DE102013202142A1 - Method for performing regeneration of particulate filter in engine, involves carrying out regeneration process at switched off state of engine, so that regulation of combustion of particles is controlled by supply of fresh air - Google Patents

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Abstract

The method involves stating the regeneration process, by raising the temperature of particulate filter (17) to an ignition temperature. The regeneration process is partially carried out at switched off state of the engine (10), such that the regulation of combustion of stored particles in engine switched off state is controlled by supplying amount of fresh air (14) without additional heating measure. An independent claim is included for a device for performing regeneration of particulate filter in exhaust passage of internal combustion engine such as diesel engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine durch eine Verbrennung der in dem Partikelfilter eingelagerten Partikel, wobei zum Starten der Regeneration die Temperatur des Partikelfilters auf eine Zündtemperatur erhöht wird.The invention relates to a method for the regeneration of a particulate filter in the exhaust passage of an internal combustion engine by combustion of the particulates stored in the particulate filter, wherein the temperature of the particulate filter is increased to an ignition temperature to start the regeneration.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine durch eine Verbrennung der in dem Partikelfilter eingelagerten Partikel, wobei die Vorrichtung zum Starten der Regeneration Mittel zur Erhöhung der Temperatur des Partikelfilters auf eine Zündtemperatur enthält.The invention further relates to a device for regeneration of a particulate filter in the exhaust passage of an internal combustion engine by combustion of the particulates stored in the particulate filter, wherein the device for starting the regeneration means for increasing the temperature of the particulate filter to an ignition temperature.

Bei Dieselmotoren werden aufgrund der geforderten niedrigen Emissionsgrenzwerte Abgasnachbehandlungssysteme mit Oxidationskatalysatoren und in Abgasrichtung nachgeschalteten Partikelfiltern eingesetzt. Diesel-Partikelfilter (DPF) weisen eine begrenzte Speicherfähigkeit auf und müssen zur Wiederherstellung der Reinigungswirkung in bestimmten Abständen regeneriert werden. Dies geschieht typischerweise alle 250 bis 1000 km. Bei Diesel-Partikelfiltern wird die Regeneration durch eine Erhöhung der Abgastemperatur auf typischerweise 600°C bis 650°C eingeleitet, so dass der in dem Partikelfilter eingelagerte Ruß abzubrennen beginnt. Insbesondere bei niedrigen Lasten und Drehzahlen der Brennkraftmaschine ist es bekannt, zur Erreichung der notwendigen Temperaturen innermotorische Maßnahmen vorzusehen, zum Beispiel in der Gemischaufbereitung des Motors oder durch nachmotorische Maßnahmen wie einer an dem Oxidationskatalysator verbrennenden Nacheinspritzung in den Abgaskanal. Bei ausreichend hoher Abgastemperatur wird in dem Partikelfilter eine exotherme Reaktion angestoßen, die einen Abbrand der Rußpartikel bewirkt und innerhalb einiger Minuten (z.B. 20 Minuten) den Partikelfilter regeneriert.In the case of diesel engines exhaust gas aftertreatment systems with oxidation catalysts and downstream particulate filters are used due to the required low emission limit values. Diesel particulate filters (DPF) have limited storage capacity and need to be regenerated at regular intervals to restore their cleaning performance. This typically happens every 250 to 1000 km. In diesel particulate filters, the regeneration is initiated by increasing the exhaust gas temperature to typically 600 ° C to 650 ° C, so that the soot stored in the particulate filter begins to burn off. In particular, at low loads and speeds of the internal combustion engine, it is known to provide internal engine measures to achieve the necessary temperatures, for example in the mixture preparation of the engine or by post-engine measures such as burning at the oxidation catalyst post-injection into the exhaust passage. When the exhaust gas temperature is sufficiently high, an exothermic reaction is initiated in the particulate filter which causes the soot particles to burn off and regenerates the particulate filter within a few minutes (for example 20 minutes).

Partikelfilter werden auch bei mit Benzin als Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen zur Reinigung des Abgases eingesetzt.Particulate filters are also used in gasoline fueled internal combustion engines to purify the exhaust gas.

Es ist weiterhin bekannt, bei Niedrig-Last-Zyklen die Leerlaufdrehzahl im Regenerationsbetrieb leicht zu erhöhten, um die Last und somit die Abgastemperatur anzuheben. Insgesamt führen jedoch häufiger Schwachlastbetrieb und Kurzstreckenfahrten zu langen und/oder häufigen Regenerationen des Partikelfilters und somit zu erhöhtem Ausstoß an Kohlendioxid und/oder Kraftstoffmehrverbrauch sowie zu einer erhöhten Ölverdünnung. Start-Stopp-Systeme und Hybrid-Antriebskonzepte erhöhen die Anzahl der Stopp-Phasen der Brennkraftmaschine und erschweren eine Regeneration des Partikelfilters.It is also known that at low load cycles, the idle speed in the regeneration mode is slightly increased to increase the load and thus the exhaust gas temperature. Overall, however, often low load operation and short trips lead to long and / or frequent regenerations of the particulate filter and thus to increased emissions of carbon dioxide and / or increased fuel consumption and to increased oil dilution. Start-stop systems and hybrid drive concepts increase the number of stop phases of the internal combustion engine and make regeneration of the particulate filter more difficult.

Nachteilig bei den bekannten Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltern ist es, dass während Stopp-Phasen der Brennkraftmaschine keine Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden kann. A disadvantage of the known methods for the regeneration of particulate filters is that no regeneration of the particulate filter can be carried out during stop phases of the internal combustion engine.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine verbesserte Regeneration von Partikelfiltern im Abgaskanal von Brennkraftmaschinen bei einem Betrieb mit häufigen Stopp-Phasen ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide a method which allows improved regeneration of particulate filters in the exhaust passage of internal combustion engines during operation with frequent stop phases.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.It is a further object of the invention to provide a device for carrying out the method.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Regeneration zumindest teilweise bei abgeschalteter Brennkraftmaschine durchgeführt wird und dass die Regelung der Verbrennung der eingelagerten Partikel bei abgeschalteter Brennkraftmaschine durch eine geregelt zugeführte Frischluftmenge ohne zusätzliche Aufheizmaßnahmen erfolgt. Das Verfahren sieht vor, dass zum Starten der Regeneration die Temperatur vor dem Partikelfilter in einen Bereich von etwa 600°C erhöht wird. Dies kann mittels bekannter motorischer Maßnahmen erfolgen. Nach dem Starten der Regeneration wird diese bei laufender Brennkraftmaschine wie bekannt fortgeführt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei laufender Regeneration und einem Stopp der Brennkraftmaschine, beispielhaft bei einem Halt an einer Ampel mit Abschaltung der Brennkraftmaschine durch ein Start-Stopp-System, die Regeneration durch kontrollierte Zufuhr von Frischluft in den Partikelfilter fortgeführt wird. Die Mengenkontrolle der Frischluft kann dabei über eine Temperaturmessung an dem Partikelfilter oder in dessen Nähe oder über ein in den Unteransprüchen dargelegtes Verfahren erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch bei Hybridantrieben während des Stillstands der Brennkraftmaschine vorteilhaft einsetzbar. Insgesamt kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine energieeffiziente und schnelle Regeneration des Partikelfilters erreicht werden, da kein zusätzlicher Kraftstoff benötigt wird und Stillstandphasen der Brennkraftmaschine zur Regeneration ausgenutzt werden können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine vollständige Regeneration eines Partikelfilters in etwa 5 Minuten möglich.The object of the invention relating to the method is achieved in that the regeneration is carried out at least partially when the internal combustion engine is switched off and that the control of the combustion of the stored particles with the internal combustion engine switched off takes place by means of a controlled supply of fresh air without additional heating measures. The method provides that the temperature before the particle filter is increased to a range of about 600 ° C to start the regeneration. This can be done by means of known motor measures. After starting the regeneration, this is continued as known while the internal combustion engine is running. According to the invention, the regeneration is continued by controlled supply of fresh air into the particle filter during ongoing regeneration and a stop of the internal combustion engine, for example at a stop at a traffic light with shutdown of the internal combustion engine by a start-stop system. The quantity control of the fresh air can take place via a temperature measurement on the particle filter or in its vicinity or via a method set forth in the dependent claims. The inventive method can also be used advantageously in hybrid drives during standstill of the internal combustion engine. Overall, an energy-efficient and rapid regeneration of the particulate filter can be achieved by the method according to the invention, since no additional fuel is needed and standstill phases of the internal combustion engine can be utilized for regeneration. The inventive method a complete regeneration of a particulate filter in about 5 minutes is possible.

In einer vorteilhaften Ausprägung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zum Starten der Regeneration bei stehender oder stark gedrosselt laufender Brennkraftmaschine die Aufheizung des Partikelfilters durch eine externe Wärmezufuhr bei kontrollierter Frischluftzuführung mit geringem Massenstrom erfolgt. Bei dem geringen Massenstrom im Bereich von 1 bis 10 kg/h kann mittels der zugeführten Frischluft die Regeneration gestartet werden und das Zünden der Regeneration kann durch eine Abnahme der Sauerstoff-Konzentration nach dem Partikelfilter erkannt werden.In an advantageous embodiment of the method, it is provided that, for starting the regeneration when the internal combustion engine is stationary or severely throttled, the heating of the engine is started Particulate filter by an external heat supply with controlled fresh air supply with low mass flow. At the low mass flow in the range of 1 to 10 kg / h regeneration can be started by means of the fresh air supplied and the ignition of the regeneration can be detected by a decrease in the oxygen concentration after the particulate filter.

Eine schnelle und zuverlässige Regeneration des Partikelfilters wird erreicht, indem während der Regeneration bei abgeschalteter Brennkraftmaschine ein Massenstrom der dem Partikelfilter zugeführten Frischluft in einem Bereich von 0,5kg/h bis 20kg/h, vorzugsweise in einem Bereich von 1,0kg/h bis 10kg/h, eingestellt wird. In einem solchen Betriebsbereich verhält sich der Partikelfilter wie ein Festbettreaktor. Sauerstoff diffundiert von Ein- und Auslasskanal an die Reaktionsfront, welche, in Richtung des Abgas-Stroms, von vorne nach hinten durch den Partikelfilter wandert. Hierbei ist die Regeneration selbsterhaltend und besonders effektiv. A fast and reliable regeneration of the particulate filter is achieved by a mass flow of the fresh air supplied to the particulate filter in a range of 0.5kg / h to 20kg / h, preferably in a range of 1.0kg / h to 10kg, during regeneration with the engine off / h, is set. In such an operating range, the particulate filter behaves like a fixed bed reactor. Oxygen diffuses from the inlet and outlet channel to the reaction front, which, in the direction of the exhaust gas flow, travels from front to back through the particle filter. Here, the regeneration is self-sustaining and particularly effective.

Wird während der Regeneration bei abgeschalteter Brennkraftmaschine die Regelung der zugeführten Frischluftmenge an Hand eines in dem Abgaskanal nach dem Partikelfilter bestimmten Sauerstoffgehalts des Verbrennungsabgases durchgeführt, kann der Abbrand der Partikel bei besonders geeigneten Bedingungen erfolgen. Der Sauerstoffgehalt kann mittels einer dem Partikelfilter nachgeschalteten Lambdasonde erfolgen. Aufgrund des geringen Frischluftmassenstroms und des hohen Sauerstoff-Verbrauchs der Regeneration kann die Überwachung sehr genau und mit hoher Signalgüte erfolgen.If, during regeneration when the internal combustion engine is switched off, the regulation of the supplied fresh air quantity is carried out by means of an oxygen content of the combustion exhaust gas determined in the exhaust duct after the particle filter, the combustion of the particles can take place under particularly suitable conditions. The oxygen content can be effected by means of a lambda probe connected downstream of the particle filter. Due to the low fresh air mass flow and the high oxygen consumption of the regeneration monitoring can be done very accurately and with high signal quality.

In einer Ausprägung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Beginn und das Ende der Regeneration an Hand der Differenz des Sauerstoffgehalts vor und nach dem Partikelfilter bestimmt wird. Dies erfordert keine zusätzlichen Einrichtungen, da die dem Partikelfilter nachgeschaltete Lambdasonde bereits vorhanden ist, da sie unter anderem zur Regelung der Regeneration verwendet wird.In one embodiment of the method, it is provided that the beginning and the end of the regeneration are determined based on the difference between the oxygen content before and after the particle filter. This requires no additional facilities, as the particle filter downstream lambda probe is already present, since it is used, inter alia, to control the regeneration.

In einer Weiterführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass aus dem zugeführten Frischluftmassenstrom und der Dauer der Regeneration die verbrannte Partikelmenge bestimmt wird.In a continuation of the method, it is provided that the burned particle quantity is determined from the supplied fresh air mass flow and the duration of the regeneration.

Eine genauere Bestimmung der verbrannten Partikelmenge, und damit der Restbeladung nach Regeneration, ist erreichbar, indem zusätzlich die Differenz des Sauerstoffgehalts vor und nach dem Partikelfilter zur Bestimmung der verbrannten Partikelmenge berücksichtigt wird. A more accurate determination of the amount of burned particulate, and thus the residual load after regeneration, is achievable by additionally taking into account the difference in oxygen content before and after the particulate filter for determining the amount of particulate matter burned.

Zur Bereitstellung der Frischluft ist es vorgesehen, dass während der Regeneration bei abgeschalteter Brennkraftmaschine die Frischluft durch einen externen Luftverdichter oder über einen elektrischen Turbolader oder in einem Schleppbetrieb der Brennkraftmaschine dem Partikelfilter zugeführt wird. Hierdurch ist nur ein geringer zusätzlicher Energieaufwand erforderlich. To provide the fresh air, it is provided that during regeneration when the internal combustion engine is switched off, the fresh air is supplied to the particle filter through an external air compressor or via an electric turbocharger or in a drag operation of the internal combustion engine. As a result, only a small amount of additional energy is required.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Brennkraftmaschine während der Regeneration abschaltbar ist, dass die Vorrichtung Mittel zur geregelten Zuführung von Frischluft zu dem Partikelfilter während der Regeneration des Partikelfilters enthält und dass die Vorrichtung zumindest eine nach dem Partikelfilter vorgesehene Lambdasonde zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts des Verbrennungsabgases zur Regelung des dem Partikelfilter zugeführten Frischluftmassenstroms enthält. Die Vorrichtung enthält nach dem Stand der Technik vorhandene Mittel zur Aufheizung des Abgases der Brennkraftmaschine in einen Bereich über etwa 600°C, die zum Start der Regeneration des Partikelfilters benutzt werden. Über die erfindungsgemäße zusätzliche Frischluftzuführung vor dem Partikelfilter wird bei abgeschalteter Brennkraftmaschine derart Frischluft eindosiert, dass die Regeneration weitergeführt wird. Es muss kein zusätzlicher Kraftstoff zudosiert werden. Mittels der im Abgasstrom nach dem Partikelfilter angeordneten Lambdasonde kann über den verbleibenden Sauerstoffgehalt die Verbrennung der Partikel verfolgt werden.The object of the invention relating to the device is achieved in that the internal combustion engine can be switched off during regeneration, that the device contains means for regulated supply of fresh air to the particle filter during regeneration of the particle filter and that the device has at least one lambda probe provided downstream of the particle filter Determining the oxygen content of the combustion exhaust gas for controlling the fresh air mass flow supplied to the particulate filter. The apparatus includes prior art means for heating the exhaust gas of the internal combustion engine to within about 600 ° C used to start the regeneration of the particulate filter. About the inventive additional fresh air supply in front of the particulate filter fresh air is metered in such a way that the regeneration is continued when the internal combustion engine. There is no need to add additional fuel. By means of the lambda probe arranged in the exhaust gas stream downstream of the particle filter, the combustion of the particles can be monitored via the remaining oxygen content.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders für Anordnungen geeignet, in denen die Brennkraftmaschine als Dieselmotor ausgebildet ist. The device according to the invention is particularly suitable for arrangements in which the internal combustion engine is designed as a diesel engine.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind besonders geeignet zur Regeneration eines Partikelfilters im Abgaskanal eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor. Bei dem Hybridantrieb kann über die Betriebsstrategie unter geeigneten Bedingungen die Brennkraftmaschine bei der Regeneration abgeschaltet werden und der Elektroantrieb genutzt werden. The method and the device are particularly suitable for the regeneration of a particulate filter in the exhaust passage of a motor vehicle with hybrid drive consisting of an internal combustion engine and an electric motor. In the case of the hybrid drive, the internal combustion engine can be switched off during regeneration and the electric drive can be used via the operating strategy under suitable conditions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in FIGS. Show it:

1 eine schematische Darstellung des technischen Umfelds, 1 a schematic representation of the technical environment,

2 einen Ablaufplan einer Regeneration eines Partikelfilters, 2 a flowchart of a regeneration of a particulate filter,

3 ein erstes Diagramm zum Zeitverlauf des Sauerstoffgehalts bei der Regeneration des Partikelfilters, 3 a first diagram of the time course of the oxygen content in the regeneration of the particulate filter,

4 ein zweites Diagramm zum Zeitverlauf einer Rußbeladung bei der Regeneration des Partikelfilters. 4 a second graph of the time course of soot loading in the regeneration of the particulate filter.

1 zeigt schematisch das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann. Einer mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine 10 wird über einen Ansaugtrakt 11 Frischluft zugeführt. Abgas der Brennkraftmaschine 10 wird über einen Abgaskanal 12 abgeführt und mittels eines Oxidationskatalysators 13 und eines Partikelfilters 17 gereinigt. Vor dem Partikelfilter 17 ist eine erste Lambdasonde 16, nach dem Partikelfilter 17 eine zweite Lambdasonde 18 angeordnet. Über eine Frischluftzuführung 15 kann vor dem Partikelfilter 17 Frischluft 14 zudosiert werden. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 filtert der Partikelfilter 17 Ruß-Partikel aus dem Abgas. Ist der Partikelfilter 17 mit Partikeln beladen, erhöht sich der Differenzdruck des Abgasstroms durch den Partikelfilter 17. Es ist dann ein Regenerationsvorgang erforderlich, in dem die Partikel verbrannt werden. Dazu sind zum Start des Abbrands und für die Weiterführung der Regeneration geeignete Abgasbedingungen einzustellen, welche den Abbrand der Partikel ermöglichen. Zum Start ist eine Mindest-Temperatur des Abgases vor dem Partikelfilter 17 von etwa 600°C erforderlich. Dies kann durch motorische Maßnahmen und/oder durch Zudosierung von Kraftstoff in den Oxidationskatalysator 13 erfolgen. Zur Aufrechterhaltung der Regeneration bei abgestellter Brennkraftmaschine 10 ist erfindungsgemäß vorgesehen, Frischluft 14 über die Frischluftzuführung 15 zuzudosieren und den Sauerstoffverbrauch durch den Abbrand mittels der ersten Lambdasonde 16 und der zweiten Lambdasonde 18 zu bestimmen. 1 schematically shows the technical environment in which the inventive method can be used. A diesel engine fueled internal combustion engine 10 is via an intake system 11 Fresh air supplied. Exhaust gas of the internal combustion engine 10 is via an exhaust duct 12 removed and by means of an oxidation catalyst 13 and a particulate filter 17 cleaned. In front of the particle filter 17 is a first lambda probe 16 , after the particle filter 17 a second lambda probe 18 arranged. About a fresh air supply 15 can in front of the particle filter 17 fresh air 14 be dosed. In operation of the internal combustion engine 10 filters the particle filter 17 Soot particles from the exhaust gas. Is the particle filter 17 loaded with particles, the differential pressure of the exhaust gas flow through the particulate filter increases 17 , It then requires a regeneration process in which the particles are burned. For this purpose, suitable exhaust gas conditions are set to start the burnup and for the continuation of the regeneration, which allow the combustion of the particles. To start is a minimum temperature of the exhaust gas in front of the particulate filter 17 required by about 600 ° C. This can be done by engine measures and / or by metering of fuel into the oxidation catalyst 13 respectively. To maintain the regeneration when the internal combustion engine is stopped 10 is provided according to the invention, fresh air 14 via the fresh air supply 15 zuzudosieren and the oxygen consumption by burning by means of the first lambda probe 16 and the second lambda probe 18 to determine.

2 zeigt in einem Ablaufdiagramm einen Regenerationsvorgang für den Partikelfilter 17. In einem Block Aufheizen 20 wird der Partikelfilter 17 durch bekannte Maßnahmen so weit aufgeheizt, dass ein Abbrand von im Partikelfilter 17 zurückgehaltenen Partikeln beginnt. In einem Block Regenerationsbeginn 21 wird über einen Unterschied des Sauerstoffgehalts des Abgases vor und nach dem Partikelfilter 17 bestimmt, ob die Regeneration begonnen hat. Hat die Regeneration begonnen, wird bei einem Hybridfahrzeug in einem Block aktives Stoppen 22 entschieden, ob die Bedingungen für ein Anhalten der Brennkraftmaschine 10 gegeben sind und diese gegebenenfalls abgestellt. In anderen Systemen wird in einem Block Stoppen 23 geprüft, ob die Brennkraftmaschine, beispielhaft während eines Ampelhalts, abgeschaltet werden kann. Ist dies der Fall, wird in einem Block Frischluftzufuhr 24 begonnen, dem Partikelfilter 17 kontrolliert Frischluft 14 zuzuführen. In einem Block Regelung 25 wird mittels eines Delta-Lambda-Verfahrens aufgrund der Lambdawerte vor und nach dem Partikelfilter 17 die Regeneration geregelt. In einem Block Regenerationsende 26 wird, ebenfalls über das Delta-Lambda-Verfahren, das Ende des Vorgangs bestimmt. 2 shows a flowchart for a regeneration process for the particulate filter 17 , Heating up in one block 20 becomes the particle filter 17 heated by known measures so far that a burn-off in the particulate filter 17 retained particles begins. In a block regeneration beginning 21 is about a difference in the oxygen content of the exhaust gas before and after the particulate filter 17 determines if regeneration has begun. When regeneration has started, a hybrid vehicle will actively stop in a block 22 decided whether the conditions for stopping the internal combustion engine 10 are given and if necessary turned off. In other systems will stop in a block 23 checked whether the internal combustion engine, for example, during a traffic light stop, can be turned off. If this is the case, fresh air is added to a block 24 started, the particle filter 17 controls fresh air 14 supply. In a block scheme 25 is determined by means of a delta lambda method on the basis of the lambda values before and after the particle filter 17 regulated the regeneration. In a block regeneration end 26 is determined, also via the delta lambda method, the end of the process.

3 zeigt in einem ersten Diagramm 30 einen simulierten zeitlichen Verlauf des Sauerstoffgehalts im Abgas der Brennkraftmaschine 10 vor und nach dem Partikelfilter 17. Ein erstes Sauerstoffsignal 32 zeigt den Verlauf des Sauerstoffgehalts vor dem Partikelfilter 17, wie er beispielhaft mit der ersten Lambdasonde 16 bestimmt werden könnte. Das erste Sauerstoffsignal 32 ist entlang einer Zeitachse 34 auf einer Sauerstoffgehalt-Achse 31 abgetragen. Das erste Sauerstoffsignal 32 zeigt anfangs einen Anstieg, der von der ab diesem Zeitpunkt zudosierten Frischluft 14 herrührt und bleibt im weiteren Verlauf konstant. In dem Diagramm 30 ist weiterhin ein zweites Sauerstoffsignal 33 gezeigt, das den Sauerstoffgehalt nach dem Partikelfilter 17 darstellt, wie er beispielhaft mit der zweiten Lambdasonde 18 bestimmt werden könnte. Mit Beginn der Regeneration und der Zudosierung von Frischluft 14 sinkt das zweite Sauerstoffsignal 33, da der Abbrand der Partikel den Sauerstoff verbraucht. Nach dem Ende der Regeneration steigt das zweite Sauerstoffsignal 33 an und erreicht den Wert des ersten Sauerstoffsignals 32. Aus dem ersten Sauerstoffsignals 32 und dem zweiten Sauerstoffsignal 33 kann in Verbindung mit dem Gasmassenstrom im Partikelfilter 17 die verbrannte Partikelmasse bestimmt werden. 3 shows in a first diagram 30 a simulated time course of the oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine 10 before and after the particle filter 17 , A first oxygen signal 32 shows the course of the oxygen content before the particle filter 17 as exemplified by the first lambda probe 16 could be determined. The first oxygen signal 32 is along a timeline 34 on an oxygen content axis 31 ablated. The first oxygen signal 32 initially shows an increase of the fresh air added from this point onwards 14 comes from and remains constant in the further course. In the diagram 30 is still a second oxygen signal 33 shown that the oxygen content after the particulate filter 17 represents how he exemplary with the second lambda probe 18 could be determined. With the beginning of the regeneration and the addition of fresh air 14 the second oxygen signal decreases 33 because the burning of the particles consumes the oxygen. After the regeneration ends, the second oxygen signal rises 33 and reaches the value of the first oxygen signal 32 , From the first oxygen signal 32 and the second oxygen signal 33 can in conjunction with the gas mass flow in the particle filter 17 the burned particulate mass is determined.

Die Simulation zeigt, dass bei einer Beladung des Partikelfilters 17 mit 10g/l Partikeln und einem Frischluftmassenstrom von 3,6kg/h der Anstieg des zweiten Sauerstoffsignals 33, und damit das Ende der Regeneration, nach etwa 5 Minuten nach deren Beginn zu erwarten ist.The simulation shows that when loading the particulate filter 17 with 10g / l particles and a fresh air mass flow of 3.6kg / h the increase of the second oxygen signal 33 , and thus the end of the regeneration, after about 5 minutes after its beginning is expected.

4 zeigt in einem zweiten Diagramm 40 eine Simulation zum zeitlichen Verlauf der Rußmasse in einem Partikelfilter 17. Eine Rußmasse 42 ist entlang der Zeitachse 34 und einer Rußmassen-Achse 41 aufgetragen. In 4 wird eine identisch zu 3 skalierte Zeitachse 34 verwendet. Mit Beginn der Regeneration beginnt der Wert für die Rußmasse 42 zu sinken. Wird in der Simulation eine Beladung des Partikelfilters 17 mit 10g/l Partikeln und ein Frischluftmassenstrom von 3,6kg/h angenommen, ist etwa 5 Minuten nach dem Beginn der Regeneration der Wert für die Rußmasse 42 auf nahe Null abgesunken und die Regeneration kann beendet werden. 4 shows in a second diagram 40 a simulation of the time course of the soot mass in a particle filter 17 , A soot mass 42 is along the timeline 34 and a soot mass axis 41 applied. In 4 becomes an identical to 3 scaled timeline 34 used. With the beginning of the regeneration, the value for the soot mass begins 42 to sink. In the simulation becomes a loading of the particle filter 17 assuming 10 g / l particles and a fresh air mass flow of 3.6 kg / h, the value for the soot mass is about 5 minutes after the beginning of the regeneration 42 dropped to near zero and the regeneration can be stopped.

Claims (11)

Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters (17) im Abgaskanal (12) einer Brennkraftmaschine (10) durch eine Verbrennung der in dem Partikelfilter (17) eingelagerten Partikel, wobei zum Starten der Regeneration die Temperatur des Partikelfilters (17) auf eine Zündtemperatur erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration zumindest teilweise bei abgeschalteter Brennkraftmaschine (10) durchgeführt wird und dass die Regelung der Verbrennung der eingelagerten Partikel bei abgeschalteter Brennkraftmaschine (10) durch eine geregelt zugeführte Frischluftmenge ohne zusätzliche Aufheizmaßnahmen erfolgt.Process for the regeneration of a particulate filter ( 17 ) in the exhaust duct ( 12 ) an internal combustion engine ( 10 ) by combustion in the particulate filter ( 17 ) embedded particles, wherein for starting the regeneration, the temperature of the particulate filter ( 17 ) is increased to an ignition temperature, characterized in that the regeneration at least partially with the internal combustion engine switched off ( 10 ) and that the control of the combustion of the stored particles when the engine is switched off ( 10 ) by a controlled amount of fresh air supplied without additional heating measures. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Starten der Regeneration bei stehender oder stark gedrosselt laufender Brennkraftmaschine (10) die Aufheizung des Partikelfilters (17) durch eine externe Wärmezufuhr bei kontrollierter Frischluftzuführung mit geringem Massenstrom erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that for starting the regeneration in stationary or heavily throttled running internal combustion engine ( 10 ) the heating of the particulate filter ( 17 ) is carried out by an external heat supply with controlled fresh air supply with low mass flow. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Regeneration bei abgeschalteter Brennkraftmaschine (10) ein Massenstrom der dem Partikelfilter (17) zugeführten Frischluft in einem Bereich von 0,5kg/h bis 20kg/h, vorzugsweise in einem Bereich von 1,0kg/h bis 10kg/h, eingestellt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that during regeneration when the internal combustion engine is switched off ( 10 ) a mass flow of the particulate filter ( 17 ) in a range of 0.5kg / h to 20kg / h, preferably in a range of 1.0kg / h to 10kg / h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Regeneration bei abgeschalteter Brennkraftmaschine (10) die Regelung der zugeführten Frischluftmenge an Hand eines in dem Abgaskanal nach dem Partikelfilter (17) bestimmten Sauerstoffgehalts des Verbrennungsabgases durchgeführt wird. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that during the regeneration with the internal combustion engine ( 10 ) the control of the amount of fresh air supplied by means of a in the exhaust passage after the particulate filter ( 17 ) determined oxygen content of the combustion exhaust gas is performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn und das Ende der Regeneration an Hand der Differenz des Sauerstoffgehalts vor und nach dem Partikelfilter (17) bestimmt wird. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the beginning and the end of the regeneration based on the difference of the oxygen content before and after the particulate filter ( 17 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem zugeführten Frischluftmassenstrom und der Dauer der Regeneration die verbrannte Partikelmenge bestimmt wird. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that from the supplied fresh air mass flow and the duration of the regeneration of the burned particulate amount is determined. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Differenz des Sauerstoffgehalts vor und nach dem Partikelfilter zur Bestimmung der verbrannten Partikelmenge berücksichtigt wird.A method according to claim 6, characterized in that in addition the difference in the oxygen content before and after the particulate filter is taken into account for determining the amount of particulate matter burned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Regeneration bei abgeschalteter Brennkraftmaschine (10) die Frischluft (14) durch einen externen Luftverdichter oder über einen elektrischen Turbolader oder in einem Schleppbetrieb der Brennkraftmaschine dem Partikelfilter zugeführt wird. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that during the regeneration with the internal combustion engine ( 10 ) the fresh air ( 14 ) is supplied to the particulate filter by an external air compressor or an electric turbocharger or in a towing operation of the internal combustion engine. Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters (17) im Abgaskanal (12) einer Brennkraftmaschine (10) durch eine Verbrennung der in dem Partikelfilter (17) eingelagerten Partikel, wobei die Vorrichtung zum Starten der Regeneration Mittel zur Erhöhung der Temperatur des Partikelfilters (17) auf eine Zündtemperatur enthält , dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (10) während der Regeneration abschaltbar ist, dass die Vorrichtung Mittel zur geregelten Zuführung von Frischluft (14) zu dem Partikelfilter (17) während der Regeneration des Partikelfilters (17) enthält und dass die Vorrichtung zumindest eine nach dem Partikelfilter (17) vorgesehene Lambdasonde zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts des Verbrennungsabgases zur Regelung des dem Partikelfilter (17) zugeführten Frischluftmassenstroms enthält.Device for the regeneration of a particle filter ( 17 ) in the exhaust duct ( 12 ) an internal combustion engine ( 10 ) by combustion in the particulate filter ( 17 ) stored particles, wherein the device for starting the regeneration means for increasing the temperature of the particulate filter ( 17 ) to an ignition temperature, characterized in that the internal combustion engine ( 10 ) during the regeneration can be switched off that the device means for the regulated supply of fresh air ( 14 ) to the particle filter ( 17 ) during the regeneration of the particulate filter ( 17 ) and that the device at least one after the particulate filter ( 17 ) provided lambda probe for determining the oxygen content of the combustion exhaust gas for controlling the particulate filter ( 17 ) contains fresh air mass flow. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (10) als Dieselmotor ausgebildet ist.Device according to claim 9, characterized in that the internal combustion engine ( 10 ) is designed as a diesel engine. Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters (17) in einem Abgaskanal (12) eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb bestehend aus einer Brennkraftmaschine (10) und einem Elektromotor.Application of the method and apparatus for regeneration of a particulate filter ( 17 ) in an exhaust duct ( 12 ) of a motor vehicle with hybrid drive consisting of an internal combustion engine ( 10 ) and an electric motor.
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