DE102008037649A1 - Ansaugluft-Heizelement zum Unterstützen einer DPF-Regeneration - Google Patents

Ansaugluft-Heizelement zum Unterstützen einer DPF-Regeneration Download PDF

Info

Publication number
DE102008037649A1
DE102008037649A1 DE102008037649A DE102008037649A DE102008037649A1 DE 102008037649 A1 DE102008037649 A1 DE 102008037649A1 DE 102008037649 A DE102008037649 A DE 102008037649A DE 102008037649 A DE102008037649 A DE 102008037649A DE 102008037649 A1 DE102008037649 A1 DE 102008037649A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
diesel
temperature
control module
intake air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008037649A
Other languages
English (en)
Inventor
Tracy M. Grand Blanc Farell
Julian C. Canton Tan
Sean Grosse Ile Whitaker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/019,092 external-priority patent/US8042326B2/en
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102008037649A1 publication Critical patent/DE102008037649A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/13Combustion air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D2041/026Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus using an external load, e.g. by increasing generator load or by changing the gear ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbessern von Dieselbrennkraftmaschinenleistung bereitgestellt. Bei niedriger Brennkraftmaschinenlast und kalten Umgebungstemperaturen hebt ein Ansaugluft-Heizelement die Brennkraftmaschinenlast mittels eines Drehstromgenerators der Brennkraftmaschine an, was es wiederum der Brennkraftmaschine ermöglicht, durch den Verbrennungsprozess mehr Kraftstoff zu verbrennen. Der verbrannte Kraftstoff hebt Abgastemperaturen an, was dadurch Kaltstart erleichtert, weißen Rauch steuert und DPF-Regeneration unterstützt.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Diese Anmeldung beansprucht Nutzen aus der am 17. August 2007 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Seriennr. 60/956,447, die hiermit durch Erwähnung in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft ein Ansaugluft-Heizelement, das zum Unterstützen von Brennkraftmaschinenzündung während kalter Witterungsbedingungen, zum Verhindern weißen Rauchs und zum Fördern von DPF-Regeneration ausgelegt ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Dieselbetriebene Brennkraftmaschinen werden typischerweise durch ein Gemisch aus eingespritztem Kraftstoff und heißer verdichteter Luft gezündet. Während externe Zündvorrichtungen (z. B. Zündkerzen) nicht erforderlich sind, bereiten kalte Witterungsbedingungen erhebliche Schwierigkeiten bezüglich des Startens von Dieselbrennkraftmaschinen. D. h. wenn Umgebungstemperaturen sinken, ist die Temperatur des Brennraums eventuell nicht hoch genug, um eine ordnungsgemäße Zündung des eingespritzten Kraftstoffs zu bewirken. Demgemäß werden gemeinhin verschiedene Starthilfen in dieselbetriebene Fahrzeuge integriert, um ei nen ausreichenden Wärmebetrag zum Auslösen von Zündung zu erzeugen.
  • Ein bevorzugtes Verfahren zum Erleichtern von Zündung in Dieselbrennkraftmaschinen umfasst den Einsatz von Glühkerzen. Glühkerzen sind im Allgemeinen in jedem Brennraum der Dieselbrennkraftmaschine angeordnet, und bei Betrieb erwärmen sie erfolgreich den Brennraum.
  • Ein weiteres Problem, das dem Betrieb von Dieselbrennkraftmaschinen bei niedrigen Umgebungstemperaturbedingungen zugeschrieben wird, betrifft unerwünschte Abgasemissionen, beispielsweise „weißen Rauch". Weißer Rauch kann der Freisetzung unverbrannter Kohlenwasserstoffe infolge von Fehlzündung oder unvollständiger Verbrennung in der Brennkraftmaschine zugeschrieben werden. Umgebungsluft niedriger Temperatur und niedrige Brennkraftmaschinenlasten bewirken ein Senken der Temperatur des Füllungsgemisches in der Brennkraftmaschine bis auf einen Grad, bei dem der Verbrennungsvorgang instabil wird.
  • Dieselbrennkraftmaschinen müssen auch dafür ausgelegt sein, unverbrannten Rußpartikeln, die sich aus unvollständiger Verbrennung ergeben, entgegenzuwirken. Daher weisen die meisten Dieselbrennkraftmaschinen einen Dieselpartikelfilter (DPF) auf, d. h. eine zum Aufnehmen von Partikelmaterial ausgelegte Vorrichtung. Wenn aber die Partikelmaterialmenge in dem DPF zunimmt, muss der DPF gereinigt werden, um seine Betriebsfähigkeit wiederherzustellen. Der Prozess des Entfernens gespeicherten Partikelmaterials von dem DPF wird sehr häufig als Regeneration bezeichnet. Die Regeneration umfasst den Prozess des Anhebens der Temperatur des DPF auf etwa 550°C, so dass das Partikelmaterial verbrennt bzw. abbrennt. Typischerweise wird eine solche Temperatur aber nur während Bedingungen hoher Last und hoher Brennkraftmaschinendreh zahl erreicht. Wenn Dieselbrennkraftmaschinen bei niedrigen Lasten arbeiten, kann demzufolge Kraftstoff in kleinen Mengen eingespritzt werden und die Temperatur des Abgases fällt unter Regenerationswerte.
  • Hersteller haben verschiedene Techniken zum Anheben von Abgastemperaturen auf einen zum Ausführen von Regeneration geeigneten Wert vorgeschlagen. Aus dem Stand der Technik ist es zum Beispiel bekannt, Katalysatoren zum Oxidieren der unverbrannten Bestandteile in dem Abgas aufzunehmen, um die Abgastemperatur anzuheben. Zudem kann die Abgastemperatur durch einen als Nacheinspritzung bekannten Prozess erhöht werden. Nacheinspritzung bezeichnet das Verfahren des Lieferns zusätzlichen Kraftstoffs in den Brennraum oder die Abgasanlage. Der zusätzliche Kraftstoff verbrennt in dem Brennkraftmaschinenzylinder nicht, sondern oxidiert vielmehr mit in dem Abgasrohr angeordneten Katalysatoren, um die Abgastemperatur zu erhöhen. Dennoch muss die Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart eventuell 100 Sekunden lang arbeiten, bevor ein ausreichender Betrag an Wärmeenergie erzeugt wird, um katalytische Aktivität auszulösen. Um diese Zeit zu verkürzen, können Heizvorrichtungen vorgesehen werden, um in dem Abgaspfad zusätzliche Wärme einzubringen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf vorgesehen, das zum Verbessern von Dieselbrennkraftmaschinenleistung ausgelegt ist. Das Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf umfasst ein Ansaugluft-Heizelement, das zum Beschleunigen des Erwärmens von Abgas konzipiert ist, um DPF-Regeneration zu unterstützen. Als Reaktion auf einen vorab festgelegten Satz von Parametern, die die DPF-Regeneration betreffen, sendet ein Brennkraftmaschinensteuermodul (ECM, kurz vom engl. Engine Control Module) ein repräsentatives Signal zu einem Hochstrom-Steuermodul (HCCM, kurz vom engl. High Current Control Module), wodurch das Ansaugluft-Heizelement aktiviert wird. Demzufolge steigert das Ansaugluft-Heizelement die Brennkraftmaschinenlast mittels eines Brennkraftmaschinen-Drehstromgenerators bzw. einer Lichtmaschine der Brennkraftmaschine, was es wiederum der Brennkraftmaschine ermöglicht, durch den Prozess der Verbrennung mehr Kraftstoff zu verbrennen. Die aus dem Verbrennungsvorgang erzeugte Wärme trägt dazu bei, erhöhte Abgastemperaturen zu fördern, um DPF-Regeneration zu unterstützen.
  • Sobald das Abgas eine vorab festgelegte Temperatur erreicht, wird das Ansaugluft-Heizelement deaktiviert. Als Reaktion auf verschiedene Faktoren, die eine DPF-Regeneration erfordern, aktiviert das ECM ein zusätzliches Abgastemperatur anhebendes Mittel, das in dem Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf integral ausgelegt ist.
  • Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin ein Verfahren zum Verbessern von Dieselbrennkraftmaschinenleistung vor. Insbesondere stellt diese Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Verwenden einer Heizvorrichtung vor, um einen Drehstromgenerator zum Unterstützen der Regeneration von in einem Dieselpartikelfilter gespeichertem Partikelmaterial zu belasten. Das Verfahren umfasst im Allgemeinen die folgenden Schritte: 1) Erfassen der Temperatur von aus der Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßenem Abgas; und 2) Erwärmen von Brennkraftmaschinenansaugluft mittels der Heizvorrichtung, wenn die Abgastemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt. Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen dient die Heizvorrichtung zum Anheben von Brennkraftmaschinenlast mittels des Drehstromgenerators, wobei die erhöhte Brennkraftmaschinenlast die Abgastemperatur anhebt. Demgemäß bewirkt die angehobene Abgastemperatur ein Unterstützen der Regeneration von Partikelmaterial, das in dem Dieselpartikelfilter festgehalten ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Verfahren weiterhin das Anheben von Abgastemperaturen mittels Einleitens zusätzlichen unverbrannten Kraftstoffs in ein Abgasrohr der Dieselbrennkraftmaschine umfassen. In einer Ausgestaltung kann der zusätzliche unverbrannte Kraftstoff eingeleitet werden, wenn die Abgastemperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Alternativ kann der zusätzliche unverbrannte Kraftstoff eingeleitet werden, wenn der Dieselpartikelfilter eine vorbestimmte Menge von Partikelmaterial darin speichert.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Ansaugluft-Heizelement abgewandelt ist, um zum Belasten des Drehstromgenerators während der DPF-Regeneration längere Zeitspannen eines Arbeitszyklus von 100% zu unterstützen.
  • Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen ohne Weiteres aus der folgenden eingehenden Beschreibung der besten Methoden zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach einer erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Allgemeinen unter Bezug auf 1 wird ein erfindungsgemäßes Heizsystem 10 mit geschlossenem Kreislauf mit einem Ansaugluft-Heizelement 12 gezeigt, das an einem (nicht dargestellten) Ansaugkrümmer einer Dieselbrennkraftmaschine E angebracht ist. Die Dieselbrennkraftmaschine E umfasst einen (nicht dargestellten) Brennraum mit (nicht dargestellten) Kraftstoffeinspritzdüsen zum Einspritzen von Kraftstoff in diesen, wobei sich der eingespritzte Kraftstoff mit heißer verdichteter Luft mischt. Auf diese Weise verbrennt das Kraftstoff-/Luft-Gemisch in dem Brennraum, und die sich ergebenden Abgase werden in ein Abgasrohr 20 abgelassen.
  • Das Abgasrohr 20 ist zum Befördern des Abgases zu einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 22 ausgelegt, die einen stromaufwärts eines Dieselpartikelfilters (DPF) 26 angeordneten Dieseloxidationskatalysator (DOC, kurz vom engl. Diesel Oxidation Catalyst) 24 umfasst. Der DOC 24 kann eine von vielen aus dem Stand der Technik bekannte Strukturen umfassen, wobei ein wärmebeständiges Keramikelement, beispielsweise, aber nicht ausschließlich ein wabenförmiger Cordieritkörper, einen Oxidationskatalysator an seiner Oberfläche trägt. Analog ist der DPF 26 ein Keramikfilter, der eine von vielen aus dem Stand der Technik bekannte Strukturen umfasst, beispielsweise, aber nicht ausschließlich ein wabenförmiger Cordieritkörper mit mehreren Durchlässen, wobei die Einlässe und Auslässe der angrenzenden Durchlässe abwechselnd verschlossen sind.
  • Wenn Gas durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 22 tritt, oxidiert der DOC 24 mittels einer katalytischen Reaktion die Kohlenwasserstoffe in den Abgasen, wodurch die Temperatur des Abgases angehoben wird. Vorteilhafterweise unterstützt die erhöhte Abgastemperatur die Regeneration durch Anheben der Temperatur des DPF 26, und dadurch wird das darin festgehaltene Partikelmaterial entfernt.
  • Dennoch kann bei leichten Brennkraftmaschinenlasten und/oder niedrigen Umgebungstemperaturen keine Regeneration erfolgen, wenn die Temperatur des Abgases nicht hoch genug ist, um die katalytische Reaktion zu aktivieren. Zum Verhindern von Folgen, die beträchtlicher Partikelmaterialablagerung in dem DPF 26 zugeschrieben werden, beispielsweise erhöhter Gegendruck, der zu verminderter Leistung der Brennkraftmaschine E führt, muss daher die Abgastemperatur angehoben werden. Zahlreiche aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren können zum Anheben der Abgastemperaturen verwendet werden. Die Art und Weise, in der die Temperatur des Abgases erhöht wird, ist aber direkt von der vorherrschenden Abgastemperatur abhängig.
  • Zum Überwachen der Temperatur des Abgases können ein oder mehrere Abgastemperaturfühler 28 in dem Abgasrohr 20 angeordnet werden. Zum Beispiel können die Abgastemperaturfühler 28A und 28B bezüglich des DPF 26 stromaufwärts und/oder stromabwärts angeordnet werden. Alternativ kann nur ein Abgastemperaturfühler 28A oder 28B stromaufwärts oder stromabwärts des DPF 26 vorgesehen werden, wobei die Temperatur des DPF 26 aus der Ausgabe des Abgastemperaturfühlers 28 geschätzt werden kann. Die Abgastemperaturfühler sind mit einem elektronischen Steuermodul (ECM) 16 wirkverbunden, wobei die Abgastemperaturfühler in der Funktion so ausgelegt sind, dass sie die Temperaturen des Einlass- und Auslassgases des DPF 26 detektieren und die jeweiligen Temperaturen an das ECM 16 ausgeben. Abhängig von einem vorbestimmten Satz an Parametern kann das ECM 16 die Aktivierung von ein oder mehreren mit der Brennkraftmaschine E integral verbundenen Komponenten auslösen, um DPF-Regeneration auszuführen.
  • Das ECM 16 ist mit dem Ansaugluft-Heizelement 12 mittels eines Hochstrom-Steuermoduls (HCCM) 18 wirkverbunden. Wenn das ECM 16 demgemäß detektiert, dass die Abgastemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise, aber nicht ausschließlich 250°C) liegt, weist das ECM 16 das HCCM 18 an, das Ansaugluft-Heizelement 12 zu aktivieren. Es sollte aber beachtet werden, dass ein oberer Grenzwert festgelegt wird, da das HCCM 18 eine beträchtliche Menge an elektrischem Strom aufnimmt. Auf diese Weise ist das HCCM 18 so ausgelegt, dass, wenn es eine vorbestimmte Temperatur übersteigt (beispielsweise, aber nicht ausschließlich 90°C), seine Leiterplatte automatisch abschaltet. Dadurch wird jede Forderung zur Aktivierung des Ansaugluft-Heizelements 12, die das HCCM 18 von dem ECM 16 erhält, zurückgewiesen.
  • Wie in 1 gezeigt ist das Ansaugluft-Heizelement 12 direkt mit einem Drehstromgenerator 30 verbunden. Der Drehstromgenerator 30 ist mechanisch mit der Dieselbrennkraftmaschine E verbunden. Bei Aktivierung nimmt das Ansaugluft-Heizelement 12 eine beträchtliche Menge elektrischen Stroms auf und legt an dem Drehstromgenerator 30 eine elektrische Last an. Doch aufgrund des von der Batterie 32 der Brennkraftmaschine E abgeführten zusätzlichen elektrischen Stroms hebt der Drehstromgenerator 30 die Lastforderung der Brennkraftmaschine an, um die Batterie 32 zu laden. Wenn der Leistungswert der Brennkraftmaschine steigt, wird zusätzlicher Kraftstoff verbrannt, wodurch zusätzliche Wärme erzeugt wird. Demgemäß trägt diese zusätzliche Wärme dazu bei, die Temperatur des Abgases anzuheben, was wiederum die DPF-Regeneration unterstützt.
  • Sobald das Abgas eine vorbestimmte erhöhte Temperatur (z. B. 250°C oder mehr) erreicht hat, löst das ECM 16 einen Befehl an das HCCM 18 aus, um das Ansaugluft-Heizelement 12 zu deaktivieren. Daher ist das Ansaug luft-Heizelement 12 nur betriebsbereit, wenn das Abgas unter einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise, aber nicht ausschließlich 250°C) liegt, was im Allgemeinen bei niedrigen Umgebungstemperaturen (beispielsweise, aber nicht ausschließlich 10°C und darunter) auftritt. Während die Zeitdauer, in der das Ansaugluft-Heizelement 12 im Einsatz ist, relativ kurz ist, hängt die gesamte Zeitspanne teilweise von bestimmten Faktoren ab. Bei erhöhten Brennkraftmaschinenlasten und Umgebungstemperaturen ist die Dauer der Aktivität des Ansaugluft-Heizelements zum Beispiel verkürzt.
  • Zusätzlich zur Nutzung des Ansaugluft-Heizelements 12 aktiviert das ECM 16 alternative Mittel zum Unterstützen der DPF-Regeneration. Das heißt, da die Brennkraftmaschine verschiedene Betriebszustände hat, ist das ECM 16 in seiner Funktion dafür ausgelegt, Abgastemperaturen als Reaktion auf bestimmte die DPF-Regeneration betreffende Faktoren durch zusätzliche Mittel anzuheben. Wenn das ECM 16 zum Beispiel eine Abgastemperatur detektiert, die in einen vorbestimmten Temperaturbereich (beispielsweise, aber nicht ausschließlich 600°C) fällt, löst das ECM 16 Abgastemperatur anhebende Mittel aus, beispielsweise, aber nicht ausschließlich Nacheinspritzung. Beim Nacheinspritzungsvorgang wird unverbrannter Kraftstoff, der in das Abgasrohr 20 eingespritzt wird, durch den DOC 24 oxidiert, wodurch Abgastemperaturen angehoben werden. Alternativ kann das ECM 16 dafür ausgelegt sein, bei Detektion einer vorbestimmten Menge an Partikelmaterial, das in dem DPF 26 festgehalten ist, Nacheinspritzung (oder andere geeignete Abgastemperatur anhebende Mittel) zu aktivieren. Weiterhin können elektrische Heizvorrichtungen, beispielsweise, aber nicht ausschließlich Glühkerzen, zum Anheben von Abgastemperaturen verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin ein Verfahren zum Verbessern von Leistung einer Dieselbrennkraftmaschine E vor. Das Verfahren umfasst: Erfassen von Abgastemperatur durch Mittel wie die vorstehend beschriebenen Fühler 28A, 28B; und Aktivieren einer Heizvorrichtung, beispielswiese, aber nicht ausschließlich das vorstehend beschriebene Ansaugluft-Heizelement 12, um Ansaugluft anzuheben, wenn die Abgastemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt. Das Ansaugluft-Heizelement 12 ist mit dem vorstehend beschriebenen Drehstromgenerator 30 wirkverbunden, wobei der Drehstromgenerator 30 mechanisch mit der Dieselbrennkraftmaschine E verbunden ist. Bei Aktivierung nimmt das Ansaugluft-Heizelement 12 elektrische Energie aus einer Stromquelle wie der vorstehend beschriebenen Batterie 32 auf und steigert dadurch die Lastforderung des Drehstromgenerators zum Laden der Batterie 32. Die erhöhte Lastforderung des Drehstromgenerators erhöht die Brennkraftmaschinenlast, was die Abgastemperatur anhebt. Die erhöhte Abgastemperatur dient zum Unterstützen der Regeneration von Partikelmaterial, das sich in einem Mechanismus zum Speichern von Partikelmaterial abgelagert hat, beispielsweise, aber nicht ausschließlich in dem vorstehend beschriebenen Dieselpartikelfilter (DPF) 26.
  • Bevorzugt umfasst das Verfahren weiterhin das Deaktivieren des Ansaugluft-Heizelements 12, wenn die Abgastemperatur eine Temperatur gleich oder größer als die vorbestimmte Temperatur erreicht. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Verfahren das Einleiten von Kraftstoff zu dem Abgas umfassen, wenn die Abgastemperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, wobei der Kraftstoff dazu dient, die Abgastemperatur anzuheben. Ferner kann das Verfahren das Einleiten des Kraftstoffs umfassen, wenn der DPF 26 eine vorbestimmte Menge an Partikelmaterial speichert.
  • Während die besten Methoden zum Ausführen der Erfindung näher beschrieben wurden, wird der Fachmann, an den sich diese Erfindung wendet, innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche verschiedene alternative Auslegungen und Ausführungsformen zum Ausüben der Erfindung erkennen.

Claims (19)

  1. Heizsystem umfassend: eine mit einem Drehstromgenerator wirkverbundene Heizvorrichtung, wobei der Drehstromgenerator mechanisch mit einer Dieselbrennkraftmaschine verbunden ist; und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Regenerieren von Partikelmaterial von aus der Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßenem Abgas; wobei die Heizvorrichtung in ihrer Funktion dafür ausgelegt ist, mittels des Drehstromgenerators eine Brennkraftmaschinenlast anzuheben.
  2. Heizsystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein Steuermodul, das mit der Heizvorrichtung wirkverbunden ist und zum Aktivieren und Deaktivieren der Heizvorrichtung dient, wobei das Steuermodul auf einen vorbestimmten Satz von Parametern anspricht.
  3. Heizsystem nach Anspruch 2, wobei die Abgasnachbehandlungsvorrichtung einen Dieselpartikelfilter zum Aufnehmen des Partikelmaterials umfasst.
  4. Heizsystem nach Anspruch 3, wobei die Abgasnachbehandlungsvorrichtung weiterhin einen Dieseloxidationskatalysator umfasst, der zum Oxidieren von Kohlenwasserstoffen in dem ihn durchströmenden Abgas ausgelegt ist, wo bei der Dieseloxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters angeordnet ist.
  5. Heizsystem nach Anspruch 4, wobei die Heizvorrichtung ein Ansaugluft-Heizelement ist, wobei das Ansaugluft-Heizelement zum Steigern der Brennkraftmaschinenlast mittels de Drehstromgenerators dient, wenn die Abgastemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt; wobei die erhöhte Brennkraftmaschinenlast die Abgastemperatur anhebt; und wobei die erhöhte Abgastemperatur zum Unterstützen des Regenerierens des Dieselpartikelfilters dient.
  6. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf zum Verbessern von Leistung einer Dieselbrennkraftmaschine umfassend: ein in der Funktion dafür ausgelegtes Ansaugluft-Heizelement, die Temperatur von aus der Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßenem Abgas anzuheben, wobei das Ansaugluft-Heizelement betriebsbereit ist, wenn die Abgastemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt; einen Drehstromgenerator, der mit dem Ansaugluft-Heizelement wirkverbunden ist und dazu dient, eine Brennkraftmaschinenlast anzuheben, wobei der Drehstromgenerator mechanisch mit der Dieselbrennkraftmaschine verbunden ist; und eine einen Dieselpartikelfilter umfassende Abgasnachbehandlungsvorrichtung, wobei die Abgasnachbehandlungsvorrichtung in der Funktion dafür ausgelegt ist, Partikelmaterial von Abgas zu regenerieren, das aus der Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßen und zu dem Dieselpartikelfilter weitergeleitet wird.
  7. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach Anspruch 6, weiterhin umfassend: ein erstes Steuermodul, das in der Funktion dafür ausgelegt ist, das Ansaugluft-Heizelement zu aktivieren und zu deaktivieren, wobei das erste Steuermodul auf Steuersignale anspricht, die von einem mit dem Ansaugluft-Heizelement wirkverbundenen zweiten Steuermodul übertragen werden.
  8. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach Anspruch 7, weiterhin umfassend: mindestens einen Fühler zum Detektieren der Abgastemperatur, wobei der mindestens eine Fühler mit dem zweiten Steuermodul wirkverbunden ist und zum Ausgeben der Abgastemperatur zu diesem dient.
  9. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach Anspruch 8, wobei die Abgasnachbehandlungsvorrichtung weiterhin einen dafür ausgelegten Dieseloxidationskatalysator umfasst, Kohlenwasserstoffe in dem ihn durchströmenden Abgas zu oxidieren, wobei der Dieseloxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters angeordnet ist.
  10. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach Anspruch 9, wobei das erste Steuermodul ein Hochstrom-Steuermodul ist und das zweite Steuermodul ein elektronisches Steuermodul ist; und wobei das elektronische Steuermodul in der Funktion dafür ausgelegt ist, das Hochstrom-Steuermodul anzuweisen, das Ansaugluft-Heizelement zu aktivieren, wenn die Abgastemperatur unter der vorbestimmten Temperatur liegt.
  11. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach Anspruch 10, weiterhin umfassend: mindestens eine elektrische Heizvorrichtung, die mit dem elektronischen Steuermodul wirkverbunden ist und zum Anheben der Abgastemperatur dient.
  12. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach Anspruch 10, wobei das elektronische Steuermodul in der Funktion dafür ausgelegt ist, die Abgastemperatur mittels Nacheinspritzung anzuheben, wenn die Abgastemperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt.
  13. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf nach Anspruch 10, wobei das elektronische Steuermodul in der Funktion dafür ausgelegt ist, die Abgastemperatur mittels Nacheinspritzung anzuheben, wenn der Dieselpartikelfilter eine vorbestimmte Menge an Partikelmaterial speichert.
  14. Heizsystem mit geschlossenem Kreislauf zum Unterstützen von Regeneration einer einen Dieselpartikelfilter umfassenden Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Entfernen von Partikelmaterial in Abgas, das aus einer Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßen wird, umfassend: ein in der Funktion dafür ausgelegtes Ansaugluft-Heizelement, eine Temperatur von aus der Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßenem Abgas anzuheben, wobei das Ansaugluft-Heizelement betriebsbereit ist, wenn die Abgastemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt; einen Drehstromgenerator, der mit dem Ansaugluft-Heizelement wirkverbunden ist, wobei der Drehstromgenerator mechanisch mit der Dieselbrennkraftmaschine verbunden ist; einen Dieseloxidationskatalysator zum Oxidieren von Kohlenwasserstoffen in dem aus der Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßenen und ihn durchströmenden Abgas, wobei der Dieseloxidationskatalysator stromaufwärts des Dieselpartikelfilters angeordnet ist; ein Hochstrom-Steuermodul zum Aktivieren und Deaktivieren des Ansaugluft-Heizelements, wobei das Hochstrom-Steuermodul auf Steuersignale anspricht, die von einem mit dem Ansaugluft-Heizelement wirkverbundenen elektronischen Steuermodul übertragen werden; und mindestens einen Fühler zum Detektieren der Temperatur des Abgases, wobei der mindestens eine Fühler mit dem elektronischen Steuermodul wirkverbunden ist und zum Ausgeben der Abgastemperatur zu diesem dient; wobei das Ansaugluft-Heizelement weiterhin in der Funktion dafür ausgelegt ist, mittels des Drehstromgenerators eine Brennkraftmaschinenlast anzuheben; wobei die erhöhte Brennkraftmaschinenlast eine erhöhte Abgastemperatur fördert; und wobei die erhöhte Abgastemperatur dazu dient, die Regeneration des Dieselpartikelfilters zu unterstützen.
  15. Verfahren zum Regenerieren eines Dieselpartikelfilters umfassend: Erwärmen der Brennkraftmaschinenansaugluft durch Betreiben eines Ansaugluft-Heizelements, das von einer Batterie elektrische Energie aufnimmt und zu einer erhöhten Lastforderung des Drehstromgenerators zum Laden der Batterie führt; wobei die erhöhte Lastforderung des Drehstromgenerators die Brennkraftmaschinenlast anhebt, was die Brennkraftmaschinenabgastemperatur anhebt; und wobei die erhöhte Brennkraftmaschinenabgastemperatur dazu dient, die Regeneration des Dieselpartikelfilters zu unterstützen.
  16. Verfahren zum Unterstützen von Regeneration eines Dieselpartikelfilters umfassend: Erfassen von Temperatur von Abgas, das aus einer Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßen wird; und Aktivieren einer Heizvorrichtung zum Anheben von Brennkraftmaschinenlast mittels eines Drehstromgenerators, wenn die Abgastemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt, wobei der Drehstromgenerator mechanisch mit der Dieselbrennkraftmaschine verbunden ist; wobei die erhöhte Brennkraftmaschinenlast die Abgastemperatur erhöht; und wobei die erhöhte Brennkraftmaschinen-Abgastemperatur dazu dient, die Regeneration des Dieselpartikelfilters zu unterstützen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend: Deaktivieren der Heizvorrichtung, wenn die Abgastemperatur mindestens die vorbestimmte Temperatur erreicht.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin umfassend: Einleiten von Kraftstoff zum Abgas, wenn die Abgastemperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, wobei der Kraftstoff zum Anheben der Abgastemperatur dient.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin umfassend: Einleiten von Kraftstoff zum Abgas, wenn der Dieselpartikelfilter eine vorbestimmte Menge an Partikelmaterial speichert, wobei der Kraftstoff zum Anheben der Abgastemperatur dient.
DE102008037649A 2007-08-17 2008-08-14 Ansaugluft-Heizelement zum Unterstützen einer DPF-Regeneration Withdrawn DE102008037649A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US95644707P 2007-08-17 2007-08-17
US60/956,447 2007-08-17
US12/019,092 2008-01-24
US12/019,092 US8042326B2 (en) 2007-08-17 2008-01-24 Intake air heater for assisting DPF regeneration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008037649A1 true DE102008037649A1 (de) 2009-03-12

Family

ID=40340246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008037649A Withdrawn DE102008037649A1 (de) 2007-08-17 2008-08-14 Ansaugluft-Heizelement zum Unterstützen einer DPF-Regeneration

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008037649A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2444609A1 (de) * 2010-02-12 2012-04-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Abgasbehandlungsverfahren und vorrichtung für einen verbrennungsmotor
DE102011112343A1 (de) 2011-09-03 2013-03-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Filters eines Fahrzeugs
DE102014220767A1 (de) * 2014-10-14 2016-04-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lastaufschaltung für Regenerationsbetrieb
DE102010009682B4 (de) 2009-03-18 2018-04-26 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Steuersystem für ein fahrzeug sowie nacheinspritzverfahren für ein abgassystem eines fahrzeugs

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010009682B4 (de) 2009-03-18 2018-04-26 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Steuersystem für ein fahrzeug sowie nacheinspritzverfahren für ein abgassystem eines fahrzeugs
EP2444609A1 (de) * 2010-02-12 2012-04-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Abgasbehandlungsverfahren und vorrichtung für einen verbrennungsmotor
EP2444609A4 (de) * 2010-02-12 2013-04-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Abgasbehandlungsverfahren und vorrichtung für einen verbrennungsmotor
US8826650B2 (en) 2010-02-12 2014-09-09 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Exhaust gas treatment method and device for internal combustion engine
DE102011112343A1 (de) 2011-09-03 2013-03-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Filters eines Fahrzeugs
DE102011112343B4 (de) 2011-09-03 2023-02-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Filters eines Fahrzeugs
DE102014220767A1 (de) * 2014-10-14 2016-04-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lastaufschaltung für Regenerationsbetrieb

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008023397B4 (de) Verfahren und Systeme zur Regeneration elektrisch beheizter Partikelfilter für Hybridfahrzeuge
DE69629870T2 (de) Vorrichtung zum Reinigen des Abgases eines Dieselmotors
DE102010009682B4 (de) Steuersystem für ein fahrzeug sowie nacheinspritzverfahren für ein abgassystem eines fahrzeugs
DE10066237B4 (de) Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
DE102010024857B4 (de) Steuersystem zur Regeneration eines elektrisch beheizten Partikelfilters während eines Maschinen-Start/Stopp-Betriebs
DE102008047392B4 (de) Steuersystem und Verfahren für die Regeneration eines induktiv beheizten Partikelmaterialfilters
DE10325083B4 (de) Kraftstoffeinspritzsteuersystem für eine Brennkraftmaschine
DE102008036291B4 (de) Verfahren zum Regenerieren eines Dieselpartikelfilters einer Abgasanlage sowie zur Ausführung des Verfahrens geeignete Abgasanlage
DE102011013401B4 (de) System für gezielte Partikelmaterialfilterregeneration
DE102011057117B4 (de) Vorrichtung zum Reinigen von Abgas und Verfahren zum Steuern desselben
DE102004019659A1 (de) Abgasemissions-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102017127049A1 (de) Verfahren zur senkung einer übertemperatur 7während der regeneration der partikelfiltervorrichtung eines abgassystems
DE102008047138B4 (de) In Zonen aufgeteilter elektrisch beheizter Partikelmaterialfilter für hohe Abgastemperatur und Verfahren zu seiner Regeneration
DE102010019988B4 (de) Steuersystem zur vorhersage des verfügbaren regenerationsvolumens eines elektrisch beheizten partikelfilters
EP0731875A1 (de) Verfahren zur verminderung des schadstoffausstosses eines dieselmotors mit nachgeschaltetem oxidationskatalysator
DE102011109068A1 (de) Steuersystem für gezielte partikelmaterialfilterregeneration und temperatur
DE102018100638A1 (de) Abgassteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Abgassteuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor
DE102008047136A1 (de) Rußsteuersystem für einen elektrisch beheizten Partikelmaterialfilter
DE102010023711A1 (de) Erfassung einer Beladungsdichte von Partikelmaterial in einem Partikelfilter
DE102013205590A1 (de) Verbrennungsmotor und Verfahren zum Steuern der Drehzahl des Verbrennungsmotors
DE112009001373T5 (de) Abgassystem mit Niedertemperatur-Regenerierungsstrategie
DE102008037649A1 (de) Ansaugluft-Heizelement zum Unterstützen einer DPF-Regeneration
DE102010025381B4 (de) Elektrisch beheizter Partikelfilter
DE60002652T2 (de) Regelungverfahren eines Partikelfilters und Regelungsverfahren einer Brennkraftmaschine
DE102008047126B4 (de) System und Verfahren zur Regeneration eines in Zonen aufgeteilten elektrisch beheizten Partikelmaterialfilters

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8180 Miscellaneous part 1

Free format text: PFANDRECHT

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US

Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US

Effective date: 20110323

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee