DE10261877A1 - Verfahren zum betreiben einer Brennkraftmaschine mit Partikelfilter - Google Patents

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    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei ein im Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordneter Partikelfilter bedarfsweise regeneriert wird. Hierbei wird im Betrieb der Brennkraftmaschine über eine vorbestimmte Zeitdauer ein Lambda-Wert eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zwischen einem Wert kleiner 1 und einem Wert größer 1 derart periodisch hin und her geändert, daß eine Temperatur des Partikelfilters mittels einer Abgaserhitzung auf einen Wert erhöht wird, bei dem eine Regeneration des Partikelfilters erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei ein im Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordneter Partikelfilter bedarfsweise regeneriert wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zur Reduktion eines Ausstoßes von Rußpartikeln ist es bei Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen bekannt, im Abgasstrang einen Dieselpartikelfilter vorzusehen. Dieser muß in regelmäßigen Abständen regeneriert werden, d.h. die im Partikelfilter eingelagerten Rußpartikel müssen abgebrannt werden, damit ein durch den zunehmenden Widerstand des mehr und mehr zugesetzten Partikelfilters entstehender Abgasgegendruck nicht zu hoch wird. In der Mehrzahl aller denkbaren Fahrsituationen reicht die motorisch erzeugte Temperatur des Dieselpartikelfilters jedoch nicht aus, um zuverlässig eine Regeneration des Partikelfilters einzuleiten. Das Abgas des Dieselmotors ist überwiegend zu kalt. Nur bei mit hoher Last betriebenen Fahrzeugen kann diese motorische Regeneration ausreichen.
  • Aus der DE 199 45 260 A1 ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Reduktion von Stickoxiden und Rußpartikeln eines Dieselmotors bekannt. Hierbei wird eine gesteuerte Reduktion in einem NOx-Speicherkatalysator bei Lambda < 1 dazu genutzt, eine Abgaserhitzung über die Dieselabgastemperatur hinaus zu erzielen, so daß ein Abbrennen von Rußpartikeln in einem Partikelfilter erfolgt. Zusätzlich ist vorgesehen, mittels einer Oxidationsreaktion von HC in einem Oxidationskatalysator oder mittels gesonderter Kraftstoffeindüsung in das Dieselabgas eine entsprechende Abgaserhitzung zu erzielen, die ein Abbrennen von Rußpartikeln in einem Partikelfilter ermöglicht.
  • Aus der DE 199 45 372 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Regeneration eines Partikelfilters bekannt. Über ein Kennfeld oder Modell wird ein Beladungszustand des Partikelfilters überwacht und bei Bedarf eine Regeneration eingeleitet. Dies erfolgt beispielsweise mittels motorischer Maßnahmen, die insbesondere eine Steuerung der Drosselklappe oder eine Steuerung des Verbrennungsvorgangs des Luft-Kraftstoff-Gemisches umfassen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Aufheizung des Dieselpartikelfilters durch innermotorische Maßnahmen eine Regeneration des Dieselpartikelfilters wirksam und betriebssicher einleitet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Betrieb der Brennkraftmaschine über eine vorbestimmte Zeitdauer ein Lambda-Wert eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zwischen einem Wert kleiner 1 und einem Wert größer 1 derart periodisch hin und her geändert wird, daß eine Temperatur des Partikelfilters mittels einer Abgaserhitzung auf einen Wert erhöht wird, bei dem eine Regeneration des Partikelfilters erfolgt.
  • Dies hat den Vorteil, daß eine wirksame Aufheizmaßnahme zur Steuerung der Temperatur des Dieselpartikelfilters zur Verfügung steht, welche eine Regeneration des Dieselpartikelfilters sicher einleitet. Zusätzlich wird das Umsetzen von Schadstoffen während der Regeneration unterstützt.
  • Zweckmäßigerweise wird die periodische Änderung so lange durchgeführt, bis die Regeneration des Partikelfilters abgeschlossen ist.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Temperatur des Partikelfilters und/oder im Abgasstrang vor dem Partikelfilter mittels eines Sensors überwacht. Alternativ oder zusätzlich wird die Temperatur des Partikelfilters durch ein geeignetes Modell berechnet.
  • Zweckmäßigerweise wird die periodische Änderung des Lambda-Wertes in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und/oder der Temperatur des Partikelfilters gesteuert und/oder beendet.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist es zur Regeneration eines Partikelfilters, beispielsweise eines Dieselpartikelfilters eines Dieselmotors, vorgesehen, den Lambda-Wert um den Wert 1 herum periodisch hin und her zu verschieben, d.h. zu wobbeln. Hierdurch wird eine Erhöhung der Temperatur des Abgases erzielt, welches dann den Partikelfilter aufheizt, bis dieser eine Temperatur erreicht, bei der ein Abbrand von eingelagerten Partikeln einsetzt. Durch weiteres Lambda-Wobbeln wird dann die erhöhte Temperatur im Abgas und damit im Partikelfilter aufrecht erhalten, bis eine ausreichende Regeneration des Partikelfilters erzielt ist.
  • Während des Lambda-Wobbelns wird die Temperatur im Partikelfilter und/oder im Abgasstrang vor dem Partikelfilter überwacht. Hierzu sind beispielsweise entsprechende Sensoren vorgesehen, die die aktuelle Temperatur messen. Alternativ oder zusätzlich wird die Temperatur mittels eines geeigneten Modells berechnet. Die derart gemessene oder berechnete Abgas- oder Partikelfiltertemperatur wird dann zur Steuerung bzw. Beendigung des Lambda-Wobbelns nach Erreichen einer vorbestimmten Grenztemperatur benutzt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet zusätzlich die Möglichkeit, ebenfalls die bei einer Regeneration freigesetzten, odorisch aktiven Produkte, wie nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffe, umzusetzen und damit chemisch sowie geruchsmäßig zu neutralisieren. Vorteilhaft ist dies insbesondere deswegen, weil geplant ist, die bei einer diskontinuierlich arbeitenden Abgasnachbehandlungsmaßnahme, wie einem NOx-Speicherkatalysator, einem CRT-Katalysator oder einem Dieselpartikelfilter während einer Regeneration aus dem speichernden Katalysator oder Dieselpartikelfilter freigesetzten Schadstoffe anteilig für die Grenzwerteinhaltung mit zu berechnen.
    •

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei ein im Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordneter Partikelfilter bedarfsweise regeneriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb der Brennkraftmaschine über eine vorbestimmte Zeitdauer ein Lambda-Wert eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zwischen einem Wert kleiner 1 und einem Wert größer 1 derart periodisch hin und her geändert wird, daß eine Temperatur des Partikelfilters mittels einer Abgaserhitzung auf einen Wert erhöht wird, bei dem eine Regeneration des Partikelfilters erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Änderung so lange durchgeführt wird, bis die Regeneration des Partikelfilters abgeschlossen ist.
  3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Partikelfilters und/oder im Abgasstrang vor dem Partikelfilter mittels eines Sensors überwacht wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Partikelfilters durch ein geeignetes Modell berechnet wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Abgastemperatur und/oder der Temperatur des Partikelfilters die periodische Änderung des Lambda-Wertes gesteuert und/oder beendet wird.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikelfilter ein Dieselpartikelfilter ist.
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