DE20023426U1 - Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
DE20023426U1
DE20023426U1 DE20023426U DE20023426U DE20023426U1 DE 20023426 U1 DE20023426 U1 DE 20023426U1 DE 20023426 U DE20023426 U DE 20023426U DE 20023426 U DE20023426 U DE 20023426U DE 20023426 U1 DE20023426 U1 DE 20023426U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
particulate filter
post
internal combustion
combustion engine
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE20023426U
Other languages
English (en)
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE20023426U priority Critical patent/DE20023426U1/de
Priority claimed from DE10033159A external-priority patent/DE10033159B4/de
Publication of DE20023426U1 publication Critical patent/DE20023426U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Abgasstrang (6), in dem ein regenerierbares Partikelfilter (12) angeordnet ist, und mit
– einer Steuerung (18), die bedarfsabhängig die Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters (12) ermöglicht,
– einem im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) angeordneten katalytisch wirkenden Element (11), z.B. einem Oxidationskatalysator,
– einem im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) angeordneten Temperatursensor (16,19), der mit der Steuerung (18) verbunden ist und einen Temperatur-Istwert ermittelt,
– einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (22), die die Durchführung von Nacheinspritzvorgängen ermöglicht, wobei
– mittels der Steuerung (18) zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters (12) ein Vergleich des Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten Temperatur-Sollwert durchführbar ist und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (22) zur Durchführung von Nacheinspritzvorgängen betätigbar ist,
– wobei mittels der Steuerung (18) der Nacheinspritzbeginn und/oder die Nacheinspritzmenge der Nacheinspritzvorgänge in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs einstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der EP 0 115 722 B1 bekannt und -weist einen Abgasstrang auf, in dem ein regenerierbares Partikelfilter angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine verfügt außerdem über eine Steuerung, die bedarfsabhängig die Durchführung einer Regeneration dieses Partikelfilters ermöglicht. Zu diesem Zweck weist die bekannte Brennkraftmaschine einen Messfühler zur Messung des Druckverlustes über dem Partikelfilter auf. Des weiteren sind Mittel zum Vergleichen des gemessenen Druckverlustes mit einem Schwellenwert und Mittel zum Auslösen der Regeneration vorhanden. Die Regeneration wird dann ausgelöst, wenn der gemessene Druckverlust den genannten Schwellenwert erreicht.
  • Aus der DE 41 17 676 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine, mit einem katalytischen Konverter, Mitteln zur Zufuhr von Kraftstoff stromaufwärts des katalytischen Konverters und einem in einer Abgasleitung angeordneten Partikelfilter bekannt. Die Vorrichtung enthält ferner einen Temperatursensor zur Messung der Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters. Weiterhin enthält die Vorrichtung Steuermittel, welche zur Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters die Kraftstoff-Zufuhrmittel aktivieren, wenn die Abgastemperatur in einem vorgegeben Temperaturbereich liegt.
  • Aus der US 5,826,425 ist ferner ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters eines Dieselmotors bekannt, bei welchem eine Abgastemperaturerhöhung zur Durchführung der Regeneration mittels einer Nacheinspritzung von Kraftstoff in die Zylinder des Dieselmotors erfolgt. Die Nacheinspritzung erfolgt im Expansionstakt, so dass der nacheingespritzte Kraftstoff noch im Brennraum verbrennt und dadurch die Abgastemperatur angehoben wird.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art eine Ausführungsform anzugeben, bei der die Regeneration des Partikelfilters in einem möglichst weiten Bereich von Betriebszuständen ermöglicht ist.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach führt die Steuerung der Brennkraftmaschine zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters einen Vergleich des Temperatur-Istwertes mit einem vorbestimmten Temperatur-Sollwert durch und betätigt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Durchführung von Nacheinspritzvorgängen. Dabei nimmt die Steuerung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Temperaturvergleiches eine Einstellung der Nacheinspritzvorgänge hinsichtlich des Nacheinspritzbeginns vor.
  • Ein Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs kann noch in den Brennräumen der Brennkraftmaschine verbrennen, wodurch sich die Abgastemperatur erhöht. Der verbleibende Teil des nacheingespritzten Kraftstoffs tritt dann unverbrannt in das katalytisch wirkende Element bzw. in den Oxidationskatalysator ein und wird dort oxydiert, wobei eine stark exotherme Reaktion abläuft. Hierbei erhöht sich die Temperatur des Oxidationskatalysators sowie des aus dem Oxidationskatalysator austretenden Abgases. Mit Hilfe dieses erhitzten Abgases wird das Partikelfilter aufgeheizt. Sobald das Partikelfilter eine hinreichend hohe Temperatur erreicht, kann die Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden. Bei einem als Rußfilter ausgebildeten Partikelfilter liegt die Mindesttemperatur, ab der eine Regeneration des Partikelfilters erfolgreich durchgeführt werden kann, bei etwa 550° C.
  • Grundsätzlich kann bei der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Vielzahl von Parametern eingestellt werden, beispielsweise können der Beginn und das Ende der Nacheinspritzung sowie der Druck und die Menge des nacheingespritzten Kraftstoffs eingestellt werden.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kraftstoffnacheinspritzung, die zur Erhöhung der Temperatur des Partikelfilters durchgeführt wird, in Abhängigkeit der Abgastemperatur vor dem Partikelfilter zu regeln. Durch diese Regelung wird die im Rahmen der Nacheinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge anhand der sich vor dem Partikel filter einstellenden Abgastemperatur überwacht. Eine aufwendige Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmenge kann daher entfallen. Ebenso können dadurch gegebenenfalls auftretende Alterungserscheinungen ausgeregelt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein erster Temperatursensor vorgesehen sein, der im Abgasstrang stromauf des Partikelfilters und stromab des katalytisch wirkenden Elements, z.B. des Oxidationskatalysators, angeordnet ist und der mit der Steuerung verbunden ist und einen ersten Temperatur-Istwert ermittelt. Außerdem kann dann ein zweiter Temperatursensor vorgesehen sein, der im Abgasstrang stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators angeordnet ist und der mit der Steuerung verbunden ist und einen zweiten Temperatur-Istwert ermittelt. Des weiteren kann die Steuerung bei dieser Ausführungsform während der Regeneration des Partikelfilters einen Vergleich des ersten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten ersten Temperatur-Sollwert und einen Vergleich des zweiten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten zweiten Temperatur-Sollwert durchführen und in Abhängigkeit dieser Vergleiche die Kraftstoffeinspritzeinrichtung regeln. Bei dieser Ausführungsform werden somit zwei Temperaturen überwacht, nämlich einerseits die Abgastemperatur vor Eintritt der Abgase in den Oxidationskatalysator und andererseits die Abgastemperatur nach dem Oxidationskatalysator, jedoch vor deren Eintritt in das Partikelfilter.
  • Die Abgastemperatur vor dem katalytisch wirkenden Element, z.B. Oxidationskatalysator, kann somit auf einen Sollwert eingeregelt werden, der ein sicheres Konversionsverhalten des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators gewährleistet. Nur bei einer hinreichend hohen Temperatur der Abgase vor dem katalytisch wirkenden Element bzw. vor dem Oxidationskatalysator kann im katalytisch wirkenden Element bzw. im Oxidationskatalysator eine vollständige Umwandlung des unverbrannten Kraftstoffs mit einer entsprechenden Wärmeabgabe ablaufen. Des weiteren könnte eine zu hohe Abgastemperatur stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators bei der Konvertierung unverbrannten Kraftstoffs im katalytisch wirkenden Element bzw. im Oxidationskatalysator zu einer Beschädigung des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators bzw. des Abgasstrangs führen. Nur wenn ein sicheres Konversionsverhalten des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators gewährleistet ist, kann die für die Regeneration des Partikelfilters erforderliche Temperaturerhöhung im Partikelfilter erreicht werden.
  • Durch die Überwachung der Abgastemperatur zwischen dem katalytisch wirkenden Element bzw. dem Oxidationskatalysator und dem Partikelfilter kann das Erreichen und/oder das Einhalten der für die Regeneration des Partikelfilters erforderlichen Temperatur überwacht werden.
  • Grundsätzlich kann bei der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Vielzahl von Parametern eingestellt werden, beispielsweise können der Beginn und das Ende der Nacheinspritzung sowie der Druck und die Menge des nacheingespritzten Kraftstoffs eingestellt werden. Darüber hinaus kann ein Nacheinspritzvorgang aus mehreren Kraftstoffinjektionen bestehen, so dass auch die Anzahl der Kraftstoffinjektionen einen einstellbaren Parameter der Kraftstoffeinspritzrichtung bildet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerung während der Regeneration des Partikelfilters für die Nacheinspritzvorgänge den Nacheinspritzbeginn und/oder die Nacheinspritzmenge regeln. Diese Maßnahmen beruhen auf der Erkenntnis, dass der Nacheinspritzbeginn sich im wesentlichen auf die Temperatur der Abgase stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators auswirkt. Je früher der Nacheinspritzbeginn, desto größer ist der Anteil des nacheingespritzten Kraftstoffs, der noch vor dem katalytisch wirkenden Element, z.B. Oxidationskatalysator, verbrennt und so die Abgastemperatur erhöht. Dementsprechend kann durch die gezielte Einstellung des Nacheinspritzbeginns die Abgastemperatur stromauf des katalytisch wirkenden Elements bzw. des Oxidationskatalysators eingestellt werden. Des weiteren wirkt sich die Nacheinspritzmenge im wesentlichen auf die Abgastemperatur zwischen katalytisch wirkendem Element, z.B. Oxidationskatalysator, und Partikelfilter aus. Je größer die Nacheinspritzmenge, desto größer ist der Anteil des nacheingespritzten Kraftstoffs, der unverbrannt in das katalytisch wirkende Element bzw. in den Oxidationskatalysator gelangt und dort exotherm konvertiert wird, wobei sich die Abgastemperatur erhöht. Daher kann durch eine gezielte Einstellung der nacheingespritzten. Kraftstoffmenge die Abgastemperatur zwischen dem katalytisch wirkenden Element, z.B.
  • Oxidationskatalysator, und vor dem Partikelfilter eingestellt werden.
  • Zweckmäßigerweise kann die Steuerung in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem ersten Temperatur-Istwert und dem ersten Temperatur-Sollwert die Nacheinspritzmenge der Nacheinspritzvorgänge regeln. In entsprechender Weise ist es zweckmäßig, dass die Steuerung in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem zweiten Temperatur-Istwert und dem zweiten Temperatur-Sollwert den Nacheinspritzbeginn der Nacheinspritzvorgänge regelt.
  • Sofern ein Nacheinspritzvorgang nur eine einzige Kraftstoffinjektion umfasst, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Einspritzmenge in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der ersten Temperatur und deren Einspritzbeginn in Abhängigkeit von des Soll-Ist-Vergleichs der zweiten Temperatur geregelt ist. Durch die beiden voneinander unabhängigen Regelkreise kann die Regeneration des Partikelfilters verbessert werden.
  • Sofern ein Nacheinspritzvorgang zwei Kraftstoffinjektionen umfasst, kann eine Verbesserung der Partikelfilter-Regeneration insbesondere dadurch erzielt werden, dass die eine Kraftstoffinjektion in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der ersten Temperatur und die andere Kraftstoffinjektion in Abhängigkeit des Soll-Ist-Vergleichs der zweiten Temperatur hinsichtlich Einspritzmenge und/oder Einspritzbeginn geregelt ist.
  • Bei einer besonderen Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann die Steuerung außerdem Diagnosemittel aufweisen, die bei einer Regeneration des Partikelfilters überprüfen, ob sich der zeitliche Verlauf des ersten und/oder des zweiten Temperatur-Istwertes innerhalb eines zulässigen Bereiches befindet, wobei diese Diagnosemittel die Regeneration des Partikelfilters abbrechen, wenn der zeitliche Verlauf des ersten und/oder zweiten Temperatur-Istwertes den zulässigen Bereich verlässt. Der zulässige Bereich des zeitlichen Verlaufs der Temperatur-Istwerte kann beispielsweise ein zeitlicher Temperaturanstieg mit einer bestimmten Steigung sein. Ebenso wird dabei überwacht, ob der jeweilige Istwert den zugehörigen Sollwert innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne erreicht. Durch diese Maßnahmen kann im Betrieb der Brennkraftmaschine die ordnungsgemäße Funktion der Regeneration überwacht werden. Es ist klar, dass bei einem Fehler ein entsprechendes Signal generiert wird und z.B. in einem Wartungsmodul od. dgl. der Brennkraftmaschine gespeichert wird.
  • Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor ausgebildet. Das Partikelfilter ist vorzugsweise als Rußfilter ausgebildet.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • 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.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die einzige 1 zeigt eine schematisierte Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung.
  • Entsprechend 1 weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1, die beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet ist, einen Ansaugtrakt 2 auf, der im wesentlichen aus einer Frischluftzuführungsleitung 3, einem Frischluftsammler 4 und mehreren Ansaugrohren 5 besteht. Des weiteren besitzt die Brennkraftmaschine 1 einen Abgasstrang 6, in dem ein Abgassammler 7 angeordnet ist, der die in der Brennkraftmaschine 1 verbrannten Abgase über Abgasrohre 8 erhält. An den Abgassammler 7 ist außerdem ein Abgasrückführungsventil 9 angeschlossen, das über eine entsprechende Abgasrückführungsleitung 10 bedarfsabhängig Abgase in die Frischluftzuführungsleitung 3 einleiten kann.
  • Stromab des Abgassammlers 7 sind im Abgasstrang 6 zunächst ein Oxidationskatalysator 11, danach ein Partikelfilter 12, anschließend ein weiterer Katalysator 13 und schließlich ein Schalldämpfer 14 angeordnet. Anstelle eines Oxidationskatalysators 11 kann grundsätzlich auch ein beliebiges anderes katalytisch wirkendes Element angeordnet sein, das beispielsweise auch ein Bestandteil des Partikelfilters 12 sein kann. Stromab des Schalldämpfers 14 können die Abgase durch einen Auspuff 15 in die Umgebung austreten. Es ist klar, dass diese Ausgestaltung des Abgasstrangs 6 lediglich beispielhaft genannt ist, so dass grundsätzlich auch eine beliebige andere Anordnung und Anzahl der Komponenten möglich ist. Für die Erfindung ist diesbezüglich nur wesentlich, dass der Oxidationskatalysator 11 bzw. ein katalytisch wirkendes Element, z.B. ein katalytisch beschichteter Bereich, stromauf des Partikelfilters 12 im Abgasstrang 6 angeordnet ist. Das Partikelfilter 12 kann beispielsweise als Rußfilter ausgebildet sein.
  • Zwischen dem Oxidationskatalysator 11 und dem Partikelfilter 12 ist ein erster Temperatursensor 16 angeordnet, der die Abgastemperatur zwischen Oxidationskatalysator 11 und Partikelfilter 12, vorzugsweise am Eintritt des Partikelfilters 12, misst und diese über eine entsprechende Signalleitung 17 an eine Steuerung 18 weiterleitet. Des weiteren ist zwischen dem Abgassammler 7 und dem Oxidationskatalysator 11 ein zweiter Temperatursensor 19 im Abgasstrang 6 angeordnet, der die Abgastemperatur zwischen Abgassammler 7 und Oxidationskatalysator 11, vorzugsweise am Eintritt des Oxidationskatalysators 11, misst und diese über eine entsprechende Signalleitung 20 ebenfalls an die Steuerung 18 weiterleitet.
  • Die Steuerung 18 ist so ausgebildet, dass sie über eine entsprechende Steuerleitung 21 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 betätigen kann, die beispielsweise über eine Kraftstoffhochdruckleitung 23 (sogenannte "Common-Rail") mehrere, den einzelnen Brennkammern der Brennkraftmaschine 1 zugeordnete Einspritzventile 24 mit Kraftstoff versorgt. Es ist klar, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 auch zur Betätigung der Einspritzventile 24 ausgebildet ist.
  • In einem Speicher 25 sind ein erster Temperatur-Sollwert und ein zweiter Temperatur-Sollwert gespeichert, die zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Regeneration des Partikelfilters 12 am Eintritt des Partikelfilters 12 (erster Temperatur-Sollwert) bzw. am Eintritt des Oxidationskatalysators 11 (zweiter Temperatur-Sollwert) vorliegen sollen.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 arbeitet wie folgt: Während eines Normalbetriebs der Brennkraftmaschine 1 erzeugt diese Abgase, die mit Partikeln, insbesondere Rußpartikeln, beladen sind. Diese Partikel werden im Partikelfilter 12 aus den Abgasen ausgefiltert, wobei sich diese Partikel im Partikelfilter 12 ablagern. Hierdurch kommt es nach und nach zu einer zunehmenden Verstopfung des Partikelfilters 12, so dass regelmäßig eine Regeneration des Partikelfilters 12 erforderlich wird.
  • Wenn die Steuerung 18 die Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters 12 veranlasst, wird die Brennkraftmaschine 1 in einem Regenerationsbetrieb betrieben. Die Steuerung 18 betätigt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 dann so, dass diese eine Nacheinspritzung von Kraftstoff bewirkt. Dabei werden bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von der Steuerung 18 der Nacheinspritzbeginn und die Nacheinspritzmenge an der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 eingestellt.
  • Die Steuerung 18 erhält vom ersten Temperatursensor 16 einen ersten Temperatur-Istwert, den die Steuerung 18 mit dem ersten Temperatur-Sollwert vergleicht. Außerdem erhält die Steuerung 18 vom zweiten Temperatursensor 19 einen zweiten Temperatur-Istwert, den die Steuerung 18 mit dem zweiten Temperatur-Sollwert vergleicht. Die Steuerung 18 regelt in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem ersten Temperatur-Istwert und dem ersten Temperatur-Sollwert die Nacheinspritzmenge, wodurch ein erster Regelkreis gebildet ist. Außerdem regelt die Steuerung 18 durch den Vergleich zwischen dem zweiten Temperatur-Istwert und dem zweiten Temperatur-Sollwert den Nacheinspritzbeginn, wodurch ein zweiter Regelkreis gebildet ist. Mit Hilfe des zweiten Regelkreises wird gewährleistet, dass von der nacheingespritzten Kraftstoffmenge ein hinreichend großer Anteil vor dem Oxidationskatalysator 11, insbesondere noch in den Brennkammern der Brennkraftmaschine 1, verbrannt wird, um so eine Erhöhung der Abgastemperatur stromauf des Oxidationskatalysators 11 zu erzielen. Auf diese Weise wird am Eintritt des Oxidationskatalysators 11 eine Temperatur eingeregelt, die eine sichere Konvertierung noch unverbrannter Kraftstoffanteile im Oxidationskatalysator 11 gewährleistet. Mit Hilfe des ersten Regelkreises wird über die Variation der Kraftstoffeinspritzmenge eine für die Regeneration des Partikelfilters 12 optimale Abgastemperatur am Eintritt des Partikelfilters 12 eingeregelt. Die Abgastemperatur am Eintritt des Partikelfilters 12 ist dabei ein Maß für die Temperatur des Partikelfilters 12, da dieser von den Abgasen durchströmt wird und mit diesen im Wärmeaustausch steht.
  • Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann somit auf eine aufwendige Berechnung der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge verzichtet werden. Die temperaturgeführte Regelung der Nacheinspritzung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit Hilfe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 22 Nacheinspritzvorgänge mit mehreren Kraftstoffinjektionen realisiert werden können. Bei derartigen Mehrfachinjektionen kann es im Einspritzsystem zu hydraulischen Druckschwingen kommen, die eine Mengenberechnung der eingespritzten Kraftstoffmenge erschweren, wobei eine zu hohe Nacheinspritzmenge zu einer Beschädigung im Abgasstrang 6 führen kann.
  • Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform kann die Steuerung außerdem Diagnosemittel 26 aufweisen, die während einer Regeneration des Partikelfilters 12 überprüfen,, ob der zeitliche Verlauf des ersten Temperatur-Istwerts und des zweiten Temperatur-Istwerts ordnungsgemäß ist. Sobald die Diagnosemittel 26 eine hinreichend gravierende Abweichung von einem gespeicherten ordnungsgemäßen zeitlichen Verlauf erkennen, kann die Regeneration des Partikelfilters 12 abgebrochen werden, um beispielsweise eine Beschädigung der Abgasanlage 6 bzw. der Brennkraftmaschine 1 zu verhindern.
  • Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 wird für die Regeneration des Partikelfilters 12 gewährleistet, dass stets optimale Abgastemperaturen am Eintritt des Oxidationskatalysators 11 bzw. am Eintritt des Partikelfilters 12 eingeregelt werden, d.h. sowohl zu niedrige Temperaturen als auch zu hohe Temperaturen werden vermieden. Auf diese Weise erhält die Regeneration des Partikelfilters 12 eine hohe Reproduzierbarkeit und somit eine hohe Zuverlässigkeit und Qualität. Die Lebensdauer des Partikelfilters 12 und somit des Abgasstranges 6 und letztlich der Brennkraftmaschine 1 wird dadurch erhöht.

Claims (11)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Abgasstrang (6), in dem ein regenerierbares Partikelfilter (12) angeordnet ist, und mit – einer Steuerung (18), die bedarfsabhängig die Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters (12) ermöglicht, – einem im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) angeordneten katalytisch wirkenden Element (11), z.B. einem Oxidationskatalysator, – einem im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) angeordneten Temperatursensor (16,19), der mit der Steuerung (18) verbunden ist und einen Temperatur-Istwert ermittelt, – einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (22), die die Durchführung von Nacheinspritzvorgängen ermöglicht, wobei – mittels der Steuerung (18) zur Durchführung der Regeneration des Partikelfilters (12) ein Vergleich des Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten Temperatur-Sollwert durchführbar ist und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (22) zur Durchführung von Nacheinspritzvorgängen betätigbar ist, – wobei mittels der Steuerung (18) der Nacheinspritzbeginn und/oder die Nacheinspritzmenge der Nacheinspritzvorgänge in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs einstellbar ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Temperatursensor (16) vorgesehen ist, der im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) und stromab des katalytisch wirkenden Elements (11) angeordnet ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Temperatursensor (16) und ein zweiter Temperatursensor (19) vorgesehen sind, wobei der erste Temperatursensor (16) im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) und stromab des katalytisch wirkenden Elements (11) angeordnet ist und der zweite Temperatursensor (19) stromauf des katalytisch wirkenden Elements (11) angeordnet ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein erster Temperatursensor (16) vorgesehen ist, der im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) und stromab des katalytisch wirkenden Elements (11) angeordnet ist und der mit der Steuerung (18) verbunden ist und einen ersten Temperatur-Istwert ermittelt, – ein zweiter Temperatursensor (19) vorgesehen ist, der im Abgasstrang (6) stromauf des katalytisch wirkenden Elements (11) angeordnet ist und der mit der Steuerung (18) verbunden ist und einen zweiten Temperatur-Istwert ermittelt, – wobei mittels der Steuerung (18) während der Regeneration des Partikelfilters (12) ein Vergleich des ersten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten ersten Temperatur-Sollwert und ein Vergleich des zweiten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten zweiten Temperatur-Sollwert durchführbar ist und die Steuerung zur Einstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (22) in Abhängigkeit dieser Vergleiche ausgebildet ist.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerung (18) während der Regeneration des Partikelfilters (12) für die Nacheinspritzvorgänge eine Regelung des Nacheinspritzbeginns und/oder der Nacheinspritzmenge durchführbar ist.
  6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerung (18) in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen erstem Temperatur-Istwert und erstem Temperatur-Sollwert eine Regelung der Nacheinspritzmenge der Nacheinspritzvorgänge durchführbar ist.
  7. Brennkraftmaschine zumindest nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerung (18) in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen zweitem Temperatur-Istwert und zweitem Temperatur-Sollwert eine Regelung des Nacheinspritzbeginns der Nacheinspritzvorgänge durchführbar ist.
  8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein erster Temperatursensor (16) vorgesehen ist, der im Abgasstrang (6) stromauf des Partikelfilters (12) und stromab des katalytisch wirkenden Elements (11) , angeordnet ist und der mit der Steuerung (18) verbunden ist und einen ersten Temperatur-Istwert ermittelt, – ein zweiter Temperatursensor (19) vorgesehen ist, der im Abgasstrang (6) stromauf des katalytisch wirkenden Elements (11) angeordnet ist und der mit der Steuerung (18) verbunden ist und einen zweiten Temperatur-Istwert ermittelt, – wobei mittels der Steuerung (18) während der Regeneration des Partikelfilters (12) ein Vergleich des ersten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten ersten Temperatur-Sollwert durchführbar ist und in Abhängigkeit dieses Vergleichs die Nacheinspritzmenge des Nacheinspritzvorgangs einstellbar ist und – ein Vergleich des zweiten Temperatur-Istwerts mit einem vorbestimmten Temperatur-Sollwert durchführbar ist und in Abhängigkeit dieses Vergleichs der Nacheinspritzbeginn des Nacheinspritzvorgangs einstellbar ist.
  9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (18) Diagnosemittel (26) aufweist, die ausgebildet sind zu überprüfen, ob bei einer Regeneration des Partikelfilters (12) sich der zeitliche Verlauf des ersten und/oder zweiten Temperatur-Istwerts innerhalb eines zulässigen Bereiches befindet, und die ausgebildet sind den Abbruch der Regeneration des Partikelfilters (12) zu bewirken, wenn der zeitliche Verlauf des ersten und/oder zweiten Temperatur-Istwertes den jeweils zulässigen Bereich verläßt.
  10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (18) Diagnosemittel (26) aufweist, die ausgebildet sind zu überwachen, ob bei einer Regeneration des Partikelfilters (12) der erste und/oder zweite Temperatur-Istwert einen zugehörigen Temperatur-Sollwert innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne erreicht, und die ausgebildet sind, den Abbruch der Regeneration des Partikelfilters (12) zu bewirken, wenn der zugehörige Temperatur-Sollwert innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne nicht erreicht wird.
  11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nacheinspritzvorgang wenigstens zwei Kraftstoffinjektionen umfasst.
DE20023426U 2000-07-07 2000-07-07 Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge Expired - Lifetime DE20023426U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20023426U DE20023426U1 (de) 2000-07-07 2000-07-07 Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10033159A DE10033159B4 (de) 2000-07-07 2000-07-07 Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE20023426U DE20023426U1 (de) 2000-07-07 2000-07-07 Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE20023426U1 true DE20023426U1 (de) 2004-04-29

Family

ID=32299056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE20023426U Expired - Lifetime DE20023426U1 (de) 2000-07-07 2000-07-07 Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE20023426U1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2869637A1 (fr) * 2004-04-30 2005-11-04 Denso Corp Dispositif d'epuration des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
DE102006020675A1 (de) * 2006-05-04 2007-11-08 Volkswagen Ag Verfahren zur Lambda- und Momentenregelung einer Verbrennungskraftmaschine sowie Programmalgorithmus
WO2009016266A2 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Delphi Technoligies Inc System and method for outlet temperature control of an oxidation catalyst
US8490388B2 (en) 2008-08-28 2013-07-23 Michael Parmentier System and method for outlet temperature control of an oxidation catalyst

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2869637A1 (fr) * 2004-04-30 2005-11-04 Denso Corp Dispositif d'epuration des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
DE102006020675A1 (de) * 2006-05-04 2007-11-08 Volkswagen Ag Verfahren zur Lambda- und Momentenregelung einer Verbrennungskraftmaschine sowie Programmalgorithmus
US7669579B2 (en) 2006-05-04 2010-03-02 Volkswagen Ag Method for the lambda and torque control of an internal combustion engine and program algorithm
WO2009016266A2 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Delphi Technoligies Inc System and method for outlet temperature control of an oxidation catalyst
EP2031217A1 (de) * 2007-07-31 2009-03-04 Delphi Technologies, Inc. System und Verfahren zur Abgastemperatursteuerung eines Oxidationskatalysators
WO2009016266A3 (en) * 2007-07-31 2009-04-09 Delphi Technoligies Inc System and method for outlet temperature control of an oxidation catalyst
US8490388B2 (en) 2008-08-28 2013-07-23 Michael Parmentier System and method for outlet temperature control of an oxidation catalyst

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10033159B4 (de) Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge
EP1373693B2 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines abgasnachbehandlungssystems
EP1582709B1 (de) Regenerationsverfahren für ein Partikelfilter sowie Abgasanlage mit Partikelfilter
WO2002038932A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines abgasnachbehandlungssystems
EP1752632B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Abgasen
DE19906287A1 (de) Verfahren und Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystems
EP1336039A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines abgasnachbehandlungssystems
DE102009023325A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Adaption der Injektionsmittelzufuhr in einem Injektionssystem sowie Abgasnachbehandlungssystem
DE60201407T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Betriebszustandes eines Katalysators im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
DE102005061876A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102007034709A1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung
EP1108862A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren schädlicher Bestandteile im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE102007000001A1 (de) Verfahren zur Erfassung einer übermäßigen Verbrennung
DE10213170A1 (de) Betriebsverfahren für eine mit einem Abgasnachbehandlungssystem arbeitende Brennkraftmaschine
DE20023426U1 (de) Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge
WO2002048512A1 (de) Abgasreinigungsanlage und verfahren zur abgasreinigung
EP2294292B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines abgasnachbehandlungssystems
EP1253300B1 (de) Abgasreinigungsanlage mit Partikelfiltermittel und Regenerationsverfahren für Partikelfiltermittel
DE102007056102B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und eines daran angeschlossenen Abgasnachbehandlungssystems mit einem Partikelfilter und einem SCR-Katalysator
EP1099465B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen des Abgases einer Brennkraftmaschine
DE102005032457A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Rußabbrandgeschwindigkeit
EP1517011A2 (de) Abgasanlage mit Partikelfilter sowie zugehörige Heizeinrichtung und zugehöriges Regenerationsverfahren
DE102009046151A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung der Temperatur eines Partikelfilters
DE10361220B4 (de) Verfahren zum Regenerieren eines Partikelfilters
DE102005043161A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Temperaturregelung bei einem Abgasnachbehandlungssystem

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20040603

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years

Effective date: 20040617

R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years

Effective date: 20060822

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: DAIMLER AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE

Effective date: 20071210

R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years

Effective date: 20080813

R071 Expiry of right