DE112007000672T5 - Vorrichtung, System und Verfahren zur Partikelfilterregeneration - Google Patents

Vorrichtung, System und Verfahren zur Partikelfilterregeneration Download PDF

Info

Publication number
DE112007000672T5
DE112007000672T5 DE112007000672T DE112007000672T DE112007000672T5 DE 112007000672 T5 DE112007000672 T5 DE 112007000672T5 DE 112007000672 T DE112007000672 T DE 112007000672T DE 112007000672 T DE112007000672 T DE 112007000672T DE 112007000672 T5 DE112007000672 T5 DE 112007000672T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust
exhaust gases
temperature
bypass
gases
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.)
Granted
Application number
DE112007000672T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112007000672B4 (de
Inventor
James C. Columbus Clerc
Bruce A. Columbus Watson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cummins Filtration IP Inc
Original Assignee
Cummins Filtration IP Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cummins Filtration IP Inc filed Critical Cummins Filtration IP Inc
Publication of DE112007000672T5 publication Critical patent/DE112007000672T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112007000672B4 publication Critical patent/DE112007000672B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/033Exhaust 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 in combination with other devices
    • F01N3/035Exhaust 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 in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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
    • F01N3/025Exhaust 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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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
    • F01N3/025Exhaust 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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253Exhaust 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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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
    • F01N3/025Exhaust 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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253Exhaust 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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F01N3/0256Exhaust 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 using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases the fuel being ignited by electrical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/36Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
einen Hauptabgaskanal, der konfiguriert ist, um Abgase von einem Motor weg zu leiten;
einen Umgehungsabgaskanal, der mit dem Hauptabgaskanal gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Abgase von dem Hauptabgaskanal weg zu leiten und nachfolgend die Abgase wieder in den Hauptabgaskanal einzuführen, bevor die Abgase durch einen Partikelfilter strömen;
eine Verbrennungsvorrichtung, die mit einer inneren Oberfläche des Umgehungsabgaskanals gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die Abgase zu entzünden und die Temperatur der Abgase zu erhöhen;
wobei der Partikelfilter in den Hauptabgaskanal integriert ist und dem Umgehungsabgaskanal nachgeschaltet positioniert ist, wobei der Partikelfilter konfiguriert ist, um Partikel aus den Abgasen zu entfernen; und
ein Regenerationsmodul, das konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Abgasvariablen zu überwachen und ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen selektiv einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal umzuleiten.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Partikelfiltersysteme und bezieht sich insbesondere auf Partikelfilterregeneration.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Partikelemissionsstandards, die von der Umweltschutzagentur (EPA – Environmental Protection Agency) festgelegt werden, verlangen, dass alle Stadtbusse und schweren Lastwagen weniger als 0,1 g/PS-Std. Partikelsubstanz ausstoßen. Partikel sind von der EPA definiert als jede Substanz außer Kondenswasser im Abgas eines Verbrennungsmotors, die durch einen Standardfilter nach Verdünnung mit Umgebungsluft bei einer Temperatur von 125°F (ca. 51,7°C) aufgefangen werden kann. In dieser Definition enthalten sind agglomerierte Kohlenstoffpartikel, absorbierte Kohlenwasserstoffe, einschließlich bekannter Karzinogene, und Sulfate.
  • Diese Partikel weisen eine sehr geringe Größe auf, wobei der mediane Massendurchmesser 0,5–1 Mikrometer beträgt, und haben eine sehr geringe Rohdichte. Im Laufe der Lebensdauer eines durchschnittlichen Fahrzeugs werden pro 100.000 Meilen (ca. 170.000 km) Motorbetrieb etwa 20 Kubikfuß (ca. 566 l) Partikelsubstanz ausgestoßen, die zurückgehalten werden müssen. Dies entspricht etwa 100 Pfund (ca. 45 kg) oder mehr Partikelsubstanz, je nach Fahrzeugtyp. Es ist klar, dass diese Partikelsubstanz nicht im Fahrzeug gelagert werden kann, da ein Pfund Partikel ein Volumen von ca. 350 Kubikzoll (ca. 5,7 l) einnimmt. Deshalb besteht Bedarf an einem Filtrierungssystem, das diese Partikel sowohl effizient als auch zuverlässig aus der Abgasemission dieser Fahrzeuge entfernt.
  • Eine solche Lösung besteht in einer elektrischen Heizvorrichtung und einem Katalysatorbett. Bei normalen Fahrbedingungen strömt Abgas aus einem Verbrennungsmotor durch einen äußeren Durchlass und strömt weiter durch einen Filter, der am Ende des Systems positioniert ist, wobei ein Teil der Partikelsubstanz im Abgas zurückgehalten wird und der Rest in die Atmosphäre freigesetzt wird. Wenn das System erfasst, dass eine ausreichende Menge an Partikeln aufgefangen wurde, wird ein Teil des Abgasstroms so geleitet, dass derselbe durch einen inneren Durchfluss und durch eine elektrische Heizvorrichtung und ein Katalysatorbett strömt. Das Katalysatorbett ist mit einer Ansaugvorrichtung ausgestattet, die Treibstoff mit dem Abgasstrom vermischt, um die Temperatur des Katalysatorbetts auf etwa 1200°F (ca. 650°C) zu erhöhen. Diese Temperatur reicht aus, um zu bewirken, dass die in dem Filter zurückgehaltenen Kohlenstoffpartikel zu brennen anfangen. Nach Abschluss dieses Verbrennungszyklus werden die Abgase wieder durch den äußeren Durchlass geleitet. Es sei darauf hingewiesen, dass der überschüssige Abgasstrom während des Verbrennungszyklus direkt in die Atmosphäre abgegeben wird. Dadurch dass das Katalysatorbett zwischen dem wiederaufzubereitenden Filter und der Treibstoffzufuhr positioniert ist, ist das Katalysatorbett direkt dem angesaugten Treibstoff und extrem hohen Temperaturen ausgesetzt. Dies kann zur störenden Bildung von Sulfaten und möglicherweise zum Ausbrennen des Katalysators führen, was teure Reparaturen nach sich zieht oder das Auswechseln des gesamten Systems erfordert.
  • Eine weitere Lösung besteht darin, einen Katalysator einer Partikelrückhaltevorrichtung vorgelagert zu positionieren und den Katalysator direkt angesaugtem Treibstoff auszusetzen. Dieser Treibstoff wird mit einem Teil der Abgase kombiniert und durch den Katalysator ausgebreitet und auf eine Temperatur von 600°C aufgeheizt. Diese erhitzte Mischung wird dann durch die Partikelrückhaltevorrichtung geleitet, um die darin zurückgehaltene Partikelsubstanz zu oxidieren. Wieder können sich dadurch, dass der Katalysator dem angesaugten Treibstoff und den hohen Temperaturen ausgesetzt ist, unerwünschte Sulfate darauf bilden, und es kann möglicherweise zum Ausbrennen des Katalysators kommen.
  • Ein weiterer Versuch, ausgestoßene Partikel in einer Partikelrückhaltevorrichtung und einem System zur Regeneration der Partikelrückhaltevorrichtung aufzufangen, umfasst eine Partikelrückhaltevorrichtung, die in einem Abgasstrom positioniert ist, und zwar einer Dieseltreibstoffverbrennungsvorrichtung nachgeschaltet, die zum Zweck des Wiederaufbereitens der Partikelrückhaltevorrichtung verwendet wird. Während des normalen Betriebs werden Motorabgase durch die Partikelrückhaltevorrichtung zu einem Schalldämpfer, der dieser nachgeschaltet ist, geleitet und dann in die Atmosphäre freigesetzt. Wenn durch das Steuersystem ein ausreichender Druckanstieg erfasst wird, beginnt der Regenerationszyklus. Dann werden die Abgase durch die Umgehungsleitung und durch den Schalldämpfer geleitet und in die Atmosphäre ausgestoßen. Dieseltreibstoff wird in der Dieseltreibstoffverbrennungsvorrichtung angesaugt, um eine Treibstoff-Luft-Mischung zu bilden, die ansprechend auf die von dem Steuersystem erfasste Bedingung durch eine Zündkerze entzündet wird. Die brennende Mischung wird auf einer Temperatur zwischen 1200°F und 1400°F (ca. 650–760°C) gehalten, um die in der Rückhaltevorrichtung zurückgehaltenen Partikel gründlich zu oxidieren. Die Mischung und die Partikel entfernen sich aus der Rückhaltevorrichtung und werden dann ebenfalls in die Atmosphäre ausgestoßen. Dabei werden diese Partikel zusammen mit den Abgasen, die während des Regenerationszyklus ausgestoßen werden, ohne weitere Behandlung direkt in die Atmosphäre abgegeben. Diese unbehandelten Emissionen können zu nachweisbaren Partikeln, die die EPA-Standards überschreiten, führen.
  • Wie aus den obigen Ausführungen deutlich wird, besteht ein dringender Bedarf an einer Abgaspartikelrückhaltevorrichtung und einem Regenerationssystem, die beide die Menge emittierter Partikel von Dieselmotorabgasen erheblich und zuverlässig reduzieren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt als Reaktion auf den derzeitigen Stand der Technik und insbesondere als Reaktion auf die Probleme und Erfordernisse in der Technik, die durch derzeit verfügbare Partikelfilterregenerationssysteme noch nicht vollständig gelöst wurden. Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung entwickelt, um eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zur Partikelfilterregeneration zu schaffen, die viele oder alle der im Vorhergehenden erörterten Mängel in der Technik beseitigen.
  • Die Vorrichtung zur Regeneration von Partikelfiltern ist mit einer Logikeinheit ausgestattet, die eine Mehrzahl von Modulen enthält, die konfiguriert sind, um die notwendigen Schritte einer Partikelfilterregeneration funktionell auszuführen. Diese Module umfassen bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen einen Hauptabgaskanal, der konfiguriert ist, um Abgase von einem Motor weg zu leiten, und einen Umgehungsabgaskanal, der mit dem Hauptabgaskanal gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Abgase von dem Hauptabgaskanal weg zu leiten und nachfolgend die Abgase wieder in den Hauptabgaskanal einzuführen, bevor die Abgase durch einen Partikelfilter strömen.
  • Die Vorrichtung kann auch eine Verbrennungsvorrichtung umfassen, die mit einer inneren Oberfläche des Umgehungsabgaskanals gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die Abgase zu entzünden und die Temperatur der Abgase zu erhöhen, und wobei der Partikelfilter in den Hauptabgaskanal integriert ist und dem Umgehungsabgaskanal nachgeschaltet positioniert ist. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung ein Regenerationsmodul, das konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Abgasvariablen zu überwachen und ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen selektiv einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal umzuleiten.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner ein Ventil auf, das sich in Kommunikation mit dem Regenerationsmodul befindet und konfiguriert ist, um ansprechend auf einen Befehl von dem Regenerationsmodul einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten. Das Regenerationsmodul kann konfiguriert sein, um dem Ventil den Befehl zu geben, Abgase in der Größenordnung zwischen etwa 5 und 25 Prozent durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten.
  • Die Verbrennungsvorrichtung kann konfiguriert sein, um die Temperatur der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhöhen, und die Differenz zwischen einer Anfangstemperatur der Abgase und einer Temperatur nach der Verbrennungsvorrichtung liegt in der Größenordnung zwischen etwa 100 und 400 Grad Celsius. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung eine Einspritzvorrichtung, die konfiguriert ist, um nicht entzündeten Treibstoff in die Umgehungsabgaskammer einzuspritzen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Abgasvariablen aus einer Gruppe ausgewählt, die Temperatur, Druck, Sauerstoffgehalt, Stickoxidgehalt und Durchfluss umfasst.
  • Ein System der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls präsentiert, um Partikelfilter wiederaufzubereiten. Insbesondere umfasst das System bei einem Ausführungsbeispiel ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der mit einem Getriebe gekoppelt ist, einen Hauptabgaskanal, der konfiguriert ist, um Abgase von dem Verbrennungsmotor weg zu leiten, und einen Umgehungsabgaskanal, der mit dem Hauptabgaskanal gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Abgase von dem Hauptabgaskanal weg zu leiten und nachfolgend die Abgase wieder in den Hauptabgaskanal einzuführen.
  • Das System umfasst auch eine Verbrennungsvorrichtung, die mit einer inneren Oberfläche des Umgehungsabgaskanals gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die Abgase zu entzünden und nachfolgend die Temperatur der Abgase zu erhöhen, und einen Partikelfilter, der in den Hauptabgaskanal integriert ist und dem Umgehungsabgaskanal nachgeschaltet positioniert ist, wobei der Partikelfilter konfiguriert ist, um Partikel aus den Abgasen zu entfernen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das System ein Regenerationsmodul, das konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Abgasvariablen zu überwachen und ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen selektiv einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal umzuleiten.
  • Ein Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls zur Partikelfilterregeneration präsentiert. Das Verfahren umfasst bei den offenbarten Ausführungsbeispielen im Wesentlichen die Schritte, die nötig sind, um die Funktionen auszuführen, die im Vorhergehenden mit Bezug auf den Betrieb der Vorrichtung und des Systems, die beschrieben sind, dargestellt wurden. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren ein Leiten von Abgasen weg von einem Verbrennungsmotor, ein Leiten von Abgasen weg von einem Hauptabgaskanal und ein nachfolgendes Wiedereinführen der Abgase in den Hauptabgaskanal.
  • Das Verfahren kann auch ein Entzünden der Abgase, ein nachfolgendes Erhöhen der Temperatur der Abgase, ein Entfernen von Partikeln aus den Abgasen und ein Überwachen einer Mehrzahl von Abgasvariablen und ein selektives Umleiten eines Teils der Abgase durch einen Umgehungsabgaskanal ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen umfassen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren ein Leiten eines Teils der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal ansprechend auf einen Befehl von einem Regenerationsmodul. Das Verfahren kann auch ein Erhöhen der Temperatur der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur und ein Einspritzen von nicht entzündetem Treibstoff in die Umgehungsabgaskammer umfassen.
  • Eine Bezugnahme in dieser Beschreibung auf Merkmale, Vorteile oder ähnliche Ausdrucksweisen impliziert nicht, dass alle Merkmale und Vorteile, die mit der vorliegenden Erfindung realisiert werden können, sich in einem einzigen Ausführungsbeispiel der Erfindung finden sollten oder zu finden sind. Stattdessen sollen Ausdrucksweisen, die sich auf die Merkmale und Vorteile beziehen, bedeuten, dass ein spezifisches Merkmal, ein spezifischer Vorteil oder eine spezifische Charakteristik, die in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, in zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit können sich eine Erörterung der Merkmale und Vorteile und ähnliche Ausdrucksweisen in dieser Beschreibung auf das gleiche Ausführungsbeispiel beziehen, müssen aber nicht.
  • Außerdem können die beschriebenen Merkmale, Vorteile und Charakteristika der Erfindung auf jede beliebige geeignete Weise in einem oder mehr Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Ein Fachmann in der relevanten Technik wird erkennen, dass die Erfindung praktiziert werden kann, obwohl ein oder mehr spezifische Merkmale oder Vorteile eines bestimmten Ausführungsbeispiels fehlen. In anderen Fällen können bei bestimmten Ausführungsbeispielen zusätzliche Merkmale und Vorteile erkannt werden, die eventuell nicht bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung vorhanden sind.
  • Diese Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen deutlicher oder können bei der Praktizierung der Erfindung, wie sie im Folgenden dargelegt ist, erfahren werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Damit die Vorteile der Erfindung gut zu verstehen sind, wird eine genauere Beschreibung der im Vorhergehenden kurz beschriebenen Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele gegeben, die in den angehängten Zeichnungen dargestellt sind. Mit Hinweis darauf, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen und deshalb nicht als Einschränkung ihres Schutzbereichs zu betrachten sind, wird die Erfindung unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen genauer und detaillierter beschrieben und erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs darstellt, das ein Partikelfilterregenerationssystem aufweist;
  • 2 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Partikelfilterregeneration gemäß dem Stand der Technik darstellt;
  • 3 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 5 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Systems zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 6 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Systems zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • 7 ein schematisches Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 700 zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Viele der in dieser Beschreibung beschriebenen funktionellen Einheiten werden als Module bezeichnet, um ihre Implementierungsunabhängigkeit besonders hervorzuheben. Zum Beispiel kann ein Modul als eine Hardware-Schaltung implementiert sein, die kundenspezifische VLSI-Schaltungen oder Gate-Arrays, serienmäßige Halbleiter, wie z. B. Logikchips, Transistoren oder andere diskrete Komponenten aufweist. Ein Modul kann auch in programmierbaren Hardware-Vorrichtungen implementiert sein, wie z. B. feldprogrammierbare Gate-Arrays, programmierbare Array-Logik, programmierbare Logikvorrichtungen oder dergleichen.
  • Module können auch in Software zur Ausführung durch verschiedene Prozessortypen implementiert sein. Ein identifiziertes Modul ausführbaren Codes kann z. B. ein oder mehr physikalische oder logische Blöcke von Computeranweisungen aufweisen, die z. B. als ein Objekt, eine Prozedur oder eine Funktion organisiert sein können. Trotzdem müssen die ausführbaren Elemente eines identifizierten Moduls nicht physisch zusammen angeordnet sein, sondern können unterschiedliche Anweisungen aufweisen, die an unterschiedlichen Orten gespeichert sind und die, wenn dieselben logisch miteinander verbunden werden, das Modul darstellen und den angegebenen Zweck für das Modul erfüllen.
  • Tatsächlich kann es sich bei einem Modul ausführbaren Codes um eine einzige Anweisung oder viele Anweisungen handeln, oder dasselbe kann sogar über mehrere unterschiedliche Codesegmente, über verschiedene Programme und über mehrere Speichervorrichtungen verteilt sein. Auf ähnliche Weise können Betriebsdaten hier in Modulen identifiziert und dargestellt sein, und dieselben können in jeder beliebigen geeigneten Form ausgeführt und in jedem beliebigen geeigneten Datenstrukturtyp organisiert sein. Die Betriebsdaten können als ein einziger Datensatz gesammelt sein, oder dieselben können über verschiedene Orte, einschließlich über verschiedene Speichervorrichtungen, verteilt sein, und dieselben können zumindest teilweise lediglich als elektronische Signale in einem System oder Netzwerk existieren.
  • In dieser Beschreibung bedeutet eine Bezugnahme auf „ein Ausführungsbeispiel" oder eine ähnliche Ausdrucksweise, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Charakteristik, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, in zumindest einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit kann sich ein Auftreten des Ausdrucks „in einem Ausführungsbeispiel" und ähnlicher Ausdrucksweisen in dieser Beschreibung immer auf das gleiche Ausführungsbeispiel beziehen, dies muss aber nicht der Fall sein.
  • Die Bezugnahme auf ein signaltragendes Medium kann jede beliebige Form annehmen, die in der Lage ist, ein Signal zu erzeugen, die Erzeugung eines Signals zu bewirken oder die Ausführung eines Programms von maschinenlesbaren Anweisungen in einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung zu bewirken. Ein signaltragendes Medium kann als eine Übertragungsleitung, eine Compact Disk, eine Digitale Video-Disk, ein Magnetband, ein Bernoulli-Laufwerk, eine Magnetplatte, eine Lochkarte, ein Flash-Speicher, integrierte Schaltungen oder eine andere Speichervorrichtung einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung ausgeführt sein.
  • Außerdem können die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Charakteristika der Erfindung auf jede beliebige geeignete Weise in einem oder mehr Ausführungsbeispielen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details geliefert, wie z. B. Beispiele für Programmierung, Software-Module, Benutzerauswahl, Netzwerktransaktionen, Datenbankabfragen, Datenbankstrukturen, Hardware-Module, Hardware-Schaltungen, Hardware-Chips usw., um ein gründliches Verständnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung zu ermöglichen. Ein Fachmann in der relevanten Technik wird jedoch erkennen, dass die Erfindung auch ohne eines oder mehr der spezifischen Details oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien usw. praktiziert werden kann. In anderen Fällen sind hinreichend bekannte Strukturen, Materialien oder Vorgänge nicht im Detail gezeigt oder beschrieben, um zu verhindern, dass Aspekte der Erfindung unklar werden.
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Partikelfilterregeneration zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel weist das System ein Fahrzeug 100 auf. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um ein Auto, einen LKW, einen Bus oder eine andere Art von mittels Verbrennung angetriebenem Fahrzeug handeln. Das Fahrzeug 100 kann einen Verbrennungsmotor 102 aufweisen, der mit einem Getriebe 104 gekoppelt ist. Der Verbrennungsmotor 102 (im Folgenden „Motor 102") kann vom dieselgetriebenen Viertakt-Typ mit Kompressionszündung (Compression Ignition – CI) sein. Alternativ dazu kann es sich bei dem Motor 102 um einen anderen Motortyp handeln, wie z. B., jedoch nicht ausschließlich, dieselgetriebene Zweitakt-Typen, ein Motortyp mit Funkenzündung (Spark Ignition – SI) oder ein mit Gas oder Benzin betriebener Typ. Der Motor 102 zusammen mit dem Getriebe 104 wird üblicherweise als „Antriebsstrang" bezeichnet.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Antriebsstrang 106 ferner ein Paar sich drehender Antriebselemente in Form von sich mit dem Boden in Eingriff befindlichen Rädern 108 auf. Eine Ausgangswelle 110 des Motors 102 koppelt den Motor 102 mit einem Drehmomentwandler 112 des Getriebes 104. Das Getriebe kann ein Schaltgetriebe, ein Automatikgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe aufweisen.
  • Eine Antriebswelle 114 ist drehbar mit einer Gelenkwelle 116 des Getriebes 104 gekoppelt und überträgt ein Drehmoment von dem Motor 102 auf die Räder 108, um das Fahrzeug voranzutreiben. Die vorliegende Beschreibung des Antriebsstranges 106 ist auf die Hauptkomponenten des Antriebsstrangs 106 gerichtet, wobei Standardkomponenten nicht speziell beschrieben sind, da die Standardkomponenten Fachleuten bekannt sind.
  • Der Motor 102 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel einen Ansaugkrümmer 118, einen Abgaskrümmer 120, einen Turbolader 122 und ein Abgassystem 124. Abgase und Verbrennungsgase strömen in der Regel in die Richtungen, die durch die Pfeile 126 angezeigt sind. Wie es Fachleuten bekannt ist, werden Abgase vom Motor 112 in den Abgaskrümmer 120 abgegeben und durch den Turbolader 122 zu dem Abgassystem 124 getrieben. Der Turbolader 122 verwendet den Strom von Abgasen dazu, den Strom von Verbrennungsgasen durch den Ansaugkrümmer 118 zu beschleunigen, um nachfolgend die Leistung des Motors 112 zu steigern. Alternativ dazu kann es sein, dass das Fahrzeug 100 keinen Turbolader 122 aufweist.
  • Ein Fahrer verwendet ein Gaspedal 128, ein Gangauswählmodul 130 und eine Mehrzahl von Eingabevorrichtungen (nicht gezeigt), wie z. B. ein Lenkrad, während er das Fahrzeug 100 steuert. Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Motorsteuermodul (engine control module – ECM) 132 konfiguriert, um Steuerdaten von der Mehrzahl von Eingabevorrichtungen, dem Gaspedal 128 und dem Gangauswählmodul 130 zu empfangen. Das ECM 132 kann auch konfiguriert sein, um die Daten auszuwerten und Befehlssignale an den Motor 132 zu senden. Ein Fachmann wird erkennen, dass das ECM 132 auch in der Lage ist, einer Mehrzahl von Systemen, wie z. B. einem Treibstoffsystem, Befehle zu geben.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist das ECM 132 konfiguriert, um mit den verschiedenen Systemen des Fahrzeugs 100 über ein Datennetzwerk 134 zu kommunizieren. Bei dem Datennetzwerk 134 kann es sich um einen gemeinsamen Datenweg handeln, über den das Gaspedal 128 und das Gangauswählmodul 130 Befehle übertragen. Außerdem kann das Datennetzwerk 134 eine einzige verdrahtete oder drahtlose Verbindung zwischen jeder der Mehrzahl von Vorrichtungen 128, 130 und 132 aufweisen. Alternativ dazu kann jede Vorrichtung 128, 130 und 132 eine separate Verbindung zu jeder der anderen Vorrichtungen aufweisen.
  • Das Fahrzeug 100 kann auch ein Einheitsgehäuse 136 umfassen, das mit dem Abgassystem 124 gekoppelt ist und dem Turbolader 122 nachgeschaltet angeordnet ist. Wie derselbe hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff „nachgeschaltet" auf in Richtung eines Abgasauslasses, wie z. B. eines Auspuffendrohrs (nicht gezeigt), oder auf einen diesem näher gelegenen Ort. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Einheitsgehäuse 136 ein Partikelrückhaltesystem zum Verringern der Partikelemissionen aus dem Motor 102 aufweisen.
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems 200 zur Partikelfilterregeneration gemäß dem Stand der Technik zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel weist das System 200 das ECM 132, das Einheitsgehäuse (im Folgenden „Gehäuse") 136, eine Treibstoffpumpe 202, einen Treibstoffdrucksensor 204, eine Treibstoffeinspritzvorrichtung 205, eine Mehrzahl von Temperatursensoren 206, eine Mehrzahl von Drucksensoren 208 und ein Druckmodul 210 auf. Außerdem kann das Gehäuse 136 einen Oxidationskatalysator 212 und einen mit Katalysator versehenen Rußfilter oder Partikelfilter 214 umfassen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei der Treibstoffpumpe 202 um eine tankinterne Treibstoffpumpe (nicht gezeigt) handeln, die Treibstoff aus einem Treibstofftank pumpt. Die Treibstoffpumpgeschwindigkeit und somit der Treibstoffstrom können gemäß Befehlen, die von dem ECM 132 gesendet werden, variieren. Eine weitere Liefervorrichtung, wie z. B. ein Solenoid, kann zur Treibstofflieferung mit konstantem Druck verwendet werden. Der Treibstoffdrucksensor 204 kann konfiguriert sein, um Treibstoffdruckinformationen mit dem ECM 132 auszutauschen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das System 200 auch ein Treibstoffabsperrventil 216 umfassen, das in einer Treibstoffleitung 218 zwischen der Treibstoffpumpe 202 und der Treibstoffeinspritzvorrichtung 205 positioniert ist. Außerdem kann sich der Treibstoffdrucksensor 204 in Kommunikation mit dem Treibstoffabsperrventil 216 befinden und konfiguriert sein, um das Treibstoffabsperrventil 216 zu öffnen und zu schließen.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein erster Temperatursensor 206a kurz vor einem Einlass 218 angeordnet, ein zweiter Temperatursensor 206b ist kurz nach dem Oxidationskatalysator 212 angeordnet, und ein dritter Temperatursensor 206c ist kurz nach einem Auslass 220 angeordnet. Der Einfachheit halber können der erste, zweite und dritte Temperatursensor 206a, 206b, 206c gemeinsam als „die Mehrzahl von Temperatursensoren 206" bezeichnet werden.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein erster Drucksensor 208a kurz vor dem Partikelfilter 214 angeordnet, und ein zweiter Drucksensor 208b ist kurz nach dem Partikelfilter 214 angeordnet. Der Einfachheit halber können der erste und zweite Drucksensor 208a, 208b gemeinsam als „die Mehrzahl von Drucksensoren 208" bezeichnet werden. Das Druckmodul 210 kann die Mehrzahl von Drucksensoren 208 koppeln und konfiguriert sein, um die Mehrzahl von Drucksensoren 208 ständig zu überwachen. Nachfolgend kann das Druckmodul 210 Druckinformationen mit dem ECM 132 austauschen.
  • Der Oxidationskatalysator 212 kann einen Edelmetalloxidationskatalysator auf einem Durchflussmetall- oder -keramiksubstrat zum Oxidieren nicht verbrannter Kohlenwasserstoffe aufweisen; die Funktionsfähigkeit des Systems 200 hängt jedoch nicht von diesem speziellen Typ von Oxidationskatalysator ab. Der Partikelfilter 214 kann den Typ eines nicht mit Katalysator versehenen Wandstrommonolithen oder den Typ eines nicht mit Katalysator versehenen Keramikschaums aufweisen. Sowohl der Wandstrommonolith als auch der Keramikschaum halten die Kohlenstoffpartikel in dem Abgasstrom ausreichend zurück.
  • Das System 200 ist konfiguriert, um alle Abgase durch den Oxidationskatalysator 212 und den Partikelfilter 214 zu leiten, um die Emissionen zu kontrollieren. Die Zusammensetzung der Abgase kann durch das ECM 132 gesteuert werden. Das ECM 132 stellt die Zusammensetzung der Abgase durch eine zylinderinterne Motorsteuerung und die Zugabe von Treibstoff zum Abgas durch die Treibstoffeinspritzvorrichtung 205 ein.
  • 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems 300 zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das System 300 kann einen elektrisch beheizten Katalysator 302 aufweisen. Der elektrisch beheizte Katalysator 302 ist konfiguriert, um einen brennbaren Treibstoff zu oxidieren, der durch die Treibstoffeinspritzvorrichtung 205 eingespritzt werden kann. Elektrischer Strom, der durch den elektrisch beheizten Katalysator 302 fließt, erhitzt den elektrisch beheizten Katalysator 302. Diese Hitze bewirkt eine katalytische oxidative Verbrennung der Mischung aus Treibstoff und Abgas. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der elektrisch beheizte Katalysator 302 konfiguriert, um Abgase ohne die Verwendung von eingespritztem Treibstoff zu erhitzen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel weist das ECM 132 ein Regenerationsmodul 304 auf. Das Regenerationsmodul 304 kann konfiguriert sein, um eine Mehrzahl von Abgasvariablen zu überwachen und den elektrisch beheizten Katalysator 302 ansprechend auf ein Erreichen vorbestimmter Schwellen zu aktivieren. Die Abgasvariablen können Abgastemperatur, Abgasdruck, Sauerstoffgehalt, Stickoxidgehalt und Abgasdurchfluss umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der elektrisch beheizte Katalysator 302 erhöht die Abgastemperatur auf Niveaus, die in dem Partikelfilter 214 zurückgehaltene Partikel verbrennen. Auf diese Weise wird der Partikelfilter 214 wiederaufbereitet.
  • 4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems 300 zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das System 300 kann einen Umgehungskanal 402 aufweisen, der mit dem Abgassystem 124 (im Folgenden als der „Hauptabgaskanal" bezeichnet) gekoppelt ist. Der Umgehungskanal 402 ist konfiguriert, um Abgase von dem Hauptabgaskanal 124 weg zu leiten und nachfolgend die Abgase wieder in den Hauptabgaskanal einzuführen, bevor die Abgase durch den Partikelfilter 214 strömen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine Verbrennungsvorrichtung 404 mit einer inneren Oberfläche des Umgehungskanals 402 gekoppelt sein. Die Verbrennungsvorrichtung 404 ist konfiguriert, um die Abgase zu entzünden und die Temperatur der Abgase anzuheben, bevor die Abgase wieder mit den Abgasen, die durch den Hauptabgaskanal 124 strömen, zusammengeführt werden. Die Verbrennungsvorrichtung 404 kann mit einem Zündmodul 406 gekoppelt sein. Das Zündmodul 406 ist konfiguriert, um mit dem ECM 132 zu kommunizieren und auf Befehle von dem ECM 132 anzusprechen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Verbrennungsvorrichtung 404 um eine Dieseltreibstoffverbrennungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um Dieseltreibstoff unter Verwendung von nicht entzündeten Abgasen als Sauerstoffquelle zu entzünden, ohne dass eine externe Sauerstoffquelle benötigt wird.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das System 300 eine Mehrzahl von Treibstoffeinspritzvorrichtungen 205 auf. Eine erste Treibstoffeinspritzvorrichtung 205a, die auch als „Dosiereinspritzvorrichtung" bezeichnet wird, dosiert den Gesamtstrom von Abgasen. Eine zweite Treibstoffeinspritzvorrichtung 205b, die auch als „Brennereinspritzvorrichtung" bezeichnet wird, ermöglicht feinere Temperatureinstellungen bei dem Abgasstrom in dem Umgehungskanal 402. Bei einem Ausführungsbeispiel ermöglichen die erste und die zweite Treibstoffeinspritzvorrichtung 205a, 205b eine unabhängige Steuerung der Abgaszusammensetzung und der Abgastemperatur in den nachgeschalteten Katalysatorelementen, wie z. B. dem Oxidationskatalysator 212. Außerdem ermöglicht dies einen größeren Arbeitsbereich von Abgasstrom, Abgastemperatur und Sauerstoffgehalt für die Partikelfilterregeneration.
  • 5 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Systems 300 zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das System 300 eine einzige Treibstoffeinspritzvorrichtung 205 aufweisen, die konfiguriert ist, um Treibstoff direkt in den Umgehungskanal 402 einzuspritzen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das System 300 eine Abgasmischvorrichtung zum erneuten Zusammenführen von Abgasen aus dem Umgehungskanal 402 mit Abgasen aus dem Hauptabgaskanal 124 auf.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Abgasmischvorrichtung eine Venturi-Vorrichtung 502 in dem Hauptabgaskanal 124 auf. Die Venturi-Vorrichtung 502 weist einen sich verjüngenden Einlass zum Einengen des Abgasstroms auf. Die Abgase werden durch die Venturi-Vorrichtung 502 beschleunigt, und nachfolgend wird der Abgasdruck gesenkt. Der niedrigere Gasdruck hat den Effekt eines Vakuums und saugt Abgase aus dem Umgehungskanal 402. Dies mischt die Abgase wirksam. Außerdem bewirkt das Vakuum, das durch die Venturi-Vorrichtung 502 erzeugt wird, dass Abgase in den Umgehungskanal 402 gesaugt werden. Die Venturi-Vorrichtung 502 kann konfiguriert sein, um Gase unabhängig davon, ob die Temperatur der Abgase erhöht werden muss, in den Umgehungskanal 402 zu saugen.
  • 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Systems 300 zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das System 300 ein Ventil 602 aufweisen, das konfiguriert ist, um ansprechend auf einen Befehl von dem Regenerationsmodul 304 einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal 402 zu leiten.
  • Das Ventil 602 ist verstellbar von einer vollständig offenen Stellung, die konfiguriert ist, um die Abgase nicht einzuschränken, bis zu einer vollständig geschlossenen Stellung, die konfiguriert ist, um im Wesentlichen 100% der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal 402 zu leiten. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 602 konfiguriert, um sich um einen Mittelpunkt zu drehen. Alternativ dazu kann ein passives mechanisches Ventil/passiver mechanischer Regler in dem Umgehungsabgaskanal 402 platziert und konfiguriert sein, um die Menge an Abgasstrom durch den Umgehungsabgaskanal 402 zu regeln.
  • Die folgenden schematischen Flussdiagramme sind im Allgemeinen als logische Flussdiagramme dargestellt. Somit zeigen die dargestellte Reihenfolge und die bezifferten Schritte ein Ausführungsbeispiel des vorliegenden Verfahrens. Andere Schritte und Verfahren sind vorstellbar, die hinsichtlich Funktion, Logik oder Wirkung bezüglich ein oder mehr Schritten des gezeigten Verfahrens oder Teilen derselben äquivalent sind. Außerdem sind das Format und die Symbole, die verwendet werden, vorgesehen, um die logischen Schritte des Verfahrens zu erläutern, und sollen nicht den Schutzbereich des Verfahrens einschränken. Obwohl in den Flussdiagrammen verschiedene Arten von Pfeilen und Linien verwendet werden können, sollen diese nicht den Schutzbereich des entsprechenden Verfahrens einschränken. Tatsächlich können einige Pfeile oder andere Verbindungselemente dazu verwendet werden, nur den logischen Fluss des Verfahrens anzuzeigen. Z. B. kann ein Pfeil eine Warte- oder Überwachungszeit unbestimmter Dauer zwischen nummerierten Schritten des gezeigten Verfahrens anzeigen. Außerdem kann die Reihenfolge, in der ein bestimmtes Verfahren abläuft, streng mit der Reihenfolge der entsprechenden gezeigten Schritte übereinstimmen oder auch nicht.
  • 7 ist ein schematisches Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 700 zur Partikelfilterregeneration gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Verfahren 700 beginnt 702, und das Regenerationsmodul 304 überwacht 704 die Druckdifferenz über den mit Katalysator versehenen Rußfilter 214. Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Überwachen 704 der Druckdifferenz über den mit Katalysator versehenen Rußfilter 214 ein Messen des Drucks an dem Drucksensor 208a und ein Messen des Drucks an dem Drucksensor 208b und danach ein Berechnen der Druckdifferenz auf. Ein größerer Druck am Drucksensor 208a weist auf einen verstopften mit Katalysator versehenen Rußfilter 136 hin, der eine Regeneration benötigt.
  • Eine vorbestimmte Schwelle für übermäßigen Druck über den mit Katalysator versehenen Rußfilter 214 kann gemäß physikalischer Eigenschaften des mit Katalysator versehenen Rußfilters 214 in Kombination mit Abgasstromeigenschaften eingestellt werden. Beispiele für Abgasstromeigenschaften können den Hubraum umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Falls das Regenerationsmodul 304 übermäßigen Druck feststellt 706, und falls die Regeneration eine ausreichende Temperatur feststellt, um den mit Katalysator versehenen Rußfilter wiederaufzubereiten, fährt das Regenerationsmodul fort, den Druck zu überwachen 704. Falls jedoch die Regeneration an der Mehrzahl von Temperatursensoren 206 unzureichende Temperaturen feststellt 708, um die zurückgehaltenen Partikel zu verbrennen, bestimmt 710 das Regenerationsmodul den Prozentsatz an Abgas, der durch den Umgehungsabgaskanal 402 umgeleitet werden soll.
  • Das Regenerationsmodul 304 kann dann die Stellung des Ventils 602 einstellen 712, um den bestimmten Prozentsatz an Abgasen durch den Umgehungsabgaskanal 402 umzuleiten. Bei einem Ausführungsbeispiel aktiviert 714 das Regenerationsmodul 304 dann die Verbrennungsvorrichtung. Alternativ dazu muss das Regenerationsmodul 304 nicht die Stellung des Ventils 602 einstellen 712, sondern stattdessen ermöglichen, dass die Venturi-Vorrichtung 502 Abgase durch den Umgehungsabgaskanal 402 saugt, wie es im Vorhergehenden unter Bezugnahme auf 5 erörtert ist.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Regenerationsmodul 304 den Treibstoffdrucksensor 204 anweisen, in den Hauptabgaskanal 124 oder alternativ dazu direkt in den Umgehungsabgaskanal 402 einzuspritzen 716. Die Regeneration hält dann die Aktivierung der Verbrennungsvorrichtung und nachfolgend die erhöhte Temperatur aufrecht 718, während die Abgase des Umgehungsabgaskanals 402 wieder mit den Abgasen des Hauptabgaskanals 124 zusammengeführt und durch den Oxidationskatalysator 212 und den mit Katalysator versehenen Rußfilter 214 geleitet werden.
  • Die erhöhte Temperatur bewirkt, dass die zusammengeballten Partikel sich entzünden, wodurch der mit Katalysator versehene Rußfilter 214 durch das Beseitigen der zusammengeballten Partikel wiederaufbereitet wird. Das Regenerationsmodul 304 Wirt fort, den Differenzdruck über den mit Katalysator versehenen Rußfilter 214 zu überwachen, und wenn der Differenzdruck den Schwellendruck erreicht hat 720, deaktiviert 722 das Regenerationsmodul 304 die Verbrennungsvorrichtung. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel öffnet 724 das Regenerationsmodul dann das Ventil und führt damit fort, den Druck zu überwachen 704, während das Fahrzeug 100 in Betrieb ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne von ihrem Wesen oder wesentlichen Charakteristika abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen in jeder Hinsicht nur als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung betrachtet werden. Der Schutzbereich der Erfindung ist deshalb durch die angehängten Ansprüche angezeigt, und nicht durch die vorangegangene Beschreibung. Alle Veränderungen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sollen in ihren Schutzbereich miteinbezogen sein.
  • Zusammenfassung
  • Es sind eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zur Partikelfilterregeneration offenbart. Die Vorrichtung umfasst einen Umgehungsabgaskanal (402), der konfiguriert ist, um Abgase von einem Hauptabgaskanal (124) weg zu leiten und die Abgase vor einem Partikelfilter (214) wieder in den Hauptabgaskanal (124) einzuführen, eine Verbrennungsvorrichtung (404) und ein Regenerationsmodul (304), das konfiguriert ist, um Abgasvariablen zu überwachen und ansprechend auf die Abgasvariablen einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal (402) umzuleiten. Das System umfasst ein Fahrzeug (100), das einen Verbrennungsmotor (102) aufweist, der mit einem Getriebe (104) gekoppelt ist, und die Vorrichtung. Das Verfahren umfasst ein Leiten von Abgasen weg von einem Hauptabgaskanal (124) und ein Wiedereinführen der Abgase in den Hauptabgaskanal (124), ein Erhöhen der Temperatur der Abgase und ein Überwachen von Abgasvariablen und ein selektives Umleiten eines Teils der Abgase durch einen Umgehungsabgaskanal (402) ansprechend auf die Abgasvariablen.

Claims (25)

  1. Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Hauptabgaskanal, der konfiguriert ist, um Abgase von einem Motor weg zu leiten; einen Umgehungsabgaskanal, der mit dem Hauptabgaskanal gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Abgase von dem Hauptabgaskanal weg zu leiten und nachfolgend die Abgase wieder in den Hauptabgaskanal einzuführen, bevor die Abgase durch einen Partikelfilter strömen; eine Verbrennungsvorrichtung, die mit einer inneren Oberfläche des Umgehungsabgaskanals gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die Abgase zu entzünden und die Temperatur der Abgase zu erhöhen; wobei der Partikelfilter in den Hauptabgaskanal integriert ist und dem Umgehungsabgaskanal nachgeschaltet positioniert ist, wobei der Partikelfilter konfiguriert ist, um Partikel aus den Abgasen zu entfernen; und ein Regenerationsmodul, das konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Abgasvariablen zu überwachen und ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen selektiv einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal umzuleiten.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner ein Ventil aufweist, das sich in Kommunikation mit dem Regenerationsmodul befindet und konfiguriert ist, um ansprechend auf einen Befehl von dem Regenerationsmodul einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der das Regenerationsmodul konfiguriert ist, um dem Ventil den Befehl zu geben, Abgase in der Größenordnung zwischen etwa 5 und 25 Prozent durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Verbrennungsvorrichtung konfiguriert ist, um die Temperatur der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhöhen, und die Differenz zwischen einer Anfangstemperatur der Abgase und einer Temperatur nach der Verbrennungsvorrichtung in der Größenordnung zwischen etwa 100 und 400 Grad Celsius liegt.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Differenz zwischen der Anfangstemperatur der Abgase und der Temperatur nach der Verbrennungsvorrichtung etwa 200 Grad Celsius beträgt.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, die ferner eine Einspritzvorrichtung aufweist, die konfiguriert ist, um nicht entzündeten Treibstoff in die Umgehungsabgaskammer einzuspritzen.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Mehrzahl von Abgasvariablen aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Temperatur, Druck, Sauerstoffgehalt, Stickoxidgehalt und Durchfluss umfasst.
  8. System zur Regeneration eines Partikelfilters, wobei das System folgende Merkmale aufweist: ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der mit einem Getriebe gekoppelt ist; einen Hauptabgaskanal, der konfiguriert ist, um Abgase von dem Verbrennungsmotor weg zu leiten; einen Umgehungsabgaskanal, der mit dem Hauptabgaskanal gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Abgase von dem Hauptabgaskanal weg zu leiten und nachfolgend die Abgase wieder in den Hauptabgaskanal einzuführen; eine Verbrennungsvorrichtung, die mit einer inneren Oberfläche des Umgehungsabgaskanals gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die Abgase zu entzünden und nachfolgend die Temperatur der Abgase zu erhöhen; einen Partikelfilter, der in den Hauptabgaskanal integriert ist und dem Umgehungsabgaskanal nachgeschaltet positioniert ist, wobei der Partikelfilter konfiguriert ist, um Partikel aus den Abgasen zu entfernen; und ein Regenerationsmodul, das konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Abgasvariablen zu überwachen und ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen selektiv einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal umzuleiten.
  9. System gemäß Anspruch 8, das ferner ein Ventil aufweist, das sich in Kommunikation mit dem Regenerationsmodul befindet und konfiguriert ist, um ansprechend auf einen Befehl von dem Regenerationsmodul einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten.
  10. System gemäß Anspruch 9, bei dem das Regenerationsmodul konfiguriert ist, um dem Ventil den Befehl zu geben, Abgase in der Größenordnung zwischen etwa 5 und 25 Prozent durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten.
  11. System gemäß Anspruch 8, bei dem die Verbrennungsvorrichtung konfiguriert ist, um die Temperatur der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhöhen, und die Differenz zwischen einer Anfangstemperatur der Abgase und einer Temperatur nach der Verbrennungsvorrichtung in der Größenordnung zwischen etwa 100 und 400 Grad Celsius liegt.
  12. System gemäß Anspruch 11, bei dem die Differenz zwischen der Anfangstemperatur der Abgase und der Temperatur nach der Verbrennungsvorrichtung etwa 200 Grad Celsius beträgt.
  13. System gemäß Anspruch 11, das ferner eine Einspritzvorrichtung aufweist, die konfiguriert ist, um nicht entzündeten Treibstoff in die Umgehungsabgaskammer einzuspritzen.
  14. System gemäß Anspruch 8, bei dem die Mehrzahl von Abgasvariablen aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Temperatur, Druck, Sauerstoffgehalt, Stickoxidgehalt und Durchfluss umfasst.
  15. Signaltragendes Medium, das greifbar ein Programm von maschinenlesbaren Anweisungen verkörpert, die durch eine digitale Verarbeitungsvorrichtung ausführbar sind, um einen Vorgang zur Regeneration eines Partikelfilters durchzuführen, wobei der Vorgang folgende Schritte aufweist: Leiten von Abgasen weg von einem Verbrennungsmotor; Leiten von Abgasen weg von einem Hauptabgaskanal und nachfolgendes Wiedereinführen der Abgase in den Hauptabgaskanal; Entzünden der Abgase und nachfolgendes Erhöhen der Temperatur der Abgase; Entfernen von Partikeln aus den Abgasen; und Überwachen einer Mehrzahl von Abgasvariablen und selektives Umleiten eines Teils der Abgase durch einen Umgehungsabgaskanal ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen.
  16. Signaltragendes Medium gemäß Anspruch 15, wobei die Anweisungen ferner einen Vorgang aufweisen, ansprechend auf einen Befehl von einem Regenerationsmodul einen Teil der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten.
  17. Signaltragendes Medium gemäß Anspruch 16, wobei die Anweisungen ferner einen Vorgang aufweisen, Abgase in der Größenordnung zwischen etwa 5 und 25 Prozent durch den Umgehungsabgaskanal zu leiten.
  18. Signaltragendes Medium gemäß Anspruch 16, wobei die Anweisungen ferner einen Vorgang aufweisen, die Temperatur der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhöhen, und die Differenz zwischen einer Anfangstemperatur der Abgase und einer Temperatur nach der Verbrennungsvorrichtung in der Größenordnung zwischen etwa 100 und 400 Grad Celsius liegt.
  19. Signaltragendes Medium gemäß Anspruch 16, wobei die Anweisungen ferner einen Vorgang aufweisen, nicht entzündeten Treibstoff in die Umgehungsabgaskammer einzuspritzen.
  20. Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Leiten von Abgasen weg von einem Verbrennungsmotor; Leiten von Abgasen weg von einem Hauptabgaskanal und nachfolgendes Wiedereinführen der Abgase in den Hauptabgaskanal; Entzünden der Abgase und nachfolgendes Erhöhen der Temperatur der Abgase; Entfernen von Partikeln aus den Abgasen; und Überwachen einer Mehrzahl von Abgasvariablen und selektives Umleiten eines Teils der Abgase durch einen Umgehungsabgaskanal ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen.
  21. Verfahren gemäß Anspruch 20, das ferner ein Leiten eines Teils der Abgase durch den Umgehungsabgaskanal ansprechend auf einen Befehl von einem Regenerationsmodul aufweist.
  22. Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner ein Leiten von Abgasen in der Größenordnung zwischen etwa 5 und 25 Prozent durch den Umgehungsabgaskanal aufweist.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner ein Erhöhen der Temperatur der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur aufweist, und wobei die Differenz zwischen einer Anfangstemperatur der Abgase und einer Temperatur nach der Verbrennungsvorrichtung in der Größenordnung zwischen etwa 100 und 400 Grad Celsius liegt.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner ein Einspritzen von nicht entzündetem Treibstoff in die Umgehungsabgaskammer aufweist.
  25. Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Leiten von Abgasen weg von einem Verbrennungsmotor; eine Einrichtung zum Leiten von Abgasen weg von einem Hauptabgaskanal und zum nachfolgenden Wiedereinführen der Abgase in den Hauptabgaskanal; eine Einrichtung zum Entzünden der Abgase und zum nachfolgenden Erhöhen der Temperatur der Abgase; eine Einrichtung zum Entfernen von Partikeln aus den Abgasen; und eine Einrichtung zum Überwachen einer Mehrzahl von Abgasvariablen und zum selektiven Umleiten eines Teils der Abgase durch einen Umgehungsabgaskanal ansprechend auf die Mehrzahl von Abgasvariablen.
DE112007000672.2T 2006-03-24 2007-03-23 Vorrichtung, System und Verfahren zur Partikelfilterregeneration Active DE112007000672B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/389,001 2006-03-24
US11/389,001 US7503168B2 (en) 2006-03-24 2006-03-24 Apparatus, system, and method for particulate filter regeneration
PCT/US2007/064839 WO2007112320A2 (en) 2006-03-24 2007-03-23 Apparatus, system, and method for particulate filter regeneration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112007000672T5 true DE112007000672T5 (de) 2009-01-29
DE112007000672B4 DE112007000672B4 (de) 2019-04-18

Family

ID=38531878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112007000672.2T Active DE112007000672B4 (de) 2006-03-24 2007-03-23 Vorrichtung, System und Verfahren zur Partikelfilterregeneration

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7503168B2 (de)
JP (1) JP2009531580A (de)
BR (1) BRPI0709362B1 (de)
DE (1) DE112007000672B4 (de)
WO (1) WO2007112320A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010064020A1 (de) * 2010-12-23 2012-06-28 Bosch Emission Systems Gmbh & Co. Kg Abgasanlage und Aufheizverfahren

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7771113B2 (en) * 2007-06-29 2010-08-10 Cummins Filtration Ip, Inc Sensor rationality diagnostic
US8240138B2 (en) * 2007-08-14 2012-08-14 General Electric Company System and method for reducing particulate matter emission in diesel exhaust gas
US7925431B2 (en) * 2007-08-14 2011-04-12 General Electric Company System and method for removing particulate matter from a diesel particulate filter
DE102008063990A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Fahrzeugbrenner
WO2011031555A2 (en) * 2009-08-27 2011-03-17 Cummins Ip, Inc. Exhaust flow segregator and associated systems and methods
EP2476876B1 (de) * 2009-09-10 2016-12-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgasreinigungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor
US8353153B2 (en) * 2010-02-25 2013-01-15 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Snapper valve for hot end systems with burners
JP2013024195A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Ihi Corp 排気昇温装置および排気昇温方法
US8756917B2 (en) * 2011-08-29 2014-06-24 GM Global Technology Operations LLC Control apparatus for temperature excursions within an exhaust gas treatment system
RU2578254C1 (ru) * 2012-01-27 2016-03-27 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
US9222388B2 (en) 2013-02-28 2015-12-29 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Urea common rail
KR101701276B1 (ko) * 2016-05-23 2017-02-01 (주)코스탈파워 필터를 재생하기 위한 발전기의 매연저감장치
US9975543B1 (en) 2017-04-04 2018-05-22 Cummins Emission Solutions Inc. Systems and methods for waste heat utilization in combustion-electric propulsion systems
KR102511015B1 (ko) * 2022-10-28 2023-03-17 주식회사 스마트파워 IoT를 이용한 바이오가스 발전설비의 모니터링 시스템

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59126017A (ja) 1982-12-30 1984-07-20 Isuzu Motors Ltd デイ−ゼル機関の排気浄化装置
US4512147A (en) * 1983-01-07 1985-04-23 Cummins Engine Company, Inc. Method and apparatus for removing carbon particles from engine exhausts
CA1230290A (en) 1983-02-03 1987-12-15 Wallace R. Wade Filtration system for diesel engine exhaust - ii
US4686827A (en) * 1983-02-03 1987-08-18 Ford Motor Company Filtration system for diesel engine exhaust-II
JPS6022012A (ja) * 1983-07-15 1985-02-04 Mitsubishi Motors Corp デイ−ゼルパテイキユレ−トフイルタシステムにおけるエアポンプ
JPH0422014Y2 (de) * 1985-04-19 1992-05-20
US4677823A (en) * 1985-11-01 1987-07-07 The Garrett Corporation Diesel engine particulate trap regeneration system
US4835963A (en) 1986-08-28 1989-06-06 Allied-Signal Inc. Diesel engine particulate trap regeneration system
DE3720829A1 (de) * 1987-06-24 1989-01-05 Zeuna Staerker Kg Verfahren und vorrichtung zum reinigen eines russfilters
US5063736A (en) * 1989-08-02 1991-11-12 Cummins Engine Company, Inc. Particulate filter trap load regeneration system
US5052178A (en) * 1989-08-08 1991-10-01 Cummins Engine Company, Inc. Unitary hybrid exhaust system and method for reducing particulate emmissions from internal combustion engines
US4987738A (en) * 1989-10-27 1991-01-29 General Motors Corporation Particulate trap system for an internal combustion engine
JP2839851B2 (ja) * 1994-03-23 1998-12-16 日本碍子株式会社 排ガス処理方法および装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010064020A1 (de) * 2010-12-23 2012-06-28 Bosch Emission Systems Gmbh & Co. Kg Abgasanlage und Aufheizverfahren
DE102010064020B4 (de) * 2010-12-23 2013-03-07 Bosch Emission Systems Gmbh & Co. Kg Abgasanlage und Aufheizverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
US7503168B2 (en) 2009-03-17
BRPI0709362A2 (pt) 2011-07-12
WO2007112320A3 (en) 2007-12-21
BRPI0709362B1 (pt) 2020-11-17
DE112007000672B4 (de) 2019-04-18
US20070220867A1 (en) 2007-09-27
JP2009531580A (ja) 2009-09-03
WO2007112320A2 (en) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007000672B4 (de) Vorrichtung, System und Verfahren zur Partikelfilterregeneration
EP0306630B1 (de) Verfahren zum Regenieren einer Russfilteranlage im Abgastrakt einer Diesel-Brennkraftmaschine
DE112007001627B4 (de) Systeme, Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung eines Zusetzens oder Reinigens einer Diesel-Oxidationskatalysatoreinrichtung
DE102018213349A1 (de) Proaktive katalysatorerwärmung
DE112008000132T5 (de) Sekundärluftsystem für ein Entlüftungssystem eines Verbrennungsmotors
DE102005025924A1 (de) Abgasbehandlungssystem mit Partikelfiltern
DE102011057117A9 (de) System zum Reinigen von Abgas und Verfahren zum Steuern desselben
DE102010034920A1 (de) Verfahren zur Kraftstoffsteuerung in einem Abgasbehandlungssystem mit vorübergehender Motorsteuerung
DE102007043168B4 (de) Regenerationssteuersystem für einen Partikelfilter
DE19926138A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine
DE112007003112T5 (de) Verfahren, Systeme und Vorrichtungen zur AGR-Steuerung
EP1364110A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE112009000424T5 (de) Ladeluftbypass zur Nachbehandlungsverbrennungsluftversorgung
DE102008051958A1 (de) Dieselabgas-Temperaturreduktion
DE112007003154T5 (de) Rußbeladungsbasiertes Motorsteuerungssystem
DE112017006739T5 (de) Nachbehandlungstemperatursteuerungsvorrichtung und - verfahren
DE102018220824A1 (de) System zum zwangsweisen regenerieren eines benzinpartikelfilters
DE102005058023A1 (de) Verfahren und System zum Regenerieren eines Partikelfilters
DE102004052015B4 (de) Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor
DE112009001739T5 (de) Verfahren zum Modifizieren einer für eine Regenerierung bereitgestellten Luftmenge
DE102015114057A1 (de) Verbrennungsmotorsystem zum Steuern von Abgasstrom
DE60109511T2 (de) Vorrichtung zur Regenerierung eines Partikelfilters in einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine
DE102021111152A1 (de) Motoranordnung und Verfahren
JP2001241317A (ja) 車両用ディーゼルエンジンの排気系統内の粒子フィルタの再生を補助するシステム
WO2019185555A1 (de) Vorrichtung zur entfeuchtung einer drucksensorzuleitung eines partikelfilters sowie kraftfahrzeug mit einer solchen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20140221

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R082 Change of representative

Representative=s name: HOFFMANN - EITLE PATENT- UND RECHTSANWAELTE PA, DE

R020 Patent grant now final