DE102017221739B4 - Method for operating a drive device and corresponding drive device - Google Patents
Method for operating a drive device and corresponding drive device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017221739B4 DE102017221739B4 DE102017221739.1A DE102017221739A DE102017221739B4 DE 102017221739 B4 DE102017221739 B4 DE 102017221739B4 DE 102017221739 A DE102017221739 A DE 102017221739A DE 102017221739 B4 DE102017221739 B4 DE 102017221739B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- internal combustion
- particle filter
- soot
- combustion engine
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/0245—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
- F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D2041/0265—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to decrease temperature of the exhaust gas treating apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, die eine Abgas erzeugende Brennkraftmaschine sowie einen Partikelfilter zur Filterung des Abgases der Brennkraftmaschine aufweist, wobei nach einem Betriebsstart der Brennkraftmaschine und/oder nach einem Regenerieren des Partikelfilters ein Konditionierungsbetrieb durchgeführt wird, und 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, dadurch gekennzeichnet, dass der Konditionierungsbetrieb bei Erreichen einer ersten Katalysatorschwellentemperatur durch eine Katalysatortemperatur (T) eines Abgaskatalysators gestartet und bis zum Erreichen einer zweiten Katalysatorschwellentemperatur durch die Katalysatortemperatur (T) und/oder bis zum Erreichen einer Motorschwellentemperatur durch eine Motortemperatur (T) der Brennkraftmaschine durchgeführt und anschließend beendet wird.Method for operating a drive device which has an exhaust gas-generating internal combustion engine and a particle filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine, a conditioning operation being carried out after the internal combustion engine has started to operate and / or after the particle filter has been regenerated, and wherein the particle filter is operated by targeted means during the conditioning operation Soot particle entry is conditioned and the internal combustion engine for conditioning the particle filter is used to produce soot particles with a different particle size distribution (d) and / or to produce a larger soot particle mass and / or a larger number of soot particles than during normal operation of the drive device, characterized in that the conditioning operation when a first catalyst threshold temperature is reached, started by a catalytic converter temperature (T) of an exhaust gas catalytic converter and until a second catalytic converter is reached Threshold temperature by the catalyst temperature (T) and / or until an engine threshold temperature is reached by an engine temperature (T) of the internal combustion engine and then terminated.
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, wobei 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. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.The invention relates to a method for operating a drive device which has an exhaust gas-generating internal combustion engine and a particle filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine, a conditioning operation being carried out after the internal combustion engine has started operating and / or after the particle filter has been regenerated, the conditioning operation being carried out during the conditioning operation Particle filter is conditioned by targeted soot particle entry and to condition the particle filter, the internal combustion engine is operated to generate soot particles with a different particle size distribution and / or to produce a larger soot particle mass and / or a larger number of soot particles than during normal operation of the drive device. The invention further relates to a drive device.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Weiterhin beschreibt die Druckschrift
Die Druckschrift
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 particle 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 der Konditionierungsbetrieb bei Erreichen einer ersten Katalysatorschwellentemperatur durch eine Katalysatortemperatur des Abgaskatalysators gestartet und bis zum Erreichen einer zweiten Katalysatorschwellentemperatur durch die Katalysatortemperatur und/oder bis zum Erreichen einer Motorschwellentemperatur durch eine Motortemperatur der Brennkraftmaschine durchgeführt und anschließend beendet wird.This is achieved according to the invention with a method for operating a drive device with the features of claim 1. It is provided that the conditioning operation is started when a first catalyst threshold temperature is reached by a catalytic converter temperature of the exhaust gas catalytic converter and is carried out by an engine temperature of the internal combustion engine until a second catalytic converter threshold temperature is reached and / or until an engine threshold temperature is reached and then terminated.
Grundsätzlich 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.Basically, provision is made for a conditioning operation to be carried out after the internal combustion engine has started to operate and / or after the particle filter has been regenerated, the particle filter being conditioned by targeted soot particle entry during the conditioning operation and the internal combustion engine for producing soot particles with a different particle size distribution and for conditioning the particle filter / or to generate a larger mass of soot particles and / or a larger number of soot particles than is operated during normal operation of the drive device.
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 intended for use for a motor vehicle, for example, and in this case is assigned to the motor vehicle. The drive device is used to provide a drive torque. If the drive device is assigned to the motor vehicle, it is provided and designed to drive the motor vehicle, in this respect to provide the drive torque which is directed to driving the motor vehicle. To provide the drive torque, the drive device has 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. The internal combustion engine is, for example, as a gasoline engine or as Diesel engine before. In any case, the internal combustion engine generates exhaust gas, which in turn contains soot particles. The exhaust gas or the soot particles arise during the combustion of a fuel or fuel in the internal combustion engine. The soot particles are present in the exhaust gas generated by the internal combustion engine and are removed together with it.
Sie entstehen insbesondere durch eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs.They arise in particular from 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.The particle filter is provided 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. This is connected downstream in terms of flow with respect to the exhaust gas of the internal combustion engine. To this extent, the exhaust gas generated by the internal combustion engine, preferably completely, is supplied to the particle filter. The particle filter filters the soot particles at least partially out of the exhaust gas, so that the exhaust gas present downstream of the particle filter contains fewer soot particles than the exhaust gas upstream of the particle 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 soot particles filtered out remain in the particle filter and clog it over time. It is therefore necessary to regenerate the particle filter from time to time. For this purpose, the temperature of the particle filter or of the exhaust gas flowing through the particle filter is usually increased such 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 in such a way that the burning takes place 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 particle filter, that is to say when the soot particles are burnt, ash is formed which remains at least partially permanently in the particle filter. On the one hand, a loading of the particle filter with soot particles can be distinguished from a loading of the particle filter with ash. The former can also be referred to as soot loading and the latter as ash loading. The total loading results from the soot loading and the ash loading, for example from a sum of the two values. The load or each of the loads describes the amount of the respective substance in the particle filter. The soot loading stands for the amount of soot in the particle filter and the ash loading 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 particle filter depends on various factors, namely in particular on its loading, for example on the soot loading and / or the ash loading and / or the total loading. In the case of the gasoline engine in particular, the filtration performance of the particle filter increases with increasing load, at least up to a certain upper limit, primarily due to the small particle size of the soot particles produced by the gasoline engine. In addition, the regeneration takes place, at least for the gasoline internal combustion engine, in such a way that the soot load is completely reduced so that it is zero or at least low after the regeneration.
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.In this respect, essentially only the ash charge remains after the regeneration. This means that the filtration performance of the particle filter after regeneration is lower than before and is largely determined by the ash load. In any case, both for the gasoline internal combustion engine and for the diesel internal combustion engine, the filtration performance of the particle filter is particularly low when the particle filter is completely empty, that is to say, for example, when the particle filter is brand new.
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 internal combustion engine has started operating and / or after the particle filter has been regenerated. During the conditioning operation, the filtration performance of the particle filter is improved, namely by specifically adding soot particles to it. For this purpose, the drive device or the internal combustion engine is operated in the conditioning operation, that is to say, for example, switched from the normal operation to the conditioning operation. After conditioning, it is again preferred to switch from conditioning operation 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-efficiently as possible and / or with the lowest possible pollutant emissions. For example, in normal operation, it is provided to set them in such a way that the smallest possible soot particle mass is present in the exhaust gas during their operation.
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 to say that the exhaust gas contains a larger mass of soot particles 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 the average size of the soot particles contained in the exhaust gas. For example, an equivalent diameter of the soot particles, in particular a average equivalent diameter, used as particle size. A geometric equivalent diameter is particularly preferably used, for example a volume-equivalent spherical diameter or a surface-equivalent spherical diameter. The particle size distribution shows the statistical distribution of the particle size for all soot particles, that is, 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 particle filter, because this increases regardless of the particle size load. 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. To condition the particle filter, the particle size distribution can be changed in the direction of larger particle sizes, for example. For example, the larger soot particle mass is brought about solely by increasing the particle size, so that - statistically or on average - the number of soot particles in the exhaust gas during conditioning operation corresponds to or at least approximately corresponds to the number during normal operation.
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 an increase or decrease in particle size. 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 conditioning operation corresponds to or at least approximately corresponds to the particle size during normal operation.
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 selectively introduce particles into the particle filter in order to improve its filtration performance. The conditioning operation is preferably carried out when the loading of the particle filter is low, for example lower than a loading threshold value. It is preferably provided that the conditioning operation is carried out after the internal combustion engine has started operating and / or after the particle filter has been regenerated, for example, however, only if the load is less than the load threshold value. The start of operation of the internal combustion engine is to be understood as starting the internal combustion engine, which is associated with activating 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 to 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, in order to change the particle size distribution and / or the soot particle mass and / or the number of soot particles, 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 larger than during normal operation, and / or a collision mass flow of fuel injected into the combustion chamber and impinging on a combustion chamber limitation is greater than during normal operation. The lower the combustion temperature, the more soot particles are produced during the operation of the internal combustion engine, in particular because the soot particles are not burned by the engine. In addition, the combustion takes place 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 into the combustion chamber during operation of the internal combustion engine. In other words, the fuel-air mixture present in the combustion chamber is set richer than during normal operation. The fuel mass flow is particularly preferably set such that there is a lack of air in the combustion chamber, so that the fuel introduced cannot be completely combusted 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 carried out in such a way that the collision mass flow is greater than during normal operation. The collision mass flow is to be understood as the amount of fuel per unit of time that strikes the combustion chamber limitation. The combustion chamber limitation is to be understood to mean any device delimiting the combustion chamber. For example, the combustion chamber boundary is formed jointly by a cylinder wall, a cylinder roof and a piston crown. Other elements present in the combustion chamber, for example a spark plug or the like, also form part of the combustion chamber limitation.
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).If fuel strikes the combustion chamber boundary after it has been introduced, namely in a still liquid state, it is only incompletely burned 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 increases or the time of introduction of the fuel changes. In other words, the injection time of the fuel is changed in such a way that wall wetting occurs more strongly. During homogeneous operation, this takes place with injection in the vicinity of a charge change, in operation with multiple injection by shifting a last injection towards an upper ignition dead center (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.Within the scope of a further embodiment of the invention it can be provided that the conditioning operation is carried out before normal operation. For example, after starting the internal combustion engine, it is provided to first carry out the conditioning operation and then to switch to normal operation. In other words, a switch is made from the conditioning operation to normal operation and the internal combustion engine is operated accordingly to generate soot particles with 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 that the conditioning operation is carried out only once after each start of operation of the internal combustion engine, or at least checked on the basis of the loading whether it is necessary to carry out the conditioning operation and to carry out the conditioning operation if this condition applies. The normal operation is then carried out, so that no restrictions result from changed operating parameters of the internal combustion engine for driving the motor vehicle. With such a procedure, there are no losses 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 is carried out after a heating operation serving to heat up the particle filter and / or an exhaust gas catalytic converter of the drive device. The heating operation serves to heat the particle filter or the exhaust gas catalytic converter, that is to say to raise the temperature in the direction of or to a respective operating temperature. The operating temperature of the particle filter and / or the operating temperature of the exhaust gas catalytic converter is to be understood in each case that temperature which is intended to be present during permanent, intended operation. For example, an optimum filtration performance of the particle filter or an optimal conversion performance of the exhaust gas 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 the operation of the internal combustion engine, that is to say also during the conditioning operation, it generates pollutants which are contained in the exhaust gas or are removed together with it. In order to prevent these pollutants from getting into the external environment of the drive device during the conditioning operation, the particle filter or the exhaust gas catalytic converter should first be heated up, so that the filtration performance or the conversion performance increases. As a result, pollutant emissions from the drive device are already significantly reduced during the conditioning operation. The particulate filter is heated 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.Another embodiment of the invention provides that the combustion temperature is set lower during the conditioning operation than during the heating operation. First of all, the internal combustion engine is operated at a higher combustion temperature during the heating operation, which precedes the conditioning operation. In contrast, during the conditioning operation, the combustion temperature is reduced in order to increase the particle size and / or the soot particle mass. The combustion temperature can then be set higher again during normal operation following the conditioning operation than during the conditioning operation. To carry out the conditioning operation, the combustion temperature is temporarily lowered. This enables a particularly efficient and simple possibility to carry out the conditioning operation.
Die Erfindung sieht vor, dass der Konditionierungsbetrieb bei Erreichen einer ersten Katalysatorschwellentemperatur durch eine Katalysatortemperatur des Abgaskatalysators 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. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Konditionierungsbetrieb nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeitspanne nach dem Betriebsstart der Brennkraftmaschine gestartet wird.The invention provides that the conditioning operation is started when a first catalyst threshold temperature is reached by a catalyst temperature of the exhaust gas catalytic converter. The catalyst temperature is preferably measured using a temperature sensor. However, it can also be calculated using a model or otherwise estimated. For example, the heating operation is carried out to increase the catalyst temperature. As soon as the exhaust gas catalytic converter or its catalytic converter temperature has reached the first catalytic converter threshold temperature, it can be assumed that its conversion capacity is sufficient to carry out a sufficient cleaning of the pollutants from the exhaust gas. In addition, it can be provided that the conditioning operation is started after a certain delay period has elapsed after the internal combustion engine has started operating.
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 can be provided that the conditioning operation only after expiration start or initiate the determined 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, that is, both the delay period has elapsed 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.
Die 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 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. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Konditionierungsbetrieb 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.The invention provides that the conditioning operation is carried out until a second catalyst threshold temperature is reached by the catalyst temperature and / or until an engine threshold temperature is reached by an engine temperature of the internal combustion engine and then terminated. The conditioning operation is carried out until one or more of the conditions mentioned are met. It may be sufficient that exactly one of the conditions is met. However, it is preferable to check whether several or all of the conditions mentioned have been met and the conditioning operation is only terminated when these have been met. In addition, it can be provided that the conditioning operation is carried out by a total loading of the particle filter until the end of a specific conditioning period from the start of the conditioning operation and / or until an overall loading threshold value is reached, and is then ended.
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 to the engine threshold temperature. The conditioning operation can only be ended when the engine temperature has reached or exceeded the engine threshold temperature. The engine temperature is preferably measured using a temperature sensor. The engine temperature can also be determined in a different way, for example by means of a model.
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.It is particularly easy to implement the condition that the conditioning operation is only ended when the specific conditioning period has expired. The conditioning period begins with the start of the conditioning operation and has a certain length. Additionally or alternatively, the total load of the particle filter can be determined and compared with the total load threshold value. The conditioning operation is only ended when the total load has reached or exceeded the total load threshold value. Instead of the total load, the soot load or the ash load can also be used and correspondingly compared with a soot load threshold or an ash load threshold. The use of the conditions mentioned ensures that the particle filter has a sufficient filtration capacity after the conditioning operation. In addition, the conditions can be implemented in a simple manner.
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 by a soot loading of the particle filter when a first soot loading threshold value is reached, by performing a regeneration operation, in particular until the total loading threshold value is reached by the total loading and / or until a second soot loading threshold value is undershot due to the soot loading. The soot loading of the particle filter is measured, for example, in particular determined using a differential pressure measurement. As an alternative, the soot loading can also be determined in another way, 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.If the soot loading reaches or exceeds the first soot loading threshold value, it is necessary to carry out the regeneration operation during which the soot particles present in the particle filter are burned and at least partially converted to ash. In other words, the particle filter is regenerated during the regeneration operation and its soot load is reduced. The regeneration operation is provided, for example, when the total load of the particle filter reaches or exceeds the total load threshold value.
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.It can be provided that the conditioning operation is carried out first until the total load of the particle filter reaches or exceeds the total load threshold. Immediately afterwards, the regeneration operation is carried out, in which the total load of the particle filter is reduced again. However, because the soot particles present in the soot particle are converted to ash, a higher filtration capacity 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 can be provided that the regeneration operation is carried out until the soot loading reaches or falls below the second soot loading threshold value. The second soot loading threshold is smaller than the first soot loading threshold, so that a regeneration operation Reduction of soot loading is achieved. This procedure has the advantage that a sufficient filtration performance of the particle filter is always achieved.
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 time period is determined as a function of the total load and / or the soot load and / or an age of the particle filter. The conditioning period is preferably the period over which the conditioning operation is carried out at least. To this extent, the conditioning operation is not ended before the conditioning period expires. The conditioning period can be selected depending on at least one of the following parameters: total load, soot load and age of the particle 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 conditioning time span is chosen to be shorter the higher the total load and / or the soot load. The total load is preferably weighted higher than the soot load. Conversely, the higher the age of the particle filter, the shorter the conditioning time period, because with increasing age the total load usually rises due to the ash remaining in the particle filter. Specifying the conditioning time period on the basis of the parameters explained 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. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Konditionierungsbetrieb bei Erreichen einer ersten Katalysatorschwellentemperatur durch eine Katalysatortemperatur des Abgaskatalysators gestartet und bis zum Erreichen einer zweiten Katalysatorschwellentemperatur durch die Katalysatortemperatur und/oder bis zum Erreichen einer Motorschwellentemperatur durch eine Motortemperatur der Brennkraftmaschine durchgeführt und anschließend beendet wird.The invention further relates to a drive device, in particular for performing the method according to the statements in the context of this description, which has an internal combustion engine producing exhaust gas and a particle filter for filtering the exhaust gas of the internal combustion engine. It is provided that the drive device is designed to carry out a conditioning operation after the internal combustion engine has started operating and / or after the particle filter has been regenerated, the particle filter being conditioned by targeted soot particle entry during the conditioning operation and the internal combustion engine for generating soot particles to condition the particle filter is operated with a different particle size distribution and / or to produce a larger soot particle mass and / or a larger number of soot particles than during normal operation of the drive device. Furthermore, it is provided that the conditioning operation is started when a first catalyst threshold temperature is reached by a catalytic converter temperature of the exhaust gas catalytic converter and is carried out by an engine temperature of the internal combustion engine until a second catalytic converter threshold temperature is reached and / or until an engine threshold temperature is reached and then terminated.
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 a procedure or of such a configuration of the drive device have already been pointed out. Both the drive device and the method for operating it can be further developed in accordance with the explanations 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.
-
1 a diagram in which a catalyst temperature and an engine temperature as well as filtration performance of a particle filter of a drive device are plotted over time, and -
2nd a diagram in which two frequency distributions are plotted against a particle size for different operating modes of the drive device.
Die
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
Der Verlauf
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
Es ist deutlich erkennbar, dass in dem Zeitpunkt
Die
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 described method for operating the drive device enables a rapid increase in the filtration performance of the particle filter. This is possible without additional facilities. Rather, the method can easily be applied to existing drive devices.
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- Verlauf der MotortemperaturHistory of the engine temperature
- 22nd
- Verlauf der KatalysatortemperaturCourse of the catalyst temperature
- 33rd
- Verlauf der Filtrationseffizienz ohne KonditionierungFiltration efficiency without conditioning
- 44th
- Verlauf der Filtrationseffizienz mit KonditionierungFiltration efficiency with conditioning
- 55
- PartikelgrößenverteilungParticle size distribution
- 66
- PartikelgrößenverteilungParticle size distribution
- dd
- ÄquivalenzdurchmesserEquivalence diameter
- tt
- Zeittime
- t0 t 0
- Betriebsstart der BrennkraftmaschineStart of operation of the internal combustion engine
- t1 t 1
- Beginn des KonditionierungsbetriebsBeginning of the conditioning business
- t2 t 2
- Ende des KonditionierungsbetriebsEnd of conditioning business
- TT
- Temperatur des Motors und/oder des KatalysatorsTemperature of the engine and / or the catalytic converter
- Ts T s
- Betriebstemperatur des KatalysatorsOperating temperature of the catalyst
- Häufigkeitfrequency
- ηη
- FiltrationseffizienzFiltration efficiency
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017221739.1A DE102017221739B4 (en) | 2017-12-03 | 2017-12-03 | Method for operating a drive device and corresponding drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017221739.1A DE102017221739B4 (en) | 2017-12-03 | 2017-12-03 | Method for operating a drive device and corresponding drive device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017221739A1 DE102017221739A1 (en) | 2019-06-06 |
DE102017221739B4 true DE102017221739B4 (en) | 2020-07-16 |
Family
ID=66547733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017221739.1A Active DE102017221739B4 (en) | 2017-12-03 | 2017-12-03 | Method for operating a drive device and corresponding drive device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017221739B4 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019205683B3 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-01 | Vitesco Technologies GmbH | Method and device for reducing emissions from a motor vehicle |
DE102020215291A1 (en) * | 2020-12-03 | 2022-06-09 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method and computing unit for operating an internal combustion engine with a particle filter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1023576B (en) | 1954-05-29 | 1958-01-30 | Jacques Jean Emile Mesnager | Surface component that can be joined together to form roofs or walls |
DE10235766A1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-19 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Exhaust gas filter, for treating motor exhaust, has structured layers with initial short contact zone with catalyst action to convert gas components, and filter zone to retain particles without additional upstream catalyst |
DE102009057768A1 (en) | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Mahle International Gmbh | particulate filter device |
DE102010017575A1 (en) | 2010-06-25 | 2012-02-16 | Ford Global Technologies, Llc | Spark-ignition internal combustion engine operating method, involves providing internal combustion engine with cylinder, and adjusting internal combustion engine parameter of injection to increase original particles |
-
2017
- 2017-12-03 DE DE102017221739.1A patent/DE102017221739B4/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1023576B (en) | 1954-05-29 | 1958-01-30 | Jacques Jean Emile Mesnager | Surface component that can be joined together to form roofs or walls |
DE10235766A1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-19 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Exhaust gas filter, for treating motor exhaust, has structured layers with initial short contact zone with catalyst action to convert gas components, and filter zone to retain particles without additional upstream catalyst |
DE102009057768A1 (en) | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Mahle International Gmbh | particulate filter device |
DE102010017575A1 (en) | 2010-06-25 | 2012-02-16 | Ford Global Technologies, Llc | Spark-ignition internal combustion engine operating method, involves providing internal combustion engine with cylinder, and adjusting internal combustion engine parameter of injection to increase original particles |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BASSHUYSEN, Richard van ; SCHÄFER, Fred (Hrsg.): Handbuch Verbrennungsmotor: Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. 7. Aufl. Wiesbaden: Vieweg + Teubner, 2015. - ISBN 978-3-8348-0699-4 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017221739A1 (en) | 2019-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60301308T2 (en) | A honeycomb structure, a honeycomb manufacturing method, and a honeycomb exhaust gas purification system | |
DE102005011419B4 (en) | Emission control system for an internal combustion engine | |
DE102010017575B4 (en) | Method for operating a spark-ignited internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out such a method | |
DE102010021651B4 (en) | Coordinated control system for a motor and a continuously variable transmission | |
EP2094955B1 (en) | Method for checking the completeness of a regeneration of a particle filter in the exhaust gas of an internal combustion engine | |
AT521448B1 (en) | Process and arrangement of Otto engines with improved particle filtering II | |
DE10159479A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
DE102014001418A1 (en) | Method for adjusting the temperature of an exhaust aftertreatment device | |
EP1893853B1 (en) | Method for operating a particulate trap and device for carrying out said method | |
EP3608185B1 (en) | Method for operating a hybrid drive device for a motor vehicle and corresponding hybrid drive device | |
DE19957715C2 (en) | Exhaust emission control device for an internal combustion engine | |
DE102017221739B4 (en) | Method for operating a drive device and corresponding drive device | |
EP0808414B1 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engines | |
EP2358983B1 (en) | Method for regenerating an open particle separator | |
DE102013001319B4 (en) | Method for operating an internal combustion engine and corresponding internal combustion engine | |
EP2146063A2 (en) | Regeneration device | |
DE102016200952A1 (en) | Improved filter efficiency of soot particle filters | |
DE102004033414A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine and device for carrying out the method | |
DE102012211717A1 (en) | Method for operating an exhaust system for an internal combustion engine | |
DE102019124785B4 (en) | Method for operating a motor vehicle | |
DE102009045377A1 (en) | A method of operating an exhaust aftertreatment device | |
DE102020100434A1 (en) | Method for operating a drive device for a motor vehicle and a corresponding drive device | |
DE60210631T2 (en) | Method for regenerating an exhaust gas filter device for diesel engines and device therefor | |
DE102019101786A1 (en) | Method and system for regenerating a gasoline particulate filter in a vehicle drive system | |
EP3495646A1 (en) | Particle filter device and method of operation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |