DE4100780C2 - Verfahren zum Reinigen eines Rußfilters im Abgassystem eines Dieselmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen eines Rußfilters im Abgassystem eines Dieselmotors durch diskontinuierliche Zugabe von ein Abbrennen im Rußfilter angesammelten Rußes auslösenden und mit den Abgasen in das Rußfilter eintretenden Additiven gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der US-PS 4.665.690 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Abbrennen des Rußes in einem Rußfilter bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird der Kraftstoffverbrauch durch ein besonderes Kraftstoffmeßgerät erfaßt und in einem elektronischen Steuergerät gespeichert. Nach Erreichen einer vorgegebenen Kraftstoffmenge wird vom Steuergerät aus die Abgastemperatur mittels Sensoren auf einen oberen Grenzwert hin überprüft und sofern die Abgastemperatur unterhalb des Grenzwertes liegt, eine Dosiereinrichtung vom Steuergerät angesteuert, von der ein Additiv in das Abgassystem stromauf des Rußfilters eingebracht wird.

Nachteilig ist der mit diesem Verfahren verbundene meßtechnische Aufwand durch Verwendung eines besonderen Kraftstoffmeßgerätes sowie spezieller Sensoren zur Erfassung der Abgastemperatur.

Ferner ist aus der DE 34 20 199 C1 ein Verfahren zur Reinigung eines Rußfilters mittels eines Additivs bekannt, bei dem in Abhängigkeit eines motordrehzahlabhängig vorgegebenen Abgasdruckverlustes im Rußfilter die Zugabe des Additivs gesteuert wird.

Desweiteren beschreibt die DE 32 30 608 A1 ein Verfahren zur Reinigung eines Rußfilters, bei dem in Abhängigkeit des Rußablagerungsgrades im Rußfilter ein rußabbrennförderndes Additiv intermittierend zugegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren dadurch zu verbessern, daß die Dosierung des Additivs ausschließlich kennfeldgesteuert durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf die Verwendung besonderer Meßgeräte, wie Kraftstoffverbrauchs-Meßgerät und Sensoren zur Erfassung der Abgastemperatur verzichtet werden. Erreicht wird dies dadurch, daß z. B. der Kraftstoffverbrauch als auch die abgasseitigen Bedingungen für das Einbringen des Additivs in Kennfeldern erfaßt sind, welche von der elektronischen Steuereinheit während des Betriebs abgerufen und derart verarbeitet werden, daß bei Vorliegen vorgegebener Motorbetriebszustände die Dosierung des Additivs erfolgt.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht noch in dem Verfahrensschritt einer Betriebsbereitschafts-Steuerung des Einspritzventils zur Abgabe des Additivs. Hierdurch kann ohne nennenswerte Verzögerungen die Zugabe des Additivs mit Erreichen des vorgegebenen Kennfeldbereiches eingeleitet werden.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Additivzugabe in den für den Motor bestimmten Kraftstoff,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Additivzugabe in das dem Rußfilter zuzuführende Abgas.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 wird einem Motor 1 aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 2 über eine Einspritzpumpe 3 Kraft­ stoff zugeführt.

Das Abgas durchströmt einen Rußfilter 4, von dem aus es in die Atmosphäre gelangt.

Das als Abbrennhilfe für den im Rußfilter 4 angesammelten Ruß dienende Additiv wird dem Kraftstoff stromauf der Einspritz­ pumpe 3 aus einem Additivvorratsbehälter 5 in flüssiger Form über ein Einspritzventil 6 aufgegeben.

Gesteuert wird das Einspritzventil 6 über aus der zentralen Motorelektronik 7 kommende Steuerimpulse. In der Motorelektro­ nik 7 ist ein Drehzahl-Last-Kennfeld gespeichert. In diesem Kennfeld sind jedem Motorbetriebszustand entsprechende Kraft­ stoffverbrauchswerte zugeordnet. Ein in die Motorelektronik 7 integriertes elektronisches Steuergerät ermittelt in an sich bekannter Weise unter Berücksichtigung der Zeitdauer der ein­ zelnen jeweils gemessenen Motorbetriebszustände den tatsächli­ chen Kraftstoffverbrauch in Mengeneinheiten. Nach Verbrauch einer voreingestellten Mengeneinheit, die einer auf das Ruß­ filter emittierten Rußmenge annähernd proportional ist, wird das Additiveinspritzsystem durch einen entsprechenden Steuer­ impuls der Motorelektronik 7 aktiviert, d. h. zunächst einmal lediglich in Betriebsbereitschaft geschaltet. Eine tatsächli­ che Zugabe des Additivs erfolgt nur dann, wenn gleichzeitig bestimmte Motorbetriebskenndaten erfüllt sind. Denn, Voraus­ setzung für den Abbrand des in dem Rußfilter 4 ausgesonderten Rußes mit genügenden Wirkungsgrad ist, daß bei der durch das Additiv auszulösenden Initialzündung für das Abbrennen des Rußes die Abgastemperatur eine bestimmte Höhe aufweist und daß bestimmte für diese Zwecke an sich bekannte HC und Sauerstoff­ anteilswerte im Abgas vorliegen. Diese Bedingungen lassen sich in Form eines entsprechend programmierten Last-Drehzahl-Kenn­ feldbereiches in der Motorelektronik 7 einprogrammieren. Bei einem aufgrund des ermittelten Kraftstoffverbrauches aktivier­ ten Additiv-Einspritz-Systems erfolgt die Additivzugabe durch das Einspritzventil 6 jeweils immer dann und nur dann, wenn ein Motorbetriebszustand innerhalb des für ein Abbrennen vorprogrammierten Last-Drehzahl-Kennfeldbereiches liegt. So­ bald das derart zugegebene Additiv den Rußfilter 4 erreicht, kommt es zu der das Abbrennen des Rußes gewünschten Initial­ zündung.

Das Zugeben des Additivs, dessen Art und Zusammensetzung im Stand der Technik an sich bekannt sind, erfolgt auf diese Wei­ se zyklisch kraftstoffverbrauchsabhängig unter jeweiliger Be­ rücksichtigung der Motorbetriebszustände in der Weise, daß eine tatsächliche Zugabe nur bei vorbestimmten eine Rußver­ brennung gewährleistenden Motorbetriebszuständen erfolgen kann.

Insgesamt läßt sich mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ein intermittierendes Freibrennen des Rußfilters erreichen. Die Frequenz und Dauer des Zyklus sowie die Bedingungen für das Einspritzen des Additivs werden so gewählt, daß die Beein­ trächtigungen in der Wirtschaftlichkeit (Mehrverbrauch durch Rußfiltergegendruck) und der Fahrbarkeit bei Fahrzeugdiesel­ motoren bei gleichzeitiger Minimierung des Additivbedarfs möglichst klein gehalten werden kann.

Die Dosierung des Additivs läßt sich durch variables Taktver­ hältnis und variable Einspritzdauer realisieren. Möglich ist jedoch auch eine abgasgegendruckabhängige Dosierung, d. h. eine Dosierung in Abhängigkeit von allgemeinen Motorbetriebs­ parametern.

Während die Additivzugabe bei der Ausführung nach Fig. 1 in den Kraftstoff erfolgt, kann das Additiv entsprechend der Dar­ stellung in Fig. 2 auch direkt in das Abgas vor dem Rußfilter 4 eingeleitet werden. In beiden Fällen ist die Steuerung der Zugabe jeweils die gleiche.

Claims (1)

1. Verfahren zum Reinigen eines Rußfilters im Abgassystem eines Dieselmotors durch diskontinuierliche Zugabe von ein Abbrennen im Rußfilter angesammelten Rußes auslösenden und mit den Abgasen in das Rußfilter eintretenden Additiven, deren Zugabe von einer Dosiereinrichtung dann erfolgt, wenn eine vorbestimmte Kraftstoffmengeneinheit verbraucht und vorbestimmte Motorbetriebszustände mit mindestens einer vorbestimmten Temperatur der Abgase vorliegen, bei denen mit bezug auf das jeweils zuzugebende Additiv bei dessen mengenmäßig vorgegebener Anwesenheit ein Abbrennen des Rußes gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet,

   • - daß der Verbrauch der vorbestimmten Kraftstoffmengeneinheit in einer zentralen Motorelektronikeinrichtung (7) aus einem Drehzahl-Last-Kennfeld anhand von jedem Motorbetriebszustand zugeordneten Kraftstoffverbrauchswerten durch Addieren der während des Betriebs des Dieselmotors aus den gemessenen Motorbetriebszuständen sich ergebenden Kraftstoffverbrauchswerten ermittelt wird,
   • - daß mit Erreichen der vorbestimmten Kraftstoffmengeneinheit die Dosiereinrichtung zunächst in Betriebsbereitschaft geschaltet wird, und
   • - daß mit Erreichen eines im Drehzahl-Last-Kennfeld vorprogrammierten und die vorbestimmten Motorbetriebszustände kennzeichnenden Kennfeldbereiches die Additivzugabe von der Dosiereinrichtung zugeschaltet wird.