DE102008064167A1 - Regenerieren eines Partikelfilters eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters (9) einer Abgasreingigungsanlage (1) zur Reinigung eines Abgasstroms (3) einer Brennkraftmaschine (5) eines Kraftfahrzeuges (7), mit: - Regenerieren des Partikelfilters 9 mitmmung (25) bestimmbaren ersten Energiestroms in den Abgasstrom (3), - Erkennen einer Schubphase der Brennkraftmaschine (5) des Kraftfahrzeuges (7) während des Regenerierens mittels der Stationärabstimmung (25), - Regenerieren des Partikelfilters (9) mittels Einbringen eines mittels einer Dynamikabstimmung (27) bestimmbaren zweiten Energiestroms in den Abgasstrom (5) nach dem Erkennen der Schubphase für eine Dauer eines vorgebbaren Zeitintervalls (51).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters einer Abgasreinigungsanlage zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.
  • Partikelfilter, beispielsweise einsetzbar für Diesel-Brennkraftmaschinen, können in regelmäßigen Abständen von einem gesammelten Ruß gereinigt bzw. regeneriert werden. Hierbei kann der Ruß auf dem Partikelfilter bei Temperaturen des Abgasstroms von beispielsweise 550°C bis 650°C verbrannt werden. Zum Regenerieren des Partikelfilters und zum Erreichen dieser Abgastemperaturen kann die Brennkraftmaschine in einem speziellen Regenerationsbetrieb, beispielsweise mittels einer Androsselung einer Luftmenge und einer Energieeinbringung in den Abgasstrom betrieben werden. Es ist bekannt, die Regeneration des Partikelfilters in quasi stationären Fahrbetrieben des Kraftfahrzeuges durchzuführen. Die DE 60 2004 005 292 T2 betrifft das Regenerieren eines Dieselpartikelfilters, der in einem Abgassystem eines Dieselmotors eingebaut ist. Dabei wird insbesondere auf Basis eines ersten Parameters und eines zweiten Parameters festgestellt, ob eine vollständige Regenerierung des Filters möglich ist oder nicht und abhängig davon ein Regenerierungsmechanismus gesteuert. Die DE 10 2004 005 072 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines Partikelfilters, einer in einem Fahrzeug angeordneten Brennkraftmaschine mit von einer Steuereinrichtung gesteuerten Regenerationszyklen unter Berücksichtigung eine Fahrstrecke betreffende Informationsdaten. Die DE 101 61 396 A1 betrifft ein Verfahren zur Reduktion der Emissionen eines Dieselmotors bei längerem Leerlaufbetrieb. Ein Zeitzähler registriert eine verstrichene Zeitdauer, während derer der Dieselmotor im Leerlauf betrieben wurde und eine Abgastemperatur einen bestimmten Schwellwert unterschritten hat. Wenn die registrierte Zeitdauer einen vorbestimmten Wert unterschritten hat, wird der Filter gereinigt. DE 10 2004 044 732 A1 betrifft ein Verfahren zum Einschränken einer unangemessen hohen Temperaturanhebung eines Filters in einem Verbrennungsmotor. Es wird eine Sauerstoffkonzentration in einem Auslassgas, das in den Filter strömt, verringert, wenn ein Betriebszustand des Verbrennungsmotors zum Leerlaufbetrieb während des Filterregenerationsprozesses gelangt. Danach wird die Sauerstoffkonzentration in dem Auslassgas, das in den Filter strömt, schrittweise erhöht, wenn der Betriebszustand des Verbrennungsmotors sich von dem Leerlaufbetrieb zu einem Betriebszustand mit einer höheren Motorbelastung als im Leerlaufbetrieb verlagert. Die DE 10 2004 005 321 A1 betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters oder Abscheiders im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine. Es wird mittels einer Regelungs-Steuerungsvorrichtung eine periodische Regeneration des Partikelfilters oder Abscheiders vorgenommen, wobei die Regeneration eine erste Rußabbrandphase und eine zweite Rußabbrandphase umfasst. Die DE 199 57 715 C2 betrifft eine Abgasausstoßsteuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem in einer Abgasanlage der Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilter zum Sammeln von im Abgas enthaltenen Partikeln und einer Vielzahl von Reaktivierungseinrichtungen zum Reaktivieren des Partikelfilters. Zum Reaktivieren des Partikelfilters wird zumindest eine aus der Vielzahl von Reaktivierungseinrichtungen ausgewählt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Regenerieren eines Partikelfilters einer Abgasreinigungsanlage zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, insbesondere bei unterschiedlichen Betriebsweisen der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges.
  • Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters einer Abgasreinigungsanlage zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges gelöst. Es sind ein Regenerieren des Partikelfilter mittels Einbringen eines mittels einer Stationärabstimmung bestimmbaren ersten Energiestroms in den Abgasstrom, ein Erkennen einer Schubphase der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs während des Regenerierens mittels einer Dynamikerkennung und ein Regenerieren des Partikelfilters mittels Einbringen eines mittels einer Dynamikabstimmung bestimmbaren zweiten Energiestroms in den Abgasstrom nach dem Erkennen der Schubphase und für eine Dauer eines vorgebbaren Zeitintervalls vorgesehen. Unter Stationärabstimmung und/oder Dynamikabstimmung können jeweils Parametersätze, Regel- und/oder Steueralgorithmen verstanden werden, mittels denen die Regeneration des Partikelfilters gesteuert und/oder geregelt werden können, insbesondere mittels Bestimmen des jeweiligen Energiestroms, der in den Abgasstrom zum Regenerieren einbringbar ist. Es wurde erkannt, dass es für eine Regeneration des Partikelfilters während eines Dynamikbetriebs hauptsächlich auf eine mittlere Energieeinbringung in den Abgasstrom ankommt. Unter Dynamikbetrieb kann beispielsweise sogenannter Stop-and-Go-Verkehr, wie er im Stadtverkehr auftritt und/oder ein häufiges Wechseln zwischen Schubphasen und Zugphasen verstanden werden. Während Schubphasen, ist es je nach Auslegung der Brennkraftmaschine denkbar, dass es nur erschwert möglich ist, eine ausreichend große Energiemenge in den Abgasstrom einzubringen, die zum Regenerieren des Partikelfilters genügt, also ein Abbrennen des dort eingelagerten Rußes bewirkt, insbesondere falls nur motorische Maßnahmen zur Verfügung stehen. Vorteilhaft kann unmittelbar nach der Schubphase die Energiemenge während des vorgebbaren Zeitintervalls so erhöht werden, dass sich im Mittel eine ausreichende Energiemenge ergibt, also die zu wenig zugeführte Energiemenge ab Beginn der folgenden Zugphase kompensiert wird. Vorteilhaft können dadurch trotz eines Auftretens der Schubphasen für den Rußabbrand notwendige Abgastemperaturen, beispielsweise zwischen 550 und 650°C des Abgasstroms erreicht werden. Vorteilhaft ergeben sich insgesamt eine kürzere Regenerationsdauer und ein geringerer Kraftstoffverbrauch. Unter Erkennen kann ein Zeitpunkt, der beispielsweise zu Beginn einer Schubphase stattfindet, oder ein Zustand des Erkennens, der sich beispielsweise über die gesamte Dauer einer vorhandenen Schubphase erstreckt, verstanden werden. Unter nach dem Erkennen der Schubphase kann entsprechend beispielsweise ein Zeitpunkt nach Eintritt der Schubphase, jedoch auch ein Zeitpunkt, der am Ende der Schubphase liegt, verstanden werden.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens sind ein Einbringen des ersten Energiestroms und des zweiten Energiestroms in den Abgasstrom mittels einer motorischen Maßnahme der Brennkraftmaschine und/oder ein Einbringen des ersten Energiestroms und des zweiten Energiestroms in den Abgasstrom mittels einer motorischen Nacheinspritzung der Brennkraftmaschine vorgesehen. Je nach Auslegung der Brennkraftmaschine, ist es denkbar, dass motorische Maßnahmen zum Einbringen der Energieströme in den Abgasstrom während der Schubphasen nur bis zu einem gewissen Maß sinnvoll möglich sind. Vorteilhaft ist es möglich, in einer auf die Schubphase folgenden Zugphase mittels der Dynamikabstimmung dies zu kompensieren.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Abschalten der Stationärabstimmung solange die Dynamikabstimmung aktiv ist, und umgekehrt vorgesehen, wobei der zweite Energiestrom größer ist als der erste Energiestrom. Vorteilhaft ist so sichergestellt, dass während der Dynamikabstimmung eine höhere Energiemenge bzw. ein größerer Energiestrom in den Abgasstrom eingebracht wird. Unter größer und kleiner kann in dieser Anmeldung ein Vergleich der Energieströme zu einem bestimmten Zeitpunkt oder gemittelt über ein Zeitintervall verstanden werden. Es ist denkbar, dass sowohl der erste Energiestrom als auch der zweite Energiestrom über der Zeit veränderlich sind, beispielsweise von über der Zeit veränderlichen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Vorgeben des Zeitintervalls mittels zumindest einer der folgenden Größen: ein Festwert, ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, ein inneres Drehmoment der Brennkraftmaschine, eine erste Temperatur des Abgasstroms der Brennkraftmaschine, eine Beladung des Partikelfilters, vorgesehen. Vorteilhaft kann das Zeitintervall abhängig von den Betriebsparametern so festgelegt werden, dass beispielsweise eine Überhitzung und damit eine möglicherweise stattfindende Beschädigung der Abgasreinigungsanlage, insbesondere des Partikelfilters, sicher ausgeschlossen werden können. Es ist beispielsweise möglich, bei einer kalten Abgasreinigungsanlage das Zeitintervall größer vorzugeben bzw. entsprechend bei einer bereits stark erhitzten Abgasreinigungsanlage das Zeitintervall zu verkleinern.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Vorgeben des Zeitintervalls mittels eines zumindest eine der Größen aufweisenden Kennfelds vorgesehen. Mittels des Kennfelds kann die zumindest eine Größe in das Zeitintervall oder eine Berechnungsgröße für das Zeitintervall umgerechnet werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Vorgeben des Zeitintervalls mittels eines mittels einer stromabwärts des Partikelfilters ermittelbaren zweiten Temperatur des Abgasstroms vorgesehen. Ein Zustand bzw. eine Temperatur des Abgasstroms kann an verschiedenen Stellen ermittelt werden. Vorteilhaft kann dadurch das Zeitintervall noch genauer festgelegt werden, insbesondere so dass eine Überhitzung des Partikelfilters sicher vermeidbar ist. Es ist möglich, mittels der zweiten Temperatur des Abgasstroms der Brennkraftmaschine einen Temperaturfaktor zu ermitteln, der in eine Berechnung des Zeitintervalls eingeht.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens sind ein Erkennen der Schubphase mittels eines Vergleichs des inneren Drehmoments der Brennkraftmaschine mit einem Schwellwert und/oder ein Erkennen der Schubphase mittels des Vergleichs, wobei der Schwellwert von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist, vorgesehen. Vorteilhaft kann mittels des Vergleichs ein Vorliegen einer Schubphase drehzahlabhängig ermittelt werden. Es ist möglich, kleinen Drehzahlen einen kleinen Schwellwert und entsprechend größeren Drehzahlen einen größeren Schwellwert zuzuweisen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Erkennen der Schubphase erst nach Ablauf einer Ausblendzeit mittels eines Verzögerungsglieds vorgesehen, wobei die jeweils zu erkennende Schubphase erst erkannt wird, falls sie länger als die Ausblendzeit andauert. Vorteilhaft ist es so möglich, sehr kurze Schubphasen, die auch nicht zu einer nennenswerten Reduzierung der zugeführten Energieströme führen würde, auszublenden. Vorteilhaft kann so sichergestellt werden, dass der Dynamikbetrieb auch nur dann stattfindet, falls zuvor eine für die Regeneration des Partikelfilters zu geringe Energiemenge in den Abgasstrom eingebracht wurde.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Setzen eines Dynamikstatus nach dem Erkennen der Schubphase und/oder ein Umschalten zwischen der Dynamikabstimmung und der Stationärabstimmung in Abhängigkeit des Setzens des Dynamikstatus vorgesehen, wobei bei gesetztem Dynamikstatus die Dynamikabstimmung aktiv ist und die Stationärabstimmung inaktiv, und umgekehrt. Vorteilhaft ist es möglich, mittels des gesetzten oder nicht gesetzten Dynamikstatus das Verfahren zu steuern. Dabei ist es möglich, entweder die Dynamikabstimmung oder die Stationärabstimmung zu aktivieren oder grundsätzlich die Stationärabstimmung aktiv zu belassen und für das ermittelte Zeitintervall die Dynamikabstimmung zuzuschalten. Im Falle eines wechselweisen Betriebs bzw. Umschaltens der Abstimmungen ist die Dynamikabstimmung so ausgelegt, dass der zweite Energiestrom größer ist als der erste Energiestrom. Ein in Summe gleiches Ergebnis kann jedoch auch erzielt werden, wenn unmittelbar nach der Schubphase, beispielsweise mittels Setzen des Dynamikstatus zusätzlich die Dynamikabstimmung aktiviert wird, wobei sich insgesamt ein Energiestrom als Summe des ersten und zweiten Energiestromes ergibt. Im Ergebnis wird bei beiden alternativen möglichen Vorgehensweisen unmittelbar nach der Schubphase der dem Abgasstrom zugeführte Energiestrom erhöht.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Drosseln einer Ansaugluftmenge mittels der Dynamikabstimmung und/oder ein verstärktes Drosseln der Ansaugluftmenge mittels der Dynamikabstimmung vorgesehen. Vorteilhaft kann mittels einer verstärkten Drosselung der Ansaugluftmenge ebenfalls die Temperatur des Abgasstroms zum sicheren Erreichen einer für die Regeneration notwendigen Mindesttemperatur des Abgasstroms erhöht werden.
  • Die Aufgabe ist außerdem bei einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage mit einem Partikelfilter zum Reinigen eines Abgasstroms der Brennkraftmaschine, eingerichtet, konstruiert und/oder ausgelegt zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich insbesondere die vorab beschriebenen Vorteile.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Abgasreinigungsanlage zur Reinigung eines Abgasstroms einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs;
  • 2 eine systematische Darstellung einer Umschaltung zwischen einer Stationärabstimmung und einer Dynamikabstimmung bei einer Regeneration des in 1 gezeigten Partikelfilters; und
  • 3 eine systematische Darstellung einer Dynamikerkennung mit einer Berechnung eines Zeitintervalls für eine Aktivierung der in 2 gezeigten Dynamikabstimmung.
  • 1 zeigt eine Abgasreinigungsanlage 1 zur Reinigung eines Abgasstroms 3 einer Brennkraftmaschine 5 eines in 1 nur teilweise dargestellten Kraftfahrzeuges 7. Die Abgasreinigungsanlage 1 weist einen Partikelfilter 9 auf. Bei der Brennkraftmaschine 5 kann es sich dabei beispielsweise um einen Dieselmotor handeln. Das Partikelfilter 9 kann zum Zurückhalten von in dem Abgasstrom 3 mitgeführten Partikeln ausgelegt sein. Bei dem Partikelfilter 9 kann es sich beispielsweise um ein sogenanntes Wallflow-Filter handeln, das die Partikel des Abgasstroms 3 zurückhält. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Partikelfilter 9 als offenes oder halboffenes Filter ausgelegt ist. Das Partikelfilter 9 muss von Zeit zu Zeit regeneriert werden. Dazu kann eine Steuereinheit 11 vorgesehen sein, die in bestimmten Abständen einen Regenerationszyklus zum Regenerieren des Partikelfilters 9 auslöst. Bei der Steuereinheit 11 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuergerät zur Steuerung und/oder Regelung der Abgasreinigungsanlage 1 und/oder der Brennkraftmaschine 5 handeln. Die Abgasreinigungsanlage 1 der Brennkraftmaschine 5 kann noch weitere Komponenten aufweisen, beispielsweise einen Oxidationskatalysator 13 sowie einen Stickoxidkatalysator 15, beispielsweise als SCR oder als NOX-Speicherkatalysator ausgelegt. Zum Ermitteln einer ersten Temperatur 17 des Abgasstroms 3 ist dem Partikelfilter 9 ein erster Temperatursensor 19 vorgeschaltet. Optional kann stromabwärts des Partikelfilters 9 eine zweite Temperatur 21 des Abgasstroms 3 mittels eines dem Partikelfilter 9 nachgeschalteten zweiten Temperatursensors 23 ermittelt werden.
  • Im folgenden wird anhand der 2 und 3 ein Verfahren zur Regeneration des in 1 dargestellten Partikelfilters 9 näher beschrieben. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Umschaltung zwischen einer Stationärabstimmung 25 und einer Dynamikabstimmung 27 während eines Regenerationsbetriebs 29. Zum Erzeugen der Stationärabstimmung 25 ist eine Stationärsteuerung 31 und zum Erzeugen der Dynamikabstimmung 27 ist eine Dynamiksteuerung 33 vorgesehen. Die Stationärsteuerung 31 sowie die Dynamiksteuerung 33 können in der in 1 gezeigten Steuereinheit 11 implementiert sein. Diese greifen beispielsweise auf in 1 symbolisierte Betriebsparameter 35 der Brennkraftmaschine 5, die Temperaturen 17, 21 und/oder eine Beladung 37 des Partikelfilters 9 zu. Mittels der Stationärsteuerung 31 und der Stationärabstimmung 25 kann ein Stationärsteuersignal 39 generiert werden. Mittels der Dynamiksteuerung 33 und der Dynamikabstimmung 27 kann ein Dynamiksteuersignal 41 generiert werden. Die Steuersignale 39 und 41 können beispielsweise jeweils einen Energiestrom, der dem Abgasstrom 3 zugeführt wird und/oder eine Drosselung einer der Brennkraftmaschine 5 zugeführten Luftmenge enthalten und/oder darstellen. Mittels der Steuersignale 39 und 41 können also der Energiestrom und/oder die Drosselung der Luftmenge gesteuert werden. Mittels eines Umschalters 43 ist es möglich, entweder das Stationärsteuersignal 39 oder das Dynamiksteuersignal 41 für den nachgeschalteten Regenerationsbetrieb 29 zu verwenden. Der Umschalter 43 wird mittels eines Statussignals 45 geschaltet, wobei das Statussignal 45 abhängig von einem Dynamikstatus 47 gesetzt ist oder nicht. Mittels Setzen des Dynamikstatus 47 kann also für den Regenerationsbetrieb 29 zwischen der Stationärabstimmung 25 und der Dynamikabstimmung 27 umgeschaltet werden.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Dynamikerkennung 49 mit einer Berechnung eines Zeitintervalls 51 zum Setzen oder Rücksetzen des in 2 gezeigten Dynamikstatus 47. Zum Berechnen des Zeitintervalls 51 ist ein Basiskennfeld 53 vorgesehen, in das die in 1 dargestellte erste Temperatur 17 des Abgasstroms 3 sowie die ebenfalls in 1 eingezeichnete Beladung 37 des Partikelfilters 9 eingehen. Bei der Beladung 37 kann es sich beispielsweise um eine in dem Partikelfilter 9 festgehaltene Rußmasse handeln. Mittels des Basiskennfelds 53 können die erste Temperatur 17 sowie die Beladung 37 in eine erste Zeitgröße 55 umgerechnet werden.
  • Optional ist es möglich, auch die in 1 eingezeichnete zweite Temperatur 21 zu berücksichtigen. Dazu kann die zweite Temperatur 21 mittels eines Faktorkennfeldes 57 in einen Temperaturfaktor 59 umgerechnet werden. Der Temperaturfaktor 59 kann mit der ersten Zeitgröße 55 zu einer zweiten Zeitgröße 61 multipliziert werden. Mittels der zweiten Zeitgröße 61 lässt sich das Zeitintervall 51 herleiten. Es ist denkbar, dass die zweite Zeitgröße 61 das Zeitintervall 51 direkt angibt. Das Zeitintervall 51 bzw. die zweite Zeitgröße 61 werden einem ersten Verzögerungsglied 63 zugeführt. Das erste Verzögerungsglied 63 verzögert ein Rücksetzen eines Signals der vorgeschalteten Dynamikerkennung 49. Mittels der Dynamikerkennung 49 kann eine Schubphase der Brennkraftmaschine 5 erkannt werden. Vorteilhaft bleibt also nach einem Rücksetzen der Dynamikerkennung 49, das ein Wechsel von einer Schubphase in eine Zugphase bedeutet, der Dynamikstatus 47 für das aktuell anliegende Zeitintervall 51 weiter gesetzt.
  • Es können verschiedene Betriebsparameter 35 der Brennkraftmaschine 5 in die Dynamikerkennung 49 eingehen. Konkret handelt es sich um ein Drehmoment 65 der Brennkraftmaschine 5 und um eine Motordrehzahl 67 der Brennkraftmaschine 5. Die Motordrehzahl 67 wird mittels eines Schwellwertkennfelds 69 in einen drehzahlabhängigen Schwellwert 71 umgerechnet. Der drehzahlabhängige Schwellwert 71 und das Drehmoment 65 werden einem Vergleichsglied 73 zugeführt. Sobald das Drehmoment 65 der Brennkraftmaschine 5 den drehzahlabhängigen Schwellwert 71 unterschreitet, wird mittels des Vergleichsglieds 73 ein Dynamikstatussignal 75 gesetzt. Bei dem Drehmoment 65 kann es sich beispielsweise um ein inneres Drehmoment der Brennkraftmaschine 5 handeln, beispielsweise mittels einer Luftmenge und/oder Einspritzmenge und/oder weiteren Motordaten ermittelbar.
  • Zum Ausblenden sehr kurzer Schubphasen, also sehr kurzem Setzen des Dynamiksignals 75 wird das Dynamiksignal 75 zunächst einem zweiten Verzögerungsglied 77 zugeführt. Das zweite Verzögerungsglied 77 kann mittels einer vorgebbaren Ausblendzeit 79 gesteuert werden und verzögert das Dynamiksignal 75 nach einem Setzen um die Ausblendzeit 79. Als Ausgang erzeugt also das zweite Verzögerungsglied 77 das Statussignal 45. Mittels des ersten Verzögerungsgliedes 63 bleibt das Statussignal 45 für die Länge des Zeitintervalls 51 bzw. die dieses angebende zweite Zeitgröße 61 auch nach einem Rücksetzen des Dynamikstatussignals 75 mittels des Vergleichsglieds 73 gesetzt.
  • Vorteilhaft bleibt also nach einem Erkennen einer Schubphase der Dynamikstatus 47 bzw. das Statussignal 45 für die Länge des Zeitintervalls 51 gesetzt bzw. aktiv. Wie aus 2 ersichtlich, ist für diese Zeit die Stationärsteuerung 31 inaktiv und die Dynamiksteuerung 33 aktiv.
  • Vorteilhaft kann eine Effizienz der Regeneration des Partikelfilters 9 verbessert werden. Vorteilhaft wird eine höhere Prozesssicherheit durch eine Verkürzung einer Regenerationsdauer erzielt. Außerdem kann vorteilhaft ein eventuelles Auftreten einer Warnung für nicht ausreichend erfolgte Regenerationen des Partikelfilters 9 verhindert werden. Insgesamt ergibt sich ein geringerer Kraftstoffverbrauch und eine geringere Triebwerksbelastung der Brennkraftmaschine 5 mittels einer durch eine motorische Nacheinspritzung verursachten Ölverdünnung.
  • Vorteilhaft kann auch in extremen Fahrzyklen mit einem hohen Dynamik- bzw. Schubanteil die Temperatur des Abgasstroms 3 für die Regeneration des Partikelfilters 9 prozesssicher erreicht werden.
  • In extremen Fahrzyklen mit einer hohen Fahrdynamik, z. B. Stadtverkehr mit Stop-and-Go, treten häufige Schubphasen auf, in denen wegen einer fehlenden Drehmomentanforderung und damit einer geringen Haupteinspritzmenge die Temperatur des Abgasstroms 3 soweit abfallen würde, dass eine sichere Regeneration des Partikelfilters 9 nicht mehr möglich wäre. Vorteilhaft kann jedoch mittels der Dynamikabstimmung in einem zeitlichen Mittel während der Schub- und Zugphasen ein in den Abgasstrom 3 eingebrachter Energiestrom soweit angehoben werden, dass eine sichere Regeneration des Partikelfilters 9 dennoch möglich ist.
  • Während der Dynamiksteuerung 33 der Dynamikabstimmung 27 kann beispielsweise eine Nacheinspritzmenge und damit ein entsprechender Wärmestrom in den Abgasstrom 3 direkt nach der Schubphase für das berechnete Zeitintervall 51 eingebracht werden. Insgesamt kann der Energiestrom derart erhöht werden, dass eine Unterversorgung der Abgasreinigungsanlage 1 mit Wärme während der Schubphase in der anschließenden Zugphase soweit wie möglich ausgeglichen wird, um die Regenerationstemperatur für den Partikelfilter 9 prozesssicher zu erreichen. Vorteilhaft ist es zusätzlich in ausgewählten Kennfeldbereichen möglich, innerhalb des berechneten Zeitintervalls 51 eine Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine 5 stärker zu drosseln, um mit dem in den Abgasstrom 3 eingebrachten Energiestrom noch höhere Abgastemperaturen zu erzielen.
  • Vorteilhaft wird nach Ablauf des Zeitintervalls 51 mittels des Umschalters 43 die Dynamikabstimmung 27 auf die Stationärabstimmung 25 umgeschaltet, um in der Abgasreinigungsanlage 1 auftretende zu hohe Temperaturen sicher zu vermeiden.
  • Die in 3 gezeigte Dynamikerkennung 49 kann neben der Motordrehzahl 67 und des Drehmoments 65 weitere der Betriebsparameter 35 der Brennkraftmaschine 5 verarbeiten, beispielsweise die Temperaturen 17 und 21 sowie die Beladung 37.
  • Vorteilhaft kann so beispielsweise bei einer kühlen Abgasreinigungsanlage 1 das Zeitintervall 51 länger gewählt werden, als bei einer durchwärmten. Vorteilhaft kann mittels des Basiskennfelds 53 bei einer sehr großen Beladung 37 das Zeitintervall 51 verkürzt werden, um unkontrollierte Regenerationen in Folge von Temperaturspitzen zu vermeiden.
  • Vorteilhaft kann in einem direkten zeitlichen Zusammenhang an eine Schubphase der Energieeintrag in die Abgasreinigungsanlage 1 für das berechnete Zeitintervall 51 erhöht werden, so dass eine möglicherweise während der Schubphase auftretende Energieunterversorgung während der nachfolgenden Schubphase in direktem Anschluss ausgeglichen werden kann. Vorteilhaft kann, insbesondere durch die Umschaltung mittels des Umschalters 43 das beschriebene Verfahren für hochdynamische Fahrzyklen als auch für quasi stationäre Fahrzyklen eingesetzt werden, wobei vorteilhaft notwendige Regenerationstemperaturen in engen Vorabgrenzen sicher erreichbar sind.
    • 1
    Abgasreinigungsanlage
    3
    Abgasstrom
    5
    Brennkraftmaschine
    7
    Kraftfahrzeug
    9
    Partikelfilter
    11
    Steuereinheit
    13
    Oxidationskatalysator
    15
    NOX-Katalysator
    17
    erste Temperatur
    19
    erster Temperatursensor
    21
    zweite Temperatur
    23
    zweiter Temperatursensor
    25
    Stationärabstimmung
    27
    Dynamikabstimmung
    29
    Regenerationsbetrieb
    31
    Stationärsteuerung
    33
    Dynamiksteuerung
    35
    Betriebspunkt
    37
    Beladung
    39
    Stationärsteuersignal
    41
    Dynamiksteuersignal
    43
    Umschalter
    45
    Statussignal
    47
    Dynamikstatus
    49
    Dynamikerkennung
    51
    Zeitintervall
    53
    Basiskennfeld
    55
    erste Zeitgröße
    57
    Faktorkennfeld
    59
    Temperaturfaktor
    61
    zweite Zeitgröße
    63
    erstes Verzögerungsglied
    65
    Drehmoment
    67
    Motordrehzahl
    69
    Schwellwertkennfeld
    71
    Schwellwert
    73
    Vergleichsglied
    75
    Dynamikstatussignal
    77
    zweites Verzögerungsglied
    79
    Ausblendzeit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (11)

  1. Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters (9) einer Abgasreinigungsanlage (1) zur Reinigung eines Abgasstroms (3) einer Brennkraftmaschine (5) eines Kraftfahrzeuges (7), mit: – Regenerieren des Partikelfilters 9 mittels Einbringen eines mittels einer Stationärabstimmung (25) bestimmbaren ersten Energiestroms in den Abgasstrom (3), – Erkennen einer Schubphase der Brennkraftmaschine (5) des Kraftfahrzeuges (7) während des Regenerierens mittels einer Dynamikerkennung (49), Regenerieren des Partikelfilters (9) mittels Einbringen eines mittels einer Dynamikabstimmung (27) bestimmbaren zweiten Energiestroms in den Abgasstrom (5) nach dem Erkennen der Schubphase für eine Dauer eines vorgebbaren Zeitintervalls (51).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, mit zumindest einem bis folgenden: – Einbringen des ersten Energiestroms und des zweiten Energiestroms in den Abgasstrom (3) mittels einer motorischen Maßnahme der Brennkraftmaschine (5), – Einbringen des ersten Energiestroms und des zweiten Energiestroms in den Abgasstrom (3) mittels einer motorischen Nacheinspritzung der Brennkraftmaschine (5).
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Abschalten der Stationärabstimmung (25) solange die Dynamikabstimmung (27) aktiv ist und umgekehrt, wobei der zweite Energiestrom größer ist als der erste Energiestrom.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Vorgeben des Zeitintervalls (51) mittels zumindest einer der folgenden Größen: ein Festwert, ein Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (5), eine Motordrehzahl (67), ein inneres Drehmoment (65) der Brennkraftmaschine (5), eine erste Temperatur (17) des Abgasstroms (3) der Brennkraftmaschine (5), eine Beladung (37) des Partikelfilters (9).
  5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit: – Vorgeben des Zeitintervalls (51) mittels eines zumindest eine der Größen aufweisenden Kennfelds (53, 51).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Vorgeben des Zeitintervalls (51) mittels eines mittels einer stromabwärts des Partikelfilters (9) ermittelbaren zweiten Temperatur (21) des Abgasstroms (3) der Brennkraftmaschine (5) ermittelbaren Temperaturfaktors (59).
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Erkennen der Schubphase mittels eines Vergleichs (73) des inneren Drehmoments (65) der Brennkraftmaschine (5) mit einem Schwellwert (71), – Erkennen der Schubphase mittels des Vergleichs (73), wobei der Schwellwert (71) von der Drehzahl (67) der Brennkraftmaschine (5) abhängig ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Erkennen der Schubphase erst nach Ablauf einer Ausblendzeit (79) mittels eines zweiten Verzögerungsglieds (77), wobei die jeweils zu erkennende Schubphase erst erkannt wird, falls sie länger als die Ausblendzeit (79) andauert.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem des folgenden: – Setzen eines Dynamikstatus (47) nach dem Erkennen der Schubphase, – Umschalten zwischen der Dynamikabstimmung (27) und der Stationärabstimmung (25) in Abhängigkeit des Setzens des Dynamikstatus (47), wobei bei gesetztem Dynamikstatus (47) die Dynamikabstimmung (27) angeschaltet ist und die Stationärabstimmung (25) abgeschaltet ist, und umgekehrt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem des folgenden: – Drosseln einer Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine (5) mittels der Dynamikabstimmung (27), – verstärktes Drosseln der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine (5) mittels der Dynamikabstimmung (27).
  11. Brennkraftmaschine (5) mit einer Abgasreinigungsanlage (1) mit einem Partikelfilter (9) zum Reinigen eines Abgasstroms (3) der Brennkraftmaschine (5), eingerichtet, konstruiert und/oder ausgelegt zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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