DE102013220899A1

DE102013220899A1 - Regeneration of a particulate filter of an exhaust aftertreatment system for an internal combustion engine with a lambda control

Info

Publication number: DE102013220899A1
Application number: DE201310220899
Authority: DE
Inventors: Hong Zhang
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage (140) beschrieben, welche einen Partikelfilter (142) aufweist, der in einem Abgastrakt (130) einer eine Lambda-Regelung aufweisenden Brennkraftmaschine (100) angeordnet ist. Das Verfahren weist auf (a) Erhöhen der Temperatur eines Abgases (180) der Brennkraftmaschine (100), so dass die Temperatur des Partikelfilters (142) ansteigt, (b) Messen der Temperatur (T) des Partikelfilters (142), (c) wenn die gemessene Temperatur (T) des Partikelfilters (142) eine vorbestimmte Abbrenn-Temperatur überschritten hat, Ändern eines Lambda-Wertes der Lambda-Regelung, so dass der Brennkraftmaschine (100) ein mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird, (d) Reduzieren der Temperatur des Abgases (180) in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur (T) des Partikelfilters (142), so dass die Temperatur (T) des Partikelfilters (142) innerhalb eines vorbestimmten Abbrenn-Temperaturbereiches über der vorbestimmten Abbrenn-Temperatur bleibt, in welchem ein Abbrennen von in dem Partikelfilter (142) befindliche Partikel stattfindet, (e) Erfassen eines Beladungszustandes des Partikelfilters (142), und (f) wenn der Beladungszustand des Partikelfilters (142) eine Beladungsschwelle unterschritten hat, erneutes Ändern des Lambda-Wertes der Lambda-Regelung, so dass die Brennkraftmaschine (100) zumindest annähernd mit einem Wert Lambda gleich Eins betrieben wird. Es wird ferner eine Anordnung, eine Brennkraftmaschine (100) sowie ein Computerprogramm zum Durchführen dieses Verfahrens beschrieben.The invention relates to a method for regenerating an exhaust aftertreatment system (140) which has a particle filter (142) which is arranged in an exhaust tract (130) of an internal combustion engine (100) having a lambda control. The method comprises (a) increasing the temperature of an exhaust gas (180) of the internal combustion engine (100) so that the temperature of the particulate filter (142) increases, (b) measuring the temperature (T) of the particulate filter (142), (c) if the measured temperature (T) of the particulate filter (142) has exceeded a predetermined burn-off temperature, changing a lambda value of the lambda control so that a lean fuel-air mixture is supplied to the internal combustion engine (100), (d) Reducing the temperature of the exhaust gas (180) in response to the current temperature (T) of the particulate filter (142) such that the temperature (T) of the particulate filter (142) remains above the predetermined burn down temperature within a predetermined burn off temperature range (e) detecting a loading condition of the particulate filter (142); and (f) when the loading condition of the particulate filter (142) is a loading swathe of particulate matter (142) has fallen below again, changing the lambda value of the lambda control, so that the internal combustion engine (100) is operated at least approximately with a value lambda equal to one. An arrangement, an internal combustion engine (100) and a computer program for carrying out this method are also described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet der Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine mittels eines Partikelfilters und konkreter das technische Gebiet der Regeneration von solchen Partikelfiltern. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage, welche einen Partikelfilter aufweist, der in einem Abgastrakt einer eine Lambda-Regelung aufweisenden Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, eine Brennkraftmaschine sowie ein Computerprogramm zum Durchführen dieses Verfahrens. The present invention generally relates to the technical field of after-treatment of exhaust gases of an internal combustion engine by means of a particulate filter, and more specifically to the technical field of regeneration of such particulate filters. The present invention relates in particular to a method for regenerating an exhaust aftertreatment system, which has a particle filter which is arranged in an exhaust gas tract of an internal combustion engine having a lambda control. The present invention further relates to an arrangement, an internal combustion engine and a computer program for carrying out this method.

Die Anforderungen an moderne Verbrennungsmotoren bzw. Brennkraftmaschinen sowohl im Hinblick auf gesetzliche Rahmenbedingungen bezüglich zulässiger Abgasemissionswerte als auch im Hinblick auf gestiegene Erwartungen der Endverbraucher an Fahrkomfort, Laufruhe und niedrigen Verbrauch, steigen kontinuierlich. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist zum einen eine genaue Steuerung der Kraftstoffverbrennung und zum anderen eine geeignete Abgasnachbehandlung notwendig. The demands placed on modern internal combustion engines and / or internal combustion engines, both with regard to legal framework conditions with regard to permissible exhaust emission values and with regard to increased expectations of end users regarding ride comfort, smoothness and low fuel consumption, are increasing continuously. In order to meet these requirements, on the one hand, precise control of fuel combustion and, on the other hand, suitable exhaust aftertreatment is necessary.

Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, Antriebsvorrichtungen sowie Verfahren zum Betreiben derartiger Abgasnachbehandlungsvorrichtungen von Antriebsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere bei Dieselmotoren werden Partikelfilter bereits seit langer Zeit erfolgreich zur Nachbehandlung des Abgases eingesetzt. Diese Partikelfilter scheiden die im Abgas befindlichen Feststoffpartikel ab und halten sie in einem Filtersubstrat zurück. Die im Filter eingelagerte Masse an Ruß führt allerdings zu einem stetigen Zusetzen des Partikelfilters beziehungsweise des Filtersubstrats und somit zu einer Erhöhung des Abgasgegendrucks. Ein hoher Abgasgegendruck wirkt sich jedoch negativ auf die Motorleistung und den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine aus. Aus diesem Grund können Partikelfilter nur dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn sie im Betrieb regeneriert werden können. Hierzu muss die eingespeicherte Masse an Ruß von Zeit zu Zeit ausgetragen werden. Die Regeneration erfolgt dabei typischerweise mittels einer oxidativen Rußverbrennung, die noch im Abgastrakt stattfindet und als exotherme Reaktion selbstständig abläuft. Die Rußverbrennung beginnt, sobald sie angesprungen ist, und die Rußverbrennung hält an, bis die Rußablagerung im Partikelfilter vollständig verbrannt ist. Exhaust aftertreatment devices, propulsion devices and methods of operating such exhaust aftertreatment devices of propulsion devices are known in the art. Particulate filters have been used successfully for after-treatment of the exhaust gas for a long time, especially in diesel engines. These particle filters separate the solid particles in the exhaust gas and hold them back in a filter substrate. However, the mass of soot incorporated in the filter leads to a continuous clogging of the particle filter or of the filter substrate and thus to an increase in the exhaust backpressure. However, a high exhaust back pressure has a negative effect on the engine performance and the fuel consumption of the internal combustion engine. For this reason, particulate filters can only be used meaningfully if they can be regenerated during operation. For this purpose, the stored mass of soot must be discharged from time to time. The regeneration is typically carried out by means of an oxidative soot combustion, which still takes place in the exhaust tract and runs independently as an exothermic reaction. The soot combustion begins as soon as it has started and the soot combustion continues until the soot build-up in the particulate filter is completely burned.

Gemäß der Stufe 6 der europäischen Abgasnorm (Euro-6) sind zukünftig auch für Ottomotoren mit Direkteinspritzung strenge Grenzwerte hinsichtlich der Emission von Partikeln einzuhalten. According to Stage 6 of the European emission standard (Euro-6), gasoline direct injection engines must comply with strict emission limits for particulate matter.

Üblicherweise wird bei Ottomotoren eine Regeneration eines Ruß-Partikelfilters während einer Schubabschaltungsphase durchgeführt. Wenn allerdings der Ottomotor häufig bei niedriger Drehzahl und geringer Last gefahren wird, kann eine derartige Regeneration nicht oder nur mit einer sehr geringen Effizienz durchgeführt werden. Dadurch kann die Beladung des Ruß-Partikelfilters unzulässig hoch werden, was wiederum zur Folge hat, dass der Abgasgegendruck im Abgastrakt hoch wird. Dies führt im Ergebnis u.a. zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch. In gasoline engines, regeneration of a soot particle filter is usually carried out during a fuel cut-off phase. However, if the gasoline engine is often run at low speed and low load, such regeneration can not be performed or only with a very low efficiency. As a result, the loading of the soot particulate filter can be impermissibly high, which in turn has the consequence that the exhaust back pressure in the exhaust system is high. This results in the result u.a. to an increased fuel consumption.

Aus der DE 10 2008 000 607 A1 ist ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines Partikelfilters eines in einem Fahrzeug angeordneten Verbrennungsmotors, mittels Regenerationszyklen bekannt, welche mittels einer Steuereinrichtung gesteuert werden. Dabei werden während der Durchführung von Regenerationsvorgängen fahrerunabhängige, von der Steuereinrichtung initiierte Bremseingriffe bei gleichzeitiger Erhöhung der Motorlast des Verbrennungsmotors derart vorgenommen, dass keine Änderung der Fahrdynamik des Fahrzeugs und insbesondere keine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeugbeschleunigung auftritt. From the DE 10 2008 000 607 A1 is a method for regenerating an exhaust aftertreatment system, in particular a particulate filter of a vehicle arranged in an internal combustion engine, known by means of regeneration cycles, which are controlled by means of a control device. During the implementation of regeneration processes driver-independent, initiated by the control device braking interventions while increasing the engine load of the engine are made such that no change in the vehicle dynamics of the vehicle and in particular no change in vehicle speed and / or vehicle acceleration occurs.

Aus der DE 10 2010 044 102 A1 ist eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt, welche einen Abgasstrang aufweist, der mit einer Auslassseite der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Im Abgasstrang ist in stromabwärtiger Richtung wenigstens ein Katalysator angeordnet, welchem ein Partikelfilter nachgeschaltet ist. Ferner ist im Abgasstrang stromauf des Partikelfilters eine Sekundärlufteinlassöffnung zum Einleiten von Sekundärluft über wenigstens ein Flatterventil vorgesehen, wobei die Sekundärluft verdichtete Luft ist. From the DE 10 2010 044 102 A1 an exhaust system for an internal combustion engine is known, which has an exhaust system, which is connectable to an outlet side of the internal combustion engine. In the exhaust gas system at least one catalyst is arranged in the downstream direction, which is followed by a particle filter. Furthermore, a secondary air inlet opening for introducing secondary air via at least one flutter valve is provided in the exhaust line upstream of the particulate filter, wherein the secondary air is compressed air.

Aus der DE 10 2009 046 559 A1 ist eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Ottomotors, mit mindestens einem in einem der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Abgastrakt angeordneten Partikelfilter bekannt. Stromaufwärts des Partikelfilters mündet ein zum Regenerieren des Partikelfilters freigebbarer Frischluftkanal in den Abgastrakt. Zum Regenerieren des Partikelfilters wird der Frischluftkanal freigegeben, sodass Frischluft dem Abgas stromaufwärts des Partikelfilters beigemengt wird, um in dem Partikelfilter zusammen mit dem Abgas zu einem oxidativen Abbrand von Ruß zu reagieren. Die für den oxidativen Rußabbrand notwendige Abgastemperatur liefert das Abgas der Brennkraftmaschine, welches bereits eine ausreichend hohe Temperatur aufweist. From the DE 10 2009 046 559 A1 is an exhaust aftertreatment device for the aftertreatment of exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, arranged with at least one arranged in one of the internal combustion engine exhaust system particulate filter. Upstream of the particulate filter opens a releasable for regeneration of the particulate filter fresh air duct into the exhaust system. For regeneration of the particulate filter, the fresh air passage is released, so that fresh air is added to the exhaust gas upstream of the particulate filter to react in the particulate filter together with the exhaust gas to oxidative combustion of soot. The exhaust gas temperature necessary for the oxidative Rußabbrand supplies the exhaust gas of the internal combustion engine, which already has a sufficiently high temperature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regeneration eines Partikelfilters einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu verbessern. The invention has for its object to improve the regeneration of a particulate filter of an exhaust aftertreatment device.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der Anordnung, der Brennkraftmaschine sowie dem Computerprogramm, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung dieser Erfindung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden kann. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments and details of the present invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the method, of course, also in connection with the arrangement, the internal combustion engine and the computer program, and vice versa, so that with respect to the disclosure of this invention to the individual aspects of the invention can always be referenced mutually ,

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage beschrieben, welche einen Partikelfilter aufweist, der in einem Abgastrakt einer eine Lambda-Regelung aufweisenden Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) ein Erhöhen der Temperatur eines Abgases der Brennkraftmaschine, so dass die Temperatur des Partikelfilters ansteigt, (b) ein Messen der Temperatur des Partikelfilters, (c) wenn die gemessene Temperatur des Partikelfilters eine vorbestimmte Abbrenn-Temperatur überschritten hat, ein Ändern eines Lambda-Wertes der Lambda-Regelung, so dass der Brennkraftmaschine ein mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird, (d) Reduzieren der Temperatur des Abgases in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur des Partikelfilters, so dass die Temperatur des Partikelfilters innerhalb eines vorbestimmten Abbrenn-Temperaturbereiches über der vorbestimmten Abbrenn-Temperatur bleibt, in welchem ein Abbrennen von in dem Partikelfilter befindliche Partikel stattfindet, (e) ein Erfassen eines Beladungszustandes des Partikelfilters, und (f) wenn der Beladungszustand des Partikelfilters eine Beladungsschwelle unterschritten hat, ein erneutes Ändern des Lambda-Wertes der Lambda-Regelung, so dass die Brennkraftmaschine zumindest annähernd mit einem Wert Lambda gleich Eins betrieben wird. According to a first aspect of the invention, a method for regenerating an exhaust aftertreatment system is described, which has a particle filter which is arranged in an exhaust tract of an internal combustion engine having a lambda control. The described method comprises (a) increasing the temperature of an exhaust gas of the internal combustion engine so that the temperature of the particulate filter increases, (b) measuring the temperature of the particulate filter, (c) when the measured temperature of the particulate filter exceeds a predetermined burn-off temperature has, changing a lambda value of the lambda control, so that the engine is supplied with a lean fuel-air mixture, (d) reducing the temperature of the exhaust gas in dependence on the current temperature of the particulate filter, so that the temperature of the particulate filter (e) detecting a loading state of the particulate filter, and (f) when the loading condition of the particulate filter has fallen below a loading threshold, within a predetermined burn-off temperature range above the predetermined burn-off temperature, in which burning of particles located in the particulate filter takes place; changing the lambda again tes the lambda control, so that the internal combustion engine is operated at least approximately with a value lambda equal to one.

Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine aktive und kontrollierte Partikelfilter-Regeneration bei vergleichsweise moderaten Temperaturen dann durchgeführt werden kann, wenn während der Regeneration des Partikelfilters die Brennkraftmaschine mit einem mageren Gemisch aus Kraftstoff und Luft betrieben wird. Dieses Betreiben mit dem mageren Gemisch wird erfindungsgemäß von der Lambda-Regelung bewirkt, welche die Zuführung von Kraftstoff und/oder Luft dadurch regelt, dass ein Lambda-Wert eingestellt wird, der größer als Eins ist. The described method is based on the finding that an active and controlled particulate filter regeneration can be carried out at comparatively moderate temperatures if the internal combustion engine is operated with a lean mixture of fuel and air during the regeneration of the particulate filter. This operation with the lean mixture is effected according to the invention by the lambda control, which regulates the supply of fuel and / or air in that a lambda value is set which is greater than one.

Durch die aktive und kontrollierte Partikelfilter-Regeneration kann verhindert werden, dass der Partikelfilter zuverlässig bereits dann regeneriert wird, bevor der Beladungszustand der Partikelfilters zu hoch wird. Auf diese Weise wird ein durch den Partikelfilter erhöhter Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine vermieden und/oder die Motorleistung der Brennkraftmaschine wird nicht negativ beeinträchtigt. The active and controlled particle filter regeneration prevents the particulate filter from being reliably regenerated even before the loading condition of the particulate filter becomes too high. In this way, an increased fuel consumption of the internal combustion engine through the particulate filter is avoided and / or the engine power of the internal combustion engine is not adversely affected.

Das beschriebene Verfahren hat den Vorteil, dass der Vorgang des Regenerierens des Partikelfilters hinsichtlich der dafür erforderlichen Zeit weitgehend optimiert ist und trotzdem beim Regenerieren eine maximal zulässige Grenztemperatur des Materials des Partikelfilters nicht überschritten wird. The described method has the advantage that the process of regenerating the particle filter is largely optimized with regard to the time required for it, and nevertheless a maximum permissible limit temperature of the material of the particle filter is not exceeded during regeneration.

In diesem Dokument bedeutet der Ausdruck "innerhalb eines vorbestimmten Abbrenn-Temperaturbereiches über der vorbestimmten Abbrenn-Temperatur" insbesondere, dass die untere Grenze des vorbestimmten Abbrenn-Temperaturbereiches zumindest annähernd die vorbestimmte Abbrenn-Temperatur ist und dass die obere Grenze des vorbestimmten Temperaturbereiches eine ebenfalls vorbestimmte Grenztemperatur ist, welche höher ist als die Abbrenn-Temperatur und bei welcher der Partikelfilter im Betrieb thermisch nicht geschädigt wird. Die Abbrenn-Temperatur kann beispielsweise im Bereich zwischen 500°C und 850°C und bevorzugt im Bereich zwischen 530°C und 570°C liegen, wobei die obere Grenze von dem verwendeten Partikelfilter abhängen kann. Die Abbrenn-Temperatur kann insbesondere beispielsweise 550°C betragen. Der Abbrenn-Temperaturbereich kann beispielsweise eine Temperaturdifferenz von +200K/–20K, bevorzugt +100K/–20K und weiter bevorzugt +50K/–20K umfassen. In this document, the term "within a predetermined burning temperature range above the predetermined burning temperature" means that the lower limit of the predetermined burning temperature range is at least approximately the predetermined burning temperature, and the upper limit of the predetermined temperature range is also a predetermined one Limit temperature is which is higher than the burn-off temperature and at which the particle filter is not thermally damaged during operation. The burn-off temperature may for example be in the range between 500 ° C and 850 ° C and preferably in the range between 530 ° C and 570 ° C, the upper limit may depend on the particulate filter used. The burn-off temperature may be, for example, 550 ° C in particular. The burn-off temperature range may include, for example, a temperature difference of + 200K / -20K, preferably + 100K / -20K, and more preferably + 50K / -20K.

Unter dem Begriff Beladungszustand kann in diesem Dokument insbesondere die Menge an Ruß verstanden werden, welche bereits von dem Partikelfilter aus dem Abgas herausgefiltert wurde und welche demzufolge in dem Partikelfilter eingelagert ist. Der Beladungszustand kann dabei durch die Masse des in dem Partikelfilter eingelagerten Rußes gegeben sein. Der Beladungszustand kann insbesondere durch eine dimensionslose Größe charakterisiert sein, welche gegeben ist durch das Verhältnis zwischen (a) der Masse des eingelagerten Rußes und (b) der Masse an Ruß, welche maximal von dem Partikelfilter aufgenommen werden kann. The term load state can be understood in this document in particular the amount of soot, which has already been filtered out of the exhaust gas from the particulate filter and which is therefore embedded in the particulate filter. The loading state can be given by the mass of the soot stored in the particle filter. In particular, the loading state can be characterized by a dimensionless quantity which is given by the ratio between (a) the mass of the stored soot and (b) the mass of soot which can be absorbed by the particulate filter to the maximum.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Erhöhen der Temperatur des Abgases in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur des Partikelfilters. Dies hat den Vorteil, dass das Ausmaß der Erhöhung der Temperatur an den aktuellen Zustand des Partikelfilters angepasst wird, so dass zum einen eine zügige Durchführung der beschriebenen Regenerationsverfahrens gewährleistet als auch eine zu große Temperatur des Partikelfilters vermieden werden kann. According to one exemplary embodiment of the invention, the temperature of the exhaust gas is raised as a function of the current temperature of the particulate filter. This has the advantage that the extent of the increase in the temperature is adapted to the current state of the particulate filter, so that on the one hand a speedy implementation of the described regeneration process ensures as well as an excessive temperature of the particulate filter can be avoided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Erhöhen der Temperatur des Abgases und/oder das Reduzieren der Temperatur des Abgases ein Verändern des Zündzeitpunktes in zumindest einem Zylinder der Brennkraftmaschine auf. According to a further embodiment of the invention, increasing the temperature of the Exhaust gas and / or reducing the temperature of the exhaust gas, a changing of the ignition timing in at least one cylinder of the internal combustion engine.

Durch ein Verändern des Zündzeitpunkts (in Bezug auf die Rotationsbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine) kann auf einfache und effektive Weise die Verbrennung in dem betreffenden Zylinder der Brennkraftmaschine beeinflusst werden. Dies hat wiederum in bekannter Weise einen unmittelbaren Einfluss auf die Temperatur des aus dem betreffenden Zylinder ausgestoßenen Abgases. By changing the ignition timing (with respect to the rotational movement of the crankshaft of the internal combustion engine), the combustion in the respective cylinder of the internal combustion engine can be influenced in a simple and effective manner. This in turn has a direct influence on the temperature of the exhaust gas emitted from the cylinder in question in a known manner.

Es wird darauf hingewiesen, dass insbesondere bei modernen Brennkraftmaschinen eine Veränderung des Zündzeitpunkts am besten mit Hilfe einer Programmänderung an einem Motorsteuergerät für die entsprechende Brennkraftmaschine möglich ist. Eine solche Programmänderung kann entweder durch Chiptuning (Austauschen eines Mikrochips, der das Zündwinkelkennfeld enthält) oder durch Eingreifen in das vorhandene Motorsteuergerät mittels einer geeigneten Software geschehen. Da bei dem hier beschriebenen Verfahren die Temperatur des Abgases wiederholt und insbesondere nur vorrübergehend erfolgt, ist eine entsprechende Programmierung des Motorsteuergeräts bevorzugt und ein Austausch eines Mikrochips nur schwer vorstellbar. It should be noted that, especially in modern internal combustion engines, a change in the ignition timing is best possible with the aid of a program change to an engine control unit for the corresponding internal combustion engine. Such a program change can be done either by chip tuning (replacement of a microchip containing the ignition angle map) or by intervention in the existing engine control unit by means of suitable software. Since in the method described here, the temperature of the exhaust gas is repeated and in particular only temporarily, a corresponding programming of the engine control unit is preferred and replacement of a microchip is difficult to imagine.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verändern des Zündzeitpunktes in zumindest einem Zylinder der Brennkraftmaschine zum Erhöhen der Temperatur des Abgases eine zeitliche Verschiebung des Zündzeitpunktes nach hinten auf. Alternativ oder in Kombination weist das Verändern des Zündzeitpunktes in zumindest einem Zylinder der Brennkraftmaschine zum Reduzieren der Temperatur des Abgases eine zeitliche Verschiebung des Zündzeitpunktes nach vorne auf. Dadurch kann eine besonders wirksame Weise die gewünschte Veränderung der Temperatur des Abgases erzielt werden. According to a further embodiment of the invention, changing the ignition timing in at least one cylinder of the internal combustion engine to increase the temperature of the exhaust gas, a time shift of the ignition timing to the rear. Alternatively or in combination, changing the ignition timing in at least one cylinder of the internal combustion engine to reduce the temperature of the exhaust gas, a temporal shift of the ignition timing forward. Thereby, the desired change in the temperature of the exhaust gas can be achieved in a particularly effective manner.

Eine (in Bezug auf die Rotationsbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine) zeitliche Veränderung des Zündzeitpunktes nach hinten wird häufig auch als Zündwinkelspätziehung bezeichnet. In entsprechender Weise wird eine (in Bezug auf die Rotationsbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine) zeitliche Veränderung des Zündzeitpunktes nach vorne häufig auch als Zündwinkelfrühziehung bezeichnet. A rearward ignition timing (in relation to the rotational movement of the crankshaft of the internal combustion engine) is often referred to as Zündwinkelspätziehung. In a corresponding manner, a chronological change in the ignition timing forward (with respect to the rotational movement of the crankshaft of the internal combustion engine) is often also referred to as the ignition-angle early-action.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Verändern des Zündzeitpunktes in allen Zylindern der Brennkraftmaschine durchgeführt. Dadurch kann auf vorteilhafte Weise eine unterschiedliche Kraftstoffverbrennung in verschiedenen Zylindern der Brennkraftmaschine vermieden werden. Das beschriebene Regenerationsverfahren ist damit besonders einfach von einer Motorsteuerung der Brennkraftmaschine steuerbar. According to a further embodiment of the invention, the changing of the ignition timing is performed in all cylinders of the internal combustion engine. As a result, different fuel combustion in different cylinders of the internal combustion engine can advantageously be avoided. The regeneration method described is thus particularly easily controlled by an engine control of the internal combustion engine.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Ändern des Lambda-Wertes der Lambda-Regelung in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur des Partikelfilters. Dies hat den Vorteil, dass das beschriebene Regenerationsverfahren in besonders kontrollierter und damit auch besonders stabiler Weise durchgeführt werden kann. Durch eine geeignete Wahl der Höhe des Lambda-Wertes kann nämlich dafür gesorgt werden, dass die Temperatur des Partikelfilters in einem gewünschten Temperaturbereich bleibt. According to a further exemplary embodiment of the invention, the lambda value of the lambda control is changed as a function of the current temperature of the particulate filter. This has the advantage that the described regeneration process can be carried out in a particularly controlled and therefore also particularly stable manner. By a suitable choice of the height of the lambda value, it can namely be ensured that the temperature of the particle filter remains within a desired temperature range.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Ändern des Lambda-Wertes der Lambda-Regelung auf ein Einstellen des Lambda-Wertes auf einen Wert im Bereich zwischen 1,1 und 1,3 und bevorzugt im Bereich zwischen 1,15 und 1,25. Dies hat den Vorteil, dass das Abbrennen der eingelagerten Partikel (insbesondere Ruß) dahingehend optimiert werden kann, dass zum Einen das Abbrennen relativ zügig erfolgt und zum anderen die Temperatur des Partikelfilters noch in akzeptablen Grenzen bleibt, so dass eine Schädigung oder eine beschleunigte Alterung des Partikelfilters vermieden wird. According to a further exemplary embodiment of the invention, changing the lambda value of the lambda control to a setting of the lambda value has a value in the range between 1.1 and 1.3, and preferably in the range between 1.15 and 1.25. This has the advantage that the burning off of the stored particles (in particular soot) can be optimized such that, on the one hand, burning off is relatively rapid and, on the other hand, the temperature of the particle filter still remains within acceptable limits, so that damage or accelerated aging of the particle filter Particle filter is avoided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf ein Erfassen eines Beladungszustandes des Partikelfilters, welcher Beladungszustand oberhalb eines vorbestimmten Grenz-Beladungszustandes des Partikelfilters liegt. Dabei wird der Schritt des Erfassens des Beladungszustandes des Partikelfilters vor dem Schritt des Erhöhens der Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine durchgeführt. According to a further embodiment of the invention, the method further comprises detecting a loading state of the particulate filter, which loading state is above a predetermined limit loading state of the particulate filter. At this time, the step of detecting the loading state of the particulate filter is performed before the step of raising the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine.

Anschaulich ausgedrückt bedeutet dies, dass das vorstehend beschriebene Regenerationsverfahren erst dann durchgeführt wird, wenn der Beladungszustand des Partikelfilters den vorbestimmten Grenz-Beladungszustand erreicht oder überschritten hat. Der vorbestimmte Grenz-Beladungszustand kann dabei dadurch bestimmt sein, dass ab einer gewissen Beladung des Partikelfilters, welche Beladung größer ist als der vorbestimmte Grenz-Beladungszustand, der Abgasgegendruck der Abgasnachbehandlungsanlage so groß wird, dass die Leistung und/oder die Effizienz der Brennkraftmaschine sinkt. Expressed in clear terms, this means that the above-described regeneration method is only performed when the loading state of the particulate filter has reached or exceeded the predetermined limit loading state. The predetermined limit load state can be determined by the fact that, starting from a certain load of the particulate filter, which load is greater than the predetermined limit load state, the exhaust back pressure of the exhaust aftertreatment system is so large that the performance and / or the efficiency of the internal combustion engine decreases.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Erfassen des Beladungszustandes des Partikelfilters ein Messen eines Druckabfalls auf, welcher in dem Abgastrakt von dem Partikelfilter erzeugt wird. According to another embodiment of the invention, detecting the loading condition of the particulate filter comprises measuring a pressure drop generated in the exhaust tract from the particulate filter.

Der beschriebene Druckabfall kann insbesondere mittels zweier Drucksensoren gemessen werden, wobei ein Drucksensor entlang der Strömungsrichtung des Abgases gesehen vor dem Partikelfilter und der andere Drucksensor entlang der Strömungsrichtung des Abgases gesehen hinter dem Partikelfilter in dem Abgastrakt angeordnet ist. In diesem Zusammenhang ist es leicht zu verstehen, dass bei einer gewissen Abgasströmung der Druckabfall umso größer ist, je größer der Strömungswiderstand des Partikelfilters ist, wobei der Strömungswiderstand selbstverständlich von dem Beladungszustand des Partikelfilters abhängt. The pressure drop described can be measured, in particular, by means of two pressure sensors, one pressure sensor being arranged along the flow direction of the exhaust gas upstream of the particle filter and the other pressure sensor along the flow direction of the exhaust gas behind the particle filter in the exhaust gas tract. In this context, it is easy to understand that with a certain flow of exhaust gas, the greater the pressure drop, the greater the flow resistance of the particulate filter, the flow resistance of course depends on the loading condition of the particulate filter.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage beschrieben, welche einen Partikelfilter aufweist, der in einem Abgastrakt einer eine Lambda-Regelung aufweisenden Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die beschriebene Anordnung weist eine Datenverarbeitungseinheit auf, welche eingerichtet ist, das vorstehend beschriebene Verfahren zu steuern. According to a further aspect of the invention, an arrangement for regenerating an exhaust aftertreatment system is described, which has a particle filter which is arranged in an exhaust tract of an internal combustion engine having a lambda control. The described arrangement has a data processing unit which is set up to control the method described above.

Der beschriebenen Anordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Partikelfilter-Regenerationszyklen, wobei bei einem Partikelfilter-Regenerationszyklus das vorstehend beschriebene Verfahren durchgeführt wird, mittels einer geeignet programmierten Datenverarbeitungseinheit aktiv gesteuert werden können. The described arrangement is based on the finding that particle filter regeneration cycles, wherein the method described above is carried out in a particle filter regeneration cycle, can be actively controlled by means of a suitably programmed data processing unit.

Die Datenverarbeitungseinheit kann beispielsweise mittels einer ohnehin vorhandenen Motorsteuerung der Brennkraftmaschine realisiert werden. The data processing unit can be realized for example by means of an already existing engine control of the internal combustion engine.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Anordnung ferner auf (a) einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Partikelfilters, wobei der Temperatursensor mit der Datenverarbeitungseinheit gekoppelt ist, und (b) eine Vorrichtung zum Erfassen des Beladungszustandes des Partikelfilters, wobei die Vorrichtung ebenfalls mit der Datenverarbeitungseinheit gekoppelt ist. According to one embodiment of the invention, the arrangement further comprises (a) a temperature sensor for measuring the temperature of the particulate filter, wherein the temperature sensor is coupled to the data processing unit, and (b) a device for detecting the loading state of the particulate filter, wherein the device also with the Data processing unit is coupled.

Der Temperatursensor kann jeder geeignete Sensor sein, mit dem Temperaturen im Bereich zwischen 400°C und 900°C gemessen werden können. The temperature sensor can be any suitable sensor, with which temperatures in the range between 400 ° C and 900 ° C can be measured.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung einen ersten Drucksensor und einen zweiten Drucksensor aufweist, wobei der erste Drucksensor entlang der Strömungsrichtung des Abgases gesehen vor dem Partikelfilter in dem Abgastrakt angeordnet ist und wobei der zweite Drucksensor entlang der Strömungsrichtung des Abgases gesehen hinter dem Partikelfilter in dem Abgastrakt angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Beladungszustand des Partikelfilters auf einfache und effektive Weise anhand einer Druckdifferenz zwischen einem ersten Druck, welcher von dem ersten Drucksensor gemessen wird, und einem zweiten Druck, welcher von einem zweiten Drucksensor gemessen wird, von der Datenverarbeitungseinheit bestimmt werden kann. Dabei kann der Beladungszustand beispielsweise anhand einer in einem Speicher der Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Nachschlagtabelle bestimmt werden. According to a further exemplary embodiment of the invention, the device has a first pressure sensor and a second pressure sensor, wherein the first pressure sensor is arranged in front of the particle filter in the exhaust tract, viewed along the flow direction of the exhaust gas, and wherein the second pressure sensor is located behind the particle filter along the flow direction of the exhaust gas is arranged in the exhaust tract. This has the advantage that the loading state of the particulate filter can be determined in a simple and effective manner by means of a pressure difference between a first pressure, which is measured by the first pressure sensor, and a second pressure, which is measured by a second pressure sensor, from the data processing unit , In this case, the loading state can be determined, for example, on the basis of a look-up table stored in a memory of the data processing unit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug beschrieben, wobei die Brennkraftmaschine eine Anordnung des vorstehend beschriebenen Typs aufweist. According to a further aspect of the invention, an internal combustion engine for a motor vehicle is described, wherein the internal combustion engine has an arrangement of the type described above.

Der beschriebenen Brennkraftmaschine liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die vorstehend beschriebene Anordnung dazu verwendet werden kann, eine Regenration des Partikelfilters aktiv zu steuern. Damit kann eine solche Regeneration bereits dann durchgeführt werden, bevor der Beladungszustand des Partikelfilters so hoch ist, dass die Motorleistung der Brennkraftmaschine signifikant reduziert und/oder der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine signifikant erhöht ist. The internal combustion engine described is based on the finding that the arrangement described above can be used to actively control a regeneration of the particulate filter. Thus, such a regeneration can already be carried out before the loading state of the particulate filter is so high that the engine power of the internal combustion engine is significantly reduced and / or the fuel consumption of the internal combustion engine is significantly increased.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Brennkraftmaschine ein Otto-Motor. According to one embodiment of the invention, the internal combustion engine is a gasoline engine.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage beschrieben, welche einen Partikelfilter aufweist, der in einem Abgastrakt einer eine Lambda-Regelung aufweisenden Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Computerprogramm, wenn es von einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, ist zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Regenerieren einer Abgasnachbehandlungsanlage eingerichtet. According to a further aspect of the invention, a computer program for regenerating an exhaust aftertreatment system is described, which has a particle filter which is arranged in an exhaust tract of an internal combustion engine having a lambda control. The computer program, when executed by a computing device, is configured to perform the method of regenerating an exhaust aftertreatment system described above.

Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen. For the purposes of this document, the mention of such a computer program is synonymous with the notion of a program element, a computer program product, and / or a computer readable medium containing instructions for controlling a computer system to appropriately coordinate the operation of a system or method to achieve the effects associated with the method of the invention.

Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blue-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer herunter geladen werden kann. The computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc. The computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.) to be stored. The instruction code may program a computer or other programmable device such as, in particular, an engine control unit of a motor vehicle to perform the desired functions. Further, the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.

Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden. The invention can be implemented both by means of a computer program, i. software, as well as by means of one or more special electronic circuits, i. in hardware or in any hybrid form, i. using software components and hardware components.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform. Die Figur der Zeichnung dieser Anmeldung ist lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of a presently preferred embodiment. The figure of the drawing of this application is merely to be regarded as schematic and not to scale.

Die einzige Figur zeigt eine Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. The single FIGURE shows an internal combustion engine according to an embodiment of the invention.

Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Ausführungsform lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt. It should be noted that the embodiment described below represents only a limited selection of possible embodiments of the invention.

Die einzige Figur zeigt eine Brennkraftmaschine 100, welche einen Ansaugtrakt 110, einen Motorblock 120 und einen Abgastrakt 130 aufweist. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Motorblock 120 insgesamt vier Zylinder auf. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die in diesem Dokument beschriebene Erfindung auch mit Brennkraftmaschinen realisiert werden kann, bei denen der Motorblock eine beliebige andere Anzahl von Zylindern einschließlich einem einzigen Zylinder aufweist. Die in der Figur dargestellte Brennkraftmaschine 100 ist ein Otto-Motor. Die in diesem Dokument beschriebene Erfindung kann jedoch auch mit einem Diesel-Motor realisiert werden. The single figure shows an internal combustion engine 100 , which is an intake tract 110 , an engine block 120 and an exhaust tract 130 having. According to the embodiment shown here, the engine block 120 a total of four cylinders. It should be understood, however, that the invention described in this document can be practiced with internal combustion engines in which the engine block includes any other number of cylinders including a single cylinder. The internal combustion engine shown in the figure 100 is an Otto engine. However, the invention described in this document can also be realized with a diesel engine.

Wie aus der Figur ersichtlich, weist der Abgastrakt 130 entlang der Strömungsrichtung des Abgases betrachtet zunächst in bekannter Weise einen Vorkatalysator 132, eine Abgasnachbehandlungsanlage 140 und einen Hauptkatalysator 134 auf. Nach dem Hauptkatalysator 134 wird die chemische Zusammensetzung des Abgases in bekannter Weise mittels einer Lambdasonde 136 vermessen. Danach strömt das Abgas, welches in der Figur mit dem Bezugszeichen 180 versehen ist, über einen nicht dargestellten Schalldämpfer in die Umgebung. As can be seen from the figure, the exhaust tract 130 along the flow direction of the exhaust gas initially considered in a known manner a precatalyst 132 , an exhaust aftertreatment system 140 and a main catalyst 134 on. After the main catalyst 134 the chemical composition of the exhaust gas in a known manner by means of a lambda probe 136 measured. Thereafter, the exhaust gas flows, which in the figure by the reference numeral 180 is provided, via a silencer, not shown in the environment.

Die Abgasnachbehandlungsanlage 140 weist einen Partikelfilter 142 auf, welcher in bekannter Weise aus dem Abgas 180 Partikel, insbesondere Rußpartikel, herausfiltert. Um eine Überbeladung des Partikelfilters 142 zu verhindern, muss dieser von Zeit zu Zeit regeneriert werden. Dabei wird bei einer vergleichsweise hohen Temperatur der in dem Partikelfilter 142 gespeicherte Ruß abgebrannt. The exhaust aftertreatment system 140 has a particle filter 142 on, which in a known manner from the exhaust 180 Particles, especially soot particles, filters out. To over-charge the particulate filter 142 To prevent this, it must be regenerated from time to time. In this case, at a comparatively high temperature in the particle filter 142 stored soot burned off.

Um diesen Abbrennprozess so zu steuern, wie er in diesem Dokument beschrieben ist, weist die Brennkraftmaschine 100 eine mittels einer Motorsteuerung realisierte Datenverarbeitungseinheit 160 auf. Ferner ist ein Temperatursensor 144 vorhanden, welcher die aktuelle Temperatur des Partikelfilters 142 misst. Ferner sind in dem Abgastrakt 130 zwei Drucksensoren, ein erster Drucksensor 152, welcher stromaufwärts von dem Partikelfilter 142 angeordnet ist, und ein zweiter Drucksensor 154 vorgesehen, welcher in Bezug zu dem Partikelfilter 142 stromabwärts angeordnet ist. To control this burning process as described in this document, the internal combustion engine 100 a realized by means of a motor control data processing unit 160 on. Further, a temperature sensor 144 present, which is the current temperature of the particulate filter 142 measures. Further, in the exhaust tract 130 two pressure sensors, a first pressure sensor 152 which is upstream of the particulate filter 142 is arranged, and a second pressure sensor 154 provided, which in relation to the particulate filter 142 is arranged downstream.

Eine Lambdaregelung ist in bekannter Weise mittels der Lambdasonde 136 und der Datenverarbeitungseinheit 160 realisiert. Dabei wird der tatsächliche Lambdawert des Abgases 180 über die Lambdasonde 136 erfasst und der Datenverarbeitungseinheit 160 mitgeteilt. Die Datenverarbeitungseinheit 160 sorgt dann in Zusammenarbeit mit dem Ansaugtrakt 110 und/oder mit nicht dargestellten Einspritzventilen in dem Ansaugtrakt 110 und/oder in dem Motorblock 120 dafür, dass die zugeführte Kraftstoff- oder Luftmenge so verändert wird, dass das Abgas 180 an der Lambdasonde einen Lambda-Sollwert von zumindest annähernd gleich Eins hat. Im normalen Motorbetrieb hat die Einhaltung eines bestimmten Lambdawertes einen großen Einfluss auf die Qualität der Verbrennung und die Möglichkeit einer katalytischen Abgasreinigung. A lambda control is in a known manner by means of the lambda probe 136 and the data processing unit 160 realized. In this case, the actual lambda value of the exhaust gas 180 via the lambda probe 136 captured and the data processing unit 160 communicated. The data processing unit 160 then takes care of in cooperation with the intake system 110 and / or injectors, not shown in the intake 110 and / or in the engine block 120 that the supplied fuel or air quantity is changed so that the exhaust gas 180 at the lambda probe has a lambda setpoint of at least approximately equal to one. In normal engine operation, compliance with a given lambda value has a major impact on the quality of the combustion and the possibility of catalytic exhaust gas purification.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden der Datenverarbeitungseinheit 160 ferner Informationen betreffend die aktuelle Temperatur des Partikelfilters 142 sowie betreffend die Druckverhältnisse am Eingang der Abgasnachbehandlungsanlage 140 und am Ausgang der Abgasnachbehandlungsanlage 140 übergeben. Die Druckdifferenz zwischen (a) einem Druck P1 am Eingang der According to the embodiment illustrated here, the data processing unit 160 further information regarding the current temperature of the particulate filter 142 and concerning the pressure conditions at the entrance of the exhaust aftertreatment system 140 and at the exit of the exhaust aftertreatment system 140 to hand over. The pressure difference between (a) a pressure P1 at the entrance of

Abgasnachbehandlungsanlage 140, d.h. unmittelbar vor dem Partikelfilter 142, und (b) einem Druck P2 am Ausgang der Abgasnachbehandlungsanlage 140, d.h. unmittelbar nach dem Partikelfilter 142, ist ein direktes Maß für den Beladungszustand des Partikelfilter 142. Wenn der Partikelfilter 142 nämlich mit einer großen Menge an Ruß beladen ist, dann wird der Strömungswiderstand des Partikelfilters 142 entsprechend groß und die Druckdifferenz P1–P2 wird ebenfalls groß. Wenn der Partikelfilter 142 mit einer relativ kleinen Menge an Ruß beladen ist, dann wird der Strömungswiderstand des Partikelfilters 142 entsprechend klein und die Druckdifferenz P1–P2 wird ebenfalls klein sein. aftertreatment system 140 ie immediately before the particle filter 142 , and (b) a pressure P2 at the exit of the exhaust aftertreatment system 140 ie immediately after the particle filter 142 , is a direct measure of the loading condition of the particulate filter 142 , If the particle filter 142 namely loaded with a large amount of soot, then the flow resistance of the particulate filter 142 correspondingly large and the pressure difference P1-P2 also becomes large. If the particulate Filter 142 loaded with a relatively small amount of soot, then the flow resistance of the particulate filter 142 correspondingly small and the pressure difference P1-P2 will also be small.

Nachfolgend wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Prozedur beschrieben, mittels welcher der Partikelfilter 142 regeneriert werden kann, wobei der eingelagert Ruß in kontrollierter Weise abgebrannt wird. Hereinafter, according to a preferred embodiment, a procedure will be described, by means of which the particulate filter 142 can be regenerated, wherein the stored soot is burned off in a controlled manner.

Bei der hier beschriebenen Prozedur wird der Partikelfilter 142 aktiv genau dann regeneriert, wenn dessen Beladungszustand bzw. der Druckabfall P1–P2 an dem Partikelfilter 142 eine Schwelle überschreitet, welche abhängig vom Massenstrom des Luft/Abgas-Gemisches ist. Falls dies der Fall ist, dann wird die Temperatur des von dem Motorblock ausgestoßenen Abgases durch eines sog. Zündwinkelspätziehung angehoben. Dabei kann optional eine Mehrfacheinspritzung aktiviert werden, um die Motorstabilität zu verbessern. The procedure described here becomes the particle filter 142 actively regenerated exactly when its loading state or the pressure drop P1-P2 at the particulate filter 142 exceeds a threshold, which is dependent on the mass flow of the air / exhaust gas mixture. If this is the case, then the temperature of the exhaust gas emitted from the engine block is raised by a so-called Zündwinkelspätziehung. Optionally, multiple injection can be activated to improve engine stability.

Sobald oder/und bevor die Temperatur T des Partikelfilters 142 eine vorgegebene Ruß-Abbrenn-Temperatur erreicht (z.B. ab 550°C), wird der Lambda-Sollwert der in der Datenverarbeitungseinheit 160 realisierten Lambdaregelung mager eingestellt. Dabei wird der Lambdawert so eingestellt, dass (a) einerseits eine möglichst schnelle Regeneration des Partikelfilters 142 stattfindet und dass (b) andererseits eine bestimmte Magergrenze der Brennkraftmaschine nicht überschritten wird. Dies bedeutet, dass der Lambdawert nicht zu groß sein darf (z.B. nicht größer als 1,3), so dass die Zyklus zu Zyklus Zylinder-Mitteldruck-Variation eine vorgegebene Grenze nicht überschreitet. Auch hier kann optional eine Mehrfacheinspritzung aktiviert werden, um die Stabilität des Betriebes der Brennkraftmaschine 100 zu verbessern. Once or / and before the temperature T of the particulate filter 142 reaches a predetermined soot burning temperature (eg, from 550 ° C), the lambda setpoint in the data processing unit 160 realized lambda control set lean. In this case, the lambda value is adjusted so that (a) on the one hand the fastest possible regeneration of the particulate filter 142 takes place and that (b) on the other hand, a certain lean limit of the internal combustion engine is not exceeded. This means that the lambda value must not be too large (eg not greater than 1.3), so that the cycle to cycle cylinder-medium-pressure variation does not exceed a predetermined limit. Here too, an optional multiple injection can be activated in order to ensure the stability of the operation of the internal combustion engine 100 to improve.

Alternativ kann der magere Lambdawert durch Abschaltung der Einspritzung eines Zylinders und Befeuerung der anderen Zylinder mit Lambda <= Eins realisiert werden. Dabei sollten die Luftmassenströme durch die befeuerten Zylinder entsprechend angehoben werden, damit das Motordrehmoment der Brennkraftmaschine einem vorgegebenen Soll-Motordrehmoment entspricht. Alternatively, the lean lambda value can be realized by switching off the injection of one cylinder and firing the other cylinders with lambda <= one. The air mass flows should be increased accordingly by the fired cylinders, so that the engine torque of the internal combustion engine corresponds to a predetermined target engine torque.

Abhängig von der Temperatur T des Partikelfilters 142 wird dann die Zündwinkelspätziehung wieder zurückgenommen, damit die Filtertemperatur T möglichst knapp über der Ruß-Abbrenn-Temperatur bleibt und insbesondere nicht zu hoch steigt, um den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 100 zu reduzieren. Depending on the temperature T of the particulate filter 142 Then, the Zündwinkelspätziehung is withdrawn again, so that the filter temperature T remains as close to the soot-burning temperature as possible and in particular does not rise too high to the fuel consumption of the internal combustion engine 100 to reduce.

Wenn die Filtertemperatur die zulässige Grenze für das Material des Partikelfilters 142 erreicht oder sogar überscheitet, dann wird ein Lambdawert Richtung Lambda gleich Eins eingestellt. Bei Unterschreitung der zulässigen Grenztemperatur wird der Lambdawert wieder größer als Eins eingestellt, damit das dem Motorblock 120 zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch wieder mager wird. If the filter temperature is the permissible limit for the material of the particulate filter 142 reached or even exceeded, then a lambda value in the direction of lambda is set equal to one. If the permissible temperature falls below the permissible limit, the lambda value is again set greater than one, so that the engine block 120 fed fuel-air mixture becomes lean again.

Wenn der Beladungszustand bzw. der Druckabfall P1–P2 eine andere niedrigere Schwelle abhängig vom Luft/Abgas-Massenstrom unterschreitet, dann wird der Regenerationsvorgang beendet und die Brennkraftmaschine 100 wird wieder bei einem Lambdawert von Lambda gleich zumindest annähernd Eins betrieben. If the load state or the pressure drop P1-P2 falls below another lower threshold depending on the air / exhaust gas mass flow, then the regeneration process is terminated and the internal combustion engine 100 is again operated at a lambda value of lambda equal to at least approximately one.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100 100: Brennkraftmaschine Internal combustion engine
110 110: Ansaugtrakt intake system
120 120: Motorblock block
130 130: Abgastrakt exhaust tract
132 132: Vorkatalysator precatalyzer
134 134: Hauptkatalysator main catalyst
136 136: Lambdasonde lambda probe
140 140: Abgasnachbehandlungsanlage aftertreatment system
142 142: Partikelfilter particulate Filter
144 144: Temperatursensor temperature sensor
152 152: erster Drucksensor first pressure sensor
154 154: zweiter Drucksensor second pressure sensor
160 160: Datenverarbeitungseinheit / Motorsteuerung Data processing unit / motor control
180 180: Abgas exhaust
T T: Temperatur des Partikelfilters Temperature of the particulate filter
P1 P1: Druck am Eingang der Abgasnachbehandlungsanlage Pressure at the entrance of the exhaust aftertreatment system
P2 P2: Druck am Ausgang der Abgasnachbehandlungsanlage Pressure at the exit of the exhaust aftertreatment system

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008000607 A1 [0006]
DE 102010044102 A1 [0007]
DE 102009046559 A1 [0008]

Claims

Method for regenerating an exhaust aftertreatment system ( 140 ), which a particle filter ( 142 ), which in an exhaust tract ( 130 ) an internal combustion engine having a lambda control ( 100 ), the method comprising increasing the temperature of an exhaust gas ( 180 ) of the internal combustion engine ( 100 ), so that the temperature of the particulate filter ( 142 ), measuring the temperature (T) of the particulate filter ( 142 ), when the measured temperature (T) of the particulate filter ( 142 ) has exceeded a predetermined burnup temperature, changing a lambda value of the lambda control, so that the internal combustion engine ( 100 ) a lean fuel-air mixture is supplied, reducing the temperature of the exhaust gas ( 180 ) as a function of the actual temperature (T) of the particulate filter ( 142 ), so that the temperature (T) of the particulate filter ( 142 ) remains within a predetermined burn-off temperature range above the predetermined burn-off temperature at which burn-off in the particulate filter (FIG. 142 ) particulates takes place, detecting a loading state of the particulate filter ( 142 ), and when the loading condition of the particulate filter ( 142 ) has fallen below a loading threshold, again changing the lambda value of the lambda control, so that the internal combustion engine ( 100 ) is operated at least approximately with a value lambda equal to one.

Method according to the preceding claim, wherein increasing the temperature of the exhaust gas ( 180 depending on the current temperature (T) of the particulate filter ( 142 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein increasing the temperature of the exhaust gas ( 180 ) and / or reducing the temperature of the exhaust gas ( 180 ) comprises changing the ignition timing in at least one cylinder of the internal combustion engine ( 100 ).

Method according to the preceding claim, wherein changing the ignition timing in at least one cylinder of the internal combustion engine ( 100 ) for increasing the temperature of the exhaust gas ( 180 ) has a time shift of the ignition point to the rear and / or wherein the changing of the ignition timing in at least one cylinder of the internal combustion engine ( 100 ) for reducing the temperature of the exhaust gas ( 180 ) has a time shift of the ignition timing forward.

Method according to one of the preceding claims 3 and 4, wherein the changing of the ignition timing in all cylinders of the internal combustion engine ( 100 ) is carried out.

Method according to one of the preceding claims, wherein changing the lambda value of the lambda control as a function of the current temperature (T) of the particulate filter ( 142 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein changing the lambda value of the lambda control comprises setting the lambda value to a value in the range between 1.1 and 1.3 and preferably in the range between 1.15 and 1.25.

Method according to one of the preceding claims, further comprising detecting a loading state of the particulate filter ( 142 ), which loading state above a predetermined limit loading state of the particulate filter ( 142 ), wherein the step of detecting the loading state of the particulate filter ( 142 ) before the step of increasing the temperature of the exhaust gas ( 180 ) of the internal combustion engine ( 100 ) is carried out.

Method according to the preceding claim, wherein the detection of the loading state of the particulate filter ( 142 ) comprises measuring a pressure drop (P1-P2), which in the exhaust tract ( 130 ) of the particulate filter ( 142 ) is produced.

Arrangement for regenerating an exhaust aftertreatment system ( 140 ), which a particle filter ( 142 ), which in an exhaust tract ( 130 ) an internal combustion engine having a lambda control ( 100 ), the arrangement comprising a data processing unit ( 160 ) arranged to control an operation of the method according to any one of the preceding claims.

Arrangement according to the preceding claim, further comprising a temperature sensor ( 144 ) for measuring the temperature (T) of the particulate filter ( 142 ), the temperature sensor ( 144 ) with the data processing unit ( 160 ) and a device ( 152 . 154 ) for detecting the loading state of the particulate filter ( 142 ), the device ( 152 . 154 ) also with the data processing unit ( 160 ) is coupled.

Arrangement according to the preceding claim, wherein the device comprises a first pressure sensor ( 152 ) and a second pressure sensor ( 154 ), wherein - the first pressure sensor ( 152 ) along the flow direction of the exhaust gas ( 180 ) seen in front of the particle filter ( 142 ) in the exhaust tract ( 130 ) is arranged and The second pressure sensor ( 154 ) along the flow direction of the exhaust gas ( 180 ) seen behind the particulate filter ( 142 ) in the exhaust tract ( 130 ) is arranged.

Internal combustion engine for a motor vehicle, the internal combustion engine ( 100 ) comprising an arrangement according to one of the preceding claims 10 to 12.

Internal combustion engine according to the preceding claim, wherein the internal combustion engine is an Otto engine ( 100 ).

Computer program for regenerating an exhaust aftertreatment system ( 140 ), which a particle filter ( 142 ), which in an exhaust tract ( 130 ) an internal combustion engine having a lambda control ( 100 ), wherein the computer program, when it is from a data processing unit ( 160 ) is implemented for performing the method according to one of claims 1 to 9.