DE102015016966B4 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1), die über eine Brennkraftmaschine (2) mit mehreren Zylindern (3) sowie über eine einen Partikelfilter aufweisende Abgasreinigungseinrichtung (4) verfügt, wobei eine Beladung des Partikelfilters gemessen und/oder mittels eines Modells ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Beladung ein Temperaturgrenzwert und/oder aus einer Abgastemperatur ein Beladungsgrenzwert ermittelt wird, und – bei Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur und/oder – bei Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung und/oder – bei einer Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder (3) zumindest zeitweise eine Notbetriebsart der Antriebseinrichtung (1) durchgeführt wird, in der die Brennkraftmaschine (2) derart betrieben wird, dass eine Ventilüberschneidung unterbleibt und/oder die Abgastemperatur abgesenkt wird und/oder das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine (2) kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die über eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern sowie über eine einen Partikelfilter aufweisende Abgasreinigungseinrichtung verfügt, wobei eine Beladung des Partikelfilters gemessen und/oder mittels eines Modells ermittelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.
  • Die Antriebseinrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Die Antriebseinrichtung weist wenigstens ein Antriebsaggregat, beispielsweise die Brennkraftmaschine auf. Selbstverständlich kann die Antriebseinrichtung zusätzlich wenigstens ein weiteres Antriebsaggregat, insbesondere eine elektrische Maschine, aufweisen. Verfügt die Antriebseinrichtung über mehrere unterschiedliche Antriebsaggregate, so kann sie als Hybridantriebseinrichtung bezeichnet werden.
  • Die Brennkraftmaschine verfügt über mehrere Zylinder, in welchen jeweils ein Kolben verlagerbar angeordnet ist. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird in die Zylinder beziehungsweise in Brennräume der Zylinder Kraftstoff eingebracht und dort zusammen mit Sauerstoff, insbesondere Luftsauerstoff, verbrannt. Dabei entsteht Abgas, welches in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung abgeführt werden soll. Weil das Abgas jedoch Schadstoffe enthalten kann, wird es zunächst durch die Abgasreinigungseinrichtung geleitet. Die Abgasreinigungseinrichtung ist insoweit der Brennkraftmaschine zugeordnet und dient der Reinigung des von der Brennkraftmaschine erzeugten Abgases. Nach dem Durchströmen der Abgasreinigungseinrichtung kann das Abgas in Richtung der Außenumgebung abgeführt beziehungsweise in diese entlassen werden.
  • Die Abgasreinigungseinrichtung verfügt über den Partikelfilter oder ist als Partikelfilter ausgestaltet. Der Partikelfilter dient dazu, in Form von Partikeln vorliegende Schadstoffe zurückzuhalten und zwischenzuspeichern. Das bedeutet jedoch, dass mit der Zeit der Füllstand des Partikelfilters und damit einhergehend sein Strömungswiderstand zunimmt. Es ist daher notwendig, den Partikelfilter zu regenerieren, also von den in ihm zwischengespeicherten Partikeln zu befreien, um einen zuverlässigen Betrieb der Antriebseinrichtung zu gewährleisten. Das Regenerieren des Partikelfilters wird üblicherweise in Abhängigkeit von dem Füllstand beziehungsweise der Beladung des Partikelfilters eingeleitet. Hat der Füllstand einen bestimmten Füllstandsgrenzwert erreicht oder überschritten, so wird die Regeneration des Partikelfilters eingeleitet. Der Füllstand beziehungsweise die Beladung des Partikelfilters kann beispielsweise gemessen und/oder mittels eines Modells berechnet werden.
  • Im Rahmen der Regeneration wird die Temperatur des Partikelfilters beziehungsweise in dem Partikelfilter erhöht, beispielsweise durch einen entsprechenden Betrieb der Brennkraftmaschine beziehungsweise der Zylinder, und/oder das Sauerstoffangebot erhöht. Dies hat zur Folge, dass die in dem Partikelfilter zwischengespeicherten Partikel verbrennen beziehungsweise oxidieren und nachfolgend gefahrlos in die Außenumgebung abgeführt werden können. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise eine Dieselbrennkraftmaschine oder eine Ottobrennkraftmaschine. Bei beiden fallen Schadstoffe in Form von Partikeln in dem Abgas an, welche zumindest teilweise, insbesondere vollständig, vor dem Ausstoß des Abgases in die Außenumgebung entfernt werden sollen.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2011 100 677 A1 bekannt. Diese betrifft ein Betriebsverfahren für einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor mit einer Abgasreinigungsanlage, umfassend einen Oxidationskatalysator, einen Partikelfilter und einen SCR-Katalysator, bei welchem das von dem Dieselmotor abgegebene Abgas vor einem Durchleiten durch den Partikelfilter und den SCR-Katalysator durch den Oxidationskatalysator geleitet wird. Dabei ist vorgesehen, dass von Zeit zu Zeit eine Regeneration des Partikelfilters mit einem thermischen Rußabbrand vorgenommen wird, wobei während der Durchführung der Regeneration des Partikelfilters der Dieselmotor mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit einem Lambdawert von wenigstens annähernd 1,0 betrieben wird und dem Abgas nach Austritt aus dem Oxidationskatalysators und vor dem Eintritt in den Partikelfilter Luft zugemischt wird, sodass ein Abbrennen von auf dem Partikelfilter abgelagertem Ruß ermöglicht ist.
  • Ferner ist ein Verfahren bzw. eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10 aus den Druckschriften DE 10 2009 046 759 A1 , DE 102 60 294 B4 und DE 198 23 021 B4 bekannt.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere in jedem Betriebszustand der Antriebseinrichtung einen sicheren Betrieb derselben ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass aus der Beladung ein Temperaturgrenzwert und/oder aus einer Abgastemperatur ein Beladungsgrenzwert ermittelt wird, und bei Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur und/oder bei Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung und/oder bei einer Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder zumindest zeitweise eine Notbetriebsart der Antriebseinrichtung durchgeführt wird, in der die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass eine Ventilüberschneidung unterbleibt und/oder die Abgastemperatur abgesenkt wird und/oder das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Zunächst sollen also der Temperaturgrenzwert und/oder der Beladungsgrenzwert bestimmt werden. Der Temperaturgrenzwert liegt dabei als Funktion von der Beladung und der Beladungsgrenzwert als Funktion von der Abgastemperatur vor. Die Abgastemperatur ist beispielsweise die Temperatur des Abgases stromaufwärts des Partikelfilters, insbesondere unmittelbar stromaufwärts des Partikelfilters, oder in dem Partikelfilter. Bei der Ermittlung des Temperaturgrenzwerts beziehungsweise des Beladungsgrenzwerts kann eine mathematische Beziehung, ein Kennfeld oder eine Tabelle herangezogen werden. Der Temperaturgrenzwert beschreibt diejenige Temperatur, bei welcher es bei der momentan vorliegenden Beladung zu einem ungeplanten beziehungsweise unerwünschten Abbrennen der in dem Partikelfilter vorliegenden Partikel kommen kann. Analog hierzu beschreibt der Beladungsgrenzwert diejenige Beladung, für welche bei der momentan vorliegenden Abgastemperatur das ungeplante beziehungsweise unerwünschte Abbrennen auftreten kann.
  • Wird nun festgestellt, dass die momentan vorliegende Abgastemperatur größer ist als der Temperaturgrenzwert und/oder dass die momentan vorliegende Beladung größer ist als der Beladungsgrenzwert und/oder dass eine Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder vorliegt, so wird zumindest zeitweise die Notbetriebsart der Antriebseinrichtung durchgeführt. Unter der Einspritzaussetzung ist dabei zu verstehen, dass in den zumindest einen der Zylinder kein Kraftstoff eingespritzt und in dem Zylinder keine Verbrennung durchgeführt wird. Im Rahmen der Einspritzaussetzung wird beispielsweise die Kraftstoffzufuhr zu dem zumindest einen der Zylinder unterbrochen, insbesondere vollständig unterbrochen. Dabei soll jedoch der Betrieb der Brennkraftmaschine fortgesetzt werden, sodass diese weiterhin ein von Null verschiedenes Antriebsdrehmoment bereitstellt. Dies erfolgt mithilfe von dem zumindest einen der Zylinder verschiedenen übrigen Zylindern.
  • Im Rahmen der Beschreibung wird auf folgende Terminologie zurückgegriffen. Unter den Zylindern sind üblicherweise alle Zylinder der Brennkraftmaschine zu verstehen. Ist von dem zumindest einen der Zylinder die Rede, so ist derjenige Zylinder gemeint, für welchen die Einspritzaussetzung durchgeführt wird. Dies kann lediglich einer der Zylinder der Brennkraftmaschine oder können alternativ mehrere der Zylinder der Brennkraftmaschine sein. Die übrigen Zylinder umfassen insoweit alle diejenigen Zylinder, die von der Einspritzaussetzung nicht betroffen sind, für welche also die Kraftstoffeinspritzung während des Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der Beschreibung für die übrigen Zylinder grundsätzlich der Plural verwendet wird. Selbstverständlich kann zumindest theoretisch lediglich ein übriger Zylinder vorliegen.
  • Die Einspritzaussetzung wird beispielsweise eingeleitet und nachfolgend durchgeführt, wenn für den zumindest einen der Zylinder eine bestimmte Anzahl an Zündaussetzern erkannt wurde. Überschreitet diese Anzahl einen bestimmten Grenzwert, so wird der Zylinder deaktiviert und entsprechend nachfolgend die Einspritzaussetzung durchgeführt, sodass kein weiterer Kraftstoff in den Zylinder gelangt. Dies kann jedoch zur Folge haben, dass der Zylinder weiterhin von Luft durchströmt wird, insbesondere wenn Gaswechselventile des Zylinders weiterhin betätigt werden. Weil jedoch in dem Zylinder aufgrund der Einspritzaussetzung keine Verbrennung von Kraftstoff mehr stattfindet, gelangt die in dem Zylinder vorliegende Luft mit dem Abgas der übrigen Zylinder in die Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise den Partikelfilter, insbesondere aufgrund einer Pumpwirkung des mitlaufenden Zylinders.
  • Dies kann zum Auftreten von Sauerstoffüberschuss in der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise dem Partikelfilter führen. Diese kann wiederum zur Folge haben, insbesondere bei einer hohen Beladung des Partikelfilters mit Partikeln, dass es zu einem spontanen Einsetzen der Oxidation der Schadstoffe in dem Partikelfilter kommt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn zugleich eine hohe Temperatur der Abgasreinigungseinrichtung vorliegt, beispielsweise weil die Brennkraftmaschine bei hoher Last betrieben wird und entsprechend das Abgas eine hohe Temperatur aufweist. Aufgrund der Oxidation der Schadstoffe in dem Partikelfilter steigt die Temperatur des Partikelfilters weiter an, sodass es unter Umständen zu einer Beschädigung des Partikelfilters, insbesondere sogar einer Zerstörung, kommen kann.
  • Um das unkontrollierte Abbrennen beziehungsweise das spontane Einsetzen der Oxidation der Schadstoffe zu vermeiden, soll bei Vorliegen der vorstehend genannten Bedingungen die Notbetriebsart durchgeführt werden. Dabei kann es ausreichend sein, wenn lediglich eine einzige der genannten Bedingungen erfüllt ist, also entweder die Abgastemperatur den Temperaturgrenzwert überschreitet, die Beladung den Beladungsgrenzwert überschreitet oder die Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder vorliegt. Bevorzugt müssen jedoch mehrere der genannten Bedingungen zutreffen, beispielsweise einerseits die Einspritzaussetzung vorliegen und andererseits entweder die Abgastemperatur den Temperaturgrenzwert oder die Beladung den Beladungsgrenzwert überschreiten.
  • In der Notbetriebsart können verschiedene Maßnahmen vorgenommen werden, um das ungewünschte Abbrennen der Partikel in dem Partikelfilter zu vermeiden. So kann beispielsweise eine Ventilüberschneidung unterbunden werden, die Abgastemperatur abgesenkt werden und/oder das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine auf einen Wert eingestellt werden, der kleiner ist als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert. Bevorzugt werden mehrere oder sogar alle der genannten Maßnahmen durchgeführt. Es ist jedoch grundsätzlich ausreichend, wenn lediglich eine einzige dieser Maßnahmen durchgeführt wird.
  • Unter der Ventilüberschneidung ist ein gleichzeitiges Öffnen beziehungsweise Geöffnetsein von wenigstens einem Einlassventil und wenigstens einem Auslassventil desselben Zylinders zu verstehen. Während der Ventilüberschneidung kann insoweit Luft durch das Einlassventil in den Zylinder einströmen und unmittelbar aus dem Auslassventil in Richtung der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise des Partikelfilters ausströmen. Entsprechend gelangt Frischluft beziehungsweise Sauerstoff in den Partikelfilter, sodass das Abbrennen der Partikel begünstigt wird. Die Ventilüberschneidung kann auch als „Scavenging” bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann in der Notbetriebsart die Abgastemperatur abgesenkt werden. Hierzu können verschiedene Maßnahmen vorgesehen werden. Beispielsweise wird ein Zündzeitpunkt nach früh verschoben und/oder ein den Zylindern zugeführtes Kraftstoff-Luft-Gemisch magerer eingestellt.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, die Brennkraftmaschine derart zu betreiben, dass das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist. Beispielsweise wird das Verbrennungsluftverhältnis entsprechend eingestellt und/oder geregelt. Zu diesem Zweck kann zumindest ein Lambdawert herangezogen werden, welcher beispielsweise mittels einer Lambdasonde bestimmt wird, die von dem Abgas angeströmt beziehungsweise überströmt wird. Die Lambdasonde ist beispielsweise stromaufwärts oder stromabwärts der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise des Partikelfilters angeordnet. Genauer gesagt wird die Brennkraftmaschine derart betrieben, dass das Verbrennungsluftverhältnis des den Partikelfilter durchströmenden Abgases der Brennkraftmaschine kleiner ist als der Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert. Insoweit wird also das gesamte Abgas der Brennkraftmaschine und mithin das Abgas aller Zylinder der Brennkraftmaschine betrachtet, insbesondere stromabwärts einer Zusammenführung des Abgases der Zylinder.
  • Beispielsweise ist es also vorgesehen, dass das Verbrennungsluftverhältnis anhand des Mittels der Lambdasonde ermittelten Lambdawerts eingestellt und/oder geregelt wird, das es kleiner ist als der bestimmte Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist. Somit kann das Auftreten von Luftüberschuss in der Abgasreinigungseinrichtung auch bei Vorliegen der Einspritzaussetzung für den zumindest einen der Zylinder und entsprechend das Auftreten einer spontanen Reaktion in der Abgasreinigungseinrichtung vermieden werden.
  • Die Erfindung betrifft insoweit alternativ oder zusätzlich ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern sowie eine Abgasreinigungseinrichtung aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass in wenigstens einer Notbetriebsart der Antriebseinrichtung bei einer Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder die Brennkraftmaschine beziehungsweise die Zylinder derart betrieben werden, dass das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist. Beispielsweise ist es dabei vorgesehen, in die Notbetriebsart zu wechseln, wenn eine Abgastemperatur größer als ein Temperaturgrenzwert, und/oder eine Beladung der Abgasreinigungseinrichtung größer als ein Beladungsgrenzwert ist.
  • Das Betreiben der Brennkraftmaschine derart, dass in dem Abgas der Brennkraftmaschine das Verbrennungsluftverhältnis kleiner als der bestimmte Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist, wird bei Vorliegen der Einspritzaussetzung für den zumindest einen der Zylinder vorzugsweise lediglich dann durchgeführt, wenn die Antriebseinrichtung beziehungsweise die Brennkraftmaschine in der Notbetriebsart betrieben wird. In diese wird gewechselt, beispielsweise aus einer weiteren Betriebsart, insbesondere einer Normalbetriebsart, wenn eine oder mehrere, insbesondere alle, der genannten Bedingungen erfüllt sind. Beispielsweise ist das Wechseln in die Notbetriebsart aufgrund der Abgastemperatur und/oder der Beladung vorgesehen, wenn diese den ihnen jeweils zugeordneten Grenzwert übersteigen.
  • Beispielsweise kann es dabei vorgesehen sein, dass der Beladungsgrenzwert anhand der Abgastemperatur und/oder der Temperaturgrenzwert anhand der Beladung ermittelt werden. Der Grenzwert für einen der Werte, also der Beladungsgrenzwert oder der Temperaturgrenzwert, hängt von dem momentanen Wert der jeweils anderen Größe, also der Abgastemperatur oder der Beladung ab. Entsprechend soll der Beladungsgrenzwert als Funktion der Abgastemperatur und/oder der Temperaturgrenzwert als Funktion der Beladung bestimmt werden.
  • Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Ermitteln des Beladungsgrenzwerts und/oder des Temperaturgrenzwerts anhand einer mathematischen Beziehung, eines Kennfelds und/oder einer Tabelle vorgenommen wird. Vorzugsweise dient dabei bei der Bestimmung des Beladungsgrenzwerts die Abgastemperatur, insbesondere nur die Abgastemperatur, als Eingangswert, während der Beladungsgrenzwert als Ausgangsgrenzwert vorliegt. Für den Temperaturgrenzwert liegt beispielsweise die Beladung, insbesondere lediglich die Beladung, als Eingangsgröße vor, während der Temperaturgrenzwert die Ausgangsgröße bildet.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Beladung mittels wenigstens eines Drucksensors bestimmt wird. Je höher die Beladung des Partikelfilters ist, umso höher ist der über den Partikelfilter auftretende Druckverlust beziehungsweise der Abgasgegendruck vor dem Partikelfilter. Entsprechend kann der Drucksensor beispielsweise stromaufwärts des Partikelfilters angeordnet sein, sodass aus dem dort vorliegenden Abgasdruck beziehungsweise Abgasgegendruck unmittelbar auf die Beladung geschlossen werden kann. Es ist jedoch auch möglich, mittels mehrerer Drucksensoren den Abgasdruck sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Partikelfilters zu messen. Aus der Differenz zwischen diesen Drücken ergibt sich der Druckverlust über den Partikelfilter, welcher ebenfalls ein direktes Maß für die Beladung ist. Insoweit kann die Beladung aus diesem Druckverlust ermittelt werden.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ein Wert von höchstens eins, höchstens 0,99, höchstens 0,98, höchstens 0,97, höchstens 0,96 oder höchstens 0,95 verwendet wird. Das Verbrennungsluftverhältnis muss derart gewählt werden, dass Sauerstoffmangel vorliegt, um die spontane Reaktion in der Abgasreinigungseinrichtung zu vermeiden. Entsprechend muss es kleiner als eins sein, sodass der Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert gemäß den vorstehenden Ausführungen festgelegt wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Betrieb der Zylinder ein Betreiben der von dem zumindest einen Zylinder verschiedenen übrigen Zylinder mit einer ausgehend von einer Vorgabeeinspritzmenge erhöhten Kraftstoffmenge zum Erzielen eines fetten Gemischs in jedem der übrigen Zylinder umfasst. Bei einer derartigen Vorgehensweise wird insoweit die durch den zumindest einen der Zylinder transportierte Luftmenge bei der den übrigen Zylindern zugeführten Kraftstoffmenge berücksichtigt. Zunächst wird dabei auf übliche Art und Weise die Vorgabeeinspritzmenge ermittelt, insbesondere anhand eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine. Die Vorgabeeinspritzmenge beschreibt dabei diejenige Kraftstoffmenge, welche bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine in dem entsprechenden Betriebspunkt in jeden der Zylinder eingebracht wird. Weil jedoch für den zumindest einen der Zylinder die Einspritzaussetzung vorliegt, in diesen also bei gleichzeitiger Hindurchleitung von Luft kein Kraftstoff eingebracht wird, muss die in die übrigen Zylinder eingebrachte Kraftstoffmenge vergrößert werden. Dies erfolgt dabei derart, dass in den übrigen Zylindern ein fettes Gemisch vorliegt, sodass in diesen Sauerstoffmangel beziehungsweise Luftmangel auftritt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Einspritzaussetzung die Kraftstoffmenge in den übrigen Zylindern anteilig um die dem zumindest einen der Zylinder zugeordnete Kraftstoffmenge erhöht wird. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass die Vorgabeeinspritzmenge diejenige Kraftstoffmenge ist, welche in jeden der Zylinder einzubringen ist, insbesondere während genau eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine. Diese zugeordnete Kraftstoffmenge kann aufgrund der Einspritzaussetzung nicht in den zumindest einen der Zylinder eingebracht werden, wodurch sich das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine vergrößern würde. Daher soll die dem Zylinder zugeordnete, also eigentlich in den Zylinder einzubringende Kraftstoffmenge auf die übrigen Zylinder verteilt werden, insbesondere gleichmäßig. Jede der übrigen Zylinder bekommt also einen Teil der dem Zylinder zugeordneten Kraftstoffmenge zusätzlich zu der ihm zuzuführenden Kraftstoffmenge zugeschlagen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei der Einspritzaussetzung der Betrieb der Zylinder ein Betreiben des zumindest einen der Zylinder mit geschlossenem Einlassventil und/oder geschlossenem Auslassventil umfasst. Jeder der Zylinder weist mehrere Gaswechselventile, insbesondere zumindest ein Einlassventil und/oder zumindest ein Auslassventil, auf. Um zu verhindern, dass aufgrund der Einspritzaussetzung das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine ansteigt, kann nun zusätzlich oder alternativ zu dem Erhöhen der Kraftstoffmenge in den übrigen Zylindern vorgesehen sein, den zumindest einen der Zylinder mit geschlossenem Einlassventil und/oder geschlossenem Auslassventil zu betreiben. Zu diesem Zweck ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Einstellung eines Ventilhubs des wenigstens einen Einlassventils und/oder des wenigstens einen Auslassventils, insbesondere ein vollvariabler Ventiltrieb, vorgesehen.
  • Auf diese Art und Weise wird verhindert, dass durch den Zylinder unverbrannte Luft in die Abgasreinigungseinrichtung gelangt. Verfügt der zumindest eine der Zylinder über mehrere Einlassventile und/oder über mehrere Auslassventile, so sind vorzugsweise alle Einlassventile und/oder alle Auslassventile des zumindest einen der Zylinder zu schließen. Besonders bevorzugt wird der zumindest eine der Zylinder mit geschlossenem Auslassventil beziehungsweise geschlossenen Auslassventilen betrieben. Zusätzlich oder alternativ können das Einlassventil beziehungsweise die mehreren Einlassventile geschlossen gehalten werden. Das Einlassventil und/oder das Auslassventil werden vorzugsweise geschlossen gehalten, sind also dauerhaft geschlossen, während die Einspritzaussetzung für den zumindest einen der Zylinder vorliegt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einspritzzeitpunkt für die übrigen Zylinder bezüglich eines anhand des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine vorbestimmten Vorgabeeinspritzzeitpunkts nach früh verschoben wird.
  • Der Vorgabeeinspritzzeitpunkt wird analog zu der Vorgabeeinspritzmenge beispielsweise anhand des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine ermittelt, beispielsweise anhand einer mathematischen Beziehung, einem Kennfeld und/oder einer Tabelle. Um die Temperatur des die Abgasreinigungseinrichtung durchströmenden Abgases und mithin die Temperatur der Abgasreinigungseinrichtung selbst so gering wie möglich zu halten, wird nun der Einspritzzeitpunkt ausgehend von dem Vorgabeeinspritzzeitpunkt nach vorne verlegt, also nach früh verschoben. Insoweit liegt also eine Kraftstofffrüheinspritzung für die übrigen Zylinder vor.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei Überschreiten eines weiteren Beladungsgrenzwerts durch die Beladung eine Notregenerationsbetriebsart durchgeführt wird, in welcher lediglich ein Teil der Beladung abgebaut wird. Während die Notbetriebsart der Antriebseinrichtung beispielsweise durchgeführt wird, wenn die Beladung den Beladungsgrenzwert überschreitet, wird die Notregenerationsbetriebsart eingeleitet beziehungsweise durchgeführt, wenn die Beladung zusätzlich den weiteren Beladungsgrenzwert überschreitet. Der weitere Beladungsgrenzwert ist dabei größer als der Beladungsgrenzwert, bedeutet also eine höhere Beladung als der Beladungsgrenzwert.
  • Ein Betreiben der Antriebseinrichtung ist nur solange möglich, wie der Partikelfilter wenigstens teilweise strömungsdurchlässig ist. Ist der Partikelfilter also vollständig von Partikeln zugesetzt, so kann die Antriebseinrichtung nicht mehr beladen werden. Analog hierzu verringert sich die Leistung der Antriebseinrichtung mit steigender Beladung, insbesondere ab Überschreiten des weiteren Beladungsgrenzwerts durch die Beladung. Entsprechend ist es für ein weiteres Betreiben der Antriebseinrichtung notwendig, trotz Vorliegen der Notbetriebsart die Beladung des Partikelfilters abzubauen.
  • Zu diesem Zweck ist die Notregenerationsbetriebsart vorgesehen. In dieser wird jedoch nicht, wie im Rahmen einer normalen Regeneration, die Beladung vollständig oder zumindest nahezu vollständig abgebaut. Vielmehr soll die Beladung lediglich um einen kleinen Anteil verringert werden. Beispielsweise wird die Beladung durch das Durchführen der Notregenerationsbetriebsart, also über die gesamte Notregenerationsbetriebsart hinweg, um höchstens 10%, höchstens 20%, höchstens 30%, höchstens 40% oder höchstens 50% abgebaut. Dies ermöglicht es, die Antriebseinrichtung weiter zuverlässig zu betreiben, ohne jedoch die thermische Belastung der Abgasreinigungseinrichtung unzulässig zu erhöhen.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Notregenerationsbetriebsart für eine bestimmte Zeitspanne oder bis zum Erreichen eines bestimmten Beladungswerts durch die Beladung durchgeführt wird. Nach dem Einleiten der Notregenerationsbetriebsart, beispielsweise bei Überschreiten des weiteren Beladungsgrenzwerts durch die Beladung, soll sie nur über die bestimmte Zeitspanne durchgeführt werden, also nach Ablauf der Zeitspanne wieder beendet werden. Alternativ kann während der Notregenerationsbetriebsart permanent oder in Intervallen die Beladung ermittelt und mit dem bestimmten Beladungswert verglichen werden. Erreicht oder unterschreitet die Beladung den Beladungswert, so wird die Notregenerationsbetriebsart beendet und vorzugsweise zurück in die Notbetriebsart gewechselt.
  • Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass in der Notregenerationsbetriebsart bei Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass die Ventilüberschneidung erfolgt oder dass das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine größer als der bestimmte Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist, oder bei Überschreiten des Planungsgrenzwerts durch die Beladung die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass die Abgastemperatur erhöht wird. Die Durchführung der Notgenerationsbetriebsart kann insoweit in Abhängigkeit von der Abgastemperatur beziehungsweise der Beladung durchgeführt werden.
  • Liegt die Abgastemperatur bereits über dem Temperaturgrenzwert, so ist es zum Abbrennen der Beladung des Partikelfilters üblicherweise lediglich notwendig, den Sauerstoffgehalt in dem Abgas zu erhöhen, sodass in dem Partikelfilter für eine Oxidation zur Verfügung stehender Sauerstoff vorliegt. Dies kann durch Zulassen beziehungsweise Durchführen der Ventilüberschneidung sichergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich wird das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine entsprechend angepasst, insbesondere derart, dass es größer ist als der bestimmte Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert Falls die Notgenerationsbetriebsart bei der Einspritzaussetzung für den zumindest einen der Zylinder durchgeführt wird, so kann dieser Zylinder auch zum Fördern von Luft, insbesondere Frischluft, in Richtung der Abgasreinigungseinrichtung verwendet werden. Zu diesem Zweck werden seine Gaswechselventile entsprechend angesteuert.
  • Überschreitet dagegen die Beladung bereits den Beladungsgrenzwert, so muss zum Abbrennen der Beladung des Partikelfilters üblicherweise lediglich die Abgastemperatur erhöht werden, insbesondere auf den Temperaturgrenzwert oder über diesen. Das Erhöhen der Abgastemperatur kann beispielsweise durch ein Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät realisiert werden, oder indem das dem Zylinder zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch fetter eingestellt wird.
  • Bei allen beschriebenen Maßnahmen ist jedoch selbstverständlich vorzugsweise darauf zu achten, dass in der Abgasreinigungseinrichtung beziehungsweise dem Partikelfilter eine ausreichende Menge an verfügbarem Sauerstoff vorliegt, sodass das Abbrennen beziehungsweise Oxidieren der in dem Partikelfilter vorliegenden Partikel ablaufen kann.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Antriebseinrichtung über eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern sowie über eine einen Partikelfilter aufweisende Abgasreinigungseinrichtung verfügt, wobei vorgesehen ist, eine Beladung des Partikelfilters zu messen und/oder mittels eines Modells zu ermitteln. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, aus der Beladung einen Temperaturgrenzwert und/oder aus einer Abgastemperatur einen Beladungsgrenzwert zu ermitteln und bei Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur und/oder bei Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung und/oder bei einer Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder zumindest zeitweise eine Notbetriebsart der Antriebseinrichtung durchzuführen, in der die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass eine Ventilüberschneidung unterbleibt und/oder die Abgastemperatur abgesenkt wird und/oder das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist.
  • Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine sowie einer Abgasreinigungseinrichtung, und
  • 2 ein Kennfeld, in welchem ein Temperaturgrenzwert über einer Beladung der Abgasreinigungseinrichtung aufgetragen ist.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1, die eine Brennkraftmaschine 2 aufweist. Die Brennkraftmaschine 2 kann als Ottobrennkraftmaschine oder als Dieselbrennkraftmaschine ausgestaltet sein. Die Brennkraftmaschine 2 verfügt über mehrere Zylinder 3, welchen während eines Arbeitsspiels der Brennkraftmaschine 2 jeweils eine bestimmte Kraftstoffmenge zugeführt wird. Die Kraftstoffmenge wird in den Zylindern 3 verbrannt, wobei Abgas entsteht, welches in Richtung einer Abgasreinigungseinrichtung 4 abgeführt wird. Zu diesem Zweck ist der Brennkraftmaschine 2 beispielsweise ein Abgaskrümmer 5 mit Krümmerleitungen 6 zugeordnet. Dabei kann jedem Zylinder 3 jeweils eine Krümmerleitung 6 zugeordnet sein. Durch die Krümmerleitungen 6 beziehungsweise den Abgaskrümmer 5 wird das Abgas von den Zylindern 3 abgeführt und stromaufwärts der Abgasreinigungseinrichtung 4 zusammengefasst. Entsprechend durchströmt das Abgas aller Zylinder 3 die Abgasreinigungseinrichtung 4 in Richtung des Pfeils 7.
  • Die Abgasreinigungseinrichtung 4 ist beispielsweise als Partikelfilter ausgestaltet oder weist zumindest einen solchen auf. Sie kann jedoch auch weitere Abgasreinigungselemente, beispielsweise einen Katalysator oder dergleichen, aufweisen. Die Antriebseinrichtung 1 verfügt über wenigstens eine Lambdasonde 8, deren Anordnung hier lediglich schematisch dargestellt ist. Beispielsweise liegt die Lambdasonde 8 stromaufwärts der Abgasreinigungseinrichtung 4, jedoch stromabwärts der Zusammenführung des Abgases der Zylinder 3 vor.
  • Es ist vorgesehen, dass eine Beladung des Partikelfilters gemessen und/oder mittels eines Modells ermittelt wird. Weiterhin soll aus der Beladung ein Temperaturgrenzwert und/oder aus einer Abgastemperatur ein Beladungsgrenzwert ermittelt werden. Nachfolgend wird überprüft, ob eine oder mehreren der folgenden Bedingungen zutreffen: Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur; Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung; Vorliegen einer Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder. Ist wenigstens eine der Bedingungen, vorzugsweise genau eine der Bedingungen, erfüllt, so wird zumindest zeitweise eine Notbetriebsart der Antriebseinrichtung durchgeführt. Beispielsweise wird die Notbetriebsart solange durchgeführt, wie die Bedingung oder zumindest eine der genannten Bedingungen erfüllt ist. In der Notbetriebsart wird die Brennkraftmaschine 2 derart betrieben, dass eine Ventilüberschneidung unterbleibt und/oder die Abgastemperatur abgesenkt wird und/oder das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine 1 kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist.
  • Während eines Normalbetriebs der Brennkraftmaschine 2 wird in alle Zylinder 3 Kraftstoff eingebracht und dort verbrannt. Liegt jedoch die Einspritzaussetzung vor, so ist dies für zumindest einen der Zylinder 3 nicht der Fall. Während also die von dem zumindest einen Zylinder 3 verschiedenen übrigen Zylinder 3 weiterhin mit Kraftstoff versorgt werden, trifft dies für den zumindest einen der Zylinder 3 nicht mehr zu.
  • Um zu verhindern, dass in der Abgasreinigungseinrichtung 4 beziehungsweise dem Partikelfilter zwischengespeicherte Partikel spontan abgebrannt beziehungsweise oxidiert werden, obwohl dies nicht erwünscht ist, werden eine oder mehrere Maßnahmen eingesetzt, um das spontane Abbrennen zu verhindern. Beispielsweise kann eine Ventilüberschneidung in den Zylindern 3 unterbunden werden, die Abgastemperatur abgesenkt werden und/oder das Verbrennungsluftverhältnis unter den Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert abgesenkt werden. Durch das Verhindern der Ventilüberschneidung und das Begrenzen des Verbrennungsluftverhältnisses auf den Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert wird verhindert, dass das die Abgasreinigungseinrichtung 4 durchströmende Abgas zu mager wird, also einen zu hohen Luftüberschuss aufweist.
  • Hierzu wird beispielsweise das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas, insbesondere in dem zusammengeführten Abgas aller Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 2 derart eingestellt, dass es kleiner ist als der Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert. Dies kann zum Beispiel durch ein Erhöhen der den übrigen Zylindern 3 zugeführten Kraftstoffmenge erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Gaswechselventil des zumindest einen der Zylinder 3 geschlossen gehalten werden, sodass durch diesen keine unverbrannte Luft in Richtung der Abgasreinigungseinrichtung 4 strömen kann.
  • Wie bereits erläutert, werden auch bei Vorliegen der Einspritzaussetzung für den zumindest einen der Zylinder 3 die übrigen Zylinder 3 weiterhin mit Kraftstoff beaufschlagt, also Kraftstoff in diese eingebracht. Beispielsweise wird bei Vorliegen der Einspritzaussetzung erst dann in die Notbetriebsart gewechselt, wenn eine Abgastemperatur größer als ein Temperaturgrenzwert und/oder eine Beladung der Abgasreinigungseinrichtung 4 größer als ein Beladungsgrenzwert ist. Dabei wird der Beladungsgrenzwert vorzugsweise anhand der Abgastemperatur und/oder der Temperaturgrenzwert anhand der Beladung ermittelt. Dies ist unmittelbar einsichtig, weil die zum Einleiten einer unerwünschten Oxidation von Schadstoffen in der Abgasreinigungseinrichtung 4 notwendige Temperatur umso niedriger ist, je höher die Beladung der Abgasreinigungseinrichtung 4 ist. Umgekehrt ist die Beladung, ab welcher die unkontrollierte Oxidation auftreten kann, umso geringer, je größer die momentan vorliegende Temperatur ist.
  • Dies wird anhand der 2 verdeutlicht, in welcher ein Verlauf 9 in einem Diagramm den Temperaturgrenzwert über der Beladung zeigt. Die Temperatur T beziehungsweise der Temperaturgrenzwert ist dabei in der Einheit °C angegeben, während die Beladung m als spezifische Masse mit der Einheit g/l vorliegt. Die spezifische Masse m ist dabei die Masse der in der Abgasreinigungseinrichtung 4 zwischengespeicherten Schadstoffe, insbesondere Partikel, bezogen auf ein Gesamtdurchströmungsvolumen der Abgasreinigungseinrichtung 4. Selbstverständlich kann die Beladung m auch auf andere Art und Weise, insbesondere mit einer anderen Einheit, angegeben sein.
  • In dem Diagramm sind zwei Bereiche 10 und 11 angedeutet. Der Bereich 10 liegt unter dem Verlauf 9, während der Bereich 11 über diesem liegt. In dem Bereich 10, also unterhalb des Verlaufs 9, kann auch bei Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur und/oder bei Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung und/oder bei einer Einspritzaussetzung für den zumindest einen der Zylinder kein spontanes Abbrennen der Partikel in dem Partikelfilter auftreten. Entsprechend kann weiterhin eine Normalbetriebsart durchgeführt werden. Anders ausgedrückt ist kein spontanes Abbrennen der zwischengespeicherten Partikel zu erwarten, wenn die Abgastemperatur sowie die Beladung unterhalb des Verlaufs 9 liegen, weil die Beladung, die Abgastemperatur oder beide zu gering sind. Liegt dagegen die Abgastemperatur beziehungsweise die Beladung in dem Bereich 11, also über dem Verlauf 9, so kann das spontane Abbrennen beziehungsweise die unerwünschte Oxidation auftreten. Aus diesem Grund wird in die Notbetriebsart gewechselt. Zusätzlich oder alternativ ist dies der Fall, wenn die Einspritzaussetzung für den zumindest einen der Zylinder durchgeführt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1), die über eine Brennkraftmaschine (2) mit mehreren Zylindern (3) sowie über eine einen Partikelfilter aufweisende Abgasreinigungseinrichtung (4) verfügt, wobei eine Beladung des Partikelfilters gemessen und/oder mittels eines Modells ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Beladung ein Temperaturgrenzwert und/oder aus einer Abgastemperatur ein Beladungsgrenzwert ermittelt wird, und – bei Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur und/oder – bei Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung und/oder – bei einer Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder (3) zumindest zeitweise eine Notbetriebsart der Antriebseinrichtung (1) durchgeführt wird, in der die Brennkraftmaschine (2) derart betrieben wird, dass eine Ventilüberschneidung unterbleibt und/oder die Abgastemperatur abgesenkt wird und/oder das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine (2) kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ein Wert von höchstens eins, höchstens 0,99, höchstens 0,98, höchstens 0,97, höchstens 0,96 oder höchstens 0,95 verwendet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einspritzaussetzung das Betreiben der Brennkraftmaschine (2) ein Betreiben der von dem wenigstens einen Zylinder (3) verschiedenen übrigen Zylinder (3) mit einer ausgehend von einer Vorgabeeinspritzmenge erhöhten Kraftstoffmenge zum Erzielen eines fetten Gemischs in jedem der übrigen Zylinder (3) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einspritzaussetzung die Kraftstoffmenge in den übrigen Zylindern (3) anteilig um die in den wenigstens einen Zylinder (3) einzubringende Kraftstoffmenge erhöht wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einspritzaussetzung das Betreiben der Brennkraftmaschine (2) ein Betreiben des wenigstens einen Zylinders (3) mit geschlossenem Einlassventil und/oder geschlossenem Auslassventil umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzzeitpunkt für die Zylinder (3) oder die übrigen Zylinder (3) bezüglich eines anhand des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (2) bestimmten Vorgabeeinspritzzeitpunkts nach früh verschoben wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines weiteren Beladungsgrenzwerts durch die Beladung eine Notregenerationsbetriebsart durchgeführt wird, in welcher lediglich ein Teil der Beladung abgebaut wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notregenerationsbetriebsart für eine bestimmte Zeitspanne oder bis zum Erreichen eines bestimmten Beladungswerts durch die Beladung durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Notregenerationsbetriebsart bei – Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur die Brennkraftmaschine (2) derart betrieben wird, dass die Ventilüberschneidung erfolgt oder dass das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine (2) größer als der bestimmte Verbrennungsluftgrenzwert ist, oder bei – Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung die Brennkraftmaschine (2) derart betrieben wird, dass die Abgastemperatur erhöht wird.
  10. Antriebseinrichtung (1), zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, die über eine Brennkraftmaschine (2) mit mehreren Zylindern (3) sowie über eine einen Partikelfilter aufweisende Abgasreinigungseinrichtung (4) verfügt, wobei vorgesehen ist, eine Beladung des Partikelfilters zu messen und/oder mittels eines Modells zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, aus der Beladung einen Temperaturgrenzwert und/oder aus einer Abgastemperatur einen Beladungsgrenzwert zu ermitteln, und – bei Überschreiten des Temperaturgrenzwerts durch die Abgastemperatur und/oder – bei Überschreiten des Beladungsgrenzwerts durch die Beladung und/oder – bei einer Einspritzaussetzung für zumindest einen der Zylinder (3) zumindest zeitweise eine Notbetriebsart der Antriebseinrichtung (1) durchzuführen, in der die Brennkraftmaschine (2) derart betrieben wird, dass eine Ventilüberschneidung unterbleibt und/oder die Abgastemperatur abgesenkt wird und/oder das Verbrennungsluftverhältnis in dem Abgas der Brennkraftmaschine (2) kleiner als ein bestimmter Verbrennungsluftverhältnisgrenzwert ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017201292A1 (de) 2017-01-27 2018-08-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Reinigen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine
FR3063112B1 (fr) * 2017-02-21 2021-11-19 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de pilotage d’un moteur thermique relie a un filtre a particules

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19823021B4 (de) * 1998-05-22 2004-08-12 Fev Motorentechnik Gmbh Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschine mit geregeltem Abgaskatalysator und elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen
DE10260294B4 (de) * 2002-12-20 2005-03-31 Siemens Ag Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsausetzem bei einer Brennkraftmaschine
DE102009046759A1 (de) * 2009-11-17 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Laufunruhe-basierter Ausgleich von Luftzahlunterschieden zwischen verschiedenen Brennräumen eines Verbrennungsmotors
DE102011100677A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Daimler Ag Betriebsverfahren für einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19823021B4 (de) * 1998-05-22 2004-08-12 Fev Motorentechnik Gmbh Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschine mit geregeltem Abgaskatalysator und elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen
DE10260294B4 (de) * 2002-12-20 2005-03-31 Siemens Ag Verfahren zum Erkennen von Verbrennungsausetzem bei einer Brennkraftmaschine
DE102009046759A1 (de) * 2009-11-17 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Laufunruhe-basierter Ausgleich von Luftzahlunterschieden zwischen verschiedenen Brennräumen eines Verbrennungsmotors
DE102011100677A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Daimler Ag Betriebsverfahren für einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor

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