DE102011081309B3 - Method for operating burner in exhaust system of internal combustion engine of motor vehicle, involves setting smaller burner power in region at which air-fuel ratio is greater than one so as to reduce thermal load of burner - Google Patents

Method for operating burner in exhaust system of internal combustion engine of motor vehicle, involves setting smaller burner power in region at which air-fuel ratio is greater than one so as to reduce thermal load of burner Download PDF

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Abstract

The method involves heating an oxidation catalyst (8) depending on a burner power. Burner (10) arranged in the component (7) of an exhaust system (4) is operated by varying supplied air volume and fuel quantity. Thermal load of the burner and the exhaust system is reduced by setting smaller burner power in the region at which air-fuel ratio is greater than 1, and by setting greater burner power in the region at which air-fuel ratio is less than 1. An independent claim is included for exhaust system of internal combustion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners, der in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet ist, insbesondere stromauf eines Oxidationskatalysators. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einem derartigen Brenner ausgestattete Abgasanlage.The present invention relates to a method for operating a burner which is arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, in particular upstream of an oxidation catalytic converter. The invention also relates to an exhaust system equipped with such a burner.

Moderne Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen beinhalten effiziente Abgasbehandlungseinrichtungen, wie zum Beispiel SCR-Anlagen, NOx-Speicher und Partikelfilter. Damit bestimmte Abgasbehandlungseinrichtungen, wie z. B. Katalysatoren, optimal arbeiten können, müssen sie eine vorbestimmte Mindestbetriebstemperatur aufweisen. Ferner ist es zum Regenerieren bestimmter Abgasbehandlungseinrichtungen, wie z. B. Partikelfilter, häufig erforderlich, diese auf eine Regenerationstemperatur aufzuheizen. Um diese Temperaturniveaus unabhängig vom Betriebszustand der jeweiligen Brennkraftmaschine erreichen zu können sowie zur Verkürzung einer Kaltstartphase der Brennkraftmaschine, ist es möglich, die Abgasanlage zusätzlich mit einem Oxidationskatalysator auszustatten, der bezüglich der aufzuheizenden Komponenten stromauf angeordnet ist. Dabei ist es grundsätzlich möglich, den jeweiligen Oxidationskatalysator auch in Form einer katalytisch aktiven Beschichtung in die jeweilige, aufzuheizende Komponente zu integrieren. Stromauf dieses Oxidationskatalysators kann dann eine eigene Kraftstoffversorgung angeordnet sein, mit deren Hilfe ein Kraftstoff, sogenannter Sekundärkraftstoff, in den Abgasstrom eingebracht wird. Dieser Kraftstoff kann dann im Oxidationskatalysator umgesetzt werden, wodurch sich die Abgasströmung stark aufheizt. Das heiße Abgas kann dann zum Aufheizen der nachfolgenden Komponenten genutzt werden.Modern exhaust systems of internal combustion engines include efficient exhaust gas treatment devices, such as SCR systems, NOx storage and particulate filter. So that certain exhaust treatment facilities, such. As catalysts can work optimally, they must have a predetermined minimum operating temperature. Furthermore, it is for regenerating certain exhaust treatment devices, such. As particulate filter, often required to heat them to a regeneration temperature. In order to be able to achieve these temperature levels independently of the operating state of the respective internal combustion engine and to shorten a cold start phase of the internal combustion engine, it is possible to equip the exhaust system additionally with an oxidation catalyst, which is arranged upstream with respect to the components to be heated. It is basically possible to integrate the respective oxidation catalyst in the form of a catalytically active coating in the respective component to be heated. Upstream of this oxidation catalytic converter can then be arranged a separate fuel supply, with the aid of which a fuel, so-called secondary fuel, is introduced into the exhaust gas flow. This fuel can then be reacted in the oxidation catalyst, whereby the exhaust gas flow heats up strongly. The hot exhaust gas can then be used to heat the subsequent components.

Alternativ ist es ebenso möglich, stromauf der aufzuheizenden Komponenten einen Brenner an die Abgasanlage anzuschließenden, der über eine eigene Kraftstoffzuführung (Sekundärkraftstoff) und über eine eigene Luftzuführung (Sekundärluft) verfügt. Im Brenner kann dann ebenfalls bedarfsabhängig Kraftstoff mit Luft umgesetzt werden, um heiße Brennerabgase zu erzeugen, die den von der Brennkraftmaschine kommenden Motorabgasen zugemischt werden, um so einen heißen Abgasstrom zu erzeugen, mit dessen Hilfe die jeweilige Abgasbehandlungskomponente aufgeheizt werden kann.Alternatively, it is also possible, upstream of the components to be heated to connect a burner to the exhaust system, which has its own fuel supply (secondary fuel) and its own air supply (secondary air). In the burner fuel can then also be reacted with air depending on demand to produce hot burner exhaust gases, which are added to the motor exhaust gases coming from the engine, so as to produce a hot exhaust gas flow, with the aid of which the respective exhaust gas treatment component can be heated.

Aus der DE 10 2008 063 990 A1 ist eine derartige Abgasanlage bekannt, die mit einem solchen Brenner zum Heizen der Abgasströmung ausgestattet ist.From the DE 10 2008 063 990 A1 Such an exhaust system is known, which is equipped with such a burner for heating the exhaust gas flow.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abgasanlage mit Brenner bzw. für ein zugehöriges Betriebsverfahren eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch charakterisiert, dass die thermische Stabilität und die Dauerhaltbarkeit des Brenners bzw. der Abgasanlage erhöht ist.The present invention is concerned with the problem of providing for an exhaust system with burner or for an associated operating method, an improved embodiment, which is characterized in particular by the fact that the thermal stability and durability of the burner or the exhaust system is increased.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem grundsätzlichen Gedanken, die lokale Verbrennungstemperatur zu senken. Hierdurch wird zum einen die Spitzentemperatur reduziert, wodurch sich gleichzeitig die Temperaturgleichverteilung verbessert. Erreicht wird die Absenkung der Verbrennungstemperatur erfindungsgemäß abhängig von der geforderten Brennerleistung entweder durch einen überstöchiometrischen Betrieb, also durch einen Betrieb mit Luftüberschuss (λ > 1) oder durch einen unterstöchiometrischen Betrieb, also durch einen Betrieb mit Kraftstoffüberschuss (λ < 1). Bevorzugt wird dabei in einem Bereich kleinerer Brennerleistungen ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) größer als 1 eingestellt. Beim überstöchiometrischen Betrieb dient die überschüssige Luft als kühlendes Inertgas, so dass die Verbrennungstemperatur reduziert werden kann. Im Unterschied dazu wird in einem Bereich größerer Brennerleistungen ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) kleiner als 1 eingestellt. Bei einer derartigen unterstöchiometrischen Verbrennung dient der überschüssige verdampfte Kraftstoff als Inertgas. Gleichzeitig bewirkt die für die Verdampfung des flüssig zugeführten Kraftstoffs benötigte Wärme eine Absenkung der Verbrennungstemperatur. Der überschüssige Kraftstoff kann nach der Zumischung des Brennerabgases zum Motorabgas mit der überschüssigen Luft, die im üblicherweise mageren, also einen Luftüberschuss enthaltenden Motorabgas enthalten ist, umgesetzt werden. Dies kann aufgrund der hohen Temperaturen bereits ab der Zumischung des Brennerabgases zum Motorabgas in der jeweiligen Abgasleitung erfolgen. Bevorzugt enthält die Abgasanlage jedoch stromab des Brenners bzw. stromab der Anschlussstelle des Brenners an die Abgasanlage einen Oxidationskatalysator. Spätestens in diesem Oxidationskatalysator erfolgt dann die Umsetzung des überschüssigen Kraftstoffs des Brennerabgases mit der überschüssigen Luft des Motorabgases.The invention is based on the fundamental idea of reducing the local combustion temperature. As a result, on the one hand, the peak temperature is reduced, which at the same time improves the temperature uniform distribution. According to the invention, the lowering of the combustion temperature is achieved, depending on the required burner output, either by an overstoichiometric operation, ie by operation with excess air (λ> 1) or by substoichiometric operation, ie by operation with excess fuel (λ <1). In this case, an air-fuel ratio (λ) greater than 1 is preferably set in a range of smaller burner powers. In superstoichiometric operation, the excess air serves as a cooling inert gas, so that the combustion temperature can be reduced. In contrast, an air-fuel ratio (λ) is set smaller than 1 in a range of larger burner powers. In such substoichiometric combustion, the excess vaporized fuel serves as an inert gas. At the same time, the heat required for the evaporation of the liquid supplied fuel causes a lowering of the combustion temperature. After mixing the burner exhaust gas with the engine exhaust gas, the excess fuel can be reacted with the excess air which is contained in the engine exhaust, which is usually lean, that is to say an excess of air. Due to the high temperatures, this can already be done from the mixing of the burner exhaust gas to the engine exhaust gas in the respective exhaust gas line. However, the exhaust system preferably contains an oxidation catalytic converter downstream of the burner or downstream of the connection point of the burner to the exhaust system. At the latest in this oxidation catalyst, the reaction of the excess fuel of the burner exhaust gas with the excess air of the engine exhaust gas then takes place.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Regelung der Brennerleistung im Bereich kleinerer Brennerleistungen durch Variieren der Luftmenge und Variieren der Kraftstoffmenge. Mit zunehmender Brennerleistung werden die Luftmenge und die Kraftstoffmenge erhöht bis eine maximal zuführbare Luftmenge erreicht ist. Der Bereich kleinerer Brennerleistungen ist somit durch die maximal zuführbare Luftmenge und die Bedingung, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als ein Mindestwert sein soll, begrenzt. Dieser Mindestwert kann vorzugsweise bei 1 liegen.According to a preferred embodiment, the control of the burner power takes place in the range of smaller burner powers by varying the amount of air and varying the amount of fuel. With increasing burner power, the amount of air and the amount of fuel is increased until a maximum supply of air is reached. The range of smaller burner power is thus by the maximum supply air and the condition that the air-fuel ratio should be greater than a minimum value limited. This minimum value may preferably be 1.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann nun im Bereich kleinerer Brennerleistungen mit zunehmender Brennerleistung bei erreichter maximaler Luftmenge die Kraftstoffmenge weiter erhöht werden, während die Luftmenge auf den Maximalwert eingestellt bleibt. Dies führt dazu, dass mit zunehmender Brennerleistung, also mit zunehmender Kraftstoffmenge, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Richtung 1 abnimmt, sich also von oben dem Wert 1 nähert. Zweckmäßig kann nun vorgesehen sein, dass bei einem ersten Schaltwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, der größer ist als 1, der Übergang vom Bereich kleinerer Brennerleistungen zum Bereich größerer Brennerleistungen erfolgt. Vorteilhaft wird dieser Übergang dadurch realisiert, dass bei zunehmender Brennerleistung die Luftmenge sprungartig auf einen reduzierten Wert eingestellt wird, derart, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ebenso sprungartig auf einen zweiten Schaltwert abnimmt, der kleiner als 1 ist. Auf diese Weise wird ein Wertebereich für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, der den Wert 1 (λ = 1) enthält, übersprungen. Mit anderen Worten, der Wechsel von der dem Bereich kleinerer Brennerleistungen zugeordneten Betriebsart (λ > 1) zu der dem Bereich größerer Brennerleistungen zugeordneten Betriebsart (λ < 1) erfolgt sprungartig und quasi übergangslos.According to an advantageous development, the amount of fuel can now be further increased in the range of smaller burner powers with increasing burner power when the maximum air quantity is reached, while the air quantity remains set to the maximum value. As a result, as the burner power increases, that is, as the fuel quantity increases, the air-fuel ratio in the direction 1 decreases, that is, approaches the value 1 from above. Appropriately it can now be provided that at a first switching value of the air-fuel ratio, which is greater than 1, the transition from the range of smaller burner power to the region of greater burner power takes place. Advantageously, this transition is realized in that with increasing burner power, the air quantity is suddenly set to a reduced value, such that the air-fuel ratio also decreases abruptly to a second switching value, which is smaller than 1. In this way, an air-fuel ratio value range containing 1 (λ = 1) is skipped. In other words, the change from the operating mode (λ> 1) assigned to the range of smaller burner powers to the operating mode associated with the range of larger burner powers (λ <1) occurs abruptly and virtually without transition.

Vorteilhaft kann nun im Bereich größerer Brennerleistungen die Brennerleistung wieder durch Variieren der Luftmenge und Variieren der Kraftstoffmenge reguliert werden, wobei im Bereich größerer Brennerleistungen die Bedingung eingehalten wird, dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis kleiner als 1 ist.Advantageously, the burner output can now be regulated by varying the amount of air and varying the amount of fuel in the range of larger burner powers, wherein in the range of larger burner performance, the condition is met that the air-fuel ratio is less than 1.

In einem an den Übergang vom Bereich kleinerer Brennerleistungen auf den Bereich größerer Brennerleistungen anschließenden Teilbereich des Bereichs größerer Brennerleistungen ist es zweckmäßig, mit zunehmender Brennerleistung die Kraftstoffmenge zu erhöhen, während gleichzeitig die Luftmenge auf dem für den Übergang eingestellten, unterhalb der maximalen Luftmenge reduzierten Wert konstant gehalten bleibt. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis weiter abnimmt, sich also nach unten vom Wert 1 entfernt.In a subsequent to the transition from the range of smaller burner powers in the range of larger burner power range of greater burner power, it is expedient to increase the burner with increasing burner power, while the amount of air set on the transition set below the maximum air volume constant value remains held. This ensures that the air-fuel ratio continues to decrease, that is, downwards from the value 1.

Besonders vorteilhaft kann nun vorgesehen sein, dass bei weiter zunehmender Brennerleistung bei einem dritten Schaltwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, der kleiner ist als 1, die Luftmenge wieder erhöht wird, wodurch sich die Brennerleistung erhöht. Die Erhöhung der Luftmenge erfolgt dabei wieder bis zum Erreichen der maximal einstellbaren Luftmenge. Die Erhöhung der Luftmenge kann dabei kontinuierlich oder sprungartig oder in einzelnen Stufen oder Schritten erfolgen. Jedenfalls erreicht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, sobald die maximale Luftmenge erreicht ist, einen vierten Schaltwert, der kleiner als 1 ist.Particularly advantageously, it can now be provided that with further increasing burner power at a third switching value of the air-fuel ratio, which is smaller than 1, the amount of air is increased again, thereby increasing the burner power. The increase in the amount of air is carried out again until reaching the maximum adjustable air volume. The increase in the amount of air can be carried out continuously or in steps or in individual stages or steps. In any case, the air-fuel ratio, once the maximum amount of air is reached, reaches a fourth switching value, which is less than 1.

Soll die Brennerleistung weiter erhöht werden, wird nur noch die Kraftstoffmenge erhöht, während die Luftmenge auf den Maximalwert eingestellt bleibt.If the burner output is to be increased further, only the fuel quantity is increased while the air quantity remains set to the maximum value.

Vorzugsweise können der zuvor genannte zweite Schaltwert und der vorstehend genannte vierte Schaltwert gleich groß sein.Preferably, the aforementioned second shift value and the aforementioned fourth shift value may be equal.

Alternativ ist es ebenso möglich, ausgehend vom zweiten Schaltwert, Kraftstoffmenge und Luftmenge so zu erhöhen, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Wesentlichen konstant beim zweiten Schaltwert bleibt. Sofern mit konstantem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gearbeitet wird, kann der vorstehend genannte dritte Schaltwert übergangen werden und direkt der vierte Schaltwert erreicht werden, der sich vom zweiten Schaltwert dann nur dadurch unterscheidet, dass im vierten Schaltwert die maximale Luftmenge erreicht ist.Alternatively, it is also possible, starting from the second shift value, to increase the amount of fuel and the amount of air so that the air-fuel ratio remains substantially constant at the second shift value. If one works with a constant air-fuel ratio, the above-mentioned third shift value can be ignored and directly the fourth shift value can be achieved, which then differs from the second shift value only in that the maximum amount of air is reached in the fourth shift value.

Zum Reduzieren der Brennerleistung erfolgt der Betrieb entsprechend umgekehrt, um auch hier den Bereich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses überspringen zu können. So wird also im Bereich größerer Brennerleistungen mit abnehmender Brennerleistung zunächst die Luftmenge auf ihren Maximalwert konstant gehalten, während nur die Kraftstoffmenge reduziert wird. Sobald der vierte Schaltwert für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht ist, wird die Luftmenge reduziert, bis der dritte Schaltwert für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht ist. Die Reduzierung der Luftmenge kann dabei sprungartig, gestuft oder kontinuierlich, stufenlos durchgeführt werden. Bei weiter abnehmender Brennerleistung wird dann nur noch die Kraftstoffmenge reduziert, während die Luftmenge auf dem zuvor eingestellten, unterhalb der maximalen Luftmenge liegenden Wert konstant gehalten wird. Bei Erreichen des zweiten Schaltwerts wird dann die Luftmenge sprungartig auf ihren Maximalwert erhöht. Hierbei überspringt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wieder den Wertebereich, der den Wert 1 enthält. Somit entspricht dies dem sprungartigen Übergang vom Bereich größerer Brennerleistungen zum Bereich kleinerer Brennerleistungen. Bei weiter abnehmender Brennerleistung kann nun zunächst die Luftmenge konstant auf ihrem Maximalwert gehalten werden, während nur die Kraftstoffmenge reduziert wird. Dadurch nimmt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu, so dass sich sein Wert nach oben vom Wert 1 entfernt. Bei weiter abnehmender Brennerleistung können dann sowohl die Kraftstoffmenge als auch die Luftmenge reduziert werden.To reduce the burner power, the operation is reversed accordingly to be able to skip the range of the stoichiometric air-fuel ratio here. Thus, in the range of larger burner powers, with decreasing burner output, first the air quantity is kept constant at its maximum value, while only the fuel quantity is reduced. Once the fourth air-fuel ratio shift value is reached, the amount of air is reduced until the third air-fuel ratio shift value is reached. The reduction in the amount of air can be performed suddenly, stepped or continuously, continuously. As the burner output continues to decrease, only the fuel quantity is reduced, while the air quantity is kept constant at the value set below the maximum air volume. When the second switching value is reached, the air quantity is then suddenly increased to its maximum value. In this case, the air-fuel ratio again skips the value range which contains the value 1. Thus, this corresponds to the sudden transition from the range of larger burner power to the range of smaller burner power. With further decreasing burner output, the air quantity can now be kept constant at its maximum value, while only the fuel quantity is reduced. As a result, the air-fuel ratio increases, so that its value moves upwards from the value of 1. As the burner output continues to decrease, both the amount of fuel and the amount of air can be reduced.

Alternativ ist es auch hier möglich, ab dem vierten Schaltwert Luftmenge und Kraftstoffmenge so zu reduzieren, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis konstant bleibt, also im Wesentlichen beim vierten Schaltwert. So kann der dritte Schaltwert umgangen werden. Der zweite Schaltwert unterscheidet sich dann vom vierten Schaltwert nur durch eine vorbestimmte, gegenüber der Maximalluftmenge reduzierte Luftmenge. Alternatively, it is also possible to reduce the amount of air and fuel quantity from the fourth shift value so that the air-fuel ratio remains constant, that is substantially at the fourth shift value. Thus, the third switching value can be bypassed. The second shift value then differs from the fourth shift value only by a predetermined, compared to the maximum air volume reduced air quantity.

Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise lässt sich alternativ auch dadurch umschreiben, dass ausgehend von einer minimalen Brennerleistung mit zunehmender Brennerleistung die Luftmenge bis zum Erreichen einer maximalen Luftmenge erhöht wird, wobei zum weitergehenden Erhöhen der Brennerleistung nur noch die Kraftstoffmenge erhöht wird, während die Luftmenge, z. B. auf ihrem Maximalwert, konstant gehalten wird, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abnimmt, wobei zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenden Wertebereichs des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Luftmenge sprungartig reduziert wird und erst bei weiter zunehmender Brennerleistung wieder auf die maximale Luftmenge, insbesondere sprungartig, erhöht wird, jedoch so, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kleiner als 1 bleibt. Zum weitergehenden Erhöhen der Brennerleistung wird dann wieder nur noch die Kraftstoffmenge erhöht, während die Luftmenge auf ihrem Maximalwert konstant gehalten wird.Alternatively, the procedure described above can be described by the fact that starting from a minimum burner power with increasing burner power, the air flow is increased until reaching a maximum air flow, to further increase the burner power only the amount of fuel is increased while the amount of air, eg. B. is kept constant at its maximum value, so that the air-fuel ratio decreases, to skip a value range containing the value 1 of the air-fuel ratio, the amount of air is suddenly reduced and only at further increasing burner power back to the maximum Air quantity, in particular jump-like, is increased, however, so that the air-fuel ratio remains smaller than 1. To further increase the burner power then only the amount of fuel is increased again, while the amount of air is kept constant at its maximum value.

Außerdem lässt sich für die Reduzierung der Brennerleistung die vorstehend beschriebene Vorgehensweise auch so umschreiben, dass ausgehend von einer maximalen Brennerleistung mit abnehmender Brennerleistung die Kraftstoffmenge reduziert wird, während die Luftmenge konstant auf eine maximale Luftmenge eingestellt bleibt, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zunimmt, wobei bei Erreichen eines vorbestimmten Schaltwerts des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Luftmenge, insbesondere sprungartig, reduziert wird, wobei zum Reduzieren der Brennerleistung weiter die Kraftstoffmenge reduziert wird, wobei zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenden Wertebereichs des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Luftmenge sprungartig, z. B. auf die maximale Luftmenge, erhöht wird, wobei bei weiter abnehmender Brennerleistung die Luftmenge konstant auf der maximalen Luftmenge gehalten wird, während die Kraftstoffmenge reduziert wird, wobei bei weiter abnehmender Brennerleistung die Luftmenge und die Kraftstoffmenge reduziert werden.In addition, for reducing the burner power, the above-described procedure can also be described such that, starting from a maximum burner power with decreasing burner power, the fuel quantity is reduced while the air quantity remains constant at a maximum air quantity, so that the air-fuel ratio increases in which upon reaching a predetermined switching value of the air-fuel ratio, the air quantity, in particular abruptly, is reduced, wherein the fuel quantity is further reduced to reduce the burner power, wherein to skip a value range of the air-fuel ratio containing the value 1, the amount of air jumpy, z. B. to the maximum amount of air is increased, with further decreasing burner power, the amount of air is kept constant at the maximum air flow, while the fuel quantity is reduced, with further decreasing burner power, the amount of air and the amount of fuel can be reduced.

Besonders zweckmäßig ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher in einem unteren Teilbereich des Bereichs kleinerer Brennerleistungen die Brennerleistung dadurch eingestellt wird, dass die Luftmenge und die Kraftstoffmenge variiert werden, wobei in einem oberen Teilbereich des Bereichs kleinerer Brennerleistungen die Brennerleistung dadurch eingestellt wird, dass die Kraftstoffmenge variiert wird, während die Luftmenge konstant gehalten wird, und wobei im Bereich größerer Brennerleistungen die Brennerleistung dadurch eingestellt wird, dass die Kraftstoffmenge variiert wird, während die Luftmenge konstant gehalten wird.Particularly useful is an embodiment in which in a lower portion of the range of smaller burner power, the burner output is adjusted by the amount of air and fuel quantity are varied, wherein in an upper portion of the range of smaller burner power, the burner power is adjusted by the amount of fuel is varied while the amount of air is kept constant, and in the range of larger burner powers, the burner power is adjusted by the amount of fuel is varied while the amount of air is kept constant.

Entsprechend einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass beim Wechseln zwischen dem Bereich mit größerer Brennerleistung und dem Bereich mit kleinerer Brennerleistung zum Durchqueren eines den Wert 1 enthaltenden Bereichs des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Luftmenge bei zunehmender Brennerleistung sprungartig reduziert wird und bei abnehmender Brennerleistung sprungartig erhöht wird. Mit anderen Worten, bei zunehmender Brennerleistung soll bei einem Wechsel vom Bereich mit kleinerer Brennerleistung zum Bereich mit größerer Brennerleistung zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenen Wertebereichs des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Luftmenge sprungartig reduziert werden, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei zunehmender Brennerleistung die Luftmenge vor der sprungartigen Reduzierung konstant und insbesondere maximal ist und/oder nach der sprungartigen Reduzierung, z. B. auf den Maximalwert, erhöht und bei weiter zunehmender Brennerleistung konstant, z. B. auf dem Maximalwert, gehalten wird. Im Unterschied dazu soll bei abnehmender Brennerleistung bei einem Wechsel vom Bereich mit größerer Brennerleistung zum Bereich mit kleinerer Brennerleistung zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenden Bereichs des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Luftmenge sprungartig, z. B. auf ein Maximum erhöht werden, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei abnehmender Brennerleistung die Luftmenge vor der sprungartigen Erhöhung reduziert wird, insbesondere ausgehend von einem Maximum, und/oder nach der sprungartigen Erhöhung auf dem erhöhten Wert, z. B. Maximum, konstant gehalten wird und erst bei weiter abnehmender Brennerleistung reduziert wird.According to another expedient embodiment, it can be provided that when changing between the area with a larger burner power and the area with a smaller burner power for traversing a value of 1 containing area of the air-fuel ratio, the air quantity is suddenly reduced with increasing burner power and decreasing burner power is increased suddenly. In other words, with increasing burner power, the amount of air should be suddenly reduced in a change from the range with a smaller burner power to the area with a larger burner power to skip a value range of the air-fuel ratio 1, wherein it may be provided that with increasing Burner capacity, the amount of air before the sudden reduction is constant and in particular maximum and / or after the sudden reduction, z. B. to the maximum value, increased and with further increasing burner power constant, z. B. is held at the maximum value. In contrast to this, with decreasing burner output at a change from the area with larger burner power to the area with smaller burner power for skipping a value 1 containing range of the air-fuel ratio, the amount of air jump, z. B. can be increased to a maximum, in which it can be provided in particular that with decreasing burner power, the amount of air is reduced before the sudden increase, in particular starting from a maximum, and / or after the sudden increase to the increased value, for. B. maximum, is kept constant and is reduced only at further decreasing burner output.

Eine Abgasanlage nach der Erfindung umfasst zumindest einen Oxidationskatalysator, der in Form einer separaten Komponente oder dadurch realisiert sein kann, dass er in eine Abgasbehandlungseinrichtung der Abgasanlage baulich integriert ist, beispielsweise in Form eines Katalysatorelements oder in Form einer katalytisch aktiven Beschichtung. Die Abgasanlage umfasst außerdem zumindest eine stromab des Oxidationskatalysators angeordnete Komponente, die einen variierenden Heizbedarf aufweist. Wie gesagt, kann der Oxidationskatalysator bereits baulich in diese Komponente integriert sein, zum Beispiel als Katalysatorelement oder als katalytisch aktive Beschichtung. Ferner enthält die Abgasanlage stromauf des Oxidationskatalysators einen Brenner, für den eine Kraftstoffzuführeinrichtung zum Zuführen von Kraftstoff zum Brenner, sowie eine Luftzuführeinrichtung zum Zuführen von Luft zum Brenner vorgesehen sind. Des Weiteren ist eine Steuerung zum Betätigen der Kraftstoffzuführeinrichtung sowie der Luftzuführeinrichtung abhängig vom Heizbedarf der wenigstens einen Komponente vorgesehen. Besagte Steuerung ist nun zweckmäßig so ausgestaltet und/oder programmiert, dass sie im Betrieb der Abgasanlage den Brenner entsprechend den vorbeschriebenen Verfahren betreiben kann.An exhaust system according to the invention comprises at least one oxidation catalyst, which may be realized in the form of a separate component or in that it is structurally integrated into an exhaust gas treatment device of the exhaust system, for example in the form of a catalyst element or in the form of a catalytically active coating. The exhaust system further includes at least one downstream of the oxidation catalyst disposed component having a varying heating demand. As already mentioned, the oxidation catalyst can already be structurally integrated into this component, for example as a catalyst element or as a catalytically active coating. Furthermore, the exhaust system upstream of the oxidation catalyst includes a burner, for a fuel supply device for supplying fuel to the burner, and a Air supply means are provided for supplying air to the burner. Furthermore, a control for actuating the fuel supply device and the air supply device is provided as a function of the heating requirement of the at least one component. Said control is now suitably designed and / or programmed so that it can operate the burner according to the above-described method during operation of the exhaust system.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematischIt show, each schematically

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Abgasanlage, 1 a greatly simplified schematic diagram of an exhaust system,

2 ein diagrammartiges Schaubild zur Veranschaulichung eines Betriebsverfahrens. 2 a diagrammatic diagram illustrating an operating method.

Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1 einen Motorblock 2 mit nicht näher dargestellten Brennräumen, eine Frischluftanlage 3 zum Zuführen von Frischluft zu den Brennräumen des Motorblocks 2 sowie eine Abgasanlage 4 zum Abführen von Abgas von den Brennräumen des Motorblocks 2. Eine Frischluftströmung ist durch einen Pfeil 5 angedeutet. Eine Motorabgasströmung ist durch einen Pfeil 6 angedeutet.Corresponding 1 includes an internal combustion engine 1 an engine block 2 with combustion chambers, not shown, a fresh air system 3 for supplying fresh air to the combustion chambers of the engine block 2 as well as an exhaust system 4 for discharging exhaust gas from the combustion chambers of the engine block 2 , A fresh air flow is through an arrow 5 indicated. An engine exhaust flow is indicated by an arrow 6 indicated.

Die Abgasanlage 4 enthält zumindest eine Abgasreinigungseinrichtung 7, bei der es sich beispielsweise um ein Partikelfilter oder um einen SCR-Katalysator oder um einen NOx-Speicherkatalysator oder dergleichen handeln kann. Die Abgasanlage 4 enthält stromauf der Abgasbehandlungseinrichtung 7 einen Oxidationskatalysator 8, der ebenfalls eine Abgasbehandlungseinrichtung repräsentiert und dazu konzipiert ist, in einem durch einen Pfeil angedeuteten Abgasstrom 9 mitgeführte unverbrannte Kraftstoffreste mit ebenfalls im Abgasstrom 9 mitgeführte Sauerstoff katalytisch umzusetzen.The exhaust system 4 contains at least one exhaust gas purification device 7 which may be, for example, a particulate filter or an SCR catalyst or an NO x storage catalyst or the like. The exhaust system 4 contains upstream of the exhaust treatment device 7 an oxidation catalyst 8th , which also represents an exhaust treatment device and is designed to be in an indicated by an arrow exhaust stream 9 entrained unburned fuel residues also in the exhaust stream 9 catalytically react entrained oxygen.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind der Oxidationskatalysator 8 und die wenigstens eine weitere Abgasbehandlungseinrichtung 7 als zwei separate Komponenten dargestellt. Es ist jedoch klar, dass der Oxidationskatalysator 8 zum Beispiel in Form eines Katalysatorelements oder in Form einer katalytisch aktiven Beschichtung baulich in die Abgasbehandlungseinrichtung 7 integriert sein kann, derart, dass die Abgasströmung 9 zuerst den Oxidationskatalysator 8 beaufschlagt.At the in 1 embodiment shown are the oxidation catalyst 8th and the at least one further exhaust treatment device 7 represented as two separate components. However, it is clear that the oxidation catalyst 8th For example, in the form of a catalyst element or in the form of a catalytically active coating structurally in the exhaust gas treatment device 7 can be integrated, such that the exhaust gas flow 9 first the oxidation catalyst 8th applied.

Des Weiteren ist die Abgasanlage 4 mit einem Brenner 10 ausgestattet, der stromauf des Oxidationskatalysators 8 in einem Abgasstrang 11 der Abgasanlage 4 angeordnet ist bzw. stromauf des Oxidationskatalysators 8 an den Abgasstrang 11 angeschlossen ist. Der Brenner 10 erzeugt im Betrieb ein Brennerabgas, das dem Motorabgas 6 zugemischt wird. Ein entsprechender Brennerabgasstrom 12 ist dabei durch einen Pfeil angedeutet. Im Betrieb des Brenners 10 ist der Abgasstrom 9 durch ein Gemisch aus Motorabgas 6 und Brennerabgas 12 gebildet. Bei ausgeschaltetem Brenner 10 entspricht der Abgasstrom 9 dem Motorabgas 6.Furthermore, the exhaust system 4 with a burner 10 equipped upstream of the oxidation catalyst 8th in an exhaust system 11 the exhaust system 4 is arranged or upstream of the oxidation catalyst 8th to the exhaust system 11 connected. The burner 10 generates a burner exhaust gas during operation, which is the engine exhaust gas 6 is mixed. A corresponding burner exhaust stream 12 is indicated by an arrow. In the operation of the burner 10 is the exhaust gas flow 9 through a mixture of engine exhaust 6 and burner exhaust 12 educated. When the burner is off 10 corresponds to the exhaust gas flow 9 the engine exhaust 6 ,

Zur Versorgung des Brenners 10 mit Kraftstoff ist eine Kraftstoffzuführeinrichtung 13 vorgesehen, die beispielsweise eine Kraftstofffördereinrichtung 14 enthält, deren Förderleistung die dem Brenner 10 zugeführte Kraftstoffmenge bestimmt. Des Weiteren ist zur Versorgung des Brenners 10 mit Luft eine Luftzuführeinrichtung 15 vorgesehen. Diese umfasst beispielsweise eine Luftfördereinrichtung 16, mit deren Hilfe die dem Brenner 10 zugeführte Luftmenge eingestellt werden kann. Des Weiteren besitzt die Abgasanlage 4 bzw. die Brennkraftmaschine 1 eine Steuerung 17, mit deren Hilfe die Kraftstoffzuführeinrichtung 13 und die Luftzuführeinrichtung 15 betätigt werden können. Beispielsweise können hierzu entsprechende Steuerleitungen 18 an die jeweilige Fördereinrichtung 14 bzw. 16 angeschlossen sein. Ferner kann eine Signalleitung 19 vorgesehen sein, um die Steuerung 17 mit dem Brenner 10, beispielsweise mit einem Temperatursensor oder mit einer Zündeinrichtung des Brenners 10, zu koppeln.To supply the burner 10 with fuel is a fuel supply 13 provided, for example, a fuel conveyor 14 contains, whose capacity is the burner 10 supplied amount of fuel determined. Furthermore, to supply the burner 10 with air an air supply 15 intended. This includes, for example, an air conveyor 16 , with the help of which the burner 10 supplied amount of air can be adjusted. Furthermore, owns the exhaust system 4 or the internal combustion engine 1 a controller 17 , with the help of which the fuel supply 13 and the air supply device 15 can be operated. For example, corresponding control lines can be used for this purpose 18 to the respective conveyor 14 respectively. 16 be connected. Furthermore, a signal line 19 be provided to the controller 17 with the burner 10 , For example, with a temperature sensor or with an igniter of the burner 10 to pair.

Im Diagramm der 2 sind auf der Abszisse ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ und auf der Ordinate eine Brennerleistung P aufgetragen. Insbesondere zeigt die Ordinate dabei eine normierte Brennerleistung P, wobei zur Normierung diejenige Brennerleistung P herangezogen wird, die der Brenner 10 im stöchiometrischen Betrieb, also bei λ = 1 aufweisen würde. Hierdurch ergibt sich im Diagramm ein geradliniger Verlauf für einen Heizbedarf H, was der gewünschten Brennerleistung P entspricht. Der Heizbedarf H ist dabei mit unterbrochener Linie dargestellt. Mit strichpunktierter Linie ist die zur Deckung des jeweiligen Heizbedarfs H erforderliche Kraftstoffmenge K eingetragen. Eine durchgezogene Linie repräsentiert die zur Realisierung des jeweiligen Heizbedarfs H erforderliche Luftmenge L. Im Diagramm der 2 ist ein Bereich B für Luft-Kraftstoff-Verhältnisse markiert, die den Wert λ = 1 enthalten. Bereichsgrenzen b1 und b2 sind beiderseits beabstandet zum stöchiometrischen Wert λ = 1.In the diagram of 2 are on the abscissa an air-fuel ratio λ and plotted on the ordinate a burner power P. In particular, the ordinate shows a normalized burner power P, wherein the burner output P used for normalization is that of the burner 10 in stoichiometric operation, ie at λ = 1 would have. This results in the diagram a straight line for a heating demand H, which corresponds to the desired burner power P. The heating demand H is shown with a broken line. With dash-dotted line required to cover the respective heating demand H fuel amount K is entered. A solid line represents the amount of air required for the realization of the respective heating demand H L. In the diagram of 2 a region B for air-fuel ratios is marked which contains the value λ = 1. Area boundaries b1 and b2 are spaced apart on both sides of the stoichiometric value λ = 1.

Der Bereich B trennt im Diagramm der 2 außerdem einen Bereich I kleinerer Brennerleistungen P von einem Bereich II größerer Brennerleistungen P. Die Steuerung 17 ist so programmiert bzw. ausgestaltet, dass sie im Bereich I kleinerer Brennerleistungen P das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ > 1 einstellt, während für den Bereich II größerer Brennerleistungen P das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ < 1 eingestellt wird.The area B separates in the diagram of the 2 also a range I of smaller burner powers P from a range II of larger burner powers P. The control 17 is programmed or configured so that it sets the air-fuel ratio λ> 1 in the region I smaller burner power P, while the air-fuel ratio λ <1 is set for the range II larger burner power P.

Ausgehend von einer minimalen Brennerleistung Pmin werden im Bereich I kleinerer Brennerleistungen P mit zunehmender Brennerleistung P die Luftmenge L und die Kraftstoffmenge K erhöht bis eine maximal zuführbare Luftmenge Lmax erreicht ist. Dieser Zustand ist beispielsweise bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ5 erreicht. Soll nun die Brennerleistung P weiter erhöht werden, nimmt mit zunehmender Brennerleistung P nur noch die Kraftstoffmenge K zu, während die Luftmenge L bei ihrem Maximalwert Lmax konstant gehalten wird. Bei weiter zunehmender Brennerleistung P wird für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ ein erster Schaltwert λ1 erreicht. An diesem ersten Schaltwert λ1 erfolgt der Übergang vom Bereich I kleinerer Brennerleistungen P zum Bereich II größerer Brennerleistungen P. Dieser Übergang wird dabei bei zunehmender Brennerleistung P dadurch realisiert, dass die Luftmenge L sprungartig von ihrem Maximalwert Lmax auf einen reduzierten Wert Lred eingestellt wird. Dieser reduzierte Luftmengenwert Lred ist dabei so bemessen, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ sprungartig einen zweiten Schaltwert λ2 erreicht, der kleiner als 1 ist, während der erste Schaltwert λ1 noch größer als 1 war. Somit wird der Wert λ = 1 bzw. der Wertebereich B übersprungen.Starting from a minimum burner power P min , the air quantity L and the fuel quantity K are increased in the region I of smaller burner powers P with increasing burner power P until a maximum deliverable air quantity Lmax is reached. This state is achieved, for example, at an air-fuel ratio λ5. If now the burner power P is to be further increased, the fuel quantity K increases with increasing burner power P, while the air quantity L is kept constant at its maximum value Lmax. With further increasing burner power P, a first switching value λ1 is achieved for the air-fuel ratio λ. At this first switching value λ1, the transition from region I of smaller burner powers P to region II of larger burner powers P takes place. This transition is realized with increasing burner power P by setting the air quantity L abruptly from its maximum value Lmax to a reduced value Lred. This reduced air volume value Lred is dimensioned such that the air-fuel ratio λ suddenly reaches a second switching value λ2, which is smaller than 1, while the first switching value λ1 was still greater than 1. Thus, the value λ = 1 or the value range B is skipped.

Nach diesem Übergang zum Bereich II größerer Brennerleistungen P wird mit zunehmender Brennerleistung P zunächst nur die Kraftstoffmenge K erhöht, während die Luftmenge L noch auf dem reduzierten Wert Lred konstant verbleibt. Hierdurch kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ weiter reduziert werden. Erreicht nun das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ bei weiter zunehmender Brennerleistung P einen dritten Schaltwert λ3, der kleiner ist als der zweite Schaltwert λ2 und kleiner ist als 1, kann bei zunehmender Brennerleistung P nun auch die Luftmenge L wieder erhöht werden. Dies wird im gezeigten Beispiel der 2 vorzugsweise sprungartig durchgeführt, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ einen Wert λ4 erreicht, der noch immer kleiner ist als 1, jedoch größer als λ3. Zweckmäßig können der zweite Schaltwert λ2 und der vierte Schaltwert λ4 gleich groß sein. Insoweit ist die Darstellung der Luftmenge L im Diagramm der 2 bezüglich der Abszisse unabhängig, um das Betriebsverfahren zum Überspringen des Bereichs B besser erläutern zu können.After this transition to region II of larger burner powers P, initially only the fuel quantity K is increased with increasing burner power P, while the air quantity L remains constant at the reduced value Lred. As a result, the air-fuel ratio λ can be further reduced. Now reaches the air-fuel ratio λ at further increasing burner power P a third switching value λ3, which is smaller than the second switching value λ2 and less than 1, with increasing burner power P now the air flow L can be increased again. This is shown in the example of 2 preferably performed abruptly, so that the air-fuel ratio λ reaches a value λ4, which is still less than 1, but greater than λ3. Suitably, the second switching value λ2 and the fourth switching value λ4 can be the same size. In that regard, the representation of the amount of air L in the diagram of 2 with respect to the abscissa independently to better explain the operation method for skipping the area B can.

Nimmt nun ausgehend vom vierten Schaltwert λ4 die Brennerleistung P weiter zu, wird in der Folge nur noch die Kraftstoffmenge K erhöht, während die Luftmenge L auf ihren Maximalwert Lmax konstant verbleibt.If, starting from the fourth switching value λ4, the burner power P continues to increase, only the fuel quantity K is increased as a result, while the air quantity L remains constant at its maximum value Lmax.

Das Reduzieren der Brennerleistung P erfolgt dann auf entsprechende Weise umgekehrt, jedenfalls derart, dass wieder der Bereich B übersprungen werden kann, um vom Bereich II größerer Brennerleistung P mit unterstöchiometrischem Betrieb λ < 1 in den Bereich I kleinerer Brennerleistungen P mit überstöchiometrischem Betrieb λ > 1 sprungartig wechseln zu können.The reduction of the burner power P is then reversed in a corresponding manner, at least in such a way that the area B can again be skipped to λ 2 from the region II larger burner power P with stoichiometric operation λ <1 in the range I smaller burner power P with superstoichiometric operation λ> 1 to be able to change suddenly.

Insbesondere wird ausgehend von einer maximalen Brennerleistung Pmax mit abnehmendem Heizbedarf H die Kraftstoffmenge K reduziert, während die Luftmenge L konstant auf ihrem Maximalwert Lmax eingestellt bleibt, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ allmählich zunimmt. Erreicht hierdurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ den vierten Schaltwert λ4 wird die zugeführte Luftmenge L reduziert, vorzugsweise sprungartig, auf den Wert Lred. Bei weiter abnehmendem Heizbedarf H wird weiter die Kraftstoffmenge K reduziert, während die Luftmenge L konstant auf dem reduzierten Wert Lred verbleiben kann. Bei weiter abfallendem Heizbedarf H erreicht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ den zweiten Schaltwert λ2, was eine sprungartige Erhöhung der Luftmenge L auf den Maximalwert Lmax auslöst. Dabei überspringt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ den Bereich B und erreicht den ersten Schaltwert λ1.In particular, starting from a maximum burner output Pmax with decreasing heating demand H, the fuel quantity K is reduced, while the air quantity L is kept constant at its maximum value Lmax, so that the air-fuel ratio λ gradually increases. Achieved hereby the air-fuel ratio λ the fourth switching value λ4, the supplied amount of air L is reduced, preferably abruptly, to the value Lred. With further decreasing heating demand H, the fuel quantity K is further reduced, while the air quantity L can remain constant at the reduced value Lred. When heating demand H continues to fall, the air-fuel ratio λ reaches the second switching value λ2, which triggers a sudden increase in the amount of air L to the maximum value Lmax. In this case, the air-fuel ratio λ skips the region B and reaches the first switching value λ1.

Bei einer alternativen Lösung kann für die abnehmende Brennerleistung B vorgesehen sein, dass bei Erreichen des vierten Schaltwerts λ4 die Luftmenge L und die Kraftstoffmenge K so reduziert werden, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ konstant bleibt, nämlich auf dem vierten Schaltwert λ4 verbleibt. Sobald dann die Luftmenge L die vorbestimmte reduzierte Luftmenge Lred erreicht, kann die Luftmenge L sprungartig auf ihren Maximalwert Lmax erhöht werden, wodurch dann direkt vom vierten Schaltwert λ4 auf den ersten Schaltwert λ1 übergegangen wird. Für den umgekehrten Fall der Leistungserhöhung bedeutet dies, dass bei Erreichen des ersten Schaltwerts λ1 die Luftmenge L sprungartig vom Maximalwert Lmax auf den reduzierten Wert Lred reduziert wird, um den zweiten Schaltwert λ2 zu erreichen. Dann kann bei weiter zunehmender Brennerleistung P das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ bei diesem zweiten Schaltwert λ2 konstant gehalten werden, indem die Luftmenge L und die Kraftstoffmenge K entsprechend erhöht werden. Sobald dann die Luftmenge L ihren Maximalwert Lmax erreicht, liegt unmittelbar der vierte Schaltwert λ4 vor, ab dem dann nur noch die Kraftstoffmenge K erhöht wird, während die Luftmenge L bei ihrem Maximalwert Lmax konstant gehalten wird.In an alternative solution, it may be provided for the decreasing burner power B that, when the fourth shift value λ4 is reached, the air quantity L and the fuel quantity K are reduced such that the air-fuel ratio λ remains constant, namely remains at the fourth shift value λ4. As soon as the air quantity L reaches the predetermined reduced air quantity Lred, the air quantity L can be suddenly increased to its maximum value Lmax, which then transitions directly from the fourth switching value λ4 to the first switching value λ1. For the reverse case of the power increase, this means that upon reaching the first switching value λ1, the air quantity L is suddenly reduced from the maximum value Lmax to the reduced value Lred in order to achieve the second switching value λ2. Then, with further increasing burner power P, the air-fuel ratio λ at this second switching value λ2 be kept constant by the air quantity L and the fuel quantity K are increased accordingly. As soon as the air quantity L reaches its maximum value Lmax, the fourth shift value λ4 is directly present, from which only the fuel quantity K is then increased, while the air quantity L is kept constant at its maximum value Lmax.

Die Steuerung 17 bewirkt bei dem in 2 gezeigten Beispiel in einem unteren Teilbereich Iu des Bereichs I kleinerer Brennerleistungen P ein Einstellen der Brennerleistung P dadurch, dass sowohl die Luftmenge L als auch die Kraftstoffmenge K entsprechend variiert werden. In einem oberen Teilbereich Io des Bereichs I der kleineren Brennerleistungen P erfolgt die Einstellung der Brennerleistung P dagegen dadurch, dass nur noch die Kraftstoffmenge K variiert wird, während die Luftmenge L konstant gehalten wird, insbesondere auf ihrem Maximalwert Lmax. In einem oberen Teilbereich IIo des Bereichs II größerer Brennerleistungen P erfolgt die Einstellung der Brennerleistung P dadurch, dass nur die Kraftstoffmenge K variiert wird, während die Luftmenge L konstant bleibt, insbesondere ihren Maximalwert Lmax einnimmt. In einem unteren Teilbereich IIu des Bereichs II größerer Brennerleistungen P erfolgt das Einstellen der Brennerleistung P zweckmäßig so, dass nur die Kraftstoffmenge K variiert wird, während die Luftmenge L auf einem reduzierten Wert Lred konstant gehalten wird. Alternativ ist es in diesem unteren Teilbereich IIu ebenso möglich, die Brennerleistung P dadurch zu variieren, dass sowohl die Luftmenge L als auch die Kraftstoffmenge K variiert werden, wobei dann jedoch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ im Wesentlichen konstant gehalten wird.The control 17 causes at the in 2 shown in a lower portion Iu of the range I smaller burner power P adjusting the burner power P by both the amount of air L and the amount of fuel K are varied accordingly. In an upper portion Io of the region I of the smaller burner powers P, however, the setting of the burner power P takes place in that only the fuel quantity K is varied while the air quantity L is kept constant, in particular at its maximum value Lmax. In an upper portion IIo of the range II larger burner power P, the setting of the burner power P takes place in that only the amount of fuel K is varied while the amount of air L remains constant, in particular their maximum value Lmax occupies. In a lower portion IIu of the range II larger burner power P setting the burner power P is appropriate so that only the amount of fuel K is varied, while the air amount L is kept constant at a reduced value Lred. Alternatively, in this lower portion IIu, it is also possible to vary the burner power P by varying both the air amount L and the fuel amount K, but then keeping the air-fuel ratio λ substantially constant.

Claims (14)

Verfahren zum Betreiben eines Brenners (10), der in einer Abgasanlage (4) einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Fahrzeugs angeordnet ist, insbesondere stromauf eines Oxidationskatalysators (8), – bei dem eine Brennerleistung (P) abhängig von einem Heizbedarf (H) des Oxidationskatalysators (8) und/oder wenigstens einer stromab des Brenners (10) angeordneten Komponente (7) der Abgasanlage (4) durch Variieren einer dem Brenner (10) zugeführten Luftmenge (L) und/oder einer dem Brenner (10) zugeführten Kraftstoffmenge (K) eingestellt wird, – bei dem in einem Bereich (I) kleinerer Brennerleistungen (P) ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) größer als 1 eingestellt wird, – bei dem in einem Bereich (II) größerer Brennerleistungen (P) ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) kleiner als 1 eingestellt wird.Method for operating a burner ( 10 ) located in an exhaust system ( 4 ) an internal combustion engine ( 1 ), in particular a vehicle, in particular upstream of an oxidation catalytic converter ( 8th ), - in which a burner power (P) depends on a heating demand (H) of the oxidation catalyst ( 8th ) and / or at least one downstream of the burner ( 10 ) arranged component ( 7 ) of the exhaust system ( 4 ) by varying a burner ( 10 ) supplied amount of air (L) and / or a burner ( 10 adjusted fuel quantity (K) is set, - in which in a region (I) of smaller burner powers (P) an air-fuel ratio (λ) is set greater than 1, - in which in a range (II) larger burner power ( P) an air-fuel ratio (λ) is set smaller than 1. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (I) kleinerer Brennerleistungen (P) mit zunehmender Brennerleistung (P) die Luftmenge (L) und die Kraftstoffmenge (K) erhöht werden bis eine maximal zuführbare Luftmenge (Lmax) erreicht ist.A method according to claim 1, characterized in that in the region (I) of smaller burner power (P) with increasing burner power (P), the amount of air (L) and the fuel quantity (K) are increased until a maximum supply air quantity (Lmax) is reached. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (I) kleinerer Brennerleistungen (P) mit zunehmender Brennerleistung (P) bei erreichter maximaler Luftmenge (Lmax) die Kraftstoffmenge (K) weiter erhöht wird, während die Luftmenge (L) auf den Maximalwert (Lmax) eingestellt bleibt.A method according to claim 2, characterized in that in the region (I) of smaller burner powers (P) with increasing burner power (P) at maximum air volume reached (Lmax), the fuel quantity (K) is further increased, while the amount of air (L) to the maximum value (Lmax) remains set. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem (ersten) Schaltwert (λ1) des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses (λ), der größer ist als 1, der Übergang vom Bereich (I) kleinerer Brennerleistungen (P) zum Bereich (II) größerer Brennerleistungen (P) dadurch erfolgt, dass bei zunehmender Brennerleistung (P) die Luftmenge (L) sprungartig auf einen reduzierten Wert (Lred) eingestellt wird, derart, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) auf einen (zweiten) Schaltwert (λ2) kleiner als 1 eingestellt wird.A method according to claim 3, characterized in that at a (first) switching value (λ1) of the air-fuel ratio (λ) which is greater than 1, the transition from the region (I) of smaller burner powers (P) to the region (II ) of greater burner power (P) is achieved in that with increasing burner power (P), the air quantity (L) is suddenly set to a reduced value (Lred), such that the air-fuel ratio (λ) to a (second) switching value (λ2) is set smaller than 1. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (II) größerer Brennerleistungen (P) ab dem Übergang mit zunehmender Brennerleistung (P) die Kraftstoffmenge (K) erhöht wird, während die Luftmenge (L) auf dem unterhalb der maximalen Luftmenge (Lmax) reduzierten Wert (Lred) konstant gehalten wird, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei zunehmender Brennerleistung (P) bei einem (dritten) Schaltwert (λ3) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisse (λ), der kleiner ist als 1, die Luftmenge (L), insbesondere sprungartig, auf die maximale Luftmenge (Lmax) erhöht wird, derart, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) einen (vierten) Schaltwert (λ4) kleiner als 1 einnimmt.A method according to claim 4, characterized in that in the region (II) of larger burner powers (P) from the transition with increasing burner power (P) the fuel quantity (K) is increased, while the amount of air (L) on the below the maximum air flow (Lmax Reduced value (Lred) is kept constant, wherein it can be provided in particular that with increasing burner power (P) at a (third) switching value (λ3) of the air-fuel ratios (λ), which is smaller than 1, the amount of air (L), in particular abruptly, to the maximum amount of air (Lmax) is increased, such that the air-fuel ratio (λ) assumes a (fourth) switching value (λ4) is less than 1. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (II) größerer Brennerleistungen (P) ab dem Übergang mit zunehmender Brennerleistung (P) die Kraftstoffmenge (K) und die Luftmenge (L) erhöht werden, derart, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) konstant auf dem (zweiten) Schaltwert (λ2) verbleibt, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei zunehmender Brennerleistung (P) ab Erreichen der maximalen Luftmenge (Lmax) nur noch die Kraftstoffmenge (K) weiter erhöht wird.A method according to claim 4, characterized in that in the region (II) of larger burner powers (P) from the transition with increasing burner power (P), the fuel quantity (K) and the amount of air (L) are increased, such that the air-fuel Ratio (λ) remains constant at the (second) switching value (λ2), wherein it can be provided in particular that with increasing burner power (P) from reaching the maximum air flow (Lmax) only the fuel quantity (K) is further increased. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (II) größerer Brennerleistungen (P) bei weiter zunehmender Brennerleistung (P) die Kraftstoffmenge (K) erhöht wird, während die Luftmenge (L) auf dem Maximalwert (Lmax) eingestellt bleibt.A method according to claim 5 or 6, characterized in that in the region (II) of larger burner power (P) with further increasing burner power (P), the fuel quantity (K) is increased while the amount of air (L) is set to the maximum value (Lmax) , Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaltwert (λ2) und der vierte Schaltwert (λ4) gleich groß sind.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the second switching value (λ2) and the fourth switching value (λ4) are equal. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, – dass ausgehend einer minimalen Brennerleistung (Pmin) mit zunehmender Brennerleistung (P) die Luftmenge (L) bis zum Erreichen einer maximalen Luftmenge (Lmax) erhöht wird, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass zum weitergehenden Erhöhen der Brennerleistung (P) nur noch die Kraftstoffmenge (K) erhöht wird, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) abnimmt, – dass zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenden Wertebereichs (B) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses die Luftmenge (L) sprungartig reduziert wird und erst bei weiter zunehmender Brennerleistung (P) wieder, insbesondere sprungartig, erhöht wird, insbesondere auf die maximale Luftmenge (Lmax) jedoch so, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) kleiner als 1 bleibt. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that - starting from a minimum burner power (Pmin) with increasing burner power (P), the air quantity (L) is increased until a maximum air quantity (Lmax) is reached, it being possible in particular to provide that for further increasing the burner power (P) only the amount of fuel (K) is increased, so that the air-fuel ratio (λ) decreases, - that to skip a value range containing the value 1 (B) of the air-fuel Ratio the amount of air (L) is suddenly reduced and only at further increasing burner power (P) again, in particular abruptly increased, but in particular to the maximum amount of air (Lmax) but such that the air-fuel ratio (λ) is less than 1 remains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass ausgehend von einer maximalen Brennerleistung (Pmax) mit abnehmender Brennerleistung (P) die Kraftstoffmenge (K) reduziert wird, während die Luftmenge (L) konstant, insbesondere auf eine maximale Luftmenge (Lmax), eingestellt bleibt, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) zunimmt, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei Erreichen eines vorbestimmten Schaltwerts (λ4) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (λ) die Luftmenge (L), insbesondere sprungartig reduziert wird, – dass zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenden Wertebereichs (B) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (λ) die Luftmenge (L) sprungartig auf die maximale Luftmenge (Lmax) erhöht wird, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei weiter abnehmender Brennerleistung (P) die Luftmenge (L) konstant auf der maximalen Luftmenge (Lmax) gehalten wird, während die Kraftstoffmenge (K) reduziert wird, wobei bei weiter abnehmender Brennerleistung (P) die Luftmenge (L) und die Kraftstoffmenge (K) reduziert werden.Method according to one of claims 1 to 9, characterized, - That starting from a maximum burner power (Pmax) with decreasing burner power (P), the fuel quantity (K) is reduced, while the amount of air (L) is set constant, in particular to a maximum air flow (Lmax), so that the air-fuel Ratio (λ) increases, it being possible in particular for the air quantity (L), in particular abruptly, to be reduced when a predetermined switching value (λ4) of the air-fuel ratio (λ) is reached, In that, in order to skip over a value range (B) of the air-fuel ratio (λ) containing the value 1, the air quantity (L) is suddenly increased to the maximum air quantity (Lmax), it being possible in particular to provide that as the burner output continues to decrease ( P) the amount of air (L) is kept constant at the maximum air quantity (Lmax) while the fuel quantity (K) is reduced, and with decreasing burner power (P) the air quantity (L) and the fuel quantity (K) are reduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, – dass in einem unteren Teilbereich (Iu) des Bereichs (I) kleinerer Brennerleistungen (P) die Brennerleistung (P) dadurch eingestellt wird, dass die Luftmenge (L) und die Kraftstoffmenge (K) variiert werden, – dass in einem oberen Teilbereich (Io) des Bereichs (I) kleinerer Brennerleistungen (P) die Brennerleistung (P) dadurch eingestellt wird, dass die Kraftstoffmenge (K) variiert wird, während die Luftmenge (L) konstant gehalten wird, – dass zumindest in einem oberen Teilbereich (IIo) des Bereichs (II) größerer Brennerleistungen (P) die Brennerleistung (P) dadurch eingestellt wird, dass die Kraftstoffmenge (K) variiert wird, während die Luftmenge (L) konstant gehalten wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized, That in a lower portion (Iu) of the region (I) smaller burner powers (P), the burner power (P) is adjusted by the amount of air (L) and the fuel quantity (K) are varied, That in an upper portion (Io) of the region (I) of smaller burner powers (P), the burner output (P) is adjusted by varying the fuel quantity (K) while keeping the amount of air (L) constant, - That at least in an upper portion (IIo) of the range (II) of greater burner power (P), the burner power (P) is adjusted by the amount of fuel (K) is varied while the amount of air (L) is kept constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel vom Bereich (I) mit kleineren Brennerleistungen (P) zum Bereich (II) mit größeren Brennerleistungen (P) zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenden Wertebereichs (B) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (λ) die Luftmenge (L) sprungartig reduziert wird, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei zunehmender Brennerleistung (P) die Luftmenge (L) vor der sprungartigen Reduzierung konstant und vorzugsweise maximal ist und/oder nach der sprungartigen Reduzierung, z. B. auf den Maximalwert (Lmax), erhöht und bei weiter zunehmender Brennerleistung (P) konstant, z. B. auf dem Maximalwert (Lmax), gehalten wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that when changing from region (I) with smaller burner powers (P) to region (II) with larger burner powers (P) for skipping a value range (B) of value 1 containing Air-fuel ratio (λ), the amount of air (L) is suddenly reduced, it being particularly provided that with increasing burner power (P), the amount of air (L) before the sudden reduction is constant and preferably maximum and / or after the sudden Reduction, z. B. to the maximum value (Lmax), increased and with further increasing burner power (P) constant, z. B. at the maximum value (Lmax), is held. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel vom Bereich (II) mit größeren Brennerleistungen (P) zum Bereich (I) mit kleineren Brennerleistungen (P) zum Überspringen eines den Wert 1 enthaltenden Bereichs (B) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (λ) die Luftmenge (L) sprungartig, z. B. auf ein Maximum (Lmax), erhöht wird, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass bei abnehmender Brennerleistung (P) die Luftmenge (L) vor der sprungartigen Erhöhung reduziert wird, insbesondere ausgehend von ihrem Maximum (Lmax), und/oder nach der sprungartigen Erhöhung, z. B. auf dem Maximum (Lmax), konstant gehalten wird und erst bei weiter abnehmender Brennerleistung (P) reduziert wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that when changing from the region (II) with larger burner powers (P) to the region (I) with smaller burner powers (P) for skipping a region containing the value 1 (B) of Air-fuel ratio (λ) the amount of air (L) abruptly, z. B. to a maximum (Lmax), is increased, wherein in particular may be provided that with decreasing burner power (P), the amount of air (L) is reduced before the sudden increase, in particular starting from its maximum (Lmax), and / or after the jump-like increase, z. B. at the maximum (Lmax), is kept constant and only at further decreasing burner power (P) is reduced. Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Fahrzeugs, – mit einem Oxidationskatalysator (8), – mit wenigstens einer stromab des Oxidationskatalysators (8) angeordneten Komponente (7), die einen variierenden Heizbedarf aufweist, – mit einem stromauf des Oxidationskatalysators (8) angeordneten Brenner (10), – mit einer Kraftstoffzuführeinrichtung (13), die dem Brenner (10) Kraftstoff zuführt, – mit einer Luftzuführeinrichtung (15), die dem Brenner (10) Luft zuführt, – mit einer Steuerung (17) zum Betätigen der Kraftstoffzuführeinrichtung (13) und der Luftzuführeinrichtung (15) abhängig vom Heizbedarf (H) der wenigstens einen Komponenten (7), – wobei die Steuerung (17) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie im Betrieb der Abgasanlage (4) den Brenner (10) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 betreibt.Exhaust system for an internal combustion engine, in particular a vehicle, - with an oxidation catalyst ( 8th ), - with at least one downstream of the oxidation catalyst ( 8th ) arranged component ( 7 ), which has a varying heating requirement, - with an upstream of the oxidation catalyst ( 8th ) arranged burner ( 10 ), - with a fuel supply device ( 13 ), the burner ( 10 ) Supplies fuel, - with an air supply device ( 15 ), the burner ( 10 ) Supplies air, - with a control ( 17 ) for actuating the fuel supply device ( 13 ) and the air supply device ( 15 ) depending on the heating requirement (H) of the at least one component ( 7 ), - whereby the controller ( 17 ) is designed and / or programmed so that during operation of the exhaust system ( 4 ) the burner ( 10 ) according to the method of any one of claims 1 to 13 operates.
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