DE102018222587A1

DE102018222587A1 - Verbrennungsmotor mit einer Lufteinblasung vor einen Partikelfilter

Info

Publication number: DE102018222587A1
Application number: DE102018222587.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Drung; Oliver Krannich; Matthias Heinkele; Rainer Maier; Fei Sun; Christoph Schweizer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25
Also published as: CN111350568A

Abstract

Vorgestellt wird ein Verbrennungsmotor (10) mit einem Ansaugsystem (12) und einer Abgasanlage (14), die einen Dreiwegekatalysator (16) und einen stromabwärts von dem Dreiwegekatalysator (16) angeordneten Partikelfilter (18) aufweist. Der Verbrennungsmotor (10) zeichnet sich dadurch aus, dass die Abgasanlage (14) eine Vorrichtung (42) zur Einleitung von Luft in die Abgasanlage (14) zwischen dem Dreiwegekatalysator (16) und dem Partikelfilter (18) aufweist. Ein unabhängiger Anspruch richtet sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (10).

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs und ein Verfahren nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Ein solcher Verbrennungsmotor weist ein Ansaugsystem und eine Abgasanlage auf, die einen Dreiwegekatalysator und einen stromabwärts von dem Dreiwegekatalysator angeordneten Partikelfilter aufweist. Der Oberbegriff des Verfahrensanspruchs richtet sich die Steuerung eines solchen Verbrennungsmotors. Ein solcher Verbrennungsmotor und ein solches Verfahren sind per se bekannt.
Solche Abgasanlagen werden insbesondere in Verbindung mit modernen benzinbetriebenen Verbrennungsmotoren verwendet. Zur aktiven Regeneration des Partikelfilters wird dessen Temperatur durch motorische Maßnahmen wie eine abgastemperaturerhöhende Spätverstellung der Zündung des benzinbetriebenen Verbrennungsmotors angehoben. Beim Überschreiten einer Temperatur, bei welcher sich der im Partikelfilter eingelagerte Ruß in Anwesenheit von Sauerstoff entzündet, verbrennt der eingelagerte Ruß, wodurch der Partikelfilter wieder aufnahmefähig und damit regeneriert wird. Das zum Zünden der Regeneration erforderliche Temperaturniveau kann beim Vorliegen einer entsprechend hohen Drehmomentanforderung auch durch einen Betrieb des Verbrennungsmotors im volllastnahen Bereich erreicht werden. Die Regeneration im Partikelfilter kann dann durch eine im Schiebebetrieb erfolgende Abschaltung der Kraftstoffzufuhr angestoßen werden. Im gefeuerten Betrieb, also im mit Kraftstoffeinspritzung erfolgenden und Drehmoment erzeugenden Betrieb des benzingetriebenen Verbrennungsmotors findet eine Regeneration nicht statt, weil die im Dreiwegekatalysator erfolgende Abgasreinigung benzinbetriebener Verbrennungsmotoren eine stöchiometrische Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfordert. Aufgrund der Stöchiometrie steht dann im stromabwärts vom Dreiwegekatalysator angeordneten Partikelfilter kein freier Sauerstoff mehr für eine Verbrennung des in den Partikelfilter eingelagerten Rußes zur Verfügung. Die Regeneration des Partikelfilters ist daher auf Schiebebetriebsphasen mit Kraftstoffabschaltung beschränkt.
Offenbarung der Erfindung
In ihren Vorrichtungsaspekten unterscheidet sich die vorliegende Erfindung vom eingangs genannten Stand der Technik dadurch, dass die Abgasanlage eine Vorrichtung zur Einleitung von Luft in die Abgasanlage zwischen dem Dreiwegekatalysator und dem Partikelfilter aufweist. In Bezug auf ihre Verfahrensaspekte unterscheidet sich die Erfindung von dem Stand der Technik dadurch, dass eine Einleitung von Luft in die Abgasanlage zwischen dem Dreiwegekatalysator und dem Partikelfilter gesteuert wird.
Die Erfindung erlaubt damit eine Bereitstellung von Sauerstoff für eine aktive Regeneration des Partikelfilters außerhalb von Schiebebetriebsphasen mit Kraftstoffabschaltung. Dadurch wird die Begrenzung der aktiven Regeneration auf Schiebebetriebsphasen mit Kraftstoffabschaltung aufgehoben. Damit ist es möglich, die heißen Phasen nach Beschleunigungsvorgängen zum Auslösen einer Regeneration zu nutzen, auch wenn sich kein Schiebebetrieb mit Kraftstoffabschaltung anschließt. Da die Zündtemperatur u.U. bereits durch den bei Beschleunigungen großen Wärmestrom im Abgas erreicht wird, kann eine sonst durch innermotorische Maßnahmen erfolgende Aufheizung unterbleiben. Innermotorische Maßnahmen wie z.B. Lambda-Split mit spät erfolgender Einspritzung zur Auslösung exothermer Reaktionen im Abgas oder Verbrennung mit schlechtem Wirkungsgrad und dadurch heißem Abgas und großem Abgasmassenstrom (z.B. durch Spätzündung) sind mit einem Mehrverbrauch an Kraftstoff verbunden und insofern nachteilig. Außerdem muss die Partikelfiltertemperatur nicht durch motorische Maßnahmen auf einem hohen Niveau gehalten werden, bis ausreichend viele und lange Schiebebetriebsphasen aufgetreten sind. Gerade Schiebebetriebsphasen treten bei modernen benzinbetriebenen Verbrennungsmotoren immer seltener auf, da diese Verbrennungsmotoren meist mit einem niedrigem Drehzahlniveau betrieben werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verbrennungsmotors zeichnet sich dadurch aus, dass das luftseitige Ende gasleitfähig an eine Sekundärluftpumpe angeschlossen ist, mit der Luft in die Zuleitung pumpbar ist.
Durch die Verwendung der Sekundärlufteinblasung kann eine Störung des im Ansaugsystem herrschenden Ladedrucks, die durch eine Entnahme von Luft aus dem Ansaugsystem hervorgerufen werden könnte, vermieden werden. Ein weiterer Vorteil dieser Konfiguration besteht darin, dass eine kontrollierte kontinuierliche Regeneration realisiert werden kann, da der Partikelfilter in gefeuerten Phasen bei Niedriglast (und damit kleinem Ladedruck) im Regenerationsbetrieb gehalten werden kann.
Bevorzugt ist auch, dass das luftseitige Ende zwischen einem Luftverdichter und einer Drosselklappe des Ansaugsystems gasleitfähig an das Ansaugsystem angeschlossen ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auf eine zusätzliche Pumpe, zum Beispiel auf eine zusätzliche Sekundärluftpumpe, verzichtet werden kann.
Weiter ist bevorzugt, dass ein steuerbares Ventil gasleitfähig in der Zuleitung zwischen der Sekundärluftpumpe oder dem Luftverdichter und dem ersten abgasseitigen Ende der Zuleitung angeordnet ist. Diese Ausgestaltung erlaubt eine bedarfsgerechte Steuerung der Luftzufuhr zum Partikelfilter.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verbrennungsmotor zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung zur Einleitung von Luft zusätzlich zu dem ersten abgasseitigen Ende ein zweites abgasseitiges Ende aufweist und dass das zweite abgasseitige Ende stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator gasleitfähig an die Abgasanlage angeschlossen ist.
Durch diese Ausgestaltung kann ein stromaufwärts vom Partikelfilter angeordneter Dreiwegekatalysator zur Aufheizung des Partikelfilters verwendet werden. Dadurch kann bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors mit einer Luftzahl Lambda kleiner als 1 und einer Einstellung der Luftzufuhr so, dass sich im Dreiwegekatalysator eine Luftzahl gleich 1 einstellt, eine exotherme Reaktion im Dreiwegekatalysator ausgelöst werden, die eine Aufheizung des Partikelfilters ermöglicht, ohne eine Gefahr einer Überhitzung motornaher Bauteile wie einer Turbine eines Abgasturboladers in Kauf nehmen zu müssen.
Mit Bezug auf Verfahrensaspekte ist bevorzugt, dass die Steuerung der Einleitung von Luft in Abhängigkeit von einer Temperatur des Partikelfilters erfolgt, wobei die Einleitung von Luft voraussetzt, dass eine Temperatur des Partikelfilters über einer Zündtemperatur von im Partikelfilter gespeicherten Rußpartikel liegt.
Bevorzugt ist auch, dass bei einer Entnahme von in die Abgasanlage einzuleitender Luft aus dem Ansaugsystem die Entnahme so gesteuert wird, dass ein zur Einstellung eines geforderten Drehmoments des Verbrennungsmotors erforderlicher Ladedruck nicht unterschritten wird.
Weiter ist bevorzugt, dass bei einem mit einem elektrischen Zusatzverdichter ausgerüsteten Verbrennungsmotor der elektrische Zusatzverdichter eingeschaltet wird, wenn aus dem Ansaugsystem Luft zur Einleitung in die Abgasanlage entnommen wird und der Ladedruck kleiner als ein zum Einstellen eines geforderten Drehmomentes erforderlicher Ladedruck ist. Damit kann kompensiert werden, dass der Abgasturbolader unter Umständen in manchen Betriebszuständen nicht genügend Abgasenergie aufnehmen kann, um Ladedruck aufzubauen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Einleitung von Luft im gefeuerten Betrieb bei Drehmomentanforderungen erfolgt, die kleiner als ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert sind.
Bevorzugt ist auch, dass die Einleitung von Luft bei abgestelltem Verbrennungsmotor erfolgt.
Nach einer Beschleunigungsphase kann nach Abstellen des Motors durch den noch heißen Abgastrakt und damit heißem Partikelfilter eine Regeneration im Stand entstehen, die das Bauteil und evtl. auch Teile des Abgastraktes beschädigen könnte, da bauteilkritische Temperaturniveaus erreicht werden. Die Einblasung von (kalter) Frischluft kann dazu genutzt werden, dasTemperaturniveau am Partikelfilter abzusenken, um kritische Temperaturen nach dem Abstellen zu vermeiden. Wenn nach heißen Phasen des Partikelfilters je nach Beladungszustand Luft eingeblasen wird, können so kritische Zustände vermieden werden. Diese Art der Einblasung ist z.B. bei stehendem Motor durch eine Sekundärluftpumpe oder einen elektrischen Zusatzverdichter realisierbar. Durch den Massenstrom kann der Abtransport von Wärme aus dem Partikelfilter verbessert werden.
Weiter ist bevorzugt, dass zusätzlich eine Einleitung von Luft in die Abgasanlage unmittelbar stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator erfolgt und dass ein Lambdawert von in Brennräumen des Verbrennungsmotors verbranntem Kraftstoff-Luft-Gemisch so eingestellt wird, dass das daraus resultierende Abgas zusammen mit der vor den Dreiwegekatalysator eingeleiteten Luft einen Lambdawert von 1 ergibt.
Dadurch kann bei Regelung mit fettem Lambda und/oder einer Regelung des eingeblasenen Luftmassenstroms auf Abgas Lambda =1, eine gezielte Aufheizung realisiert werden, ohne dass motornahe Bauteile wie die Turbine des Verdichters geschädigt werden.
Durch Ausnutzen von heißen Phasen des Partikelfilters durch z.B. Beschleunigungsphasen und dauerhaft realisierbarer Regeneration kann eine Kraftstoff Ersparnis realisiert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das mit einer Sekundärluftpumpe als Luftverdichter arbeitet;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das mit einem Verdichter eines Abgasturboladers als Luftverdichter arbeitet;
3 eine Ausgestaltung der Vorrichtungen aus den Figuen 1 und 2; und
4 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Im Einzelnen zeigt die 1 einen Verbrennungsmotor 10 mit einem Ansaugsystem 12 und einer Abgasanlage 14, die einen Dreiwegekatalysator 16 und einen stromabwärts von dem Dreiwegekatalysator 16 angeordneten Partikelfilter 18 aufweist. Der Verbrennungsmotor 10 ist bevorzugt ein mit Benzin als Kraftstoff betreibbarer Verbrennungsmotor.
Das Ansaugsystem 12 weist in der dargestellten Ausgestaltung einen Luftfilter, einen Luftmassenmesser 22, einen Luftverdichter 24 und ein Luftmassenstellglied 26 auf. Das Luftmassenstellglied 26 ist zum Beispiel eine steuerbare Drosselklappe.
Der Verbrennungsmotor 10 weist wenigstens einen Brennraum 28 auf, der wiederholt mit Luft aus dem Ansaugsystem 12 gefüllt wird.
Ein Kraftstoffeinspritzventil 30 dient dazu, Benzin in den wenigstens einen Brennraum 28 einzuspritzen. Die resultierende Füllung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem wenigstens einen Brennraum 28 wird mit einer Zündvorrichtung 32, bspw. mit einer Zündkerze, gezündet. Aus der anschließenden Verbrennung der Brennraumfüllung resultierendes Abgas 34 wird in die Abgasanlage 14 ausgestoßen.
Die Abgasanlage 14 weist im dargestellten Beispiel eine Turbine 36 eines Abgasturboladers 38 auf. Die Turbine 36 wird vom Abgasmassenstrom angetrieben und treibt ihrerseits einen Verdichter des Luftverdichters 24 an. Der Luftverdichter 24 kann alternativ oder ergänzend zum Verdichter eines Abgasturboladers 38 auch als elektrisch angetriebener Verdichter oder Zusatzverdichter 40 oder als mechanisch angetriebener Kompressor verwirklicht sein. Im Abgasmassenstrom ist stromabwärts von der Turbine 36 der Dreiwegekatalysator 16 angeordnet. Stromabwärts von dem Dreiwegekatalysator 16 ist der Partikelfilter 18 im Abgasmassenstom angeordnet. Der Partikelfilter 18 filtert Rußpartikel aus dem Abgasmassenstrom aus. Der ausgefilterte Ruß lagert sich im Partikelfilter 18 ab und erhöht dessenStrömungswiderstand, was den Kraftstoffverbrauch erhöht. Außerdem nimmt die Filterwirkung mit zunehmender Rußbeladung ab. Aus diesem Grund muss der Partikelfilter 18 wiederholt regeneriert werden. Die Regeneration erfolgt durch Verbrennung des Rußes bei hoher Abgastemperatur in einer freien Sauerstoff enthaltenden Abgasatmosphäre.
Die Abgasanlage14 weist eine Vorrichtung 42 zur Einleitung von Luft in die Abgasanlage 14 zwischen dem Dreiwegekatalysator 16 und dem Partikelfilter 18 auf. Mit dieser Vorrichtung 42 kann bedarfsweise Luft in den Abgasmassenstrom eingeleitet werden, der in den Partikelfilter 18 einströmt. Benzinbetriebene Verbrennungsmotoren werden zur Optimierung der Abgasreinigung im Dreiwegekatalysator 16 in der Regel mit stöchiometrischer Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches betrieben. Dann enhält der Abgasmassenstrom stromabwärts vom Dreiwegekatalysator 16 praktisch keinen freien Sauerstoff. Die Vorrichtung 42 zur Einleitung von Luft weist eine Zuleitung 44 auf, die wenigstens ein erstes abgasseitiges, an die Abgasanlage 14 gasleitfähig angeschlossenes Ende 46 und ein luftseitiges Ende 48 auf, über das Luft in die Zuleitung 44 und die Abgasanlage 14 einleitbar ist. Über diese Zuleitung 44 kann dem Abgasmassenstrom der für die Regneration des Partikelfilters 18 erforderliche Sauerstoff als Bestandteil der eingeleiteten Luft zugeführt werden.
In der Ausgestaltung, die in der 1 dargestellt ist, ist das luftseitige Ende 48 der Zuleitung 44 gasleitfähig an eine Sekundärluftpumpe 50 als Luftverdichter angeschlossen, mit der Luft in den Abgasmassenstrom vor den Partikelfilter 18 pumpbar ist.
Im Luftstrom hinter der Sekundärluftpumpe 50 ist ein Luftventil 52 angeordnet, dass parallel zum Einschalten der Sekundärluftpumpe 50 für eine Zufuhr von Luft zum Abgas geöffnet und zum Sperren einer Luftzufuhr zum Abgas geschlossen werden kann. Bei dieser Ausgestaltung wird die einzuleitende Luft nicht aus dem Ansaugsystem 12, sondern aus der Umgebung des Verbrennungsmotors 10 entnommen.
In der 2 ist eine Ausgestaltung dargestellt, bei der das luftseitige Ende 48 zwischen einem Luftverdichter 24 und einer Drosselklappe 26 des Ansaugsystems 12 gasleitfähig an das Ansaugsystem 12 angeschlossen ist. Ein steuerbares Ventil 54 ist gasleitfähig in der Zuleitung 44 zwischen dem Luftverdichter 24 und dem ersten abgasseitigen Ende 46 der Zuleitung 44 angeordnet. Das steuerbare Ventil 54 kann für eine Zufuhr von Luft zum Abgas geöffnet und zum Sperren einer Luftzufuhr zum Abgas geschlossen werden. Bei dieser Ausgestaltung wird die einzuleitende Luft aus dem Ansaugsystem 12 entnommen. Der Luftverdichter 24 kann alternativ oder ergänzend zum Verdichter eines Abgasturboladers 38 auch als elektrisch angetriebener Verdichter oder Zusatzverdichter 40 oder als mechanisch angetriebener Kompressor verwirklicht sein.
3 zeigt eine Ausgestaltung, die sowohl mit einer Entnahme der dem Abgasmassenstrom zuzuführenden Luft aus der Umgebung als auch mit einer Entnahme der dem Abgasmassenstrom zuzuführenden Luft aus dem Ansaugsystem 12 kompatibel ist. Diese Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung zur Einleitung von Luft zusätzlich zu dem ersten abgasseitigen Ende 46 ein zweites abgasseitiges Ende 47 aufweist und dass das zweite abgasseitige Ende 47 stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator 16 gasleitfähig an die Abgasanlage 14 angeschlossen ist.
Ein in den 1 bis 3 dargestelltes Steuergerät 56 steuert den Verbrennungsmotor 10 und verarbeitet dazu Signale von Sensoren des Verbrennungsmotors 10 und gibt Steuersignale zur Steuerung des Verbrennungsmotors 10 an die Stellglieder des Verbrennungsmotors aus. Zu den Sensoren gehören in den dargstellten Ausgestaltungen der Luftmassenmesser 22, ein die Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 erfassender Drehzahlsensor 58 und ein Fahrerwunschgeber 60, der Drehmomentanforderungen eines Fahrers erfasst. Diese Auflistung ist nicht abschließend. Der Verbrennungsmotor 10 kann weitere Sensoren aufweisen, insbesondere Sensoren, die Drücke und Temperaturen erfassen. So kann zum Beispiel ein zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Partikelfilters 18 herrschender Differenzdruck als Maß für den Beladungszustand des Partikelfilters 18 ausgewertet werden. Der Differenzdruck steigt mit zunehmender Beladung an. Eine am Eingang des Partikelfilters 18 oder im Partikelfilter 18 gemessene Abgastemperatur kann dazu verwendet werden, festzustellen, ob die Temperatur ausreichend hoch ist, um eine Zündung von eingelagertem Ruß auszulösen. Die Temperaturen und/oder Drücke können alternativ oder ergänzend aber auch vom Steuergerät 56 aus Signalen anderer Sensoren mit Rechenmodellen modelliert werden.
Zu den Stellgliedern gehören in den dargestellten Ausgestaltungen insbesondere die gasleitfähigen Ventile 52, 54, die zur Steuerung der Einleitung von Luft zum Abgasmassenstrom dienen, die in einer Ausgestaltung vorhandene Sekundärluftpumpe 50 und der in einer weiteren Ausgestaltung vorhandene elektrisch angetriebene Zusatzverdichter 40 sowie eine elektrisch steuerbare Kupplung eines mechanisch angetriebenen Kompressors. Darüber hinaus gehören das Luftmassenstellglied 26, die Einspritzventile 30 und die Zündvorrichtungen 32 zu den vom Steuergerät 56 steuerbaren Stellgliedern. Auch diese Auflistung ist nicht abschließend gemeint.
4 zeigt ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Aus einem Hauptprogramm 100 zur Steuerung des Verbrennungsmotors heraus wird ein Schritt 102 erreicht, in dem überprüft wird, ob Bedingungen erfüllt sind, unter denen eine Einleitung von Luft in den Abgasmassenstrom, der in den Partikelfilter strömt, erfolgen soll. Das Vorliegen dieser Bedingungen setzt insbesondere voraus, dass eine gemessene oder modellierte Temperatur des Partikelfilters einer Zündtemperatur von im Partikelfilter gespeicherten Rußpartikeln liegt.
In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung wird ein gefeuerter Betrieb bei Drehmomentanforderungen vorausgesetzt, die kleiner als ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert sind.
In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung wird vorausgesetzt, dass der Verbrennungsmotor abgestellt ist und eine Einleitung von Luft zur Kühlung des Partikelfilters erwünscht ist.
Wenn die Bedingungen erfüllt sind, verzweigt das Programm in den Schritt 104, in dem eine Einleitung von Luft in den Abgasmassenstrom ausgelöst oder aufrechterhalten und gesteuert wird. Das Auslösen erfolgt je nach Ausgestaltung durch Einschalten der Sekundärluftpumpe oder Öffnen eines oder aller gasleitfähigen Ventile, ggf. zusätzlich durch Einschalten des elektrischen Zusatzverdichters oder Kompressors.
Die im Schritt 104 erfolgende Steuerung erfolgt bei einer Vorrichtung, die einen Abgasturbolader als Luftverdichter aufweist, so, dass ein zur Einstellung eines geforderten Drehmoments des Verbrennungsmotors erforderlicher Ladedruck nicht unterschritten wird. Wenn die Gefahr besteht, dass bei der Entnahme von Luft ein zum Einstellen eines geforderten Drehmomentes erforderlicher Ladedruck des Abgasturboladers unterschritten wird und wenn ein elektrischer Zusatzverdichter vorhanden ist, wird dieser eingeschaltet. Dadurch kann ein unerwünschtes Absinken des Ladedrucks verhindert oder verringert werden. Der elektrische Zusatzverdichter wird wieder ausgeschaltet, wenn die Gefahr nicht mehr besteht. Der Ladedruck ist bei modernen Motorsteuerungen im Steuergerät durch Messung oder Modellierung bekannt.
Bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der zusätzlich zu einer zwischen dem Dreiwegekatalysator und dem Partikelfilter erfolgenden Einleitung von Luft in den Abgasmassenstrom eine Einleitung von Luft in die Abgasanlage unmittelbar stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator erfolgt, wird ein Lambdawert von in Brennräumen des Verbrennungsmotors verbranntem Kraftstoff-Luft-Gemisch so eingestellt, dass das daraus resultierende Abgas zusammen mit der vor den Dreiwegekatalysator eingeleiteten Luft einen Lambdawert von 1 ergibt. Dadurch wird eine im Dreiwegekatalysator exotherm reagierende Abgasatmosphäre erzeugt, deren Reaktionswärme den stromabwärts liegenden Partikelfilter aufheizt, um eine Zündtemperatur zu erreichen oder aufrechtzuerhalten.
Im Schritt 106 wird während der Einleitung von Luft wiederholt überpüft, ob eine weitere Einleitung von Luft erfolgen soll. Wenn das nicht der Fall ist, wird die Einleitung von Luft im Schritt 108 beendet und das Verfahren kehrt in das im Schritt 100 ablaufende Hauptprogramm zurück.

Claims

Verbrennungsmotor (10) mit einem Ansaugsystem (12) und einer Abgasanlage (14), die einen Dreiwegekatalysator (16) und einen stromabwärts von dem Dreiwegekatalysator (16) angeordneten Partikelfilter (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (14) eine Vorrichtung (42) zur Einleitung von Luft in die Abgasanlage (14) zwischen dem Dreiwegekatalysator (16) und dem Partikelfilter (18) aufweist.
Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (42) zur Einleitung von Luft eine Zuleitung (44) aufweist, die wenigstens ein erstes abgasseitiges, an die Abgasanlage (14) gasleitfähig angeschlossenes Ende (46) und ein luftseitiges Ende (48) aufweist, über das Luft in die Zuleitung (44) und die Abgasanlage (14) einleitbar ist.
Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das luftseitige Ende (48) gasleitfähig an eine Sekundärluftpumpe (50) angeschlossen ist, mit der Luft in die Zuleitung (44) pumpbar ist.
Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das luftseitige Ende (46) zwischen einem Luftverdichter (24) und einem Luftmassenstellglied (26) des Ansaugsystems (12) gasleitfähig an das Ansaugsystem (12) angeschlossen ist.
Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein steuerbares Ventil (52; 54) gasleitfähig in der Zuleitung (44) zwischen der Sekundärluftpumpe (50) oder dem Luftverdichter (24) und dem ersten abgasseitigen Ende (46) der Zuleitung (44) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (42) zur Einleitung von Luft zusätzlich zu dem ersten abgasseitigen Ende (46) ein zweites abgasseitiges Ende (47) aufweist und dass das zweite abgasseitige Ende (47) stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator (16) an die Abgasanlage (14) angeschlossen ist.
Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (10), der ein Ansaugsystem (12) und eine Abgasanlage (14) aufweist, die einen Dreiwegekatalysator (16) und einen stromabwärts von dem Dreiwegekatalysator (16) angeordneten Partikelfilter (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einleitung von Luft in die Abgasanlage (14) zwischen dem Dreiwegekatalysator (16) und dem Partikelfilter (18) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Einleitung von Luft in Abhängigkeit von einer Temperatur des Partikelfilters (18) erfolgt, wobei die Einleitung von Luft voraussetzt, dass eine Temperatur des Partikelfilters (18) über einer Zündtemperatur von im Partikelfilter (18) gespeicherten Rußpartikel liegt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Entnahme von in die Abgasanlage (14) einzuleitender Luft aus dem Ansaugsystem (12) die Entnahme so gesteuert wird, dass ein zur Einstellung eines geforderten Drehmoments des Verbrennungsmotors (10) erforderlicher Ladedruck nicht unterschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem mit einem elektrischen Zusatzverdichter (40) ausgerüsteten Verbrennungsmotor (10) der elektrische Zusatzverdichter (40) eingeschaltet wird, wenn aus dem Ansaugsystem (12) Luft zur Einleitung in die Abgasanlage (14) entnommen wird und der Ladedruck kleiner als ein zum Einstellen eines geforderten Drehmomentes erforderlicher Ladedruck ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung von Luft im gefeuerten Betrieb bei Drehmomentanforderungen erfolgt, die kleiner als ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung von Luft bei abgestelltem Verbrennungsmotor (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Einleitung von Luft in die Abgasanlage (14) unmittelbar stromaufwärts von dem Dreiwegekatalysator (26) erfolgt und dass ein Lambdawert von in Brennräumen (28) des Verbrennungsmotors (10) verbranntem Kraftstoff-Luft-Gemisch so eingestellt wird, dass das daraus resultierende Abgas zusammen mit der vor den Dreiwegekatalysator (16) eingeleiteten Luft einen Lambdawert von 1 ergibt.