DE102010046747A1 - Benzinpartikelfilterregeneration und Diagnose - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Fremdzündungsmotors mit einem Dreiwegekatalysator und einem Partikelfilter stromabwärts desselben, welches umfasst: Pendelnlassen eines in den Partikelfilter eindringenden Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, um stromabwärts des Partikelfilters Pendelungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu erzeugen, während die Abgastemperatur angehoben wird; wenn die stromabwärts auftretenden Pendelungen ausreichend dissipiert sind, Abmagern des in den Partikelfilter eindringenden Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases; und Reduzieren der Abmagerung, wenn ein Abgasbetriebsparameter jenseits eines Schwellenwerts liegt.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität aus der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 61/246,930, mit dem Titel „GASOLINE PARTICULATE FILTER REGENERATION AND DIAGNOSTICS”, eingereicht am 29. September 2009, deren Offenbarung hierin vollumfänglich und für alle Zwecke durch Verweis aufgenommen ist.
  • Hintergrund und Zusammenfassung
  • Jüngst wurde gezeigt, dass Benzinmotoren mit Direkteinspritzung die Motorleistung verbessern und transiente Luft-/Kraftstoff-Störungen verringern, die durch Kraftstoff verursacht werden können, der an dem Ansaugkrümmer und Kanälen eines Motors anhaftet. Bei höheren Motordrehzahlen und höheren Motorlasten können sich in Motorabgas aber Partikel bilden. Unter manchen Bedingungen kann die Bildung der Partikel mit der kurzen Zeitspanne zwischen dem Einspritzen des Kraftstoffs zu dem. Zylinder und dem Auslösen von Verbrennung durch eine Zündkerze in Verbindung stehen. Im Einzelnen kann es eine nur kurze Gelegenheit für das Verdampfen des eingespritzten Kraftstoffs und das Bilden eines homogenen Gemisches geben, bevor die Verbrennung ausgelöst wird. Wird in dem Zylinder kein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch gebildet, bevor die Verbrennung ausgelöst wird, können sich Schichtungstaschen bilden und durch Verbrennen fetter Bereiche in dem Luft/Kraftstoff-Gemisch des Zylinders kann Ruß erzeugt werden. Als eine Möglichkeit zum Reduzieren von Rußemissionen wurden Partikelfilter vorgeschlagen.
  • Die vorliegenden Erfinder haben ein Verfahren zum Regenerieren eines Partikelfilters entwickelt. Insbesondere haben die Erfinder ein Verfahren zum Betreiben eines Fremdzündungsmotors mit einem Dreiwegekatalysator und einem Partikelfilter stromabwärts desselben entwickelt, welches umfasst: Pendelnlassen eines in den Partikelfilter eindringenden Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, um stromabwärts des Partikelfilters Pendelungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu erzeugen, während die Abgastemperatur angehoben wird; wenn die stromabwärts auftretenden Pendelungen ausreichend dissipiert sind, Abmagern des in den Partikelfilter eindringenden Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases; und Reduzieren der Abmagerung, wenn ein Betriebsparameter jenseits eines Schwellenwerts liegt.
  • Durch Überwachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses stromabwärts des Partikelfilters auf Änderungen von Pendelungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases können geeignete Bedingungen für Partikelfilterregeneration festgestellt werden. Insbesondere zeigt die Dissipation der Pendelungen Oxidation von Ruß in dem Partikelfilter an. Somit kann eine Abmagerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase präzis und rechtzeitig ausgeführt werden, um den Partikelfilter zu regenerieren. Zum Beispiel kann eine Abmagerung durch Einleiten von Frischluft zwischen den Dreiwegekatalysator und den Partikelfilter ausgeführt werden. Wenn ein Betriebsparameter entsprechend jenseits eines Schwellenbetrags liegt, der anzeigt, dass die Rußbeladung oxidiert wurde, kann die Abmagerung verringert werden. Zum Beispiel kann das Einleiten von Frischluft verringert oder gestoppt werden. Auf diese Weise können Änderungen von Luft/Kraftstoff stromabwärts des Partikelfilters genutzt werden, um das in den Partikelfilter eindringende Abgas präzis abzumagern, um Regenerationswirkungsgrad zu verbessern und Regenerationszeit zu verkürzen.
  • Als weiteres Beispiel haben die Erfinder ein Motorsystem entwickelt, welches umfasst: einen zum Verbrennen von Luft und mindestens einem von Benzin und Alkohol ausgelegten Motor; eine zum Aufnehmen von Abgas von dem Motor ausgelegte Abgasanlage, wobei die Abgasanlage umfasst: eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung; einen Partikelfilter, der stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung positioniert ist; einen Sauerstoffsensor, der stromabwärts des Partikelfilters positioniert ist; und einen Temperatursensor, der ausgelegt ist, um eine Temperatur des Partikelfilters vorzusehen; und ein Steuergerät, das ausgelegt ist, um während Regeneration des Partikelfilters eine Temperatur de Partikelfilters anzuheben und als Reaktion darauf, dass eine von dem Temperatursensor vorgesehene Temperatur des Partikelfilters größer als ein Temperaturschwellenwert ist und dass eine Zeit, die ein Lambda des Sauerstoffsensors auf fett vorbelastet ist, größer als ein Zeitschwellenwert ist, sekundäre Luft zu einer Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters einzuleiten.
  • Durch Überwachen von Temperaturänderungen eines Partikelfilters sowie von Änderungen eines Sauerstoffsensor-Lambda stromabwärts des Partikelfilters kann sekundäre Luft zwischen einer stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und dem Partikelfilter in präziser Weise eingeleitet werden, um eine Regeneration des Partikelfilters zu unterstützen, ohne das Behandeln von Motorabgasen in der stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung zu stören. Eine präzise Einleitung von sekundärer Luft kann die Rußoxidationsrate in dem Partikelfilter erhöhen. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad der Partikelfilterregeneration verbessert und die Regenerationszeit verkürzt werden. Zudem kann die Luft/Kraftstoff-Steuerung des Motors zwischen mager und fett pendeln, so dass die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung Motorabgas während Partikelfilterregeneration behandeln kann.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Zusammenfassung vorgesehen ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, welche in der folgenden eingehenden Beschreibung weiter beschrieben werden. Es sollen keine wesentlichen oder Schlüsselmerkmale des beanspruchten Gegenstands festgestellt werden, dessen Umfang einzig und allein durch die der eingehenden Beschreibung folgenden Ansprüche festgelegt ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen beschränkt, welche vorstehend oder in einem Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile lösen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung wird durch Lesen der folgenden eingehenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen unter Bezug auf die Begleitzeichnungen besser verständlich. Hierbei zeigen:
  • 1 ein schematisches Schaubild einer Ausführungsform eines Zylinders eines Mehrzylindermotors.
  • 2 ein schematisches Schaubild einer Ausführungsform eines Einlasssystems und einer Abgasanlage eines Motors.
  • 3 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 4 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 5 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 6 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 7 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 8 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 9 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 10 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 11 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 12 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 13 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 14 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 15 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 16 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 17 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 18 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 19 eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors.
  • 20 einen Graph von Temperatur gegen Zeit eines Benzinpartikelfilters.
  • 21 einen Graph von Luft/Kraftstoff-Verhältnis gegen Zeit eines Benzinpartikelfiltereinlasses.
  • 22 einen Graph von Luft/Kraftstoff-Verhältnis gegen Zeit eines Benzinpartikelfilterauslasses.
  • 23–24 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Regenerieren eines Benzinpartikelfilters.
  • 25 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Ausführen einer Luft/Kraftstoff-Motorregelung mit Rückführung beruhend auf der Regeneration eines Benzinpartikelfilters.
  • Eingehende Beschreibung
  • 1 ist ein schematisches Schaubild, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das das Steuergerät 12 umfasst, und durch Eingabe von einem Fahrer 132 des Fahrzeugs mittels einer Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel umfasst die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Ein Brennraum (d. h. Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennraumwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 umfassen. Der Kolben 36 kann mit einer Kurbelwelle 40 verbunden sein, so dass eine Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann mittels eines dazwischen befindlichen Getriebesystems mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs verbunden sein. Ferner kann ein Anlasser mittels einer Schwungscheibe mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Brennraum 30 kann mittels eines Einlasskanals 42 Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 44 aufnehmen und kann mittels eines Abgaskrümmers 48 Verbrennungsgase ablassen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskrümmer 48 können mittels eines Einlassventils 52 bzw. Auslassventils 54 mit dem Brennraum 30 selektiv kommunizieren. In manchen Ausführungsformen kann der Brennraum 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile umfassen.
  • Das Einlassventil 52 kann durch das Steuergerät 12 mittels eines elektrischen Ventilaktuators (EVA, kurz vom engl. Electric Valve Actuator) gesteuert werden. Analog kann das Auslassventil 54 durch das Steuergerät 12 mittels EVA 53 gesteuert werden. Während mancher Bedingungen kann das Steuergerät 12 die den Aktuatoren 51 und 53 gelieferten Signale verändern, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Stellung des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 kann durch Ventilstellungssensoren 55 bzw. 57 ermittelt werden. In alternativen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Einlass- und Auslassventile durch einen oder mehrere Nocken betätigt werden und können ein oder mehrere der folgenden Systeme verwenden: Nockenprofilumschalten (CPS, kurz vom engl. Cam Profile Switching), veränderliche Nockensteuerung (VCT, vom engl. Variable Cam Timing), veränderliche Ventilsteuerung (VVT, vom engl. Variable Valve Timing) und/oder veränderlicher Ventilhub (VVL, vom engl. Variable Valve Lift), um den Ventilbetrieb zu verändern. Zum Beispiel kann der Zylinder 30 alternativ ein mittels elektrischer Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein mittels Nockenbetätigung einschließlich CPS und/oder VCT gesteuertes Auslassventil umfassen.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 66 ist zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum 30 proportional zu der Pulsweite eines Signals FPW, das von dem Steuergerät 12 mittels eines elektronischen Treibers 68 empfangen wird, direkt mit dem Brennraum 30 verbunden gezeigt. Auf diese Weise sieht das Kraftstoffeinspritzventil 66 eine als Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 30 bekannte Einspritzung vor. Das Kraftstoffeinspritzventil kann zum Beispiel in der Seite des Brennraums oder im oberen Teil des Brennraums eingebaut sein. Durch eine (nicht gezeigte) Kraftstoffanlage, die einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr umfasst, kann dem Kraftstoffeinspritzventil 66 Kraftstoff zugeführt werden. In manchen Ausführungsformen kann der Brennraum 30 alternativ oder zusätzlich ein Kraftstoffeinspritzventil umfassen, das in dem Ansaugkrümmer 44 in einer Konfiguration angeordnet ist, die eine als Kanaleinspritzung von Kraftstoff bekannte Einspritzung in den Einlasskanal stromaufwärts des Brennraums 30 vorsieht. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 kann einen beliebigen geeigneten Kraftstoff einspritzen, der Benzin, Alkohol oder eine Kombination derselben umfasst. In manchen Ausführungsformen kann der Motor 10 mehrere Kraftstoffeinspritzventile umfassen, die den gleichen oder unterschiedliche Arten von Kraftstoff einspritzen.
  • Der Einlasskanal 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselklappe 64 umfassen. In diesem bestimmten Beispiel kann die Stellung der Drosselklappe 64 durch das Steuergerät 12 mittels eines Signals verändert werden, das einem Elektromotor oder einem mit der Drossel 62 enthaltenen Aktor geliefert wird, eine Konfiguration, die häufig als elektronische Drosselsteuerung (ETC, vom engl. Electronic Throttle Control) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 so betrieben werden, dass die dem Brennraum 30 neben anderen Motorzylindern gelieferte Ansaugluft verändert wird. Die Stellung der Drosselklappe 64 kann dem Steuergerät 12 durch ein Drosselstellungssignal TP geliefert werden. Der Einlasskanal 42 kann auch einen Luftmengenmesser 120 und einen Krümmerdrucksensor 122 zum Liefern jeweiliger Signale MAF und MAP an das Steuergerät 12 umfassen.
  • Eine Zündanlage 88 kann dem Brennraum 30 unter ausgewählten Betriebsarten mittels einer Zündkerze 92 als Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA vom Steuergerät 12 einen Zündfunken liefern. Auch wenn Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, kann der Brennraum 30 oder ein oder mehrere andere Brennräume des Motors 10 in manchen Ausführungsformen in einer Kompressionszündungsbetriebsart mit oder ohne Zündfunken betrieben werden. Unter manchen Betriebsbedingungen kann die Zündanlage 88 einen Zündfunken zum Verbrennen eines Gemisches aus Luft und Benzin vorsehen, um eine Fremdzündungsverbrennung bei Stöchiometrie auszuführen.
  • Ein Abgassensor 126 ist stromaufwärts eines Schadstoffbegrenzungssystems 70, das eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 und einen Benzinpartikelfilter (GPF) 72 umfassen kann, mit dem Abgaskrümmer 48 verbunden gezeigt. Der Sensor 126 kann jeder geeignete Sensor zum Vorsehen eines Hinweises auf Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases sein, beispielsweise ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal- oder Breitband-Abgassauerstoff), ein Zweizustandssauerstoffsensor oder EGO, ein HEGO (beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor.
  • Die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 ist entlang des Abgaskrümmers 48 stromabwärts des Abgassensors 126 angeordnet gezeigt. Die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 kann einen Dreiwegekatalysator (TWC), einen Kohlenwasserstoff- oder NOx-Filter, verschiedene andere Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen oder Kombinationen derselben umfassen. Weiterhin kann der GPF 72 einen Partikelfilter, einen Kohlenwasserstofffilter, einen katalysierten Washcoat oder Kombinationen derselben umfassen. In manchen Ausführungsformen kann während des Betriebs von Motor 10 die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 regelmäßig durch Betreiben mindestens eines Zylinders des Motors in einem bestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zurückgesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Pendeln des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zwischen mager und fett durchgeführt werden. In manchen Ausführungsformen kann während des Betriebs des Motors 10 der GPF 72 durch Betreiben mindestens eines Zylinders des Motors in einem bestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnis, um die Temperatur des GPF 72 anzuheben, so dass zurückgehaltene Kohlenwasserstoffe und Rußpartikel oxidiert werden können, regelmäßig regeneriert werden.
  • Weiterhin kann in den offenbarten Ausführungsformen ein System für Abgasrückführung (AGR) einen erwünschten Abgasanteil mittels eines AGR-Durchlasses 140 von dem Abgaskrümmer 48 zu dem Einlasskanal 42 leiten. Die dem Einlasskanal 42 gelieferte AGR-Menge kann mittels eines AGR-Ventils 142 von dem Steuergerät 12 verändert werden. Der AGR-Durchlass kann einen Zwischenkühler 146 umfassen, durch den Abgas durchtreten kann, um die Abgastemperatur zu senken und die Dichte der Luftfüllung zur Verbrennung im Motor 10 zu erhöhen. Weiterhin kann ein AGR-Sensor 144 in dem AGR-Durchlass angeordnet sein und kann einen Hinweis auf eines oder mehrere von Druck, Temperatur und Konzentration des Abgases liefern. Alternativ kann das AGR-System unter manchen Bedingungen verwendet werden, um die Temperatur des Luft- und Kraftstoffgemisches in dem Brennraum zu regeln, was während manchen Verbrennungsmodi ein Verfahren zum Steuern der Zündzeiten vorsieht. Ferner kann während manchen Bedingungen ein Teil der Verbrennungsgase in dem Brennraum zurückgehalten oder festgehalten werden, indem Auslassventilsteuerzeiten gesteuert werden, zum Beispiel durch Steuern eines Mechanismus für veränderliche Ventilsteuerzeiten.
  • Weiterhin kann der Motor 10 eine Kompressionsvorrichtung, beispielsweise einen Turbolader oder Lader, umfassen, der mindestens einen entlang des Ansaugkrümmers 44 angeordneten Kompressor 162 umfasst. Bei einem Turbolader kann der Kompressor 162 zumindest teilweise durch eine Turbine 164, z. B. mittels einer Welle 163, die entlang des Abgaskrümmers 48 angeordnet ist, angetrieben sein. Bei einem Lader kann der Kompressor 162 zumindest teilweise durch den Motor und/oder eine elektrische Maschine angetrieben sein und könnte keine Turbine umfassen. Der Ansaugkrümmer 44 kann einen Drucksensor 123 umfassen, der stromabwärts des Kompressors 162 und stromaufwärts der Drossel 62 zum Vorsehen eines Hinweises auf Ladedruck der Luft von der Kompressionsvorrichtung in Form eines Ladedrucksignals zu dem Steuergerät 12 positioniert ist. Somit kann der zu einem oder mehreren Zylindern des Motors mittels eines Turboladers oder Laders gelieferte Betrag an Kompression durch das Steuergerät 12 verändert werden.
  • Das Steuergerät 12 ist in 2 als Mikrocomputer gezeigt, welcher umfasst: einen Mikroprozessor 102, Input/Output-Ports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem besonderen Beispiel als Festwertspeicherchip 106 gezeigt wird, einen Arbeitsspeicher 108, einen batteriestromgestützten Speicher 110 und einen Datenbus. Das Steuersystem 12 kann von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren verschiedene Signale zusätzlich zu den bereits erläuterten Signalen empfangen, darunter: eine Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF) von einem Luftmengenmesser 120; Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 114 verbundenen Temperaturfühler 112; ein Zündungsprofil-Aufnehmersignal (PIP) von einem mit der Kurbelwelle 40 verbundenen Hallgeber 118 (oder einem anderen Art); eine Drosselklappenstellung (TP) von einem Drosselklappenstellungssensor; und ein Krümmerunterdrucksignal MAP von einem Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann von dem Steuergerät 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um einen Hinweis auf Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer vorzusehen. Zu beachten ist, dass verschiedene Kombinationen der vorstehenden Sensoren verwendet werden können, beispielsweise ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor einen Hinweis auf Motordrehmoment geben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektieren Motordrehzahl eine Schätzung von Füllung (einschließlich Luft) vorsehen, die in den Zylinder eingelassen wird. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl an gleichmäßig beabstandeten Pulsen pro Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen.
  • Der maschinell lesbare Speicher 106 des Speichermediums kann mit maschinell lesbaren Daten programmiert sein, die von dem Prozessor 102 ausführbare Befehle zum Ausführen der nachstehend beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten darstellen, die erwogen werden, aber nicht eigens aufgeführt sind.
  • Wie vorstehend beschrieben zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors; es versteht sich aber, dass jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz an Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Zündkerze etc. umfassen kann.
  • 2 ist ein schematisches Schaubild, das ein Einlasssystem und eine Abgasanlage für einen Motor 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs implementiert sein kann. Komponenten des Einlasssystems und der Abgasanlage können im Wesentlichen die gleichen wie die des in 1 gezeigten Motors 10 sein und werden in der gleichen Weise bezeichnet und werden nicht weiter beschrieben. Es versteht sich aber, dass die in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in der gleichen Weise bezeichneten Komponenten zumindest teilweise unterschiedlich sein können.
  • Der Motor 10 kann ein System für Abgasrückführung (AGR) umfassen, um zum Senken von NOx und anderen Emissionen beizutragen. Der Motor 10 kann zum Beispiel ein Hochdruck-AGR-System umfassen, bei dem durch einen Hochdruck-Durchlass 202, der mit dem Abgaskrümmer 48 an einer Stelle stromaufwärts einer Abgasturbine 164 einer Kompressionsvorrichtung in Fluidverbindung steht und mit dem Ansaugkrümmer 44 an einer Stelle stromabwärts eines Einlasskompressors 162 der Kompressionsvorrichtung in Fluidverbindung steht, dem Ansaugkrümmer 44 Abgas geliefert wird. Das gezeigte Hochdruck-AGR-System umfasst eine Hochdruck-AGR-Ventilanordnung 142, die sich in dem Hochdruck-AGR-Durchlass 202 befindet. Abgas strömt von dem Abgaskrümmer 48 zuerst durch die Hochdruck-AGR-Ventilanordnung 142 und dann zu dem Ansaugkrümmer 44. Ein AGR-Kühler 146 kann in dem Hochdruck-AGR-Durchlass 202 angeordnet sein, um rückgeführte Abgase zu kühlen, bevor sie in den Ansaugkrümmer eindringen. Das Kühlen erfolgt typischerweise mit Hilfe von Motorwasser, doch kann auch ein Luft/Luft-Wärmetauscher verwendet werden.
  • Der Motor 10 kann auch ein Niederdruck-AGR-System umfassen. Das dargestellte Niederdruck-AGR-System umfasst einen Niederdruck-AGR-Durchlass 204, der mit dem Abgaskrümmer 48 an einer Stelle stromabwärts der Abgasturbine 164 in Fluidverbindung steht und mit dem Ansaugkrümmer 44 an einer Stelle stromaufwärts des Einlasskompressors 162 in Fluidverbindung steht. In dem Niederdruck-AGR-Durchlass 204 ist eine Niederdruck-Ventilanordnung 206 angeordnet. Abgas in dem Niederdruck-AGR-Kreis strömt von der Turbine 164 durch eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 (zum Beispiel einen Dreiwegekatalysator, der einen Platin, Palladium und Rhodium umfassenden Washcoat aufweisen kann), bevor es in den Niederdruck-AGR-Durchlass 204 eindringt. Die katalytische Vorrichtung 71 bereitet Motorabgase auf, um zum Beispiel Abgasbestandteile zu oxidieren. Ein Niederdruck-AGR-Kühler 208 kann entlang des Niederdruck-AGR-Durchlasses 204 positioniert sein.
  • Der GPF 72 hält restlichen Ruß und andere Kohlenwasserstoffe zurück, die von dem Motor 10 ausgestoßen werden, um Emissionen zu senken. Die zurückgehaltenen Partikel können oxidiert werden, um in einem erzwungenen Regenerationsprozess, der während Motorbetrieb ausgeführt wird, CO2 zu erzeugen. Der GPF-Regenerationsprozess kann ausgeführt werden, um die in dem GPF zurückgehaltene Rußbeladung zu verringern. Die GPF-Regeneration kann bei hohen GPF-Temperaturen (z. B. 600°C und darüber) ausgeführt werden, so dass die zurückgehaltenen Partikel schnell verbrannt werden und nicht an die Atmosphäre freigesetzt werden. Um den Regenerationsprozess zu beschleunigen und den Ruß effizient zu oxidieren, kann das in den Partikelfilter eindringende Abgas abgemagert werden. Zum Beispiel kann sauerstoffreiche Luft zu dem Einlass des GPF 72 eingeleitet werden, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis abzumagern. Der Regenerationsprozess des Benzinpartikelfilters wird nachstehend unter Bezug auf 7–12 näher erläutert. Der GPF 72 kann an einer Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 mit dem Abgaskrümmer 48 in Verbindung stehen.
  • In den GPF 72 eindringendes Abgas kann zur Regeneration auf eine oder mehrere unterschiedliche Weisen abgemagert werden. Eine Luftpumpe 214 ist stromaufwärts des GPF 72 positioniert und kann betrieben werden, um zur Regeneration Frischluft zu dem GPF 72 einzuleiten. Dem GPF 72 kann mittels des Hochdruck-AGR-Durchlasses 202 mittels Bypasskanal 210 Druckluft zugeführt werden. Der Bypasskanal 210 kann verwendet werden, um unter manchen Bedingungen Luft um die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 umzuleiten, um den Betrieb der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 durch deren Beladen mit Sauerstoff nicht zu stören. Der Bypasskanal 210 kann ein Bypassventil 212 umfassen, das durch das Steuergerät 12 gesteuert werden kann, um es der Druckluft zu ermöglichen, die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 zu umgehen und in den GPF 72 einzudringen. Das Bypassventil 212 kann ein Dreiwegeventil sein und kann die Luftmenge steuern, die dem GPF 72 von dem Bypasskanal 210, der Luftpumpe 214 oder einer Kombination derselben geliefert wird.
  • Weiterhin kann unter manchen Bedingungen dem Einlass des GPF 72 mittels des Niederdruck-AGR-Durchlasses 204 mittels Betrieb der Niederdruck-AGR-Ventilanordnung 206 Luft geliefert werden. Insbesondere unter Bedingungen, bei denen der Druck des Einlasses des GPF 72 niedriger als der Druck des Einlasskanals 42 ist, kann zur Regeneration Luft zu dem GPF 72 eingeleitet werden. Unter manchen Bedingungen kann STAU-Luft verwendet werden, um sekundäre Luft mittels des Niederdruck-AGR-Durchlasses 204 so zu leiten, dass sie zu dem Einlass des GPF 72 eingeleitet wird. Weiterhin können abhängig von der Systemkonfiguration Gase von dem Einlasssystem von stromaufwärts eines Drosselstutzens oder von stromabwärts eines Drosselstutzens vorgesehen werden. Bei Bedarf können Abgase während Bedingungen, bei denen der Motor arbeitet und bei denen der Ansaugkrümmer einen niedrigeren Druck als den Abgasanlagendruck zwischen der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 und dem GPF 72 aufweist, von dem Auslasskanal zwischen der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 und dem GPF 72 zu dem Ansaugkrümmer gesaugt werden.
  • Die Hochdruck-AGR-Ventilanordnung 142 und die Niederdruck-AGR-Ventilanordnung 206 weist jeweils ein Ventil zum Steuern einer veränderlichen Flächenbeschränkung im Hochdruck-AGR-Durchlass 202 und im Niederdruck-AGR-Durchlass 204 auf, die dadurch das Strömen von Hoch- bzw. Niederdruck-AGR steuert. In manchen Ausführungsformen sind die Hochdruck-AGR-Ventilanordnung 142 und die Niederdruck-AGR-Ventilanordnung 206 unterdruckbetätigte Ventile. Es kann aber jede Art von Stromsteuerungsventil oder Stromsteuerungsventilen verwendet werden, beispielsweise ein elektrisches magnetbetriebenes Ventil oder ein durch einen Schrittmotor betriebenes Ventil. Die Betätigung der Hochdruck-AGR-Ventilanordnung 142 und der Niederdruck-AGR-Ventilanordnung 206 kann durch das Steuergerät 12 beruhend auf Informationen gesteuert werden, die von Sensoren 16 vorgesehen werden.
  • Die in der Abgasanlage vorhandene Sauerstoffkonzentration kann von Sauerstoff(O2)-Sensoren 126, 216 und 218 beurteilt werden. Ein Sauerstoffsensor 126 ist stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 positioniert und erfasst Motorabgas-Sauerstoffkonzentration. Der Sauerstoffsensor 216 ist zwischen der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 und dem GPF 72 positioniert und erfasst Sauerstoffkonzentration am GPF-Einlass. Der Sauerstoffsensor 218 ist stromabwärts des GPF 72 positioniert und erfasst Abgassauerstoff nach dem Katalysator. Die Sauerstoffsensoren 126, 216 und 218 können Sensoren mit breitem Bereich sein, die einen linearisierten Ausgang aufweisen, oder sie können Sensoren sein, die nahe stöchiometrischen Bedingungen ein Signal hoher Verstärkung anzeigen.
  • Die Temperatur in der Abgasanlage kann durch Temperatursensoren 222 und 224 beurteilt werden Der Temperatursensor 222 kann stromaufwärts des Einlasses des GPF 72 positioniert sein, und der Temperatursensor 224 kann stromabwärts des GPF 72 positioniert sein. Die Temperatursensoren 222 und 224 können verwendet werden, um die Temperatur des GPF 72 für Regenerationszwecke zu beurteilen.
  • Der Druck in der Abgasanlage kann durch einen Drucksensor 220 beurteilt werden. Der Drucksensor 220 kann ein Differenzdrucksensor sein, der stromaufwärts und stromabwärts des GPF 72 positioniert ist. Der Drucksensor 220 kann verwendet werden, um den Druck an dem Einlass des GPF 72 zu ermitteln, um für Regeneration Betriebsbedingungen für die zu dem Einlass des GPF 72 einzuleitende Luft zu beurteilen.
  • Ein Rußsensor 226 kann stromabwärts des GPF 72 positioniert sein, um den Rußwert zu beurteilen, der aus dem GPF 72 freigesetzt wird. Der Rußsensor 226 kann neben anderen Funktionen verwendet werden, um den Betrieb des PGF 72 zu diagnostizieren.
  • Das Steuersystem 14 kann Sensoren 16 umfassen, die Signale zum Steuergerät 12 senden, wobei es die vorstehend beschriebenen Sensoren umfasst. Weiterhin kann das Steuergerät 12 Signale zu Aktuatoren 81 senden, um den Betrieb des Motors 10 sowie von Komponenten des Einlasssystems und der Abgasanlage, einschließlich der vorstehend beschriebenen Ventile, zu steuern.
  • In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere zusätzliche Sensoren in dem Einlasssystem und der Abgasanlage positioniert sein. Zum Beispiel kann ein zusätzlicher Drucksensor stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71 positioniert sein. In manchen Ausführungsformen kann auf einen oder mehrere Sensoren in dem Einlasssystem oder der Abgasanlage verzichtet werden. Zum Beispiel kann in manchen Ausführungsformen auf den Sauerstoffsensor 216 in dem Einlasssystem und der Abgasanlage verzichtet werden, so dass nur ein Sauerstoffsensor stromaufwärts der Abgasschadstoffbegrenzungsvorrichtung positioniert ist und nur ein Sauerstoffsensor stromabwärts des GPF positioniert ist. Es versteht sich, dass der dargestellte Motor 10 lediglich beispielhaft gezeigt ist und dass die Systeme und Verfahren, die hierin beschrieben sind, bei jedem anderen geeigneten Motor implementiert oder angewendet werden können, der geeignete Komponenten und/oder Anordnungen von Komponenten aufweist.
  • 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann während Regeneration des GPF 72 Frischluft oder ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 304 und die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 306 umgehen und dem Einlass des GPF 72 geliefert werden, um nicht den Betrieb der Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen zu stören. Beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 kann dem GPF 72 durch eine Luftquelle 302 (z. B. Luftpumpe) Frischluft geliefert werden und/oder ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch kann von dem Motor 10 geleitet werden.
  • 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der GPF 72 Druckluft für die Regeneration von der Turbine 164 mittels Betrieb des Bypassventils 212 erhalten. Die Luft kann von der Turbine 164 durch das Bypassventil 212 zu dem Einlass des GPF 72 strömen, ohne durch die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 404 und die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 406 zu strömen. Stattdessen oder zusätzlich kann die Luftquelle 402 Frischluft zuführen, die beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 zu dem GPF 72 geleitet werden kann.
  • 5 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors In der gezeigten Ausführungsform kann dem GPF 72 von dem Motor 10 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 504, die Turbine 164 und die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 506 umgangen werden. Stattdessen oder zusätzlich kann die Luftquelle 402 dem GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 Frischluft zuführen. In manchen Ausführungsformen kann auf die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 504 verzichtet werden.
  • 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der GPF 72 parallel zu der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 604 und stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 606 positioniert sein. In manchen Ausführungsformen kann der GPF 72 einen Kohlenwasserstofffilter umfassen. Dem GPF 72 kann von dem Motor 10 beruhend auf einem Betrieb des Bypassventils 212 und/oder des stromabwärts befindlichen Ventils 608 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 604 umgangen wird. Stattdessen oder zusätzlich kann die Luftquelle 602 dem GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 Frischluft zuführen.
  • 7 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der GPF 72 parallel zu der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 704 und stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 706 positioniert sein. In manchen Ausführungsformen kann der GPF 72 einen Kohlenwasserstofffilter umfassen. Dem GPF 72 kann von dem Auslass der Turbine 164 beruhend auf einem Betrieb des Bypassventils 212 und/oder des stromabwärts befindlichen Ventils 708 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 704 umgangen wird. Stattdessen oder zusätzlich kann die Luftquelle 702 dem GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 und/oder des stromabwärts befindlichen Ventils 708 Frischluft zuführen. In manchen Ausführungsformen kann auf die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 710 verzichtet werden.
  • 8 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der GPF 72 parallel zu der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 810, der Turbine 164 und der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 804 und stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 806 positioniert sein. Dem GPF 72 kann von dem Motor 10 beruhend auf einem Betrieb des Bypassventils 212 und/oder des stromabwärts befindlichen Ventils 808 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 810, die Turbine 164 und die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 804 umgangen wird. Stattdessen oder zusätzlich kann die Luftquelle 802 dem GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 und/oder des stromabwärts befindlichen Ventils 808 Frischluft zuführen. In manchen Ausführungsformen kann auf die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 810 verzichtet werden.
  • 9 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform ist der GPF 72 stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 908, der Turbine 164 und der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 910 und stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 904 positioniert. Abgas kann beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 und des stromabwärts befindlichen Ventils 906 optional zur Behandlung durch den GPF 72 geleitet werden. Während Regeneration kann die Luftquelle 902 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 dem Einlass des GPF 72 Frischluft zuführen. Weiterhin umfasst die Abgasanlage einen Niederdruck-AGR-Durchlass 912. Unter manchen Bedingungen kann Luft mittels des Niederdruck-AGR-Durchlasses 912 zu dem GPF 72 eingeleitet werden. Die Ventile 212 und 906 können zusammen betrieben werden, um Luft von dem Niederdruck-AGR-Durchlass 912 zu dem Einlass von GPF 72 zu leiten. Wenn zum Beispiel ein Ansaugkrümmerüberdruck vorliegt, kann Luft durch den Niederdruck-AGR-Durchlass 912 zu dem GPF 72 geleitet werden.
  • 10 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform ist der GPF 72 parallel zu der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1008 und der Turbine 164 und stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1004 positioniert. Abgas kann beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 und des stromabwärts befindlichen Ventils 1006 optional zur Behandlung durch den GPF 72 geleitet werden. Während Regeneration kann die Luftquelle 1002 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 dem Einlass des GPF 72 Frischluft zuführen. Weiterhin umfasst die Abgasanlage einen Niederdruck-AGR-Durchlass 1010. Unter manchen Bedingungen kann Luft mittels des Niederdruck-AGR-Durchlasses 1010 zu dem GPF 72 eingeleitet werden. Die Ventile 212 und 1006 können zusammen betrieben werden, um Luft von dem Niederdruck-AGR-Durchlass 1010 zu dem Einlass von GPF 72 zu leiten. Wenn zum Beispiel ein Ansaugkrümmerüberdruck vorliegt, kann Luft durch den Niederdruck-AGR-Durchlass 1010 zu dem GPF 72 geleitet werden. In bevorzugten Ausführungsformen können die Abgasanlagen von 9 und 10 für die Nachbehandlung eines Reihenzylindermotors, beispielsweise eines I3, I4, I5 oder I6, verwendet werden.
  • 11 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform ist der GPF 72 parallel zu der Turbine 164 und der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1108 und stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1102 positioniert. In manchen Ausführungsformen kann der GPF 72 einen Kohlenwasserstofffilter umfassen. Dem GPF 72 kann von dem Motor 10 beruhend auf einem Betrieb des Bypassventils 212 und/oder des stromabwärts befindlichen Ventils 1104 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Turbine 164 und die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1108 umgangen werden. In manchen Ausführungsformen umfasst das Bypassventil 1106 ein Ladedruckregelventil eines Turboladers, der Turbine 164 umfasst. Das Ladedruckregelventil kann während mancher Bedingungen geöffnet werden, um ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zu dem Einlass des GPF 72 zu leiten. Zum Beispiel kann das Ladedruckregelventil während Kaltstartbedingungen aktiv sein. Weiterhin umfasst das Motorsystem einen Niederdruck-AGR-Durchlass 1110. Unter manchen Bedingungen kann mittels des Niederdruck-AGR-Durchlasses 1110 Luft zu dem GPF 72 eingeleitet werden. Wenn zum Beispiel Ansaugkrümmerüberdruck vorliegt, kann Luft durch den Niederdruck-AGR-Durchlass 1110 zu dem GPF 72 geleitet werden.
  • 12 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors, die ähnlich zu der Abgasanlage von 11 konfiguriert ist, mit der Ausnahme, dass die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1208 stromaufwärts der Turbine 164 statt stromabwärts positioniert ist Die anderen gezeigten Elemente funktionieren in ähnlicher oder gleicher Weise wie die Konfiguration von 11 und werden nicht näher erläutert.
  • 13 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors, die ähnlich zu der Abgasanlage von 11 konfiguriert ist. Diese Ausführungsform umfasst weiterhin ein elektrisches Thermactor-Luft-System (ETA-System) 1302, das dem GPF 72 für Regeneration Luft zuführen kann. Die anderen gezeigten Elemente funktionieren in ähnlicher oder gleicher Weise wie die Konfiguration von 11 und werden nicht näher erläutert.
  • 14 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors, die ähnlich zu der Abgasanlage von 11 konfiguriert ist. Diese Ausführungsform umfasst weiterhin ein elektrisches Port-Thermactor-Luft-System (ETA-System) 1402, das dem GPF 72 für Regeneration Luft zuführen kann. Die anderen gezeigten Elemente funktionieren in ähnlicher oder gleicher Weise wie die Konfiguration von 11 und werden nicht näher erläutert.
  • 15 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der GPF 72 stromabwärts der Turbine 164 und der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1506 positioniert sein. Dem Einlass des GPF 72 kann zur Regeneration ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch von einem Kraftstoffdampfbehälter 1508 zugeführt werden, der Kraftstoffdämpfe von dem Kraftstofftank 1510 sammelt. Insbesondere kann Luft beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 212 durch eine Luftpumpe 1502 und/oder den Kompressor 162 von dem Kraftstoffdampfbehälter 1508 gesaugt und zu dem Einlass des GPF 72 geleitet werden, so das Luft stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1506 zugeführt wird.
  • 16 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der GPF 72 stromabwärts der Turbine 164 und der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1604 und stromaufwärts eines Schalldämpfers 1608 positioniert sein. Ferner kann ein Kohlenwasserstofffilter 1614 stromabwärts des GPF 72 positioniert sein und kann beruhend auf dem Betrieb des Ventils 1610 und/oder des Ventils 1612 optional Abgas behandeln. Eine Spülpumpe mit veränderlichem Förderstrom 1616 kann parallel zu dem GPF 72 und stromaufwärts des Kohlenwasserstofffilters 1614 positioniert sein. Unter manchen Bedingungen kann die Pumpe 1616 betrieben werden, um Luft zu dem Einlass des GPF 72 zu saugen. Weiterhin kann das Motorsystem ein PETA-System umfassen, das dem Einlass des GPF mittels Betrieb des Ventils 1606 unter manchen Bedingungen Luft zuführen kann. Das Ventil 1606 kann ein Ladedruckregelventil eines Turboladers sein, der die Turbine 164 umfasst. Das Ladedruckregelventil kann während Kaltstartbedingungen geöffnet werden, um dem GPF 72 Luft für Regeneration zuzuführen. Weiterhin umfasst das Motorsystem einen Niederdruck-AGR-Durchlass 1620. Unter manchen Bedingungen kann mittels des Niederdruck-AGR-Durchlasses 1620 Luft zu dem GPF 72 eingeleitet werden. Wenn zum Beispiel Ansaugkrümmerüberdruck vorliegt, kann Luft durch den Niederdruck-AGR-Durchlass 1620 zu dem GPF 72 geleitet werden.
  • 17 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der Motor 10 ein V-Motor mit separaten Abgasanlagen für jede Motorreihe sein. Weiterhin kann der Motor zwei Turbolader, einen für jede Reihe, umfassen. Jede Abgasanlage kann die gleichen Auslasskomponenten umfassen. Eine erste Abgasanlage kann den GPF 72 stromabwärts einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1704, der Turbine 164 und einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1706 und stromaufwärts einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1708 umfassen. Dem Einlass des GPF 72 kann von dem Auslass der Turbine 164 beruhend auf einem Betrieb des Bypassventils 1707 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1706 umgangen wird. Eine Luftpumpe 1702 kann dem Einlass des GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 1707 Frischluft liefern, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1704, die Turbine 164 und die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1706 umgangen werden.
  • Analog kann eine zweite Abgasanlage einen GPF 1716 umfassen, der stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1712, der Turbine 1658 und der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1714 sowie stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1718 positioniert ist. Dem Einlass des GPF 1716 kann beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 1709 von dem Auslass der Turbine 165 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1714 umgangen wird. Eine Luftpumpe 1710 kann dem Einlass des GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 1707 Frischluft liefern, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1712, die Turbine 165 und die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1714 umgangen werden.
  • 18 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der Motor 10 ein V-Motor mit separaten Abgasanlagen für jede Motorreihe sein, die stromaufwärts des GPF 72, der stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1808 positioniert ist, zusammenlaufen. Weiterhin kann der Motor zwei Turbolader, einen für jede Reihe, umfassen. Jede Abgasanlage kann die gleichen Auslasskomponenten umfassen. Eine erste Abgasanlage kann eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1804, die Turbine 164 und eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1806 stromaufwärts des GPF 72 positioniert umfassen. Dem Einlass des GPF 72 kann von stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1804 oder von stromabwärts der Turbine 165 und von stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1806 beruhend auf einem Betrieb des Bypassventils 1803 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden. Von einer Luftpumpe 1802 kann ferner dem Einlass des GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 1803 Frischluft zugeführt werden. Analog kann eine zweite Abgasanlage eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1812, die Turbine 165 und eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1814 stromaufwärts des GPF 72 positioniert umfassen. Dem Einlass des GPF 72 kann beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 1811 von stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1812 oder von stromabwärts der Turbine 165 und von stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1814 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden. Von einer Luftpumpe 1810 kann ferner dem Einlass des GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 1811 Frischluft zugeführt werden.
  • 19 zeigt eine andere Ausführungsform einer Abgasanlage eines Motors. In der gezeigten Ausführungsform kann der Motor 10 ein V-Motor mit separaten Abgasanlagen für jede Motorreihe sein, die stromaufwärts des GPF 72, der stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1808 positioniert ist, zusammenlaufen. Weiterhin kann der Motor zwei Turbolader, einen für jede Reihe, umfassen. Des Weiteren kann jedes Bypassventil/jeder Bypasskanal das Umgehen von Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen in jeder Abgasanlage zum Erreichen des Einlasses von GPF 72 erleichtern. Eine erste Abgasanlage kann eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1904, eine Turbine 164 und eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1906 stromaufwärts des GPF 72 positioniert umfassen. Analog kann eine zweite Abgasanlage eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1910, eine Turbine 165 und eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 1912 stromaufwärts des GPF 72 positioniert umfassen. Dem Einlass des GPF 72 kann vom Motor 10 beruhend auf einem Betrieb des Bypassventils 1903 ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden, während die Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen 1904, 1906, 1910 und 1912 umgangen werden. Von einer Luftpumpe 1902 kann ferner dem Einlass des GPF 72 beruhend auf dem Betrieb des Bypassventils 1903 Frischluft zugeführt werden.
  • Es versteht sich dass die vorstehend beschriebenen Abgasanlagenkonfigurationen beispielhaft sind und dass andere Konfigurationen umgesetzt werden können. Zudem können in manchen Ausführungsformen Abgasanlagenkomponenten hinzugefügt oder ausgelassen werden, um andere Abgasanlagenkonfigurationen als die vorstehend beschriebenen zu erzeugen.
  • 20–22 zeigen Graphen, die kollektiv den Regenerationsprozess eines GPF in einer Abgasanlage eines Motors der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. 20 ist ein Graph einer GPF-Temperatur (in Grad Celsius) gegen Zeit (in Sekunden). 21 ist ein Graph eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (Lambda) eines Benzinpartikelfilterseinlasses gegen Zeit (in Sekunden). 22 ist ein Graph eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (Lambda) eines Benzinpartikelfilterauslasses gegen Zeit (in Sekunden).
  • Die vorstehend gezeigten Konfigurationen ermöglichen verschiedene Verfahren zum Ausführen von Regeneration eines GPF. Demgemäß werden nun einige dieser Verfahren beispielhaft unter ständigem Bezug auf die vorstehend beschriebenen Konfigurationen und Graphen beschrieben. Es versteht sich aber, dass diese Verfahren sowie andere, die vollständig im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen, auch mittels anderer Konfigurationen möglich gemacht werden können.
  • 23–24 zeigen ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 2300 zum Regenerieren eines Benzinpartikelfilters. Das Verfahren kann weiterhin während Regeneration Diagnose an dem Benzinpartikelfilter durchführen und kann an einer stromaufwärts des Benzinpartikelfilters positionierten Schadstoffbegrenzungsvorrichtung Diagnose durchführen, wenn die Regeneration des Benzinpartikelfilters nicht durchgeführt wird.
  • Bei 2302 kann das Verfahren das Ermitteln von Motorbetriebsbedingungen von Sensoren und Aktuatoren umfassen. In einem Beispiel werden GPF-Beladung, GPF-Temperatur, Luft/Kraftstoff-Verhältnis des GPF-Einlasses, Luft/Kraftstoff-Verhältnis des GPF-Auslasses, Luft/Kraftstoff-Verhältnis von Motorabgas, der Druckabfall über dem GPF, Lufteinlassdruck, Zeit seit Motorstart, Motorlast, Motordrehmomentforderung, Motordrehzahl und eine zu dem Motor eingelassene Luftmenge ermittelt. in anderen beispielhaften Ausführungsformen können beruhend auf spezifischen Aufgaben zusätzliche oder weniger Betriebsbedingungen ermittelt werden.
  • Bei 2304 kann das Verfahren das Ermitteln beruhend auf den Betriebsbedingungen umfassen, ob der GPF regeneriert werden muss oder nicht. Zum Beispiel kann die Ermittlung, den GPF zu regenerieren, auf einem Druckabfall über dem GPF beruhen.
  • Als weiteres Beispiel kann die GPF-Regeneration beruhend auf einem Modell ermittelt werden. Zum Beispiel kann ein Rußansammlungsmodell, das die von einem Motor erzeugte Rußmenge schätzt, die Grundlage für das Regenerieren eines Partikelfilters sein. Wenn die geschätzte Rußmenge einen Rußschwellenwert übersteigt, wird Partikelfilterregeneration ausgelöst. Wenn dagegen ein Druck über dem Partikelfilter von einem Sensor oder einem schätzenden Modell ermittelt wird, kann die Partikelfilterregeneration ausgelöst werden, nachdem der festgestellte oder geschätzte Druck einen Schwellenwert übersteigt. Als weiteres Beispiel kann die GPF-Regeneration beruhend auf Signalen ermittelt werden, die von einem Rußsensor empfangen werden, der stromabwärts des GPF positioniert ist.
  • Ferner können andere Bedingungen aufgenommen werden, die ermitteln, wann der GPF zu regenerieren ist. Zum Beispiel darf die Filterregeneration nicht ablaufen, wenn die Motortemperatur über einer Schwellentemperatur liegt oder wenn die Motortemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt. Weiterhin darf in einem Beispiel die GPF-Regeneration nicht ablaufen, wenn die GPF-Temperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt. In einem noch anderen Beispiel darf die Partikelfilterregeneration einen Zeitraum lang nach Motorstart nicht ablaufen. Zum Beispiel darf die Partikelfilterregeneration nicht ausgelöst werden, bis genügend Zeit für das Stabilisieren von Motordrehzahl nach Motorstart verstrichen ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Partikelfilterregeneration während Schubabschaltung ausgelöst werden. In einer noch anderen Ausführungsform darf die Partikelfilterregeneration nicht ausgelöst werden, sofern nicht die Motorlast größer als ein Lastschwellenwert ist (zum Beispiel kann die Motorlast das Motorsolldrehmoment dividiert durch das gesamte vom Motor verfügbare Drehmoment sein; in anderen Anwendungen kann die Last die Zylinderluftfüllung dividiert durch die gesamte theoretische Zylinderluftfüllung sein), zum Beispiel 0,3 Last. Wenn ermittelt wird, dass der GPF regeneriert werden soll, rückt das Verfahren zu 2306 vor. Ansonsten darf der GPF nicht regeneriert werden und das Verfahren rückt zu 2310 vor.
  • Bei 2306 kann das Verfahren das Anheben der GPF-Temperatur umfassen. In einem Beispiel wird die GPF-Temperatur durch Verstellen der Zündzeiten der Verbrennung auf spät angehoben, während die Verbrennung mittel der Regelung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, die Abgas-Luft/Kraftstoff zwischen unter- und überstöchiometrisch pendeln lässt, aufrechterhalten wird. Durch Verstellen der Zündzeiten auf spät kann die Verbrennung nahe oder während eines Auslassventilöffnens eintreten, so dass mehr Wärme, die während Verbrennung erzeugt wird, von dem Zylinder zu der Abgasanlage übertragen werden kann, um die Abgastemperatur anzuheben. Die Verbrennung kann bei Stöchiometrie gesteuert werden oder zwischen mager und fett pendeln, um den Betrieb der Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung nicht zu stören, die in der Abgasanlage stromaufwärts des GPF positioniert ist. Der GPF-Temperaturanstieg kann gleitend sein, um Wärmeschock des GPF zu unterbinden, um keine Degradation (z. B. Rissbildung) zu verursachen. Die GPF-Temperatur kann zum Beispiel bei einer Rate von etwa 1–10 Grad Celsius pro Sekunden hochgefahren werden.
  • Unter Bezug auf 20–22 kann bei 2002 der erzwungene Regenerationsprozess ausgelöst werden, wie durch den Temperaturanstieg angezeigt wird. Bei 2004 wird gezeigt, wie die GPF-Temperatur auf einen Temperaturschwellenwert ansteigt. Bei 2102 und 2202 wird die Regelung von Luft/Kraftstoff der Verbrennung bei in etwa Stöchiometrie durch den wechselnden Fett/Mager-Zyklus gezeigt. Zunächst erzeugt das Pendelnlassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das in den Partikelfilter eindringt, Pendelungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses stromabwärts des Partikelfilters.
  • Bei 2308 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die GPF-Temperatur größer als ein Temperaturschwellenwert ist. Der Temperaturschwellenwert kann auf jede geeignete Temperatur für das Eintreten von Rußverbrennung gesetzt werden. In einem Beispiel wird der Temperaturschwellenwert auf 600°C gesetzt. Wenn die GPF-Temperatur größer als die Schwellentemperatur ist, bewegt sich das Verfahren zu 2310. Andernfalls ist die GFP-Temperatur nicht größer als die Schwellentemperatur und das Verfahren kehrt zu 2306 zurück, um die GPF-Temperatur weiter anzuheben.
  • Die Lambda-Signale des GPF-Einlasses und -Auslasses (das Wechselverhältnis) können während des Hochfahrens der Temperatur verglichen werden, um den Zustand des GPF zu beurteilen. Bei 2318 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die Zeit, die das Lambda des GPF-Auslasses ständig fett vorbelastet ist, größer als ein Zeitschwellenwert ist. Es kann mit anderen Worten ermittelt werden, ob die stromabwärts erfolgenden Pendelungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausreichend dissipiert sind. Eine ausreichende Dissipation der stromabwärts erfolgenden Pendelung kann umfassen, wenn das stromabwärts vorliegende Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht länger zwischen mager und fett wechselt, auch wenn das stromaufwärts vorhandene Luft/Kraftstoff-Verhältnis weiter zwischen mager und fett wechselt. Der Zeitschwellenwert, den der GPF ständig fett vorbelastet ist, kann auf jeden geeigneten Schwellenwert gesetzt werden, um zu ermitteln, dass Partikeloxidation an dem Unterbau des GPF bei der Schwellentemperatur eintritt. Wenn ermittelt wird, dass die Zeit, da das Lambda des GPF-Auslasses ständig fett vorbelastet ist, größer als der Zeitschwellenwert ist, bewegt sich das Verfahren zu 2318. Andernfalls ist die Zeit, da das Lambda des GPF-Auslasses ständig fett vorbelastet ist, nicht größer als der Zeitschwellenwert und das Verfahren bewegt sich zu 2320.
  • Bei 2320 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die Zeit, da die GPF-Temperatur größer als der Temperaturschwellenwert ist, größer als ein Zeitschwellenwert ist. Diese Ermittlung kann verwendet werden, um die Funktionalität des GPF zu testen. Sobald der GPF den Temperaturschwellenwert erreicht, bei dem Rußoxidation eintritt, sollte mit anderen Worten ein ordnungsgemäß funktionierender GPF ein Auslass-Lambda erzeugen, das fett vorbelastet ist, so dass, wenn das Lambda des GPF-Auslasses nicht fett vorbelastet ist, wenn der Zeitschwellenwert, bei dem die GPF-Temperatur bei der Schwellentemperatur liegt, verstrichen ist, der GPF nicht ordnungsgemäß funktioniert und das Verfahren sich zu 2336 bewegt. Andernfalls ist die Zeit, da die GPF-Temperatur bei dem Temperaturschwellenwert liegt, nicht größer als der Zeitschwellenwert und das Verfahren kehrt zu 2318 zurück.
  • Bei 2322 wurde ermittelt, dass die GPF-Temperatur bei der Schwellentemperatur liegt und das Lambda des GPF-Auslasses für einen Zeitschwellenwert fett vorbelastet wurde, somit kann das Verfahren das Abmagern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases umfassen, das in den Partikelfilter eindringt. Zum Beispiel kann das Abmagern das Einleiten von sekundärer Luft oder Frischluft zwischen der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung (z. B. Dreiwegekatalysator) und dem Einlass des GPF umfassen. Das Zugeben von sekundärer Luft kann Sauerstoff vorsehen, um Partikeloxidation zu unterstützen sowie Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxidschlupf in dem GPF zu bereinigen. Die sekundäre Luft kann stromabwärts der stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung eingeleitet werden, um nicht die stromaufwärts befindliche Schadstoffbegrenzungsvorrichtung vorzubelasten, so dass sie mager wird und Emissionsschlupf verursacht.
  • Wie vorstehend erläutert kann sekundäre Luft auf verschiedene Weise entsprechend Systemkonfigurationen und Betriebsbedingungen eingeleitet werden. Zum Beispiel kann das Einleiten von sekundärer Luft das Aktivieren einer Luftpumpe umfassen, die Luft in den GPF-Einlass pumpt. Als weiteres Beispiel kann das Einleiten von sekundärer Luft das Leiten von Luft durch einen Hochdruck-AGR-Durchlass und das Umgehen von Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen stromaufwärts des GPF mittels Steuerung eines oder mehrerer Ventile umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Einleiten sekundärer Luft das Leiten von Luft durch einen Niederdruck-AGR-Durchlass umfassen. Unter manchen Bedingungen kann Stauluft verwendet werden, um sekundäre Luft zu dem GPF-Einlass einzuleiten. Das Einleiten von sekundärer Luft kann einen Anstieg der Oxidationsrate von Ruß in dem GPF bewirken, was zu einem Anstieg des Wirkungsgrads von GPF-Regeneration und einer Abnahme von GPF-Regerationszeit führt.
  • Bei 2324 kann das Verfahren das Steuern von Luft-Kraftstoff umfassen, um den Auslass einer stromaufwärtigen oder Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung bei stöchiometrischen Bedingungen zu halten. Das Verfahren kann mit anderen Worten das Pendelnlassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das in die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung eindringt, umfassen. Durch Betreiben bei Stöchiometrie kann die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung schnell auf eine Anspringtemperatur gebracht werden und wird nicht von dem aufbereitenden Motorabgas gestört, so dass kein Emissionsschlupf hervorgerufen wird.
  • Bei 2326 kann das Verfahren in manchen Ausführungsformen das Steuern von Luft/Kraftstoff umfassen, um den GPF-Einlass fett vorzubelasten, um dem GPF-Einlass zusätzliche Kohlenwasserstoffe zu liefern, um die Verbrennung von Rußpartikeln zu verbessern, wenn die sekundäre Luft eingelassen wird. Dieser Betrieb kann in Ausführungsformen durchgeführt werden, bei denen der GPF eine katalysierte Schicht umfasst.
  • Unter Bezug auf 20–22 ist bei 2006 die GPF-Temperatur auf den Temperaturschwellenwert angehoben worden, bei dem Rußpartikel verbrennen. Entsprechend sind bei 2204 die Pendelungen ausreichend dissipiert und das Lambda des GPF-Auslasses ist über eine Zeit fett vorbelastet, die größer als ein Zeitschwellenwert ist, was Rußverbrennung anzeigt. Demgemäß kann das Abmagern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von Abgas, das in den Partikelfilter eindringt, durchgeführt werden. Zum Beispiel kann sekundäre Luft zu dem GPF eingeleitet werden, was bewirkt, dass das Lambda des GPF-Auslasses mager vorbelastet wird. Wie bei 2104 gezeigt kann das Lambda des GPF-Einlasses in manchen Fällen auf fett vorbelastet werden, um während GPF-Regeneration Rußoxidation zu verbessern.
  • Bei 2328 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die GPF-Temperatur größer als die Schwellentemperatur ist und das Lambda des GPF-Auslasses größer als ein Lambdaschwellenwert ist, In manchen Ausführungsformen kann ermittelt werden, ob das stromabwärts vorliegende Luft/Kraftstoff-Verhältnis über einen Schwellenbetrag steigt. Der Lambdaschwellenwert kann jeder geeignete Lambdawert sein, der größer als eins oder mager vorbelastet ist. Die erhöhte Temperatur und die magere Vorbelastung können anzeigen, dass die Rußbeladung des GPF verringert ist und der GPF regeneriert wurde. Weiterhin kann die Anzeige, dass die Regeneration endet, das Normalisieren von Abgasdruck umfassen, bevor die GPF-Temperatur zu sinken beginnt. Wenn ermittelt wird, dass die GPF-Temperatur größer als die Schwellentemperatur ist und das Lambda des GPF-Auslasses größer als der Lambdaschwellenwert ist, bewegt sich das Verfahren zu 2332. Andernfalls ist das Lambda des GPF-Auslasses nicht größer als der Lambdaschwellenwert und das Verfahren bewegt sich zu 2330.
  • In manchen Fällen kann das Verfahren zum Beispiel, wenn sich der GPF bei teilweiser Beladung befindet, bei 2328 das Ermitteln umfassen, ob eine Zeit seit Start der Regeneration größer als ein Zeitschwellenwert ist. Der Zeitschwellenwert kann auf eine Dauer festgelegt sein, die auf der GPF-Rußbeladung und/oder einem GPF-Regenerationsmodell beruht, das eine geschätzte Zeit für Regeneration vorsieht. Wenn die Zeit größer als der Zeitschwellenwert ist, bewegt sich das Verfahren zu 2332. Ansonsten ist die Zeit nicht größer als der Zeitschwellenwert und das Verfahren bewegt sich zu 2330.
  • Bei 2330 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die Zeit, bei der das Lambda des GPF-Auslasses fett vorbelastet wird, nachdem sekundäre Luft eingeleitet wurde, kleiner als ein Zeitschwellenwert. Wenn das Lambda des GPF-Auslasses mit anderen Worten während Regeneration nicht lang genug mager ist, dann kann ermittelt werden, dass der GPF Ruß nicht ordnungsgemäß speicherte und nicht ordnungsgemäß funktioniert. In manchen Fällen kann diese Ermittlung beruhend auf dem Delta zwischen einem O2-Sensor, der stromaufwärts des GPF positioniert ist, und einem O2-Sensor, der stromabwärts des GPF positioniert ist, ausgeführt werden. Wenn ermittelt wird, dass die Zeit, bei der das Lambda des GPF-Auslasses fett vorbelastet ist, nachdem sekundäre Luft eingeleitet wurde, kleiner als der Zeitschwellenwert ist, bewegt sich das Verfahren zu 2336. Andernfalls wird ermittelt, dass die Zeit, bei der das Lambda des GPF-Auslasses fett vorbelastet ist, nachdem sekundäre Luft eingeleitet wurde, nicht kleiner als der Zeitschwellenwert ist und das Verfahren kehrt zu 2322 zurück.
  • Bei 2336 kann das Verfahren das Setzen einer GPF-Degradationsbedingung umfassen. Die GPF-Degradationsbedingung kann anzeigen, dass der GPF nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert. In manchen Ausführungsformen kann das Setzen der Degradationsbedingung das Auslösen eines Fehlercodes der Onbord-Diagnose (OBD) umfassen, um einen Fahrer des Fahrzeugs zu warnen, dass der GPF ausgetauscht werden muss. In manchen Ausführungsformen kann das Setzen der GPF-Degradationsbedingung das Anpassen und/oder Beschränken von Fahrzeugbetrieb umfassen.
  • Bei 2332 wurde ermittelt, dass die GPF-Regeneration abgeschlossen ist, somit kann das Verfahren das Verringern der Abmagerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases umfassen, das in den Partikelfilter eindringt. Zum Beispiel kann das Verringern der Abmagerung das Verringern oder Stoppen des Einleitens von Frischluft oder sekundärer Luft umfassen. Zum Beispiel kann das Stoppen von Einspritzung sekundärer Luft das Stoppen des Betriebs einer Luftpumpe oder das Ändern des Zustands von Ventilen umfassen, die den Hochdruck- und/oder Niederdruck-AGR-Durchlässen zugeordnet sind. Bei 2334 kann das Verfahren das Senken der GPF-Temperatur umfassen, und das Verfahren endet oder kehrt zu anderen Schritten zurück. Zum Beispiel kann das Senken der GPF-Temperatur das Verstellen der Zündzeiten auf früh umfassen.
  • Unter Bezug auf 20–22 wurde bei 2008 die GPF-Regeneration gestoppt oder abgeschlossen und das Verringern der GPF-Temperatur beginnt. Entsprechend wird bei 2206 die Einspritzung sekundärer Luft gestoppt und die Abmagerung des Lambdas des GPF-Auslasses wird verringert. Ferner kehren bei 2106 und 2208 das Lambda des GPF-Einlasses und das Lambda des GPF-Auslasses zu stöchiometrischem Betrieb oder zu Pendeln zwischen fett und mager zurück.
  • Weiter zu 2310 wurde ermittelt, dass die GPF-Regeneration nicht erfolgt. Da die GPF-Regeneration nicht erfolgt, kann die Diagnose an der stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung (z. B. TCW) ohne Stören durch Einspritzung sekundärer Luft ausgeführt werden, die während GPF-Regeneration erfolgen würde. Bei 2310 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die GPF-Temperatur kleiner als ein Temperaturschwellenwert ist. Wenn die GPF-Temperatur kleiner als die Schwellentemperatur ist, kann eine Diagnose der stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung ohne Störung durch den GPF vorgenommen werden, und das Verfahren bewegt sich zu 2312. Insbesondere in Ausführungsformen, bei denen der GPF eine katalysierte Schicht umfasst, kann ein O2-Sensor, der stromabwärts des GPF positioniert ist und der für Diagnose verwendet werden kann, durch das heiße Abgas beeinflusst werden, das von dem GPF strömt. Ansonsten ist die GPF-Temperatur nicht kleiner als die Schwellentemperatur und der GPF kann die Diagnose der stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung stören, so dass eine Diagnose der stromaufwärts liegenden Schadstoffbegrenzungsvorrichtung nicht ausgeführt wird, und das Verfahren endet oder kehrt zu anderen Schritten zurück.
  • Bei 2312 kann das verfahren das Anpassen von Luft/Kraftstoff zwischen fettem und magerem Betrieb umfassen. Dies kann das Anpassen von fett zu mager oder fett zu mager umfassen. Dieser Wechsel kann ein oder mehrere Male ausgeführt werden, um einen Zuverlässigkeitswert der Sensormesswerte zu erhöhen.
  • Bei 2314 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die Zeit für einen Wechsel eines stromabwärts vorliegenden Lambda-Messwerts (mager zu fett oder fett zu mager) größer als ein Zeitschwellenwert ist. Wenn die Zeit für das Wechseln des stromabwärts vorliegenden Lambda-Messwerts nicht größer als der Zeitschwellenwert ist, ist die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung nicht degradiert und das Verfahren endet oder kehrt zu anderen Schritten zurück. Andernfalls ist die Zeit für das Wechseln des stromabwärts vorliegenden Lambda-Messwerts größer als der Zeitschwellenwert und das Verfahren bewegt sich zu 2316.
  • Bei 2316 umfasst das Verfahren das Setzen einer Degradationsbedingung einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung. Die Degradationsbedingung der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung kann anzeigen, dass die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung nicht länger ordnungsgemäß funktioniert. In manchen Ausführungsformen kann das Setzen der Degradationsbedingung das Auslösen eines OBD-Fehlercodes umfassen, um einen Fahrer des Fahrzeugs zu warnen, dass die Schadstoffbegrenzungsvorrichtung ausgetauscht werden muss. In manchen Ausführungsformen kann das Setzen der Degradationsbedingung der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung das Anpassen oder Beschränken von Fahrzeugbetrieb umfassen.
  • Das vorstehende Verfahren kann ausgeführt werden, um das Einleiten von sekundärer Luft stromabwärts einer Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung am Einlass eines GPF für schnelle und effiziente Regeneration zu steuern. Insbesondere kann durch Anheben der GPF-Temperatur zum Auslösen von Rußoxidation und Ermitteln, wann der GPF ständig fett vorbelastet ist, was anzeigt, dass Rußoxidation begonnen hat, sekundäre Luft für GPF-Regeneration in präziser Weise eingeleitet werden. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad der GPF-Regeneration angehoben werden und die Zeit für das Eintreten von GPF-Regeneration verringert werden. Zudem kann durch Steuern von Luft/Kraftstoff bei Stöchiometrie und Einleiten von sekundärer Luft stromabwärts der Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung die GPF-Regeneration durchgeführt werden, ohne ein mageres Vorbelasten der Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung herbeizuführen. Auf diese Weise kann der GPF ohne Bewirken von Emissionsschlupf aus der Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung regeneriert werden.
  • Weiterhin kann das vorstehende Verfahren durchgeführt werden, um die Funktionalität des GPF oder der Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung beruhend auf den Betriebsbedingungen des Motors und der Abgasanlage zu diagnostizieren. Insbesondere kann die GPF-Diagnose während GPF-Regeneration ausgeführt werden, und die Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung kann zu anderen Zeiten als GPF-Regeneration ausgeführt werden, da das Einleiten von sekundärer Luft während GPF-Regeneration die Messwerte eines stromabwärts befindlichen O2-Sensors beeinflussen kann, der für die Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung verwendet wird. Die Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung kann insbesondere auf Systemkonfigurationen anwendbar sein, die einen O2-Sensor stromaufwärts der Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und einen O2-Sensor stromabwärts des GPF umfassen.
  • 25 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 2500 zum Steuern von Verbrennung, während GPF-Regeneration mittels Regelung von Luft/Kraftstoff berücksichtigt wird. Das Verfahren kann weiterhin GPF-Regeneration berücksichtigen, wenn es eine Diagnose einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung ausführt. Das Verfahren kann in einem System ausgeführt werden, das mit einem ersten O2-Sensor, der stromaufwärts einer stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung positioniert ist, und einem zweiten O2-Sensor, der stromabwärts eines GPF positioniert ist, konfiguriert ist. Bei 2502 kann das Verfahren das Ermitteln von Motorbetriebsbedingungen von Sensoren und Aktuatoren umfassen.
  • Bei 2504 kann das Verfahren das Ermitteln beruhend auf den Betriebsbedingungen umfassen, ob der GPF regeneriert werden muss oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass der GPF regeneriert werden muss, bewegt sich das Verfahren zu 2506. Ansonsten muss der GPF nicht regeneriert werden und das Verfahren bewegt sich zu 2516.
  • Bei 2506 kann das Verfahren das Anheben der GPF-Temperatur umfassen. In einem Beispiel wird die GPF-Temperatur durch Verstellen der Zündzeiten der Verbrennung auf spät angehoben, während die Verbrennung bei Stöchiometrie gehalten wird. Der GPF-Temperaturanstieg kann gleitend sein, um Wärmeschock des GPF zu unterbinden, um keine Degradation (z. B. Rissbildung) zu verursachen.
  • Bei 2508 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob die GPF-Temperatur größer als ein Temperaturschwellenwert ist und ob eine Zeit, die das Lambda des GPF-Auslasses kleiner als eins oder fett vorbelastet ist, größer als ein Zeitschwellenwert ist. Diese Ermittlung kann anzeigen, ob der GPF eine Temperatur erreicht hat, die für das Erfolgen von Rußoxidation geeignet ist, was durch die fette Vorbelastung des Lambda des GPF-Auslasses angezeigt wird. Zudem kann die Ermittlung anzeigen, ob Betriebsbedingungen für Einspritzung sekundärer Luft zum Unterstützen von GPF-Regeneration geeignet sind. Wenn die GPF-Temperatur größer als die Schwellentemperatur ist und die Zeit, da das Lambda des GPF-Auslasses fett vorbelastet ist, größer als der Zeitschwellenwert ist, bewegt sich das Verfahren zu 2510. Andernfalls ist die GFP-Temperatur nicht größer als die Schwellentemperatur und die Zeit, da das Lambda des GPF-Auslasses fett vorbelastet ist, ist nicht größer als der Zeitschwellenwert und das Verfahren kehrt zu 2506 zurück.
  • Bei 2510 kann das Verfahren das Arbeiten in einem ersten Modus umfassen, was das Anpassen von Luft/Kraftstoff mittels Regelung mit Rückführung beruhend auf Signalen von einem O2-Sensor, der stromaufwärts des GPF positioniert ist, und nicht beruhend auf Signalen von einem O2-Sensor, der stromabwärts des GPF positioniert ist, umfasst. Unter Bezug auf 2 kann eine Abgasanlage einen stromaufwärts befindlichen O2-Sensor umfassen, der stromaufwärts des GPF 72 und stromaufwärts der Stelle positioniert ist, an der sekundäre Luft eingeleitet wird, beispielsweise stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung 71. Weiterhin kann die Abgasanlage einen stromabwärts befindlichen O2-Sensor umfassen, der stromabwärts des GPF 72 positioniert ist. Die Regelung von Luft/Kraftstoff kann auf dem stromaufwärts befindlichen O2-Sensor und nicht auf dem stromabwärts befindlichen O2-Sensor beruhen, da das Einleiten sekundärer Luft zum Unterstützen von GPF-Regeneration die Messwerte des stromabwärts befindlichen O2-Sensors beeinflussen kann, was die Messwerte unter manchen Bedingungen weniger genau werden lässt. Da der stromaufwärts befindliche O2-Sensor stromaufwärts der Einspritzung sekundärer Luft positioniert ist, werden seine Messwerte nicht von dem Einleiten sekundärer Luft beeinflusst.
  • Bei 2512 kann das Verfahren das Ignorieren der Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung umfassen. Zum Beispiel kann unter Bezug auf 23–24 die Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung, die bei 2310–2316 ausgeführt wird, Messwert zwischen dem stromaufwärts befindlichen O2- und dem stromabwärts befindlichen O2-Sensor vergleichen. Da die Messwerte des stromabwärts befindlichen O2-Sensors aufgrund des Einleitens von sekundärer während GPF-Regeneration weniger genau sein können, kann die Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung eine falsche Diagnose der stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung vorsehen. Somit ist die Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung zu ignorieren. In manchen Ausführungsformen kann das Ignorieren der Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung das Deaktivieren der Diagnose während GPF-Regeneration umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung ausgeführt werden und die Ergebnisse der Diagnose können ignoriert werden.
  • Bei 2514 kann das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob GPF-Regeneration vorbei ist. Zum Beispiel kann die Ermittlung beruhend auf der Temperatur des GPF, dem Lambda des GPF-Auslasses, dem Stoppen des Einleitens sekundärer Luft, einer Zeit seit Beginn der GPF-Regeneration im Verhältnis zu einem Zeitschwellenwert oder einer Kombination derselben erfolgen. Wenn ermittelt wird, dass die GPF-Regeneration vorbei ist, bewegt sich das Verfahren zu 2516. Ansonsten ist die GPF-Regeneration nicht vorbei und das Verfahren kehrt zu 2510 zurück.
  • Bei 2516 kann das Verfahren das Arbeiten in einem zweiten Modus umfassen, der das Anpassen von Luft/Kraftstoff mittels Regelung mit Rückführung beruhend auf Signalen von einem O2-Sensor, der stromaufwärts des GPF positioniert ist, und beruhend auf Signalen von einem O2-Sensor, der stromabwärts des GPF positioniert ist, umfasst. Da die GPF-Regeneration nicht erfolgt und sekundäre Luft nicht eingeleitet wird, können sowohl der stromaufwärts befindliche O2-Sensor als auch der stromabwärts befindliche O2-Sensor präzise Messwerte vorsehen, die für Regelung von Luft/Kraftstoff mit Rückführung verwendet werden können.
  • Bei 2518 kann das Verfahren das Bestätigen der Diagnose der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung umfassen. Die Diagnose der stromaufwärts befindlichen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung, die zum Beispiel bei 2310–2316 von Verfahren 2300 ausgeführt wird, kann die Messwerte von dem stromaufwärts befindlichen O2-Sensor und dem stromabwärts befindlichen O2-Sensor vergleichen. Da die sekundäre Luft beider O2-Sensoren nicht eingeleitet wird, können beide O2-Sensoren geeignet genaue Messwerte aufweisen, die verwendet werden können, um eine genaue Diagnose des stromaufwärts befindlichen O2-Sensors auszuführen.
  • Durch Arbeiten in einem ersten Modus der Luft/Kraftstoff-Regelung mit Rückführung, die das Verwenden von Messwert von einem stromaufwärts befindlichen O2-Sensor und nicht das Verwenden von Messwerten von einem stromabwärts befindlichen O2-Sensor während GPF-Regeneration, bei der sekundäre Luft zu dem GPF eingeleitet wird, umfasst, kann eine präzise Luft/Kraftstoff-Steuerung während GPF-Regeneration ausgeführt werden. Zudem kann durch Arbeiten in einem zweiten Modus einer Luft/Kraftstoff-Regelung mit Rückführung, die das Verwenden von Messwert von einem stromaufwärts befindlichen O2-Sensor und das Verwenden von Messwert von einem stromabwärts befindlichen O2-Sensor bei Nichteinleiten von sekundärer Luft zu dem GPF umfasst, eine Luft/Kraftstoff-Steuerung mit erhöhter Zuverlässigkeit unter Verwenden von Messwerten von beiden O2-Sensoren durchgeführt werden. Auf diese Weise kann eine Luft/Kraftstoff-Regelung mit Rückführung robuster ausgelegt werden.
  • Weiterhin können durch Ignorieren von Schadstoffbegrenzungsdiagnose während GPF-Regeneration falsche Diagnoseergebnisse, die durch einen weniger genauen Messwert von einem O2-Sensor, der stromabwärts des GPF positioniert ist, hervorgerufen werden, vermieden werden. Auf diese Weise kann eine Diagnose einer Schadstoffbegrenzungsvorrichtung robuster ausgelegt werden.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren kann durch Einleiten sekundärer Luft an einer Stelle in einer Abgasanlage stromabwärts eines Katalysators und stromaufwärts eines Partikelfilters Ruß, der in dem Partikelfilter gehalten wird, oxidiert werden, ohne das Behandeln von Motorabgasen in einem stromaufwärts befindlichen Katalysator zu stören. Zum Beispiel kann während Teilgasbedingungen die Motorabgasemission, die aus HC, CO und NOx besteht, mittels eines Dreiwegekatalysators zu N2, CO2 und H2O umgewandelt werden. Diese induzierten katalytischen Reaktionen sind aber effizienter, wenn sich Motorabgase nahe stöchiometrischen Bedingungen befinden. Ferner kann Ruß, der in einem Partikelfilter angesammelt ist, der in einer Abgasanlage angeordnet ist, zu CO2 umgewandelt werden, wenn ausreichend Sauerstoff und Temperatur an dem Partikelfilter vorhanden sind. Das Einleiten von Sauerstoff von dem Einlasssystem zu einer Stelle in der Abgasanlage stromabwärts eines Katalysators und stromaufwärts eines Partikelfilters lässt Gase, die in den Katalysator eindringen, nahe Stöchiometrie bleiben, während es auch das Vorhandensein von Sauerstoff an dem Partikelfilter zulässt.
  • Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Im Einzelnen kann die Vorgehensweise Motoremissionen verbessern, indem sie einen Katalysator in einem effizienten Arbeitsfenster arbeiten lässt, während sie gleichzeitig einen Partikelfilter regeneriert. Ferner lässt das vorliegende Verfahren AGR zu dem Motor strömen, während ein Partikelfilter regeneriert wird. Des Weiteren kann die Rate der Partikelmaterialoxidation durch Steuern des Stroms zwischen dem Einlasssystem und der Abgasanlage von Rückmeldung eines Sauerstoffsensors, der sich stromabwärts des Partikelfilters befindet, geregelt werden.
  • Es versteht sich, dass die hierin offenbarten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Systemkonfigurationen verwendet werden können. Diese Routinen können ein oder mehrere unterschiedliche Verarbeitungsstrategien darstellen, beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können die offenbarten Prozessschritte (Arbeitsabläufe, Funktionen und/oder Maßnahmen) einen Code darstellen, der in ein maschinell lesbares Speichermedium in einem elektronischen Steuersystem einzuprogrammieren ist.
  • Es versteht sich, dass manche der hierin beschriebenen und/oder veranschaulichten Prozessschritte ausgelassen werden können, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Analog muss die gezeigte Folge der Prozessschritte nicht immer erforderlich sein, um die gewollten Ergebnisse zu erreichen, wird aber für einfache Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Einer oder mehrere der gezeigten Schritte, Funktionen oder Arbeitsabläufe können abhängig von der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden. In manchen Ausführungsformen können Prozessschritte in anderen Steuerverfahren und Routinen als den gezeigten verwendet werden. Zum Beispiel können in Verfahren 2300 verwendete Prozessschritte in das Verfahren 2500 integriert werden und umgekehrt.
  • Schließlich versteht sich, dass die hierin beschriebenen Erzeugnisse, Systeme und Verfahren beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen oder Beispiele nicht einschränkend aufgefasst werden dürfen, da zahlreiche Abänderungen in Betracht gezogen werden. Demgemäß umfasst die vorliegende Offenbarung alle neuartigen und nicht nahe liegenden Kombinationen und Unterkombinationen der hierin offenbarten verschiedenen Systeme und Verfahren sowie alle Entsprechungen derselben.

Claims (21)

  1. Motorsystem, welches umfasst: einen Motor, der konfiguriert ist, um Luft und mindestens eines von Benzin und Alkohol zu verbrennen; eine Abgasanlage, die konfiguriert ist, um Abgas von dem Motor aufzunehmen, wobei die Abgasanlage umfasst: eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung; einen Partikelfilter, der stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung positioniert ist; einen Sauerstoffsensor, der stromabwärts des Partikelfilters positioniert ist; und einen Temperatursensor, der konfiguriert ist, um eine Temperatur des Partikelfilters vorzusehen; und ein Steuergerät, das konfiguriert ist, um während Regeneration des Partikelfilters eine Temperatur des Partikelfilters anzuheben und als Reaktion darauf, dass eine von dem Temperatursensor vorgesehene Temperatur des Partikelfilters größer als ein Temperaturschwellenwert ist und dass eine Zeit, die ein Lambda des Sauerstoffsensors fett vorbelastet ist, größer als ein Zeitschwellenwert ist, sekundäre Luft zu einer Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters einzuleiten.
  2. System nach Anspruch 1, welches weiterhin umfasst: eine Luftpumpe; und dass das Steuergerät konfiguriert ist, um sekundäre Luft durch Betreiben der Luftpumpe, um sekundäre Luft zu einer Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters zu pumpen, einzuleiten.
  3. System nach Anspruch 1, welches weiterhin umfasst: einen Turbolader mit einer Turbine; und dass das Steuergerät konfiguriert ist, um sekundäre Luft durch Leiten von sekundärer Luft von einem Auslass des Kompressors zu der Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters einzuleiten.
  4. System nach Anspruch 1, welches weiterhin umfasst: einen Abgasrückführungsdurchlass, der mit dem Einlass des Partikelfilters in Fluidverbindung steht; und dass das Steuergerät konfiguriert ist, um sekundäre Luft durch Leiten von sekundärer Luft von dem Abgasrückführungsdurchlass zu der Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters einzuleiten.
  5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführungsdurchlass ein Hochdruck-Abgasrückführungsdurchlass in Fluidverbindung mit einem Auslass einer Kompressionsvorrichtung und dem Einlass des Partikelfilters ist; und dass das Steuergerät konfiguriert ist, um sekundäre Luft durch Leiten von sekundärer Luft von dem Auslass der Kompressionsvorrichtung durch den Hochdruck-Abgasrückführungsdurchlass zu der Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters einzuleiten.
  6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführungsdurchlass ein Niederdruck-Abgasrückführungsdurchlass in Fluidverbindung mit einem Lufteinlass des Motors und dem Einlass des Partikelfilters ist; und dass das Steuergerät konfiguriert ist, um sekundäre Luft durch Leiten von sekundärer Luft von dem Lufteinlass durch den Niederdruck-Abgasrückführungsdurchlass zu der Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters einzuleiten.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Luft mittels Überdrucks der Ansaugkrümmerluft durch den Niederdruck-Abgasrückführungsdurchlass geleitet wird.
  8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dafür auslegt ist, das Einleiten der sekundären Luft als Reaktion darauf zu stoppen, dass die von dem Temperatursensor vorgesehene Temperatur des Partikelfilters größer als der Temperaturschwellenwert ist und das Lambda des Sauerstoffsensors größer als ein Lambdaschwellenwert ist.
  9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dafür auslegt ist, das Einleiten sekundärer Luft als Reaktion auf mindestens eines von: einer Zeit seit Partikelfilter-Regenerationsstart, die größer als ein Zeitschwellenwert ist, einem Partikelfilter-Einlassdruck, der größer als ein Druckschwellenwert ist, und einem Rußwert, der größer als ein Rußreduktionsschwellenwert ist, zu stoppen.
  10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dafür ausgelegt ist, die Temperatur des Partikelfilters durch Verstellen der Zündzeiten des Motors auf spät anzuheben.
  11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dafür ausgelegt ist, die Temperatur des Partikelfilters durch Hochfahren der Temperatur des Partikelfilters bei einer Rate von zwischen 1 und 10 Grad Celsius pro Sekunde anzuheben.
  12. Verfahren zum Ausführen von Regeneration eines Partikelfilters eines Fremdzündungsmotors mit einer Abgasanlage, die den Partikelfilter, eine stromaufwärts des Partikelfilters positionierte Schadstoffbegrenzungsvorrichtung, einen dafür ausgelegten Temperatursensor, eine Temperatur des Partikelfilters vorzusehen, und einen stromabwärts des Partikelfilters positionierten stromabwärts befindlichen Sauerstoffsensor umfasst, wobei das Verfahren umfasst: während Regeneration des Partikelfilters das Anheben einer Temperatur des Partikelfilters; als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Partikelfilters größer als ein Temperaturschwellenwert ist und dass eine Zeit, die ein Lambda des stromabwärts befindlichen Sauerstoffsensor fett vorbelastet ist, größer als ein Zeitschwellenwert ist, das Einleiten sekundärer Luft zu einer Stelle stromabwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung und stromaufwärts des Partikelfilters; und als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Partikelfilters größer als der Temperaturschwellenwert ist und dass die Zeit, die das Lambda des stromabwärts befindlichen Sauerstoffsensors fett vorbelastet ist, nicht größer als der Zeitschwellenwert ist, das Setzen einer Partikelfilter-Degradationsbedingung.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, welches weiterhin umfasst: als Reaktion darauf, dass eine Zeit, bei der das Lambda des stromabwärts befindlichen Sauerstoffsensors nach dem Einleiten sekundärer Luft zu dem Einlass des Partikelfilters mager vorbelastet ist, nicht größer als ein zweiter Schwellenwert ist, das Setzen einer Partikelfilter-Degradationsbedingung.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage einen stromaufwärts befindlichen Sauerstoffsensor umfasst, der stromaufwärts der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung positioniert ist, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: während Regeneration des Partikelfilters das Halten von Luft/Kraftstoff an einem Einlass der Schadstoffbegrenzungsvorrichtung mit Luft/Kraftstoff-Pendeln zwischen über- und unterstöchiometrisch beruhend auf einer Rückmeldung mit Rückführung von dem stromaufwärts befindlichen Sauerstoffsensor.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten sekundärer Luft zu dem Einlass des Partikelfilters mindestens eines von Betreiben einer Luftpumpe und Leiten sekundärer Luft durch einen Abgasrückregenerationsdurchlass zu dem Einlass des Partikelfilters umfasst.
  16. Verfahren zum Betreiben eines Fremdzündungsmotors mit einem Dreiwegekatalysator und einem Partikelfilter stromabwärts desselben, welches umfasst: Pendeln eines in den Partikelfilter eindringenden Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, um stromabwärts des Partikelfilters Pendelungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu erzeugen, während die Abgastemperatur angehoben wird; wenn die stromabwärts vorliegenden Pendelungen ausreichend dissipiert sind, Abmagern des in den Partikelfilter eindringenden Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses; und Verringern der Abmagerung, wenn ein Betriebsparameter jenseits eines Schwellenbetrags liegt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter eine Temperatur des Partikelfilters ist, die über einen Temperaturschwellenwert steigt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, welches weiterhin das Beenden der Abmagerung umfasst, wenn ein ausreichender Abgastemperaturverlust eingetreten ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter ein Partikelfilter-Einlassdruck ist, der sich stabilisiert und dann unter einen Druckschwellenwert fällt.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter eine verstrichene Zeit ist, die einen Zeitschwellenwert übersteigt.
  21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine ausreichende Dissipation der stromabwärts vorliegenden Pendelungen umfasst, wenn das stromabwärts vorliegende Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht länger zwischen mager und fett wechselt, auch wenn das stromaufwärts vorliegende Luft/Kraftstoff-Verhältnis weiter zwischen mager und fett wechselt, und die Abmagerung das Einleiten von Frischluft zwischen den Dreiwegekatalysator und den Partikelfilter umfasst.
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