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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters im Abgassystem eines Verbrennungsmotors im Betrieb, wobei bei der Durchführung des Verfahrens die Freisetzung von Schwefelverbindungen im Abgasstrom erkannt wird und in Abhängigkeit davon das Verfahren so durchgeführt wird, dass die Bildung von Weißrauch vermieden wird.
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Um die gesetzlichen Bestimmungen zur Luftreinhaltung einhalten zu können sind moderne, mit Verbrennungsmotoren betriebene Kraftfahrzeuge in der Regel mit Systemen zur Abgasreinigung ausgestattet. Diese weisen zum Beispiel sogenannte Oxidationskatalysatoren und insbesondere bei Diesel-Verbrennungsmotoren auch Partikelfilter zur Absorption von Rußpartikeln im Abgas auf.
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Um ein Verstopfen des Partikelfilters zu verhindern, muss bei entsprechender Beladung des Partikelfilters ein Regenerationsprozess erfolgen, bei dem die im Partikelfilter angesammelten Partikel in der Regel durch eine entsprechende Temperaturerhöhung des Abgases, auf Temperaturen zwischen 500°C und 700°C, im Partikelfilter verbrannt werden. Die Temperaturerhöhung erfolgt dabei durch gezielte Veränderung der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors.
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Wie zum Beispiel in der
DE 10 2011 014 718 A1 und auch in
US 2010 01 07 737 beschrieben ist, kommt es, insbesondere beim Betrieb des jeweiligen Verbrennungsmotors mit Kraftstoffen mit erhöhtem Schwefelgehalt, gleichzeitig zur Einlagerung schwefelhaltiger Verbindungen im Partikelfilter und ggf. auch im Oxidationskatalysator. In der Regenerationsphase des Partikelfilters kommt es dann aufgrund der stark erhöhten Abgastemperaturen zu einer schnellen Freisetzung der eingelagerten Schwefelverbindungen, die mit dem im Abgas befindlichen Wasserdampf Schwefelsäure bilden können. Durch erneute Abkühlung des Abgasstromes auf dem Weg durch das Abgassystem auf Temperaturen unterhalb des Säuretaupunktes bildet sich ein Aerosol, das als dichter, weißer Rauch, sogenannter Weißrauch, sichtbar ist.
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Weiterhin wird im Dokument
DE 102011014718 B4 ein Verfahren zur Vermeidung von Weißrauch offenbart. Demgemäß erfolgt die Desorption, also die Freisetzung der Schwefelverbindungen in einem Temperaturbereich von 300°C bis 500°C, bevorzugt von 400°C bis 450°C. Bei diesen so erhöhten Abgastemperaturen kann die Desorption der Schwefelverbindungen über einen längeren Zeitraum, beispielsweise bis zu 10 Minuten. Dadurch wird die Konzentration des Aerosols im Abgas so niedrig gehalten, dass kein Weißrauch wahrzunehmen ist. Diese gesteuerte Desorption wird jeweils im Vorfeld der Regeneration des Partikelfilters durchgeführt. Erst danach erfolgt die weitere Erhöhung der Abgastemperatur zur Regeneration des Partikelfilters. Allerdings muss bei diesem Verfahren die Desorption der Schwefelverbindungen, aufgrund der Unkenntnis der Größe der Beladung des Partikelfilters mit Schwefelverbindungen, vor jeder Regeneration des Partikelfilters über eine maximale Zeitdauer hinweg durchgeführt werden. Dies führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch, auch beim Betrieb des Verbrennungsmotors mit Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt. In diesem Fall wäre die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens nicht nötig.
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Dieses Problem wird zum Beispiel versucht zu lösen mit dem im Dokument
DE 10 2009 058 107 A1 offenbarten Gegenstand. Dabei wird mittels einer Bestimmungseinrichtung festgestellt, ob die Temperatur des Partikelfilters einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, beispielsweise eine Temperatur von 340°C. Da sich Schwefelsäure als Beispiel einer schwefelhaltigen Verbindung erst ab einer Temperatur von rund 340°C zersetzt, wird bei einem Unterschreiten dieses Schwellenwerts der Temperatur davon ausgegangen, dass in dem Partikelfilter schwefelhaltige Verbindungen akkumulieren.
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Die akkumulierte Menge schwefelhaltiger Verbindungen in dem Partikelfilter wird auf der Basis der in die Verbrennungskraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmenge und einem länderspezifisch vorbestimmten Wert für den Schwefelgehalt des Kraftstoffs ermittelt. Sobald dabei die Temperatur in dem Partikelfilter einen Schwellenwert unterschreitet, wird eine Aufsummierung der in dem Partikelfilter akkumulierenden Menge schwefelhaltiger Verbindungen durchgeführt. Bei Erreichen eines vorbestimmten Schwellenwertes wird dann die Desorption durch Erhöhung der Abgastemperatur auf einen Wert von Ca. 350°C gestartet. Während der Desorption wird die zuvor akkumulierte Schwefelmenge rechnerisch verringert und die Desorption wird beendet sobald die rechnerische ermittelte Schwefelmenge den Wert null erreicht oder mittels eines Sensors festgestellt wird, dass keine Schwefelverbindungen mehr im Abgas auftreten. Bei diesem Verfahren wird von einem länderspezifisch bekannten Schwefelgehalt des Kraftstoffes ausgegangen. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass, sofern ein Sensor zur Erfassung der Schwefelverbindungen im Abgas vorhanden ist, auf Basis der Sensordaten auf eine abweichende Schwefelkonzentration im Kraftstoff geschlossen und der entsprechende Vorgabewert korrigiert werden kann.
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Aufgrund der ungenauen Kenntnis des Schwefelgehalts und ggf. weiterer auf die Schwefeleinlagerung und Desorption Einfluss nehmender Größen scheint das Verfahren jedoch unpräzise und Fehleranfällig. Abhilfe könnte hier ein zusätzlicher Schwefel-Sensor zur Detektion des Schwefelgehalts im Kraftstoff schaffen, auf dessen Grundlage die Beladung des Partikelfilters genauer ermittelt werden könnte und die Desorption gezielter durchführbar wäre. Ein solcher Sensor ist in vielen Anwendungsfällen jedoch zu teuer und kann deshalb nicht eingesetzt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht die Desorption von Schwefelverbindungen im Partikelfilter unter Vermeidung von Weißrauchbildung gezielter und nur sofern und solange wie erforderlich durchzuführen, ohne die Komplexität des Abgas-Nachbehandlungssystems und somit dessen Kosten zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist das Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters im Abgassystem eines Verbrennungsmotors im Betrieb, die folgenden Schritte auf. Zunächst wird zum Start einer Regenerationsphase eine gemessene Abgastemperatur von einem Normalbetriebsniveau, das der Abgastemperatur im bestimmungsgemäßen Normalbetrieb des Verbrennungsmotors entspricht, auf einen Temperaturwert oberhalb einer Desorptions-Starttemperatur erhöht. Die Desorptions-Starttemperatur kennzeichnet einen Temperaturwert, ab dem die Freisetzung von im Partikelfilter eingelagerten Schwefelverbindungen beginnt und beträgt beispielsweise mindestens 300°C, wobei auch eine Temperatur bis zu 400°C gewählt werden kann, um mit entsprechender Sicherheit die Desorption zu starten.
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Zugleich wird die im Abgasstrom stromabwärts des Partikelfilters enthaltenen Partikelmasse mittels eines stromabwärts des Partikelfilters im Abgasstrom angeordneten elektrostatischen Partikelmasse-Sensors (ePM-S) überwacht und ein von der Partikelmasse abhängiger Partikelmasse-Istwert erzeugt. Dabei macht sich die Erfindung die überraschende Erkenntnis zunutze, dass ein solcher Sensor auf im Abgas transportierte Schwefelverbindungen in gleicher Weise reagiert wie auf andere Partikel, wie beispielsweise Ruß.
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Der mittels des elektrostatischen Partikelmasse-Sensors erzeugte Partikelmasse-Istwert wird mit einem vorgegebenen Partikelmasse-Schwellenwert, ab dem die Bildung von Weißrauch zu erwarten ist, verglichen. Beispielsweise ist der Partikelmasse-Schwellenwert dazu, zusammen mit einem Steuerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen elektronischen Recheneinheit gespeichert.
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Bei Überschreitung des Partikelmasse-Schwellenwertes, wird dann die Abgastemperatur auf eine Desorptions-Temperatur zur Freisetzung von im Partikelfilter eingelagerten Schwefelverbindungen eingestellt und so lange gehalten, bis der Partikelmasse-Istwert den Partikelmasse-Schwellenwert unterschreitet. Die Desorptions-Temperatur wird dabei so gewählt, dass eine „sanfte“ Desorption stattfinden kann, bei der die im Partikelfilter eingelagerten Schwefelverbindungen nach und nach in einer Menge pro Abgasvolumen freigesetzt werden, bei der gewährleistet ist, dass kein Weißrauch auftritt.
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Bei Unterschreitung des Partikelmasse-Schwellenwertes, was beispielsweise der Fall ist, wenn durch die Desorption der Schwefelgehalt im Partikelfilter bereits stark reduziert ist, oder bereits bei Start des Verfahrens entsprechend gering war, wird die Abgastemperatur auf eine Regenerations-Temperatur zum Abbrennen der Partikelbeladung des Partikelfilters eingestellt und für eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten. Die Regenerations-Temperatur wird dabei so gewählt, dass ein sicheres und schnelles „Freibrennen“ des Partikelfilters gewährleistete ist, die findet vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen 550°C und 750°C statt. Die Zeitspanne wird ebenfalls beispielsweise so vorgegeben, dass diese bei vorgegebener Abgastemperatur in jedem Fall ausreicht um eine, beispielsweise mittels bekannter Verfahren, festgestellte oder abgeschätzte Partikelbeladung abzubrennen.
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Nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne, wird dann die Regenerationsphase durch Absenkung der Abgastemperatur auf das Normalbetriebsniveau beendet.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann energiesparend und schnell die Regeneration des Partikelfilters eines Verbrennungsmotors im Betrieb, unabhängig vom Schwefelgehalt des Kraftstoffes durchgeführt werden, ohne Weißrauch zu erzeugen. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass eine Desorption von im Partikelfilter abgelagerten Schwefelverbindungen, zur Vermeidung des Auftretens von Weißrauch, in Häufigkeit und Dauer bedarfsorientiert durchgeführt werden kann. Dies trägt einerseits zur Verkürzung der Regenerationsphasen bei und vermeidet einen erhöhten Kraftstoffbedarf aufgrund der erforderlichen Abgastemperaturerhöhung, insbesondere bei Verwendung von Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt.
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Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder, sofern es sich nicht um sich gegenseitig ausschließende Alternativen handelt, in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens zur Regeneration eines Partikelfilters wird zum Start der Regenerationsphase die Abgastemperatur auf die Desorptions-Temperatur angehoben. Dies hat den Vorteil, dass die Bildung von Weißrauch durch anfängliche Überhitzung des Abgases und somit des Partikelfilters in jedem Fall vermieden wird.
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Eine weitere Ausführung des Verfahrens zur Regeneration eines Partikelfilters ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Start der Regenerationsphase die Abgastemperatur auf die Regenerations-Temperatur angehoben wird. Dies hat den Vorteil, dass im Falle einer geringfügigen Anfangsbeladung des Partikelfilters mit Schwefel, und dem damit zusammenhängenden Ausbleiben des Überschreitens des Partikelmasse-Schwellenwertes, ein unverzüglicher Beginn der Regeneration, also des Abbrennens der Partikelbeladung gewährleistet ist.
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In vorteilhafter Weise liegt die Desorptions-Temperatur bei Durchführung des Verfahrens zur Regeneration eines Partikelfilters in einem Temperaturbereich von 300°C bis 500°C, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 400°C und 450°C. Dies gewährleistet einen sicheren Start und eine „sanfte“ Durchführung der Desorption des im Partikelfilter eingelagerten Schwefels, ohne dass dabei Weißrauch entsteht.
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In weiter vorteilhafter Weise liegt die Regenerations-Temperatur bei der Durchführung des Verfahrens zur Regeneration eines Partikelfilters in einem Temperaturbereich von 550°C bis 750°C, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 600°C und 700°C. Dies gewährleistet einen sicheren Start und eine zügige Durchführung des Abbrennes der im Partikelfilter eingelagerten Partikelbeladung.
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In Weiterbildung des Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters wird bei Überschreitung des Partikelmasse-Schwellenwertes, also bei Feststellung einer relevanten Beladung des Partikelfilters mit Schwefelverbindungen, die Abgastemperatur in Abhängigkeit von dem, mit dem elektrostatischen Partikelmasse-Sensors gemessenen Partikelmasse-Istwert so geregelt, dass der Partikelmasse-Istwert unterhalb des Partikelmasse-Schwellenwertes jedoch oberhalb eines unteren Partikelmasse-Grenzwertes bleibt, was gewährleistet, dass kein Weißrauch entsteht. Der untere Partikelmasse-Grenzwert ist dabei kleiner als der Partikelmasse-Schwellenwert, so dass der Partikelmasse-Istwert zunächst auf einen Wert zwischen Partikelmasse-Grenzwert und Partikelmasse-Schwellenwert eingeregelt wird. Vorzugsweise wird der Partikelmasse-Istwert auf einen Wert eingeregelt, der im oberen Drittel des durch Partikelmasse-Schwellenwert und Partikelmasse-Grenzwert aufgespannten Bereichs liegt. Dies hat den Vorteil, dass die Desorptionsgeschwindigkeit nahe der Grenze zur Weißrauchbildung liegt und so die Dauer der Desorption verkürzt werden kann. Gleichzeitig ist dabei zu beachten, dass sich die als Stellgröße vorgegebene Desorptions-Temperatur innerhalb des zulässigen Desorptions-Temperaturbereichs bewegt. Wird dabei trotz maximaler Desorptions-Temperatur, in der Regel ca. 500°C, der untere Partikelmasse-Grenzwert unterschritten, kann das Verfahren mit der Regeneration des Partikelfilters fortgeführt werden.
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In vorteilhafter Weise kann die Abgastemperatur bei der Durchführung des Verfahrens zur Regeneration eines Partikelfilters mittels einer elektronischen Motor-Steuereinheit eingestellt oder geregelt werden durch geeignete Einstellung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der gemessenen Abgastemperatur und dem Partikelmasse-Istwert.
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Die elektronische Motorsteuereinheit kann zum Beispiel die Zentrale Recheneinheit der Motorsteuerung, auch Central Processing Unit (CPU) genannt, sein, die alle wichtigen Funktionen zum Betrieb des Verbrennungsmotors ausführt oder steuert bzw. regelt. Von dieser CPU werden auch die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors lastabhängig oder betriebspunktabhängig eingestellt, gesteuert oder geregelt. Betriebsparameter die auf die Abgastemperatur Einfluß nehmen und somit zur Einstellung, Steuerung oder Regelung der Abgastemperatur herangezogen werden können sind beispielsweise die Menge und der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, der zugeführte Frischluftmassenstrom und der Zündzeitpunkt, die einzeln oder in Kombination entsprechend variiert werden können.
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In weiter vorteilhafter Weise wird zur Durchführung des Verfahrens zur Regeneration eines Partikelfilters ein elektrostatischer Partikelmasse-Sensors (ePM-S) eingesetzt, der gegenseitig beabstandete Elektroden aufweist, die ein elektrisches Feld ausbilden. Durch das elektrische Feld zwischen den Elektroden wird ein Teil des mit Partikeln und Schwefelverbindungen beladenen Abgasstromes geleitet, wobei elektrische Ladungen von den Partikeln und den Schwefelverbindungen zwischen den Elektroden übertragen werden, was als elektrisches Signal messbar ist, das zu der Partikelmasse und dem Schwefelgehalt des Abgasstromes proportional ist. Der Vorteil dabei ist, dass der ggf. ohnehin im Abgassystem vorhandene elektrostatische Partikelsensor zur Überwachung der Filterfunktion zur Erkennung des Schwefelgehalts im Abgasstrom herangezogen werden kann und somit keine Zusatzkosten entstehen. Die Funktionsweise eines solchen elektrostatischen Partikelmasse-Sensors ist beispielsweise aus dem Dokument
US 8,713,991 B2 bekannt. Überraschen dabei ist, dass ein solcher Sensor auch auf Schwefelverbindungen im Abgasstrom in nahezu gleicher Weise reagiert wie auf andere Partikel, zum Beispiel Ruß.
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Die Merkmale und Merkmalskombinationen der vorstehend in der Beschreibung oder nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten Ausführungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind, soweit diese nicht alternativ anwendbar sind oder sich gar gegenseitig ausschließen, einzeln, zum Teil oder insgesamt, auch in gegenseitiger Kombination oder gegenseitiger Ergänzung, in Fortbildung des erfindungsgemäßen Gegenstands anzuwenden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Anhand der Figuren werden im Folgenden besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele, Einzelheiten oder Fortbildungen der Erfindung näher erläutert, obgleich der Gegenstand der Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt ist.
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Es zeigen:
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1 eine vereinfachte schematische Darstellung des Aufbaus eines Abgassystems inklusive Verbrennungsmotor, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der wichtigen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung eines elektrostatischen Partikelmasse-Sensors (ePM-S).
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Funktions- und Benennungsgleiche Gegenstände sind in den Figuren durchgehend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Abgassystems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens inklusive dem Verbrennungsmotor 1. Der Verbrennungsmotor wird in der Regel ein Diesel-Motor sein, kann jedoch auch ein Otto-Motor oder ein mit Gas betriebener Verbrennungsmotor sein. Der Abgasstrom des Verbrennungsmotors 1 wird über den Abgaskrümmer 2 in das Abgasrohr 3 abgeführt. Im Abgasrohr 3 sind in Strömungsrichtung des Abgasstromes (mit Pfeilen dargestellt) hintereinander zunächst ein Oxydationskatalysator 4 dann ein Partikelfilter 5 angeordnet. In der Regel wird der Partikelfilter 5 in Verbindung mit einem Dieselmotor ein Rußpartikelfilter sein. Im Rahmen strenger werdender Abgasgesetze nimmt jedoch die Bedeutung des Einsatzes eines Partikelfilters auch bei den weiteren oben genannten Verbrennungsmotorvarianten zu, weshalb das erfindungsgemäße Verfahren auch nicht auf die Anwendung in Verbindung mit einem Diesel-Motor beschränkt ist. Am Partikelfilter 5 ist ein Temperatursensor 6 angeordnet zur Messung der Abgastemperatur und im Abgasrohr stromabwärts des Partikelfilters 5 ist ein elektrostatischer Partikelmasse-Sensor (ePM-S) im Abgasstrom angeordnet. Sowohl der Temperatursensor 6 als auch der ePM-S sind über elektrische Signalleitungen 8 mit der elektronischen Motor-Steuereinheit (CPU) 9 zur Übermittlung der entsprechenden Sensorsignale verbunden. Die elektronischen Motor-Steuereinheit 9 steht wiederum mit dem Verbrennungsmotor 1 in Verbindung zur lastabhängigen oder betriebspunktabhängigen Steuerung des Verbrennungsmotors. Dies erfolgt durch Vorgabe der Betriebsparameter und entsprechender Ansteuerung der entsprechenden Funktionseinheiten, wie zum Beispiel einer Drosselklappe, der Einspritzventile, einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, eines Abgasrückführventils und so weiter. Solche elektronische Motor-Steuereinheiten sind regelmäßiger Bestandteil moderner Verbrennungsmotor-Systeme und werden auch als Central Processing Unit (CPU) bezeichnet. Auch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann mit Hilfe der CPU und entsprechender dort hinterlegter Programmabläufe erfolgen.
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Die dargestellte Anordnung ist stark vereinfacht und zeigt nur die grundlegenden Komponenten. Auf die Darstellung weiterer Komponenten wie zum Beispiel Turbolader, Abgasrückführungssysteme, Reduktionsmitteleinspritzung und Schalldämpfer und weitere, die ebenfalls Teil eines solchen Systems sein können wurde hier aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
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2 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der wichtigen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Verfahrensschritt 11 wird zum Start einer Regenerationsphase die mittels des ePM-S gemessenen Abgastemperatur (Ag_T) von einem Normalbetriebsniveau auf einen Temperaturwert oberhalb einer Desorptions-Starttemperatur (Ds_St_T) erhöht (Ag_T > Ds_St_T). Dies erfolgt zum Beispiel mittels entsprechender Einstellung der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors durch die elektronische Motor-Steuereinheit. Die Desorptions-Starttemperatur ist die Temperatur ab der die Desorption, also die Freisetzung der im Partikelfilter eingelagerten Schwefelverbindungen beginnt und liegt in jedem Fall oberhalb von 300°C. Dabei kann zunächst eine Temperaturerhöhung auf eine Temperatur innerhalb des Desorptions-Temperaturbereichs zwischen 300°C und 500°C angesteuert werden oder auch eine Temperatur innerhalb des Regenerations-Temperaturbereichs zwischen 550°C und 750°C.
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Gleichzeitig oder im nächsten Verfahrensschritt 11 beginnt die Überwachung der im Abgasstrom stromabwärts des Partikelfilters enthaltenen Partikelmasse mittels eines stromabwärts des Partikelfilters im Abgasstrom angeordneten elektrostatischen Partikelmasse-Sensors (ePM-S), der einen von der Partikelmasse abhängigen Partikelmasse-Istwertes (PM_Iw) erzeugt und als elektrisches Signal beispielsweise der CPU oder einer separat dazu eingerichteten Recheneinheit zuführt. Im weiteren Verfahrensschritt 12 wird nun der vom ePM-S erzeugte Partikelmasse-Istwertes (PM_Iw) mit einem vorgegebenen Partikelmasse-Schwellenwert (PM_Sw) verglichen, oberhalb dessen die Bildung von Weißrauch zu erwarten ist.
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Im nächsten Verfahrensschritt 13 erfolgt, je nach Ergebnis des Vergleichs aus Verfahrensschritt 12, eine Verzweigung des Verfahrensablaufs. Sofern der Partikelmasse-Istwert (PM_Iw) größer ist als der vorgegebene Partikelmasse-Schwellenwert (PM_Sw), also der PM_Iw den PM_Sw überschreitet, erfolgt die Verzweigung hin zu Verfahrensschritt 14, in dem die Abgastemperatur (PM_Iw) auf eine Desorptions-Temperatur (Ds_T) zur Freisetzung von im Partikelfilter eingelagerten Schwefelverbindungen eingestellt wird. Durch wiederkehrendes Durchlaufen der Verfahrensschritte 12, 13 und 14 bleibt die Desorptions-Temperatur (Ds_T) so lange eingestellt, bis der PM_Iw den PM_Sw unterschreitet.
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Alternativ zu der oben genannten Vorgehensweise in Verfahrensschritt 14 kann die Abgastemperatur (Ag_T) in Abhängigkeit von dem, mit dem elektrostatischen Partikelmasse-Sensors (ePM_S) gemessenen Partikelmasse-Istwert (PM_Iw) so geregelt werden, dass der Partikelmasse-Istwert (PM_Iw) unterhalb des Partikelmasse-Schwellenwertes (PM_Sw) jedoch oberhalb eines unteren Partikelmasse-Genzwertes (PM_Gw) bleibt, was gewährleistet, dass kein Weißrauch entsteht. Diese alternative „Desorption-Regelung“ ist in 2 durch die gestrichelte Verbindung zwischen Verfahrensschritt 11 und 14 sowie die in Verfahrensschritt 14 und die in Klammern eingefügte zusätzliche Bedingung PM_Gw < PM-Iw < PM_Sw dargestellt. Vorzugsweise wird der Partikelmasse-Istwert auf einen Wert eingeregelt, der im oberen Drittel des durch Partikelmasse-Schwellenwert und Partikelmasse-Grenzwert aufgespannten Bereichs, also in der Nähe des Partikelmasse-Schwellenwertes liegt. Dies hat den Vorteil, dass die Desorptionsgeschwindigkeit nahe der Grenze zur Weißrauchbildung liegt und so die Dauer der Desorption verkürzt werden kann.
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Ergibt der Vergleich in Verfahrensschritt 12, dass der PM-Iw den PM_Sw unterschreitet bzw. nicht überschreitet, ist dies ein Zeichen, dass keine signifikante Beladung des Partikelfilters mit Schwefelverbindungen mehr vorliegt (oder bereits bei Beginn des Verfahrens nicht vorgelegen hat) und die eigentliche Regeneration des Partikelfilters erfolgen kann. Es erfolgt somit die Verzweigung hin zu Verfahrensschritt 15, in dem die Abgastemperatur (Ag_T) auf eine Regenerations-Temperatur (Rg_T), zum Abbrennen der Partikelbeladung des Partikelfilters, für eine vorbestimmte Zeitspanne eingestellt wird. Die Zeitspanne wird dabei so vorbestimmt, dass die Partikelbeladung des Partikelfilters vollständig entfernt ist. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne wird dann im Verfahrensschritt 16 die Regenerationsphase durch Absenkung der Abgastemperatur (Ag_T) auf das Normalbetriebsniveau.
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In 3 ist eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung eines elektrostatischen Partikelmasse-Sensors 7 (ePM-S) zu sehen. Der ePM-S 7 weist in einem Sensorgehäuse 71 gegenseitig beabstandete Elektroden 72 auf die ein elektrisches Feld ausbilden. Durch dieses elektrische Feld zwischen den Elektroden 72 hindurch wird ein Teil des mit Partikeln und Schwefelver- bindungen beladenen Abgasstromes AGS (mit Pfeilen dargestellt) geleitet. Dabei werden elektrische Ladungen zwischen den Elektroden 72 übertragen, was als elektrisches Signal messbar ist, das zu der Partikelmasse und dem Schwefelgehalt des Abgasstromes AGS proportional ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011014718 A1 [0004]
- US 20100107737 [0004]
- DE 102011014718 B4 [0005]
- DE 102009058107 A1 [0006]
- US 8713991 B2 [0025]
