einrichtungen umfassen, wobei die Erfindung nicht auf das beschriebene beispielhafte Heizsystem beschränkt ist.
Eine Steuereinrichtung 92 wie etwa ein elektronisches Steuermodul oder Motorsteuermodul kann in dem System 10 vorgesehen sein, um verschiedene Operationen des Motors 14 oder anderer damit assoziierter Systeme und Subsysteme wie etwa der Sensoren in den Abgas-, AGR- und Einlasssystemen zu steuern. Verschiedene Sensoren können über Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 94 elektrisch mit der Steuereinrichtung verbunden sein. Die Steuereinrichtung 92 kann eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 98 umfassen, die über einen Daten- und Steuerbus 100 mit verschiedenen computerlesbaren Speichermedien verbunden ist. Die computerlesbaren Speichermedien können eine beliebige Anzahl von bekannten Einrichtungen umfassen, die als ROM 102, RAM 104 und nichtflüchtiger RAM 106 funktionieren. Eine Daten-, Diagnose- und Programmier-Ein-/Ausgabeeinrichtung 108 kann wahlweise über einen Stecker mit der Steuereinrichtung verbunden werden, um verschiedene Informationen auszutauschen. Die Einrichtung 108 kann verwendet werden, um Werte mit den computerlesbaren Speichermedien wie etwa Konfigurationseinstellungen, Kalibrierungsvariablen, Befehle für die Steuerung der AGR-, Einlass- und Auslasssysteme usw. auszutauschen.
Das System 10 kann einen Einspritzmechanismus 114 zum Steuern der Kraftstoff- und/oder Lufteinspritzung an den Zylindern 18 umfassen. Der Einspritzmechanismus 114 kann durch die Steuereinrichtung 92 oder eine andere Steuereinrichtung gesteuert werden und kann verschiedene Einrichtungen wie etwa Einrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff und/oder Luft in einen Einlass für alle Zylinder oder jeweils Einrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff und/oder Luft in die einzelnen Zylinder umfassen. Zum Beispiel kann der Einspritzmechanismus 114 separat und unabhängig die in jeden Zylinder eingespritzte Menge an Kraftstoff und/oder Luft steuern, sodass jeder Zylinder separat und unabhängig gesteuert werden kann, um verschiedene Mengen an Kraftstoff und/oder Luft oder aber gar keinen Kraftstoff und/oder gar keine Luft zu empfangen. Natürlich können die Einspritzmechanismen 114 der vorliegenden Erfindung auch andere Einrichtungen umfassen, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Einrichtungen beschränkt ist.
Das System 10 kann einen Ventilmechanismus 116 zum Steuern der Ventilzeit der Zylinder 18 umfassen, um den Luftfluss in und aus den Zylindern 18 zu steuern. Der Ventilmechanismus 116 kann durch die Steuereinrichtung 92 oder eine andere Steuereinrichtung gesteuert werden und kann eine Vielzahl von Einrichtungen wie etwa Einrichtungen zum wahlweisen und unabhängigen Öffnen und Schließen von Einlass- und/oder Abgasventilen an den Zylindern umfassen. Zum Beispiel kann der Ventilmechanismus 116 die Abgasventilzeit jedes Zylinders derart steuern, dass die Abgas- und/oder Einlassventile unabhängig voneinander mit steuerbaren Intervallen geöffnet und geschlossen werden, wie etwa bei einer Kompressionsbremse. Natürlich kann der Ventilmechanismus der vorliegenden Erfindung auch andere Einrichtungen umfassen und ist nicht auf die oben beschriebenen Einrichtungen beschränkt.
Während des Betriebs empfängt die Steuereinrichtung 92 Signale von verschiedenen Motor-/Fahrzeugsensoren und führt eine in Hardware und/oder Software eingebettete Steuerlogik aus, um das System 10 zu steuern. In den computerlesbaren Speichermedien können zum Beispiel Befehle gespeichert sein, die durch die Steuereinrichtung 92 ausgeführt werden können, um Verfahren zum Steuern aller Einrichtungen und Subsysteme in dem System 10 auszuführen. Die Programmbefehle können durch die Steuereinrichtung in der MPU 98 ausgeführt werden, um die verschiedenen Systeme und Subsysteme des Motors und/oder Fahrzeugs über die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 94 zu steuern. Allgemein geben die Strichlinien in 1 eine optionale Erfassungs- und Steuerkommunikation zwischen der Steuereinrichtung und den verschiedenen Komponenten des Antriebssystems wieder. Weiterhin ist zu beachten, dass eine beliebige Anzahl von Sensoren und Einrichtungen mit jeder Einrichtung in dem System assoziiert sein kann, um den Betrieb derselben zu überwachen und zu steuern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinrichtung 92 eine DDEC-Steuereinrichtung von der Detroit Diesel Corporation, Detroit, Michigan, sein. Verschiedene andere Merkmale dieser Steuereinrichtung werden im Detail in verschiedenen Patenten der Detroit Diesel Corporation beschrieben. Weiterhin kann die Steuereinrichtung eine Anzahl von Programmierungs- und Verarbeitungstechniken bzw. entsprechenden Strategien verwenden, um die Einrichtungen in dem System 10 zu steuern. Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass das System mehr als eine Steuereinrichtung und etwa separate Steuereinrichtungen zum Steuern bestimmter Subsysteme wie etwa eine Abgassystem–Steuereinrichtung zum Steuern der Abgastemperaturen, der Massenflussraten oder anderer assoziierter Größen umfasst. Außerdem können diese Steuereinrichtungen auch andere Steuereinrichtungen als die oben genannte DDEC-Steuereinrichtung umfassen.
2 ist ein Softwareflussdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens 118 der vorliegenden Erfindung zeigt. Insbesondere wird in Schritt 120 die Temperatur des Abgasstroms am Einlass des SCR erfasst. Die Abgastemperatur ist extrem wichtig, um den SCR zu einer effizienten Betriebstemperatur zu erwärmen. Während eines Kaltstarts oder während niedriger Motorgeschwindigkeiten kann eine unzureichende Erwärmung des SCR zu einer verminderten Fähigkeit zum Entfernen von NOx aus dem Abgasstrom führen. In Schritt 122 wird bestimmt, ob die Temperatur an dem SCR-Einlass wenigstens eine vorbestimmte Temperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer aufweist. Die erforderlichen Temperaturen können in Tabellen oder auf andere Weise in dem Speicher der ECU oder einer anderen elektronischen Steuereinrichtung gespeichert sein. Wenn die Temperatur ausreicht, um den SCR effizient zu betreiben, ist keine weitere Aktion erforderlich, wobei der Motor in Schritt 124 mit den normalen Motorbetrieb fortfährt. Wenn die Temperatur nicht ausreicht, um eine Harnstoffverdampfung und eine Hydrolyse zusätzlich zu der effektiven Reduktion von NOx in den Abgasen für eine vorbestimmte Zeitdauer zu bewerkstelligen, wird in Schritt 126 die Temperatur an dem Auslass des DPF vor dem SCR erfasst. In Schritt 128 wird bestimmt, ob die Temperatur des DPF ausreicht, um den DPF effizient zu betreiben und den SCR zu erwärmen. Wenn dies der Fall ist, fährt der Motor in Schritt 126 mit dem normalen Motorbetrieb fort. Wenn nicht, wird in Schritt 130 eine ausreichende Wärme in den Abgasstrom eingeführt, damit der DPF die Entflammungstemperatur erreicht und der SCR die Temperatur erreicht, die für eine Harnstoffverdampfung und Hydrolyse zusätzlich zu der Reduktion von NOx in dem Abgasstrom erforderlich ist. Gemäß einem Aspekt kann die Abgastemperatur verändert werden, indem verschiedene Motorwärmeverwaltungsstrategien implementiert werden. Dazu gehören etwa eine Änderung des Motorluftflusses, der AGR-Flussrate, der Kraftstoffeinspritzzeit, der Kraftstoffeinspritzmenge, der Motorgeschwindigkeit und des Motordrehmoments. Gemäß einem anderen Aspekt kann die Abgastemperatur erhöht werden, indem Kraftstoff durch die Dosierungseinrichtung eingeführt wird und der Kraftstoff gezündet wird, um die Temperatur in dem Abgasstrom zu erhöhen. Außerdem kann die Abgasstromtemperatur auch dann erhöht werden, wenn der SCR und der DPF mit den vorbestimmten Mindesttemperaturen für eine vorbestimmte Zeitdauer betrieben werden, die bei einer Verwendung der Dosierungseinrichtung erforderlich sind, und auch wenn die Mindesttemperaturen bereits erreicht wurden, um die Effizienz des SCR zu erhöhen.
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die Beschreibung beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen ist. Es können zahlreiche Variationen und Modifikationen auf der Basis der vorliegenden Beschreibung vorgenommen werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der eine elektronische Steuereinheit (ECU) mit einem Speicher und ein Abgassystem einschließlich eines Dieselpartikelfilters (DPF), einer Dosierungseinrichtung in dem DPF, die durch Befehle aus der ECU betrieben wird, eines Dieseloxidationskatalysators (DOC) vor einem selektiven Katalysator-Reduktor (SCR) und Sensoren an dem DPF und dem SCR umfasst, die elektronisch mit der ECU verbunden sind, um Datensignale zu Betriebsbedingungen an dem DPF und dem SCR zu übertragen, wobei das Verfahren dazu dient, den SCR auf eine Temperatur zu erwärmen, die für einen effizienten Betrieb ausreicht, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erfassen der Temperatur des SCR an einem Einlass desselben, Bestimmen, ob die Temperatur an dem SCR-Einlass wenigstens einer vorbestimmten Mindesttemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer entspricht, um einen effizienten Betrieb des SCR für eine Reduktion von NOx zu gestatten, Erfassen der Temperatur des DPF an einem Auslass desselben, Bestimmen, ob die Temperatur an dem DPF-Auslass wenigstens einer vorbestimmten Mindesttemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer entspricht, um ein Entflammen des DPF zu gestatten, Einführen einer ausreichenden Wärme in den Abgasstrom, um die Temperaturen des SCR und DPF zu den vorbestimmten Mindesttemperaturen für die vorbestimmte Zeitdauern zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einführen von Wärme in den Abgasstrom durch Motorwärmeverwaltungsstrategien bewerkstelligt wird, die die Temperatur des Motorabgasstroms erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwärmeverwaltungsstrategien Änderungen des Motorluftflusses, der AGR-Flussrate, der Kraftstoffeinspritzzeit, der Kraftstoffeinspritzmenge, der Motorgeschwindigkeit und des Motordrehmoments umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Kraftstoffmenge durch die Dosierungseinrichtung in dem DPF geführt wird und der Kraftstoff gezündet wird, um Wärme in den Abgasstrom einzuführen, bis die vorbestimmte Temperatur für die vorbestimmte Zeitdauer erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Temperatur des DPF eine Entflammungstemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin einen Schritt zum Einführen von Kraftstoff in die Dosierungseinrichtung in dem DPF umfasst, nachdem die DPF-Entflammungstemperatur erreicht wurde, um die Betriebseffizienz des SCR zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Temperatur für den SCR für eine Harnstoffverdampfung und eine Hydrolyse ausreicht.