DE102017221739A1 - Method for operating a drive device and corresponding drive device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die eine Abgas erzeugende Brennkraftmaschine sowie einen Partikelfilter zur Filterung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach einem Regenerieren des Partikelfilters ein Konditionierungsbetrieb durchgeführt wird, wobei während des Konditionierungs-betriebs der Partikelfilter durch gezielten Rußpartikeleintrag konditioniert wird und zur Konditionierung des Partikelfilters die Brennkraftmaschine zum Erzeugen von Rußpartikeln mit einer anderen Partikelgrößenverteilung (d) und/oder zum Erzeugen einer größeren Rußpartikelmasse und/oder einer größeren Rußpartikelanzahl als während eines Normalbetriebs der Antriebseinrichtung betrieben wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.

Figure DE102017221739A1_0000
The invention relates to a method for operating a drive device which has an exhaust-producing internal combustion engine and a particle filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine. It is provided that after a start of operation of the internal combustion engine and / or after regeneration of the particulate filter, a conditioning operation is performed, being conditioned during the conditioning operation of the particulate filter by targeted Rußpartikeleintrag and for conditioning the particulate filter, the internal combustion engine for generating soot particles with another Particle size distribution (d) and / or for producing a larger particulate mass and / or a larger soot particle number than during normal operation of the drive device is operated. The invention further relates to a drive device.
Figure DE102017221739A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die eine Abgas erzeugende Brennkraftmaschine sowie einen Partikelfilter zur Filterung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.The invention relates to a method for operating a drive device which has an exhaust-producing internal combustion engine and a particle filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine. The invention further relates to a drive device.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 102 35 766 A1 bekannt. Diese betrifft einen Abgasfilter zur Reinigung eines Abgases eines Verbrennungsmotors, gebildet aus mindestens einer streifenförmigen Filterlage mit mindestens einem Filterbereich aus zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbarem Material und gegebenenfalls einer Metallfolie, wobei die Filterlage zumindest einen Kontaktbereich mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zur Umsetzung von gasförmigen Komponenten des Abgases und einen Filterbereich zum Ausfiltern von Partikeln aus dem Abgas aufweist.From the prior art, for example, the publication DE 102 35 766 A1 known. This relates to an exhaust gas filter for cleaning an exhaust gas of an internal combustion engine, formed from at least one strip-shaped filter layer with at least one filter region of at least partially fluid-flow material and optionally a metal foil, wherein the filter layer at least one contact region with a catalytically active coating for the reaction of gaseous components of the exhaust gas and a filter region for filtering particles from the exhaust gas.

Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2009 057 768 A1 eine Partikelfiltervorrichtung zum Entfernen von Partikeln aus Abgas einer Feuerungsanlage, mit mindestens einer Rückhalteeinrichtung zur Montage in einem Abgasströmungspfad der Feuerungsanlage, derart, dass die Rückhalteeinrichtung im Betrieb der Feuerungsanlage vom Abgas durchströmt wird. Partikel aus dem Abgas einer Feuerungsanlage lassen sich besser entfernen, wenn die Rückhalteeinrichtung mehrere Rückhalteelemente aufweist, die relativ zueinander beweglich sind und die im montierten Zustand der Rückhalteeinrichtung im Abgasströmungspfad angeordnet sind, derart, dass sie im Betrieb der Feuerungsanlage vom Abgas umströmt werden.Furthermore, the document describes DE 10 2009 057 768 A1 a particle filter device for removing particles from the exhaust gas of a furnace, with at least one retaining device for mounting in an exhaust gas flow path of the furnace, such that the exhaust gas is flowed through the exhaust during operation of the furnace exhaust gas. Particles from the exhaust gas of a furnace can be removed better if the retainer has a plurality of retaining elements which are movable relative to each other and which are arranged in the assembled state of the retainer in the exhaust gas flow path, such that they are flowed around during operation of the furnace exhaust gas.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ohne bauliche Maßnahmen eine hohe Filterwirkung des Partikelfilters realisiert.It is an object of the invention to propose a method for operating a drive device, which has advantages over known methods, in particular realizes a high filtering effect of the particulate filter without structural measures.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach einem Regenerieren des Partikelfilters ein Konditionierungsbetrieb durchgeführt wird, wobei während des Konditionierungsbetriebs der Partikelfilter durch gezielten Rußpartikeleintrag konditioniert wird und zur Konditionierung des Partikelfilters die Brennkraftmaschine zum Erzeugen von Rußpartikeln mit einer anderen Partikelgrößenverteilung und/oder zum Erzeugen einer größeren Rußpartikelmasse und/oder einer größeren Rußpartikelanzahl als während eines Normalbetriebs der Antriebseinrichtung betrieben wird.This is achieved according to the invention with a method for operating a drive device having the features of claim 1. It is provided that after a start of operation of the internal combustion engine and / or after regeneration of the particulate filter, a conditioning operation is performed, being conditioned during the conditioning operation of the particulate filter by targeted Rußpartikeleintrag and for conditioning the particulate filter, the internal combustion engine for generating soot particles with a different particle size distribution and / or for producing a larger particulate mass and / or a larger soot particle number than during normal operation of the drive device is operated.

Die Antriebseinrichtung ist beispielsweise zur Verwendung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und in diesem Fall dem Kraftfahrzeug zugeordnet. Die Antriebseinrichtung dient dem Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments. Ist die Antriebseinrichtung dem Kraftfahrzeug zugeordnet, so ist sie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgebildet, insoweit also zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments, welches auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtet ist. Die Antriebseinrichtung verfügt zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments über die Brennkraftmaschine, welche während ihres Betriebs Abgas erzeugt.The drive device is provided for example for use in a motor vehicle and in this case associated with the motor vehicle. The drive device serves to provide a drive torque. If the drive device is assigned to the motor vehicle, then it is provided and designed for driving the motor vehicle, in other words for providing the drive torque, which is directed to the driving of the motor vehicle. The drive device has to provide the drive torque via the internal combustion engine, which generates exhaust gas during its operation.

Die Brennkraftmaschine liegt beispielsweise als Ottobrennkraftmaschine oder als Dieselbrennkraftmaschine vor. In jedem Fall erzeugt die Brennkraftmaschine während ihres Betriebs Abgas, welches wiederum Rußpartikel enthält. Das Abgas beziehungsweise die Rußpartikel entstehen während einer Verbrennung eines Kraftstoffs beziehungsweise Brennstoffs in der Brennkraftmaschine. Die Rußpartikel liegen in dem von der Brennkraftmaschine erzeugten Abgas vor und werden gemeinsam mit diesem abgeführt. Sie entstehen insbesondere durch eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs.The internal combustion engine is present, for example, as an Otto internal combustion engine or as a diesel internal combustion engine. In any case, the internal combustion engine generates exhaust gas during its operation, which in turn contains soot particles. The exhaust gas or the soot particles formed during combustion of a fuel or fuel in the internal combustion engine. The soot particles are present in the exhaust gas produced by the internal combustion engine and are removed together with this. They arise in particular due to incomplete combustion of the fuel.

Um die Rußpartikel zumindest teilweise aus dem Abgas zu entfernen und mithin zu verhindern, dass die Rußpartikel in eine Außenumgebung der Antriebseinrichtung ausgebracht werden, ist der Partikelfilter vorgesehen. Dieser ist bezüglich des Abgases der Brennkraftmaschine strömungstechnisch nachgeschaltet. Dem Partikelfilter wird insoweit das von der Brennkraftmaschine erzeugte Abgas, vorzugsweise vollständig, zugeführt. Der Partikelfilter filtert die Rußpartikel zumindest teilweise aus dem Abgas heraus, sodass das stromabwärts des Partikelfilters vorliegende Abgas weniger Rußpartikel enthält als das Abgas stromaufwärts des Partikelfilters.In order to at least partially remove the soot particles from the exhaust gas and thus to prevent the soot particles from being discharged into an external environment of the drive device, the particle filter is provided. This is fluidly downstream with respect to the exhaust gas of the internal combustion engine. In this respect, the exhaust gas produced by the internal combustion engine, preferably completely, is fed to the particle filter. The particulate filter at least partially filters the soot particles out of the exhaust so that the exhaust downstream of the particulate filter contains less soot than the exhaust upstream of the particulate filter.

Die ausgefilterten Rußpartikel verbleiben in dem Partikelfilter und setzen diesen über der Zeit zu. Es ist daher notwendig, den Partikelfilter von Zeit zu Zeit zu regenerieren. Hierzu wird üblicherweise die Temperatur des Partikelfilters beziehungsweise des den Partikelfilter durchströmenden Abgases derart erhöht, dass die Rußpartikel verbrennen. Hierzu kann der Partikelfilter mit einer katalytischen Beschichtung versehen sein, welche das Verbrennen beziehungsweise Abbrennen der Rußpartikel erleichtert, nämlich derart, dass das Verbrennen bereits bei einer geringeren Temperatur erfolgt als ohne die Beschichtung.The filtered-out soot particles remain in the particulate filter and increase over time. It is therefore necessary to regenerate the particulate filter from time to time. For this purpose, the temperature of the particulate filter or of the exhaust gas flowing through the particulate filter is usually increased in such a way that the soot particles burn. For this purpose, the particle filter can be provided with a catalytic coating which facilitates the burning or burning off of the soot particles, namely such that the burning takes place already at a lower temperature than without the coating.

Während der Regeneration des Partikelfilters, also bei dem Verbrennen der Rußpartikel entsteht Asche, welche zumindest teilweise dauerhaft in dem Partikelfilter verbleibt. Es kann also einerseits eine Beladung des Partikelfilters mit Rußpartikeln von einer Beladung des Partikelfilters mit Asche unterschieden werden. Erstere kann auch als Rußbeladung und letzter als Aschebeladung bezeichnet werden. Aus der Rußbeladung und der Aschebeladung ergibt sich die Gesamtbeladung, beispielsweise aus einer Summe der beiden Werte. Die Beladung beziehungsweise jede der Beladungen beschreibt die Menge des jeweiligen Stoffs in dem Partikelfilter. Die Rußbeladung steht insoweit für die Rußmenge in dem Partikelfilter und die Aschebeladung für die Aschemenge.During the regeneration of the particulate filter, that is to say when the soot particles burn, ash is produced which remains at least partially permanently in the particulate filter. On the one hand, it is therefore possible to load the particle filter with soot particles from a load of the particle filter with ash be differentiated. The former can also be referred to as soot loading and last as ash load. From the soot loading and the ash load results in the total load, for example, a sum of the two values. The loading or each of the loadings describes the amount of the respective substance in the particle filter. The soot loading is so far the amount of soot in the particulate filter and the ash load for the amount of ash.

Die Filtrationsleistung des Partikelfilters hängt von verschiedenen Faktoren ab, nämlich insbesondere von seiner Beladung, beispielsweise von der Rußbeladung und/oder der Aschebeladung und/oder der Gesamtbeladung. Insbesondere im Falle der Ottobrennkraftmaschine steigt die Filtrationsleistung des Partikelfilters mit zunehmender Beladung zumindest bis zu einer bestimmten Obergrenze an, vor allem aufgrund der geringen Partikelgröße der von der Ottobrennkraftmaschine erzeugten Rußpartikel. Zudem erfolgt das Regenerieren, zumindest für die Ottobrennkraftmaschine derart, dass die Rußbeladung vollständig abgebaut wird, sodass sie nach dem Regenerieren gleich Null ist oder zumindest gering ist.The filtration performance of the particulate filter depends on various factors, namely in particular on its loading, for example on the soot load and / or the ash load and / or the total load. Particularly in the case of the Otto internal combustion engine, the filtration performance of the particulate filter increases with increasing loading, at least up to a certain upper limit, above all due to the small particle size of the soot particles produced by the Otto internal combustion engine. In addition, the regeneration, at least for the Otto internal combustion engine such that the soot loading is completely degraded so that it is equal to zero after regeneration or at least low.

Nach dem Regenerieren verbleibt insoweit im Wesentlichen lediglich die Ascheladung. Das bedeutet, dass die Filtrationsleistung des Partikelfilters nach dem Regenerieren geringer ist als zuvor und im Wesentlichen von der Aschebeladung bestimmt wird. In jedem Fall, sowohl für die Ottobrennkraftmaschine als auch für die Dieselbrennkraftmaschine, ist die Filtrationsleistung des Partikelfilters bei vollständig unbeladenem Partikelfilter, also beispielsweise bei fabrikneuem Partikelfilter, besonders gering.After regeneration, essentially only the ash charge remains. This means that the filtration performance of the particulate filter after regeneration is lower than before and essentially determined by the ash charge. In any case, both for the Otto internal combustion engine and for the diesel internal combustion engine, the filtration performance of the particulate filter with completely unloaded particulate filter, so for example at a brand new particulate filter, particularly low.

Aus diesem Grund ist es vorgesehen, nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach dem Regenerieren des Partikelfilters den Konditionierungsbetrieb durchzuführen. Während des Konditionierungsbetriebs wird die Filtrationsleistung des Partikelfilters verbessert, nämlich indem gezielt Rußpartikel in ihn eingetragen werden. Hierzu wird die Antriebseinrichtung beziehungsweise die Brennkraftmaschine in dem Konditionierungsbetrieb betrieben, also beispielsweise von dem Normalbetrieb in den Konditionierungsbetrieb umgeschaltet. Nach dem Konditionieren wird wiederum bevorzugt von dem Konditionierungsbetrieb in den Normalbetrieb umgeschaltet.For this reason, it is provided to carry out the conditioning operation after the start of operation of the internal combustion engine and / or after the regeneration of the particulate filter. During the conditioning operation, the filtration performance of the particulate filter is improved by selectively introducing soot particles into it. For this purpose, the drive device or the internal combustion engine is operated in the conditioning mode, that is, for example, switched from the normal mode to the conditioning mode. After the conditioning is again preferably switched from the conditioning mode to normal operation.

Unter dem Normalbetrieb der Antriebseinrichtung ist eine Betriebsart zu verstehen, in welcher die Antriebseinrichtung möglichst kraftstoffeffizient und/oder mit möglichst geringen Schadstoffemissionen betrieben wird. Beispielsweise ist es im Rahmen des Normalbetriebs vorgesehen, diese derart einzustellen, dass während ihres Betriebs eine möglichst geringe Rußpartikelmasse in dem Abgas vorliegt.The normal operation of the drive device is to be understood as an operating mode in which the drive device is operated as fuel-efficient as possible and / or with the lowest possible pollutant emissions. For example, it is provided in the context of normal operation to adjust these so that during their operation the lowest possible particulate matter mass is present in the exhaust gas.

Während des Konditionierungsbetriebs wird die Brennkraftmaschine derart eingestellt, dass sie mehr Rußpartikel erzeugt, also in dem Abgas eine größere Rußpartikelmasse enthalten ist als während des Normalbetriebs. Zusätzlich oder alternativ sollen die Rußpartikel eine andere Partikelgröße beziehungsweise eine andere Partikelgrößenverteilung aufweisen als während des Normalbetriebs. Unter der Partikelgröße ist die durchschnittliche Größe der in dem Abgas enthaltenen Rußpartikel zu verstehen. Beispielsweise wird ein Äquivalenzdurchmesser der Rußpartikel, insbesondere ein durchschnittlicher Äquivalenzdurchmesser, als Partikelgröße herangezogen. Besonders bevorzugt wird ein geometrischer Äquivalenzdurchmesser verwendet, beispielsweise ein volumenäquivalenter Kugeldurchmesser oder ein oberflächenäquivalenter Kugeldurchmesser. Die Partikelgrößenverteilung gibt die statistische Verteilung der Partikelgröße für alle Rußpartikel wieder, also die Häufigkeit, mit der die Rußpartikel eine bestimmte Partikelgröße aufweisen. In anderen Worten stellt die Partikelgrößenverteilung eine Häufigkeitsverteilung für unterschiedliche Partikelgrößen der Rußpartikel dar.During the conditioning operation, the internal combustion engine is set such that it generates more soot particles, that is, in the exhaust gas, a larger particulate mass is contained than during normal operation. Additionally or alternatively, the soot particles should have a different particle size or a different particle size distribution than during normal operation. The particle size is to be understood as meaning the average size of the soot particles contained in the exhaust gas. For example, an equivalent diameter of the soot particles, in particular an average equivalent diameter, is used as the particle size. Particularly preferably, a geometric equivalent diameter is used, for example a volume-equivalent spherical diameter or a surface-equivalent spherical diameter. The particle size distribution gives the statistical distribution of the particle size for all soot particles, ie the frequency with which the soot particles have a certain particle size. In other words, the particle size distribution represents a frequency distribution for different particle sizes of the soot particles.

Je größer die Rußpartikel sind, je größer also ihre Partikelgröße ist, umso höher ist die Filtrationsleistung des Partikelfilters, weil diese unabhängig von der Beladung mit der Partikelgröße zunimmt. Je größer die Partikelgröße der Rußpartikel ist, umso effektiver kann die Beladung des Rußpartikels erhöht werden, ohne dass unerwünschte Partikel durch den Partikelfilter hindurch gelangen. Zur Konditionierung des Partikelfilters kann also zum Beispiel die Partikelgrößenverteilung in Richtung größerer Partikelgrößen verändert werden. Beispielsweise wird die größere Rußpartikelmasse allein durch die Vergrößerung der Partikelgröße bewirkt, sodass - statistisch gesehen beziehungsweise durchschnittlich - die Anzahl der Rußpartikel in dem Abgas während des Konditionierungsbetriebs der Anzahl während des Normalbetriebs entspricht oder zumindest näherungsweise entspricht.The larger the soot particles, the larger their particle size, the higher the filtration performance of the particulate filter, because it increases independently of the particle size loading. The larger the particle size of the soot particles, the more effectively the loading of the soot particle can be increased without undesired particles passing through the particle filter. For example, to condition the particle filter, the particle size distribution can be changed in the direction of larger particle sizes. For example, the larger particulate mass is caused solely by the increase in particle size, so that - statistically speaking or average - the number of soot particles in the exhaust during the conditioning operation corresponds to the number during normal operation or at least approximately.

Zusätzlich oder alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Anzahl der in dem Abgas enthaltenen Rußpartikel in dem Konditionierungsbetrieb im Vergleich zu dem Normalbetrieb erhöht wird. Dies kann mit der Vergrößerung oder Verkleinerung der Partikelgröße einhergehen. Es wird also zum Beispiel die Partikelgrößenverteilung in Richtung kleinerer Partikelgrößen verändert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Partikelgröße während des Konditionierungsbetriebs der Partikelgröße während des Normalbetriebs entspricht oder zumindest näherungsweise entspricht.Additionally or alternatively, however, it can also be provided that the number of soot particles contained in the exhaust gas is increased in the conditioning operation in comparison to the normal operation. This can be accompanied by the increase or decrease of the particle size. Thus, for example, the particle size distribution is changed in the direction of smaller particle sizes. However, it can also be provided that the particle size during the conditioning operation corresponds to the particle size during normal operation or at least approximately corresponds.

Schlussendlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, gezielt Partikel in den Partikelfilter einzubringen, um dessen Filtrationsleistung zu verbessern. Das Durchführen des Konditionierungsbetriebs ist vorzugsweise dann vorgesehen, wenn die Beladung des Partikelfilters gering ist, beispielsweise kleiner ist als ein Beladungsschwellenwert. Bevorzugt ist es vorgesehen, den Konditionierungsbetrieb nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach dem Regenerieren des Partikelfilters vorzunehmen, beispielsweise jedoch nur dann, falls die Beladung kleiner ist als der Beladungsschwellenwert. Unter dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine ist ein Inbetriebnehmen der Brennkraftmaschine zu verstehen, welches mit einem Aktivieren einer Zündung der Brennkraftmaschine und/oder einem Erhöhen der Drehzahl der Brennkraftmaschine von Null in Richtung einer Leerlaufdrehzahl oder auf die Leerlaufdrehzahl einhergeht. Finally, it is provided according to the invention to introduce targeted particles in the particulate filter in order to improve its filtration performance. Performing the conditioning operation is preferably provided when the loading of the particulate filter is low, for example, less than a loading threshold. It is preferably provided to carry out the conditioning operation after the start of operation of the internal combustion engine and / or after the regeneration of the particulate filter, for example, but only if the load is less than the loading threshold value. Under the start of operation of the internal combustion engine is a commissioning of the internal combustion engine to understand, which is accompanied by an activation of an ignition of the internal combustion engine and / or increasing the speed of the internal combustion engine from zero in the direction of an idle speed or the idle speed.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zum Verändern der Partikelgrößenverteilung und/oder der Rußpartikelmasse und/oder der Rußpartikelanzahl die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass eine Verbrennungstemperatur niedriger ist als während des Normalbetriebs, und/oder ein in einen Brennraum eingebrachter Kraftstoffmassenstrom größer ist als während des Normalbetriebs, und/oder ein auf eine Brennraumbegrenzung auftreffender Kollisionsmassenstrom von dem in den Brennraum eingebrachten Kraftstoff größer ist als während des Normalbetriebs. Je niedriger die Verbrennungstemperatur ist, umso mehr Rußpartikel fallen während des Betriebs der Brennkraftmaschine an, insbesondere weil die Rußpartikel nicht innermotorisch verbrannt werden. Zudem verläuft die Verbrennung mit einer geringeren Effizienz als bei höheren Verbrennungstemperaturen.A further embodiment of the invention provides that for varying the particle size distribution and / or the particulate mass and / or the Rußpartikelanzahl the internal combustion engine is operated such that a combustion temperature is lower than during normal operation, and / or introduced into a combustion chamber fuel mass flow is greater as during normal operation, and / or incident on a combustion chamber boundary collision mass flow of the introduced into the combustion chamber fuel is greater than during normal operation. The lower the combustion temperature, the more soot particles accumulate during operation of the internal combustion engine, in particular because the soot particles are not combusted within the engine. In addition, the combustion proceeds with a lower efficiency than at higher combustion temperatures.

Zusätzlich oder alternativ kann der Kraftstoffmassenstrom vergrößert werden, welcher während des Betriebs der Brennkraftmaschine in den Brennraum eingebracht wird. In anderen Worten wird das in dem Brennraum vorliegende Kraftstoff-Luft-Gemisch fetter eingestellt als während des Normalbetriebs. Besonders bevorzugt wird der Kraftstoffmassenstrom derart eingestellt, dass in dem Brennraum Luftmangel vorliegt, sodass der eingebrachte Kraftstoff aufgrund des fehlenden Sauerstoffs nicht vollständig verbrannt werden kann.Additionally or alternatively, the fuel mass flow can be increased, which is introduced during operation of the internal combustion engine in the combustion chamber. In other words, the fuel-air mixture present in the combustion chamber is set fatter than during normal operation. Particularly preferably, the fuel mass flow is adjusted such that there is a lack of air in the combustion chamber, so that the introduced fuel can not be completely burned due to the lack of oxygen.

Zusätzlich oder alternativ wird das Einbringen des Kraftstoffs derart durchgeführt, dass der Kollisionsmassenstrom größer ist als während des Normalbetriebs. Unter dem Kollisionsmassenstrom ist die Menge des Kraftstoffs pro Zeiteinheit zu verstehen, welche auf die Brennraumbegrenzung auftrifft. Unter der Brennraumbegrenzung ist jegliche den Brennraum begrenzende Einrichtung zu verstehen. Beispielsweise wird die Brennraumbegrenzung von einer Zylinderwand, einem Zylinderdach und einem Kolbenboden gemeinsam gebildet. Auch andere in dem Brennraum vorliegende Elemente, beispielsweise eine Zündkerze oder dergleichen, stellen einen Bestandteil der Brennraumbegrenzung dar.Additionally or alternatively, the introduction of the fuel is performed such that the collision mass flow is greater than during normal operation. The collision mass flow is the amount of fuel per unit time that impinges on the combustion chamber boundary. Under the Brennraumbegrenzung is any understanding of the combustion chamber device to understand. For example, the combustion chamber boundary is formed by a cylinder wall, a cylinder roof and a piston head together. Other elements present in the combustion chamber, for example a spark plug or the like, also form part of the combustion chamber boundary.

Trifft Kraftstoff nach seinem Einbringen auf die Brennraumbegrenzung auf, nämlich in noch flüssigem Zustand, so wird er während des Betriebs der Brennkraftmaschine lediglich unvollständig verbrannt, sodass die Rußpartikelmasse und/oder die Partikelgröße ansteigt. Die genannten Maßnahmen lassen sich auf einfache Art und Weise ohne zusätzliche bauliche Maßnahmen durchführen. Beispielsweise wird zur Erhöhung des Kollisionsmassenstroms der Kraftstoffdruck erhöht oder der Zeitpunkt des Einbringens des Kraftstoffs verändert. In anderen Worten wird beispielsweise der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs derart verändert, dass eine Wandbenetzung stärker auftritt. Während eines Homogenbetriebs erfolgt dies mit Einspritzung in zeitlicher Nähe eines Ladungswechsels, bei Betrieb mit Mehrfacheinspritzung durch Verschieben einer letzten Einspritzung in Richtung eines oberen Zündtotpunkts (Zünd-OT).Meets fuel after its introduction to the combustion chamber boundary, namely in still liquid state, it is incomplete incinerated during operation of the internal combustion engine, so that the soot particle mass and / or the particle size increases. The measures mentioned can be carried out in a simple manner without additional structural measures. For example, to increase the collision mass flow, the fuel pressure is increased or the time of introduction of the fuel is changed. In other words, for example, the injection timing of the fuel is changed so that a wall wetting occurs more. During a homogeneous operation, this is done with injection in the vicinity of a charge change, in operation with multiple injection by shifting a final injection in the direction of an upper Zündtotpunkts (ignition TDC).

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Konditionierungsbetrieb vor dem Normalbetrieb durchgeführt wird. Beispielsweise ist es vorgesehen, nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine zunächst den Konditionierungsbetrieb durchzuführen und anschließend in den Normalbetrieb überzugehen. In anderen Worten wird aus dem Konditionierungsbetrieb unmittelbar in den Normalbetrieb umgeschaltet und entsprechend die Brennkraftmaschine zum Erzeugen von Rußpartikeln mit einer kleineren Partikelgröße und/oder zum Erzeugen einer kleineren Rußpartikelmasse als während des Konditionierungsbetriebs betrieben.In the context of a further embodiment of the invention it can be provided that the conditioning operation is carried out before the normal operation. For example, it is provided to first carry out the conditioning operation after the start of operation of the internal combustion engine and then to go into normal operation. In other words, the conditioning operation switches directly to normal operation and accordingly the internal combustion engine is operated to produce soot particles having a smaller particle size and / or to produce a smaller soot particle mass than during the conditioning operation.

Beispielsweise ist es vorgesehen, den Konditionierungsbetrieb lediglich einmalig nach jedem Betriebsstart der Brennkraftmaschine vorzunehmen oder zumindest anhand der Beladung darauf zu prüfen, ob das Durchführen des Konditionierungsbetriebs notwendig ist und den Konditionierungsbetrieb durchzuführen, falls diese Bedingung zutrifft. Anschließend wird der Normalbetrieb durchgeführt, sodass sich für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs keinerlei Einschränkungen aus geänderten Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ergeben. Bei einer derartigen Vorgehensweise sind insoweit keinerlei Einbußen während des Betriebs der Antriebseinrichtung zu verzeichnen.For example, it is provided to carry out the conditioning operation only once after each start of operation of the internal combustion engine or at least on the basis of the load to check whether the performing the conditioning operation is necessary and perform the conditioning operation, if this condition applies. Subsequently, the normal operation is performed so that there are no restrictions from changed operating parameters of the internal combustion engine for a driving operation of the motor vehicle. With such a procedure, no losses whatsoever are recorded during operation of the drive device.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Konditionierungsbetrieb nach einem einem Aufheizen des Partikelfilters und/oder eines Abgaskatalysators der Antriebseinrichtung dienenden Aufheizbetrieb durchgeführt wird. Der Aufheizbetrieb dient dem Aufheizen des Partikelfilters beziehungsweise des Abgaskatalysators, also dem Erhöhen der Temperatur in Richtung oder auf eine jeweilige Betriebstemperatur. Unter der Betriebstemperatur des Partikelfilters und/oder der Betriebstemperatur des Abgaskatalysators ist jeweils diejenige Temperatur zu verstehen, welche während eines dauerhaften bestimmungsgemäßen Betriebs vorliegen soll. Beispielsweise wird bei der Betriebstemperatur eine optimale Filtrationsleistung des Partikelfilters beziehungsweise eine optimale Konvertierungsleistung des Abgaskatalysators erzielt.A further preferred embodiment of the invention provides that the conditioning operation after a heating of the particulate filter and / or a catalytic converter of the Drive device serving heating operation is performed. The heating operation is used to heat the particulate filter or the exhaust gas catalyst, ie increasing the temperature in the direction or to a respective operating temperature. The operating temperature of the particulate filter and / or the operating temperature of the catalytic converter is to be understood in each case that temperature which is to be present during continuous normal operation. For example, an optimum filtration performance of the particulate filter or an optimum conversion performance of the catalytic converter is achieved at the operating temperature.

Während des Betriebs der Brennkraftmaschine, also auch während des Konditionierungsbetriebs, erzeugt diese Schadstoffe, welche in dem Abgas enthalten sind beziehungsweise zusammen mit diesem abgeführt werden. Um zu verhindern, dass während des Konditionierungsbetriebs diese Schadstoffe in die Außenumgebung der Antriebseinrichtung gelangen, soll zunächst der Partikelfilter beziehungsweise der Abgaskatalysator aufgeheizt werden, sodass sich die Filtrationsleistung beziehungsweise die Konvertierungsleistung erhöht. Bereits während des Konditionierungsbetriebs ist mithin ein Schadstoffausstoß der Antriebseinrichtung deutlich verringert. Das Aufheizen des Partikelfilters ist insbesondere dann vorgesehen, wenn der Abgaskatalysator in den Partikelfilter integriert ist, beispielsweise in Form einer katalytischen Beschichtung des Partikelfilters vorliegt.During operation of the internal combustion engine, that is to say also during the conditioning operation, this generates pollutants which are contained in the exhaust gas or are removed together with it. In order to prevent these pollutants from entering the external environment of the drive device during the conditioning operation, the particle filter or the catalytic converter should first be heated so that the filtration performance or the conversion efficiency increases. Already during the conditioning operation, a pollutant emission of the drive device is thus significantly reduced. The heating of the particulate filter is provided in particular when the exhaust gas catalytic converter is integrated in the particulate filter, for example in the form of a catalytic coating of the particulate filter.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Verbrennungstemperatur während des Konditionierungsbetriebs niedriger eingestellt wird als während des Aufheizbetriebs. Zunächst wird die Brennkraftmaschine während des Aufheizbetriebs, welcher dem Konditionierungsbetrieb vorhergeht, mit einer höheren Verbrennungstemperatur betrieben. Während des Konditionierungsbetriebs hingegen wird die Verbrennungstemperatur reduziert, um die Partikelgröße und/oder die Rußpartikelmasse zu vergrößern. Anschließend kann die Verbrennungstemperatur während des auf den Konditionierungsbetrieb folgenden Normalbetriebs wieder höher eingestellt werden als während des Konditionierungsbetriebs. Zum Durchführen des Konditionierungsbetriebs wird insoweit die Verbrennungstemperatur temporär abgesenkt. Dies ermöglicht eine besonders effiziente und einfache Möglichkeit, den Konditionierungsbetrieb durchzuführen.A further embodiment of the invention provides that the combustion temperature during the conditioning operation is set lower than during the heating operation. First, the internal combustion engine is operated at a higher combustion temperature during the heating operation, which precedes the conditioning operation. By contrast, during the conditioning operation, the combustion temperature is reduced to increase the particle size and / or particulate mass. Subsequently, the combustion temperature can be set higher again during the normal operation following the conditioning operation than during the conditioning operation. To carry out the conditioning operation, the combustion temperature is temporarily lowered in this respect. This allows a particularly efficient and easy way to carry out the conditioning operation.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Konditionierungsbetrieb bei Erreichen einer ersten Katalysatorschwellentemperatur durch eine Katalysatortemperatur des Abgaskatalysators und/oder nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeitspanne nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine gestartet wird. Die Katalysatortemperatur wird vorzugsweise mittels eines Temperatursensors gemessen. Sie kann jedoch auch mittels eines Modells berechnet oder anderweitig abgeschätzt werden. Zum Erhöhen der Katalysatortemperatur wird beispielsweise der Aufheizbetrieb durchgeführt. Sobald der Abgaskatalysator beziehungsweise seine Katalysatortemperatur die erste Katalysatorschwellentemperatur erreicht hat, kann davon ausgegangen werden, dass seine Konvertierungsleistung ausreicht, um eine hinreichende Reinigung des Abgases von den Schadstoffen vorzunehmen.A further embodiment of the invention provides that the conditioning operation is started upon reaching a first catalyst threshold temperature by a catalyst temperature of the catalytic converter and / or after a certain delay period has elapsed after the start of operation of the internal combustion engine. The catalyst temperature is preferably measured by means of a temperature sensor. However, it can also be calculated by means of a model or otherwise estimated. For increasing the catalyst temperature, for example, the heating operation is performed. Once the catalytic converter or its catalyst temperature has reached the first catalyst threshold temperature, it can be assumed that its conversion capacity is sufficient to carry out a sufficient cleaning of the exhaust gas from the pollutants.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, den Konditionierungsbetrieb erst nach Ablauf der bestimmten Verzögerungszeit zu starten beziehungsweise einzuleiten. Die Verzögerungszeitspanne beginnt mit dem Betriebsstart und weist eine bestimmte Länge auf. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass beide Bedingungen erfüllt sein müssen, also sowohl die Verzögerungszeitspanne abgelaufen sein als auch die Katalysatortemperatur die Katalysatorschwellentemperatur erreicht haben muss. Beide Bedingungen sind mit einfachen Mitteln, insbesondere unter Verwendung bereits vorhandener Einrichtungen der Antriebseinrichtung, umsetzbar, sodass insbesondere keine zusätzlichen Einrichtungen notwendig sind.Additionally or alternatively, it may be provided to start or initiate the conditioning operation only after the expiry of the specific delay time. The delay period begins with the start of operation and has a certain length. It is preferably provided that both conditions must be fulfilled, ie both the delay time period must have expired and the catalyst temperature must have reached the catalyst threshold temperature. Both conditions can be implemented with simple means, in particular using already existing devices of the drive device, so that in particular no additional devices are necessary.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Konditionierungsbetrieb bis zum Erreichen einer zweiten Katalysatorschwellentemperatur durch die Katalysatortemperatur und/oder bis zum Erreichen einer Motorschwellentemperatur durch eine Motortemperatur der Brennkraftmaschine und/oder bis zum Ablauf einer bestimmten Konditionierungszeitspanne ab dem Starten des Konditionierungsbetriebs und/oder bis zum Erreichen eines Gesamtbeladungsschwellenwerts durch eine Gesamtbeladung des Partikelfilters durchgeführt und anschließend beendet wird. Der Konditionierungsbetrieb wird durchgeführt, bis eine oder mehrere der genannten Bedingungen erfüllt sind. Es kann hierbei ausreichend sein, dass genau eine der Bedingungen erfüllt ist. Vorzugsweise wird jedoch auf das Erfüllen mehrerer oder aller der genannten Bedingungen geprüft und der Konditionierungsbetrieb erst beendet, wenn diese erfüllt sind.A preferred embodiment of the invention provides that the conditioning operation until reaching a second catalyst threshold temperature by the catalyst temperature and / or until reaching a motor threshold temperature by an engine temperature of the internal combustion engine and / or until the expiry of a certain conditioning period from the start of the conditioning operation and / or is performed until reaching a total loading threshold by a total load of the particulate filter and then terminated. The conditioning operation is performed until one or more of the above conditions are met. It may be sufficient here that exactly one of the conditions is fulfilled. Preferably, however, it is checked for the fulfillment of several or all of the conditions mentioned and the conditioning operation is only ended when these are fulfilled.

Beispielsweise kann geprüft werden, ob die Katalysatortemperatur die zweite Katalysatorschwellentemperatur erreicht oder überschritten hat. Die zweite Katalysatorschwellentemperatur ist hierbei höher als die erste Katalysatorschwellentemperatur. Zusätzlich oder alternativ wird die Motortemperatur mit der Motorschwellentemperatur verglichen. Erst wenn die Motortemperatur die Motorschwellentemperatur erreicht oder überschritten hat, kann der Konditionierungsbetrieb beendet werden. Die Motortemperatur wird vorzugsweise mittels eines Temperatursensors gemessen. Auch eine Bestimmung der Motortemperatur auf andere Art und Weise, beispielsweise mittels eines Modells, kann vorgesehen sein.For example, it can be checked whether the catalyst temperature has reached or exceeded the second catalyst threshold temperature. The second catalyst threshold temperature is higher than the first catalyst threshold temperature. Additionally or alternatively, the engine temperature is compared with the engine threshold temperature. Only when the engine temperature has reached or exceeded the engine threshold temperature can the conditioning operation be terminated. The engine temperature is preferably measured by means of a temperature sensor. Also a provision of Engine temperature in other ways, for example by means of a model, may be provided.

Besonders einfach ist die Bedingung umsetzbar, dass der Konditionierungsbetrieb erst mit dem Ablauf der bestimmten Konditionierungszeitspanne beendet wird. Die Konditionierungszeitspanne beginnt mit dem Starten des Konditionierungsbetriebs und weist eine bestimmte Länge auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Gesamtbeladung des Partikelfilters bestimmt und mit dem Gesamtbeladungsschwellenwert verglichen werden. Erst wenn die Gesamtbeladung den Gesamtbeladungsschwellenwert erreicht oder überschritten hat, wird der Konditionierungsbetrieb beendet. Anstelle der Gesamtbeladung kann auch die Rußbeladung oder die Aschebeladung verwendet werden und entsprechend mit einem Rußbeladungsschwellenwert oder einem Aschebeladungsschwellenwert verglichen werden. Mit der Verwendung der genannten Bedingungen wird sichergestellt, dass nach dem Konditionierungsbetrieb der Partikelfilter eine ausreichende Filtrationsleistung aufweist. Zudem sind die Bedingungen auf einfache Art und Weise umsetzbar.The condition is particularly easy to implement that the conditioning operation is terminated only with the expiry of the specific conditioning period. The conditioning period begins with the start of the conditioning operation and has a certain length. Additionally or alternatively, the total load of the particulate filter may be determined and compared to the total load threshold. Only when the total load has reached or exceeded the total load threshold will the conditioning mode be terminated. Instead of total charge, soot load or ash load may also be used and compared with a soot loading threshold or ash loading threshold, respectively. By using the above conditions, it is ensured that after the conditioning operation of the particulate filter has a sufficient filtration performance. In addition, the conditions are easy to implement.

Eine besonders bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Partikelfilter bei Erreichen eines ersten Rußbeladungsschwellenwerts durch eine Rußbeladung des Partikelfilters regeneriert wird, indem ein Regenerationsbetrieb durchgeführt wird, insbesondere bis zum Erreichen des Gesamtbeladungsschwellenwerts durch die Gesamtbeladung und/oder bis zum Unterschreiten eines zweiten Rußbeladungsschwellenwerts durch die Rußbeladung. Die Rußbeladung des Partikelfilters wird beispielsweise gemessen, insbesondere anhand einer Differenzdruckmessung ermittelt. Alternativ kann die Rußbeladung auch auf andere Art und Weise bestimmt werden, beispielsweise mittels eines entsprechenden Modells.A particularly preferred further embodiment of the invention provides that the particle filter is regenerated upon reaching a first Rußbeladungsschwellenwerts by soot loading of the particulate filter by a regeneration operation is performed, in particular until reaching the total load threshold by the total load and / or to below a second Rußbeladungsschwellenwerts through the soot loading. The soot loading of the particulate filter is measured, for example, determined in particular by means of a differential pressure measurement. Alternatively, the soot loading can also be determined in other ways, for example by means of a corresponding model.

Erreicht oder überschreitet die Rußbeladung den ersten Rußbeladungsschwellenwert, so ist es notwendig, den Regenerationsbetrieb durchzuführen, während welchem die in dem Partikelfilter vorliegende Rußpartikel verbrannt werden und zumindest teilweise in Asche umgewandelt werden. In anderen Worten wird der Partikelfilter während des Regenerationsbetriebs regeneriert und seine Rußbeladung verringert. Das Durchführen des Regenerationsbetriebs ist beispielsweise vorgesehen, wenn die Gesamtbeladung des Partikelfilters den Gesamtbeladungsschwellenwert erreicht oder überschreitet.When the soot charge reaches or exceeds the first soot loading threshold, it is necessary to perform the regeneration operation during which the soot particles present in the particulate filter are burned and at least partially converted to ash. In other words, the particulate filter is regenerated during the regeneration operation and reduces its soot loading. Performing the regeneration operation is provided, for example, when the total load of the particulate filter reaches or exceeds the total load threshold.

Hierbei kann es vorgesehen sein, dass zunächst der Konditionierungsbetrieb durchgeführt wird, bis die Gesamtbeladung des Partikelfilters den Gesamtbeladungsschwellenwert erreicht oder überschreitet. Unmittelbar anschließend wird der Regenerationsbetrieb durchgeführt, in welchem die Gesamtbeladung des Partikelfilters wieder reduziert wird. Weil hierbei jedoch die in dem Rußpartikel vorliegenden Rußpartikel in Asche umgewandelt werden, verbleibt nach dem Regenerationsbetrieb eine höher Filtrationsleistung als vor dem Konditionierungsbetrieb.In this case, provision may be made for the conditioning operation initially to be carried out until the total charge of the particle filter reaches or exceeds the total charge threshold value. Immediately thereafter, the regeneration operation is performed, in which the total load of the particulate filter is reduced again. However, because the soot particles present in the soot particle are converted to ash, a higher filtration efficiency remains after the regeneration operation than before the conditioning operation.

Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Regenerationsbetrieb durchgeführt wird, bis die Rußbeladung den zweiten Rußbeladungsschwellenwert erreicht oder unterschreitet. Der zweite Rußbeladungsschwellenwert ist kleiner als der erste Rußbeladungsschwellenwert, sodass im Rahmen des Regenerationsbetriebs eine Reduzierung der Rußbeladung erzielt wird. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass stets eine hinreichende Filtrationsleistung des Partikelfilters realisiert wird.Alternatively or additionally, it may be provided that the regeneration operation is carried out until the soot load reaches or falls below the second soot loading threshold value. The second soot loading threshold is less than the first soot loading threshold, so reducing soot loading is achieved in the regeneration mode. This procedure has the advantage that always a sufficient filtration performance of the particulate filter is realized.

Schließlich kann im Rahmen einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Konditionierungszeitspanne in Abhängigkeit von der Gesamtbeladung und/oder der Rußbeladung und/oder eines Alters des Partikelfilters ermittelt wird. Die Konditionierungszeitspanne ist bevorzugt die Zeitspanne, über welche der Konditionierungsbetrieb mindestens durchgeführt wird. Vor Ablauf der Konditionierungszeitspanne wird insoweit der Konditionierungsbetrieb nicht beendet. Die Konditionierungszeitspanne kann in Abhängigkeit von wenigstens einem der folgenden Parameter gewählt werden: Gesamtbeladung, Rußbeladung und Alter des Partikelfilters.Finally, it can be provided within the scope of a preferred further embodiment of the invention that the conditioning period is determined as a function of the total load and / or the soot load and / or age of the particulate filter. The conditioning period is preferably the period over which the conditioning operation is performed at least. Before the end of the conditioning period, the conditioning mode is not terminated in this respect. The conditioning period may be selected depending on at least one of the following parameters: total load, soot load and age of the particulate filter.

Beispielsweise wird die Konditionierungszeitspanne umso kürzer gewählt, je höher die Gesamtbeladung und/oder die Rußbeladung ist. Hierbei wird die Gesamtbeladung bevorzugt höher gewichtet als die Rußbeladung. Umgekehrt ist die Konditionierungszeitspanne umso kürzer, je höher das Alter des Partikelfilters ist, weil mit zunehmendem Alter üblicherweise die Gesamtbeladung aufgrund der in dem Partikelfilter verbleibenden Asche ansteigt. Das Festlegen der Konditionierungszeitspanne auf Grundlage der erläuterten Parameter ist besonders einfach umsetzbar und benötigt keine zusätzlichen Einrichtungen.For example, the higher the total load and / or the soot load, the shorter the conditioning period. Here, the total load is preferably weighted higher than the soot loading. Conversely, the higher the age of the particulate filter, the shorter the conditioning period, because with increasing age usually the total load increases due to the ash remaining in the particulate filter. Setting the conditioning period based on the explained parameters is particularly easy to implement and requires no additional facilities.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, die eine Abgas erzeugende Brennkraftmaschine sowie einen Partikelfilter zur Filterung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach einem Regenerieren des Partikelfilters einen Konditionierungsbetrieb durchzuführen, wobei während des Konditionierungsbetriebs der Partikelfilter durch gezielten Rußpartikeleintrag konditioniert wird und zur Konditionierung des Partikelfilters die Brennkraftmaschine zum Erzeugen von Rußpartikeln mit einer anderen Partikelgrößenverteilung und/oder zum Erzeugen einer größeren Rußpartikelmasse und/oder einer größeren Rußpartikelanzahl als während eines Normalbetriebs der Antriebseinrichtung betrieben wird.The invention further relates to a drive device, in particular for carrying out the method according to the statements in the context of this description, which has an exhaust-producing internal combustion engine and a particle filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine. It is provided that the drive device is adapted to carry out a conditioning operation after a start of operation of the internal combustion engine and / or after regeneration of the particulate filter, wherein during the conditioning operation of the particulate filter is conditioned by targeted soot particulate entry and for conditioning of the particulate filter, the internal combustion engine Generating soot particles with a different particle size distribution and / or for generating a larger particulate mass and / or a larger soot particle number than during normal operation of the drive device is operated.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such an approach or such an embodiment of the drive device has already been pointed out. Both the drive device and the method for its operation can be further developed according to the statements in the context of this description, so that reference is made to this extent.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

  • 1 ein Diagramm, in welchem eine Katalysatortemperatur und eine Motortemperatur sowie Filtrationsleistungen eines Partikelfilters einer Antriebseinrichtung über der Zeit aufgetragen sind, sowie
  • 2 ein Diagramm, in welchem zwei Häufigkeitsverteilungen über einer Partikelgröße für unterschiedliche Betriebsarten der Antriebseinrichtung aufgetragen sind.
The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Showing:
  • 1 a diagram in which a catalyst temperature and an engine temperature and filtration performance of a particulate filter of a drive device are plotted over time, and
  • 2 a diagram in which two frequency distributions are plotted over a particle size for different operating modes of the drive device.

Die 1 zeigt ein Diagramm, in welchem ein Verlauf 1 einer Motortemperatur einer Brennkraftmaschine einer Antriebseinrichtung über der Zeit t aufgetragen ist. Weiterhin ist in dem Diagramm ein Verlauf 2 einer Katalysatortemperatur eines Abgaskatalysators der Antriebseinrichtung aufgetragen, wobei der Abgaskatalysator dem Reinigen von Abgas dient, welches von der Brennkraftmaschine während ihres Betriebs erzeugt wird. Schließlich zeigen Verläufe 3 und 4 die Filtrationseffizienz η eines Partikelfilters, welcher der Filterung des Abgases der Brennkraftmaschine dient.The 1 shows a diagram in which a course 1 an engine temperature of an internal combustion engine of a drive device over the time t is plotted. Furthermore, in the diagram is a course 2 a catalyst temperature of an exhaust gas catalyst of the drive device applied, wherein the exhaust gas catalyst is used to purify exhaust gas, which is generated by the internal combustion engine during its operation. Finally, gradients show 3 and 4 the filtration efficiency η of a particulate filter which serves to filter the exhaust gas of the internal combustion engine.

Bevorzugt ist es vorgesehen, das Abgas der Brennkraftmaschine vollständig sowohl dem Abgaskatalysator als auch dem Partikelfilter zuzuführen und anschließend, also nach dem Durchströmen sowohl des Abgaskatalysators als auch des Partikelfilters durch das Abgas, in eine Außenumgebung der Antriebseinrichtung auszubringen. Der Verlauf 3 zeigt hierbei die Filtrationseffizienz η des Partikelfilters für ein herkömmliches Verfahren zum Betreiben der Antriebseinrichtung.It is preferably provided to supply the exhaust gas of the internal combustion engine completely to both the exhaust gas catalytic converter and the particulate filter and subsequently, ie after the flow through both the exhaust gas catalytic converter and the particulate filter through the exhaust gas, to an external environment of the drive device. The history 3 shows the filtration efficiency η of the particulate filter for a conventional method for operating the drive device.

Der Verlauf 4 zeigt hingegen die Filtrationseffizienz η für ein verbessertes Betriebsverfahren der Antriebseinrichtung. In dessen Rahmen ist es vorgesehen, dass nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach einem Regenerieren des Partikelfilters ein Konditionierungsbetrieb durchgeführt wird. Der Konditionierungsbetrieb dient dazu, die Filtrationseffizient η beziehungsweise Filtrationsleistung des Partikelfilters zu verbessern, indem gezielt Rußpartikel in ihn eingetragen werden.The history 4 on the other hand shows the filtration efficiency η for an improved operating method of the drive device. In its scope, it is provided that after a start of operation of the internal combustion engine and / or after a regeneration of the particulate filter, a conditioning operation is performed. The conditioning operation serves to improve the filtration efficiency η or filtration performance of the particulate filter by selectively introducing soot particles into it.

Zur Konditionierung des Partikelfilters ist es vorgesehen, die Brennkraftmaschine während des Konditionierungsbetriebs zum Erzeugen von Rußpartikeln mit einer anderen Partikelgröße beziehungsweise einer anderen Partikelgrößenverteilung und/oder zum Erzeugen einer größeren Rußpartikelmasse und/oder Rußpartikelanzahl als während eines Normalbetriebs der Antriebseinrichtung zu betreiben. Der Betriebsstart der Brennkraftmaschine erfolgt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Zeitpunkt t0 . Anschließend erfolgt ein Aufheizbetrieb, während welchem die Brennkraftmaschine zum raschen Aufheizen des Abgaskatalysators betrieben wird. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Aufheizbetrieb bis zum Zeitpunkt t1 durchgeführt und unmittelbar anschließend in den Konditionierungsbetrieb zum Konditionieren des Partikelfilters umgeschaltet.For conditioning the particulate filter, it is provided to operate the internal combustion engine during the conditioning operation for producing soot particles having a different particle size or a different particle size distribution and / or for producing a larger particulate mass and / or soot particle number than during normal operation of the drive device. The start of operation of the internal combustion engine takes place in the embodiment shown here in the time t 0 , Subsequently, a heating operation, during which the internal combustion engine is operated for rapid heating of the catalytic converter. In the embodiment shown here, the heating operation is up to the time t 1 performed and then immediately switched to the conditioning mode for conditioning the particulate filter.

Es ist deutlich erkennbar, dass in dem Zeitpunkt t1 die Katalysatortemperatur des Abgaskatalysators bereits nahezu ihre Betriebstemperatur Ts erreicht hat. Der Konditionierungsbetrieb wird bis zum Zeitpunkt t2 durchgeführt. Es ist deutlich erkennbar, dass durch das Konditionieren des Partikelfilters während des Konditionierungsbetriebs dessen Filtrationsleistung gemäß dem Verlauf 4 deutlich rascher ansteigt als bei Durchführung eines normalen Betriebsverfahrens, bei welchem sich der Normalbetrieb unmittelbar an den Aufheizbetrieb anschließt. Der Normalbetrieb wird für das hier dargestellte Ausführungsbeispiel ab dem Zeitpunkt t2 durchgeführt.It is clear that at the time t 1 the catalyst temperature of the catalytic converter is already almost at its operating temperature ts has reached. The conditioning operation will be until the time t 2 carried out. It can be clearly seen that conditioning of the particulate filter during the conditioning operation results in its filtration performance in accordance with the course 4 increases significantly faster than when performing a normal operating method, in which the normal operation is immediately followed by the heating operation. The normal operation is for the embodiment shown here from the time t 2 carried out.

Die 2 zeigt ein Diagramm, in welchem Verläufe 5 und 6 zwei unterschiedliche Partikelgrößenverteilungen zeigen, wobei die Partikelgrößenverteilung die Häufigkeit q über der Partikelgröße in Form des Äquivalenzdurchmessers d der Rußpartikel beschreibt. Die Brennkraftmaschine wird nun derart betrieben, dass während des Normalbetriebs der Verlauf 5 vorliegt, wohingegen während des Konditionierungsbetriebs zum Konditionieren des Partikelfilters der Verlauf 6 vorliegt. Es wird deutlich, dass der Verlauf 6 sein Maximum bei einer größeren Partikelgröße aufweist als der Verlauf 5. Durch das Betreiben der Brennkraftmaschine derart, dass die durchschnittliche Partikelgröße während des Konditionierungsbetriebs anders, insbesondere größer, ist als während des Normalbetriebs, wird die Filtrationsleistung des Partikelfilters rasch angehoben.The 2 shows a diagram in which gradients 5 and 6 show two different particle size distributions, wherein the particle size distribution describes the frequency q over the particle size in the form of the equivalent diameter d of the soot particles. The internal combustion engine is now operated such that during normal operation of the course 5 whereas, during the conditioning operation to condition the particulate filter, the course 6 is present. It becomes clear that the course 6 has its maximum at a larger particle size than the course 5 , By operating the internal combustion engine such that the average particle size during the conditioning operation is different, in particular greater, than during normal operation, the filtration performance of the particulate filter is rapidly increased.

Insgesamt ermöglicht das beschriebene Verfahren zum Betreiben der Antriebseinrichtung ein rasches Erhöhen der Filtrationsleistung des Partikelfilters. Dies ist ohne zusätzliche Einrichtungen möglich. Vielmehr kann das Verfahren auf bereits bestehende Antriebseinrichtungen ohne weiteres angewandt werden.Overall, the method described for operating the drive device allows a rapid increase in the filtration performance of the particulate filter. This is possible without additional facilities. Rather, the method can be applied to existing drive devices readily.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10235766 A1 [0002]DE 10235766 A1 [0002]
  • DE 102009057768 A1 [0003]DE 102009057768 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die eine Abgas erzeugende Brennkraftmaschine sowie einen Partikelfilter zur Filterung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach einem Regenerieren des Partikelfilters ein Konditionierungsbetrieb durchgeführt wird, wobei während des Konditionierungsbetriebs der Partikelfilter durch gezielten Rußpartikeleintrag konditioniert wird und zur Konditionierung des Partikelfilters die Brennkraftmaschine zum Erzeugen von Rußpartikeln mit einer anderen Partikelgrößenverteilung (d) und/oder zum Erzeugen einer größeren Rußpartikelmasse und/oder einer größeren Rußpartikelanzahl als während eines Normalbetriebs der Antriebseinrichtung betrieben wird.Method for operating a drive device, which has an exhaust-producing internal combustion engine and a particulate filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine, characterized in that after a start of operation of the internal combustion engine and / or after regeneration of the particulate filter, a conditioning operation is performed, wherein during the conditioning operation of the particulate filter is conditioned by targeted soot particulate entry and for conditioning of the particulate filter, the internal combustion engine is operated to produce soot particles with a different particle size distribution (d) and / or to produce a larger particulate mass and / or a larger soot particle number than during normal operation of the drive means. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern der Partikelgrößenverteilung und/oder der Rußpartikelmasse und/oder der Rußpartikelanzahl die Brennkraftmaschine derart betrieben wird, dass - eine Verbrennungstemperatur niedriger ist als während des Normalbetriebs, und/oder - ein in einen Brennraum eingebrachter Kraftstoffmassenstrom größer ist als während des Normalbetriebs, und/oder - ein auf eine Brennraumbegrenzung auftreffenden Kollisionsmassenstrom von dem in den Brennraum eingebrachten Kraftstoff größer ist als während des Normalbetriebs.Method according to Claim 1 , characterized in that for varying the particle size distribution and / or the soot particle mass and / or the Rußpartikelanzahl the internal combustion engine is operated such that - a combustion temperature is lower than during normal operation, and / or - a fuel mass flow introduced into a combustion chamber is greater than during of the normal operation, and / or - an incident on a combustion chamber boundary collision mass flow of the introduced into the combustion chamber fuel is greater than during normal operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konditionierungsbetrieb vor dem Normalbetrieb durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conditioning operation is carried out before the normal operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konditionierungsbetrieb nach einem einem Aufheizen des Partikelfilters und/oder eines Abgaskatalysators der Antriebseinrichtung dienenden Aufheizbetrieb durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conditioning operation is performed according to a heating operation serving for heating the particulate filter and / or an exhaust gas catalytic converter of the drive device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungstemperatur während des Konditionierungsbetriebs niedriger eingestellt wird als während des Aufheizbetriebs.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion temperature during the conditioning operation is set lower than during the heating operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konditionierungsbetrieb bei Erreichen einer ersten Katalysatorschwellentemperatur durch eine Katalysatortemperatur (t) des Abgaskatalysators und/oder nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeitspanne ab dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine gestartet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conditioning operation is started upon reaching a first catalyst threshold temperature by a catalyst temperature (t) of the catalytic converter and / or after a certain delay period from the start of operation of the internal combustion engine. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konditionierungsbetrieb bis zum Erreichen einer zweiten Katalysatorschwellentemperatur durch die Katalysatortemperatur (t) und/oder bis zum Erreichen einer Motorschwellentemperatur durch eine Motortemperatur (T) der Brennkraftmaschine und/oder bis zum Ablauf einer bestimmten Konditionierungszeitspanne ab dem Starten des Konditionierungsbetriebs und/oder bis zum Erreichen eines Gesamtbeladungsschwellenwerts durch eine Gesamtbeladung des Partikelfilters durchgeführt und anschließend beendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conditioning operation until reaching a second catalyst threshold temperature by the catalyst temperature (t) and / or until reaching a motor threshold temperature by an engine temperature (T) of the internal combustion engine and / or until the expiry of a certain conditioning period is performed from the start of the conditioning operation and / or until reaching a total loading threshold by a total load of the particulate filter and then terminated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter bei Erreichen eines ersten Rußbeladungsschwellenwerts durch eine Rußbeladung des Partikelfilters regeneriert wird, indem ein Regenerationsbetrieb durchgeführt wird, insbesondere bis zum Erreichen des Gesamtbeladungsschwellenwerts durch die Gesamtbeladung und/oder bis zum Unterschreiten eines zweiten Rußbeladungsschwellenwerts durch die Rußbeladung.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the particle filter is regenerated upon reaching a first Rußbeladungsschwellenwerts by soot loading of the particulate filter by a regeneration operation is performed, in particular until reaching the total load threshold by the total load and / or to below a second Rußbeladungsschwellenwerts through the soot loading. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierungszeitspanne in Abhängigkeit von der Gesamtbeladung und/oder der Rußbeladung und/oder eines Alters des Partikelfilters ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conditioning period as a function of the total load and / or the soot load and / or an age of the particulate filter is determined. Antriebseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, die eine Abgas erzeugende Brennkraftmaschine sowie einen Partikelfilter zur Filterung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach einem Regenerieren des Partikelfilters einen Konditionierungsbetrieb durchzuführen, wobei während des Konditionierungsbetriebs der Partikelfilter durch gezielten Rußpartikeleintrag konditioniert wird und zur Konditionierung des Partikelfilters die Brennkraftmaschine zum Erzeugen von Rußpartikeln mit einer anderen Partikelgrößenverteilung (d) und/oder zum Erzeugen einer größeren Rußpartikelmasse und/oder einer größeren Rußpartikelanzahl als während eines Normalbetriebs der Antriebseinrichtung betrieben wird.Drive device, in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, comprising an exhaust gas generating internal combustion engine and a particulate filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine, characterized in that the drive device is adapted to after an operating start of the internal combustion engine and / or after regeneration of the particulate filter to carry out a conditioning operation, wherein during the conditioning operation of the particulate filter is conditioned by targeted Rußpartikeleintrag and for conditioning the particulate filter, the internal combustion engine for producing soot particles with a different particle size distribution (d) and / or to produce a larger particulate mass and / or a larger Soot particle number is operated as during normal operation of the drive device.
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