DE4303625B4 - Process for the regeneration of particle filter systems - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen für die Abgase von Dieselbrennkraftmaschinen, wobei mittels einer Regeleinrichtung ein Brennersystem zumindest in Abhängigkeit des Abgasgegendruckes während einer bestimmten Brenndauer (Regeneration) zum Abbrennen der in einem Partikelfilter abgelagerten Rußpartikel im Abgasstrom betrieben wird und das Brennersystem erst nach Erreichen eines einen stabilen Betriebszustandes einer Dieselbrennkraftmaschine darstellenden Wertes zur Regeneration betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn der Regeneration ein Wert für den Abgasgegendruck erfasst und mit einem einem Kennfeld entnehmbaren Wert, der in Abhängigkeit zumindest von Temperaturen des Partikelfiltersystems und Betriebsgrößen. der Dieselbrennkraftmaschine, die zumindest die Temperatur des Abgases und die Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine beinhalten und die einem Wert für einen beladenen bzw. einen unbeladenen Partikelfilter entsprechen, verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichresultates die Regeneration beginnt und eine Regelung einer Größe des Brennersystems zur weitestgehenden Konstanthaltung dieser Größe durchgeführt wird.method for the regeneration of particulate filter systems for the exhaust gases of diesel internal combustion engines, wherein by means of a control device, a burner system at least dependent on the exhaust back pressure during a certain burning time (regeneration) to burn off the in operated particulate filter deposited soot particles in the exhaust stream and the burner system only after reaching a stable Operating state of a diesel engine performing value is operable for regeneration, characterized in that before At the beginning of the regeneration, a value for the exhaust backpressure is detected and with a map removable value, depending on at least temperatures of the particulate filter system and operating variables. of the Diesel engine, which is at least the temperature of the exhaust gas and the speed of the diesel engine include and a value for correspond to a loaded or an unloaded particle filter, is compared and depending of the comparison result the regeneration starts and a regulation a size of the burner system to the extent possible to maintain this size is performed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen für die Abgase von Dieselbrennkraftmaschinen, wobei mittels einer Regeleinrichtung ein Brennersystem zumindest in Abhängigkeit des Abgasgegendruckes während einer bestimmten Brenndauer (Regeneration) zum Abbrennen der in einem Partikelfilter abgelagerten Rußpartikel im Abgasstrom betrieben wird und das Brennersystem erst nach Erreichen eines einen stabilen Betriebszustandes einer Dieselbrennkraftmaschine darstellenden Wertes zur Regeneration betreibbar ist.The The invention relates to a method for the regeneration of particulate filter systems for the Exhaust gases from diesel internal combustion engines, wherein by means of a control device a burner system at least as a function of the exhaust backpressure while a certain burning time (regeneration) to burn off the in operated particulate filter deposited soot particles in the exhaust stream and the burner system only after reaching a stable operating condition a value for regeneration of a diesel engine is operable.

Aus der DE 41 07 388 A1 ist ein solches Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen bekannt. Als Kriterium für die Steuerung der Regeneration wird hierbei die Temperatur, die am Ausgang des Partikelfilters herrscht, erfasst und von einer Steuereinrichtung verarbeitet. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, dass eine am Ausgang des Partikelfilters erfasste unzulässige Temperatur aus einer unzulässigen Temperatur am Eingang des Filters bzw. aus einem Defekt des Filters resultiert. Da aufgrund der verzögerten Erfassung der Temperatur am Ausgang des Partikelfilters die schon erreichte unzulässige Temperatur am Eingang des Filters zu einer Beschädigung des auf Übertemperatur empfindlich reagierenden Partikelfilters geführt hat, ist ein einwandfreier Betrieb des Partikelfiltersystems ausgeschlossen. Darüber hinaus kann es zu Beeinträchtigungen des Betriebes der Brennkraftmaschine kommen.From the DE 41 07 388 A1 Such a method for the regeneration of particle filter systems is known. As a criterion for the control of the regeneration here is the temperature that prevails at the output of the particulate filter, detected and processed by a control device. However, this approach has the disadvantage that an impermissible temperature detected at the outlet of the particle filter results from an impermissible temperature at the inlet of the filter or from a defect in the filter. Since due to the delayed detection of the temperature at the outlet of the particulate filter, the already reached inadmissible temperature at the inlet of the filter has led to damage of sensitive to excess temperature particulate filter, a proper operation of the particulate filter system is excluded. In addition, there may be adverse effects on the operation of the internal combustion engine.

Ein weiteres Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen ist aus der DE 32 19 947 A1 bekannt. Dieses Verfahren benutzt zur Beladungserkennung den Differenzdruck über den Filter. Hierzu ist ein spezieller Geber notwendig, der auf beiden Seiten abgasverträglich ist. Weiterhin reicht es nicht aus, den gemessenen Differenzdruck mit einer für die Abgasrate repräsentativen Größe zu vergleichen. Ganz wichtig ist es, neben dem Abgas(massen- oder -volumen)strom auch die wirksame Temperatur im Filter zu kennen, weil die Berechnung des sich aus turbulenten bzw. laminaren Anteilen zusammensetzenden Strömungswiderstands zusätzlich die Kenntnis der Abgasdichte und der Abgasviskosität voraussetzt.Another method for the regeneration of particulate filter systems is known from DE 32 19 947 A1 known. This method uses the differential pressure across the filter for load detection. For this purpose, a special encoder is necessary, which is exhaust compatible on both sides. Furthermore, it is not sufficient to compare the measured differential pressure with a variable representative of the exhaust gas rate. It is very important to know not only the exhaust gas (mass or volume) flow, but also the effective temperature in the filter, because the calculation of the turbulence or laminar flow component additionally requires knowledge of the exhaust gas density and the exhaust gas viscosity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen derart zu verbessern, dass die Temperatur am Eingang des Partikelfilters auf einem in Abhängigkeit von Systemgrößen des Partikelfiltersystems bzw. von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine vorgebbaren Wert während der Regeneration weitestgehend konstant gehalten wird.Of the Invention is based on the object, a method for regeneration of particulate filter systems to improve such that the temperature at the entrance of the particulate filter on a function of system sizes of the Particle filter system or operating variables of the internal combustion engine specifiable value during the regeneration is kept largely constant.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass vor Beginn der Regeneration ein Wert für den Abgasgegendruck erfasst und mit einem einem Kennfeld entnehmbaren Wert, der in Abhängigkeit zumindest von Temperaturen des Partikelfiltersystems und Betriebsgrößen der Dieselbrennkraftmaschine, die zumindest die Temperatur des Abgases und die Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine beinhalten und die einem Wert für einen beladenen bzw. einen unbeladenen Partikelfilter entsprechen, verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichresultates die Regeneration beginnt und eine Regelung einer Größe des Brennersystems zur weitestgehenden Konstanthaltung dieser Größe durchgeführt wird.These Task is solved by that detects a value for the exhaust back pressure before the regeneration begins and with a map removable value, depending on at least of temperatures of the particulate filter system and operating variables of Diesel engine, which is at least the temperature of the exhaust gas and the speed of the diesel engine include and a value for correspond to a loaded or an unloaded particle filter, is compared and depending of the comparison result the regeneration starts and a regulation a size of the burner system to the extent possible to maintain this size is performed.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass vor Beginn der Regeneration ein Wert für den Abgasgegendruck und mit einem einem Kennfeld entnehmbaren Wert, der in Abhängigkeit zumindest von Systemgrößen des Partikelfiltersystems und/oder Betriebsgrößen der Dieselbrennkraftmaschine einen Wert für einen beladenen bzw. einen unbeladenen Partikelfilter entspricht, verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichresultates die Regeneration beginnt und eine Regelung einer Größe des Brennersystems zur weitestgehenden Konstanthaltung dieser Größe durchgeführt wird. Durch den Vergleich des erfassten Abgasgegendruckes mit einem Wert, der dem Kennfeld entnommen wird, ist zum einen eine Aussage darüber möglich, ob der Partikelfilter in Ordnung oder defekt ist. Zum anderen ist weiterhin die Aussage möglich, ob der Partikelfilter beladen ist oder nicht. Wird ein Wert für einen beladenen Partikelfilter festgestellt, wird eine Regelung einer Größe des Brennersystems, insbesondere eine Regelung der Temperatur (Mischgastemperatur) vor dem Filter, zur weitestgehenden Konstanthaltung dieser Größe, insbesondere während der Regeneration, durchgeführt. Aufgrund dieser Vorgehensweise wird der Beginn, zu dem eine Regeneration erforderlich ist, genau festgestellt und es ist möglich, während der Regeneration insbesondere die Mischgastemperatur weitestgehend konstant zu halten, so dass eine optimale Regeneration (Abbrennen von Rußpartikeln) möglich ist. Die Konstanthaltung erfolgt in vorteilhafterweise mittels einer Kennlinie, die beispielsweise von Messgrößen abhängig ist und eine optimale Strategie für die Regeneration darstellt. Dabei wird das Brennersystem derart betrieben, dass ein stabiler Zustand des Brennersystemes erreicht wird. Durch die Regelung der Temperatur vor dem Filter zumindest durch eine Regelung der Kraftstoffzufuhr zu dem Brenner ist ein stabiler Zu stand des Brennersystemes einstellbar und eine optimale Regeneration gewährleistet.According to the invention, it is provided that before the start of regeneration, a value for the exhaust back pressure and with a value which can be taken from a map and which is dependent on at least of system sizes of the Particulate filter system and / or operating variables of the diesel internal combustion engine a value for one loaded or an unloaded particulate filter corresponds, compared is and depending on the Comparison results the regeneration begins and a regulation of a Size of the burner system for Largest constant keeping this size is performed. By comparison the detected exhaust back pressure with a value corresponding to the map is taken, on the one hand, a statement is possible about whether the particulate filter OK or broken. On the other hand, it is still possible to say whether the particle filter is loaded or not. Will be a value for one loaded particulate filter, is a regulation of a Size of the burner system, in particular a control of the temperature (mixed gas temperature) before the filter, for the most part keeping this size, in particular while regeneration, performed. by virtue of This approach will be the beginning to which a regeneration is required, accurately stated and it is possible during the Regeneration in particular the mixing gas temperature largely constant to keep, so that optimal regeneration (burning off of soot particles) is possible. The constant maintenance takes place in an advantageous manner by means of a Characteristic, which depends for example on measured variables and optimal Strategy for the Represents regeneration. The burner system is operated in this way, that a stable state of the burner system is achieved. By the regulation of the temperature in front of the filter at least by a Regulation of the fuel supply to the burner is a stable to stand the burner system adjustable and ensures optimal regeneration.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Betrieb des Brennersystemes zumindest in Abhängigkeit von Systemgrößen des Partikelfiltersystemes überwacht wird und bei Verlassen eines vorgebbaren Wertebereiches die Regelung unterbrochen wird (Flammüberwachung). Diese Flammüberwachung hat den Vorteil, daß das Brennersystem insbesondere während der Regeneration überwacht wird, so daß das Brennersystem optimal eingestellt und betrieben werden kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß Temperatursprünge oder weitere Änderungen von Systemgrößen des Partikelfiltersystems bzw. von Betriebsgrößen der Dieselbrennkraftmaschine erfaßt und berücksichtigt werden.In Further development of the invention is provided that the operation of the burner system at least in dependence of system sizes of Particle filter system monitors and when leaving a predefinable value range, the scheme is interrupted (flame monitoring). This flame monitoring has the advantage that the Burner system especially during monitored regeneration will, so that Burner system can be optimally adjusted and operated. This has the particular advantage that temperature jumps or other changes of system sizes of Particle filter system or operating variables of the diesel engine detected and taken into account become.

In Weiterbildung der Erfindung wird zumindest vor bzw. nach der Regeneration die Temperatur am Eingang des Partikelfilters (Mischgastemperatur) auf einem vorgebbaren Temperaturwert (Betriebstemperatur) gehalten. Dies hat den Vorteil, daß zu Beginn der Regeneration bzw. nach dem Ende der Regeneration Temperatursprünge vermieden werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß eine Ansammlung von Stoffen im Partikelfiltersystem (insbesondere Kondenswasser) vermieden wird. Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, insbesondere nach Inbetriebnahme der Dieselbrennkraftmaschine mit dem nachgeschalteten Partikelfiltersystem, zur Erreichung des Temperaturwertes den Partikelfilter zu beheizen. Dadurch wird wirksam vermieden, daß aufgrund der langsamen Beheizung des Partikelfiltersystems beispielsweise eine stetige Abdampfung von Wasserdampf durchgeführt wird, so daß sich am Ende des Partikelfiltersystems keine Wasserdampfwolke bildet. Die Beheizung des Partikelfiltersystems kann dergestalt erfolgen, daß das Brennersystem mit einer Kraftstoff- und Luftmenge betrieben wird, die unterhalb der Menge liegt, die für die Regeneration erforderlich ist. In vorteilhafter Weise erfolgt die Beheizung solange, bis der vorgebbare Temperaturwert erreicht ist oder in vorgebbaren Zeitabständen.In Development of the invention is at least before or after the regeneration the temperature at the entrance of the particulate filter (mixed gas temperature) held a predetermined temperature value (operating temperature). This has the advantage that at the beginning the regeneration or after the end of the regeneration temperature jumps avoided become. Another advantage is that a collection of substances in the particulate filter system (in particular condensation) is avoided. For this purpose, it is intended, especially after commissioning the diesel engine with the downstream particulate filter system, to achieve the temperature value to heat the particulate filter. This effectively prevents that due to the slow heating the particulate filter system, for example, a continuous evaporation of Steam is carried out will, so that at the end of the particulate filter system does not form a vapor cloud. The heating of the particulate filter system can take place in such a way that this Burner system is operated with a fuel and air volume, which is below the amount required for regeneration is. Advantageously, the heating takes place until the Predefinable temperature value is reached or at predetermined intervals.

In Weiterbildung der Erfindung werden zur Erreichung des Temperaturwertes Mittel zum Kühlen des Brennersystemes betrieben. Dies hat insbesondere nach der Regeneration den Vorteil, daß der Brenner des Brennersystemes und der Partikelfilter abkühlt, Temperatursprünge vermieden werden und die Elemente des Partikelfiltersystemes nicht für eine längere Zeitdauer einer höheren Temperatur (Regenerationstemperatur) ausgesetzt sind. Als Mittel zum Kühlen des Brennersystemes ist vorgesehen, das Brennersystem mit Kraftstoff zu spülen oder weiterhin eine Luftversorgung (Luftkompressor) vorzunehmen.In Development of the invention will achieve the temperature value Means for cooling the Burner system operated. This has especially after the regeneration the advantage that the burner of the burner system and the particle filter cools, temperature jumps avoided and the elements of the particulate filter system are not for a longer period of time a higher one Temperature (regeneration temperature) are exposed. As a means for cooling the burner system is provided, the burner system with fuel to wash or continue to make an air supply (air compressor).

In Weiterbildung der Erfindung wird der Temperaturwert während der Regeneration erfaßt und bei Verlassen eines zulässigen Wertebereiches die Regeneration, insbesondere die Regelung, zumindest unterbrochen. Die Unterbrechung wird in vorteilhafter Weise von der Flammüberwachung festgestellt, so daß der Betrieb des Brennersystems steuer- oder regelbar ist. Dies hat den Vorteil, daß für den Fall, daß Größen vorliegen, mit denen eine Regelung nicht möglich ist, auf eine Steuerung umgeschaltet werden kann, so daß sich der in dem Partikelfiltersystem ablaufende Prozeß stabilisieren kann und eine weitere Regeneration möglich ist. In Weiterbildung der Erfindung wird der dem Brennersystem zuführbare Kraftstoff insbesondere vor einem Start des Brenners vorgeheizt. Durch diese Vorheizung werden Temperatursprünge im Brennersystem vermieden und ein sicherer Start uns stabiler Betriebszustand des Brenners bei niedrigen Temperaturen gewährleistet (Kaltstartfähigkeit), so daß dadurch ein sicherer und zuverlässiger Betrieb des Brennersystem gewährleistet ist.In Further development of the invention, the temperature value during the Regeneration detected and when leaving a permissible Value range, the regeneration, in particular the scheme, at least interrupted. The interruption is advantageously by the flame monitoring determined so that the Operation of the burner system is controlled or regulated. This has the Advantage that in the case that sizes are present, with which a regulation is not possible is, can be switched to a controller, so that the stabilize in the particulate filter system running process and a further regeneration possible is. In a further development of the invention, the burner system feedable fuel preheated in particular before a start of the burner. Through this Preheating will be temperature jumps avoided in the burner system and a safe start us stable operating condition ensures the burner at low temperatures (cold start capability), so that a safe and reliable Operation of the burner system is ensured.

Eine Realisierung eines Partikelfiltersystemes, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist, ist im folgenden näher beschrieben und in den Figuren näher gezeigt.A Realization of a particle filter system using the method according to the invention is operable, is described in more detail below and in the Figures closer shown.

Es zeigen:It demonstrate:

1: Eine Einrichtung zur Flammüberwachung des Brennersystems, 1 : A device for flame monitoring of the burner system,

2: eine Übersicht über ein Partikelfiltersystem, 2 : an overview of a particulate filter system,

3: eine Regeleinrichtung. 3 : a control device.

1 zeigt eine Einrichtung zur Flammüberwachung des Brennersystemes. Eine Einrichtung 20 zur Flammüberwachung weist eingangsseitig eine Einrichtung 21 auf, der eingangsseitig zumindest eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine bzw. eine Betriebsgröße des Partikelfiltersystemes zugeführt wird. Diese Einrichtung 21 ist insbesondere derart ausgebildet, daß größenabhängig eine Größe bestimmt wird (insbesondere eine Kraftstoffmenge) mit der das Brennersystem betreibbar ist. Weiterhin ist der Einrichtung 20 eine Einrichtung 22 zugeordnet, der insbesondere eine Systemgröße des Partikelfiltersystems zugeführt wird, die laufend erfaßt wird. Aus den laufend erfaßten Werten der Systemgröße wird von der Einrichtung 22 ein Änderungswert (insbesondere ein Gradient dieser Systemgröße) bestimmt und der Einrichtung 20 zugeführt. Weiterhin ist es vorgesehen, sowohl die zumindest eine Systemgröße des Partikelfiltersystems als auch die Betriebsgröße der Brennkraftmaschine der Einrichtung 20 direkt zuzuführen. Ausgangsseitig ist die Einrichtung 20 derart ausgebildet, daß eine Umschaltung des Betriebes "Regelung" und "Steuerung" möglich ist. Ebenso ist ein Abbruch der Regeneration ausführbar, wenn ein sicherer Betrieb des Brenners nicht gewährleistet ist. 1 shows a device for flame monitoring of the burner system. An institution 20 for flame monitoring has on the input side a device 21 on the input side, at least one operating variable of the internal combustion engine or an operating variable of the particulate filter system is supplied. This device 21 is in particular designed such that a size is determined depending on size (in particular a fuel quantity) with which the burner system is operable. Furthermore, the device 20 An institution 22 associated, in particular, a system size of the particulate filter system is supplied, which is detected continuously. From the currently detected values of the system size is determined by the device 22 a change value (in particular a gradient of this system size) and the device 20 fed. Furthermore, it is provided that both the at least one system size of the particulate filter system and the operating variable of the internal combustion engine of the device 20 feed directly. On the output side is the device 20 designed such that a changeover of the operation "control" and "control" possible is. Likewise, a termination of the regeneration can be carried out if safe operation of the burner is not guaranteed.

2 zeigt eine Übersicht und ein Funktionsschema eines Partikelfiltersystems. Einer Dieselbrennkraftmaschine 1.0 ist ein Partikelfiltersystem mit einem Partikelfilter 1.1 nachgeschaltet. Die Abgase der Dieselbrennkraftmaschine 1.0 werden dem Partikelfilter 1.1 über eine Mischkammer 1.2 zugeführt. Der Mischkammer 1.2 ist ein Brenner 2 und eine Brennkammer 1.3 zugeordnet, der zur Erhöhung der Brennkammertemperatur Luft und Kraftstoff zugeführt wird. 2 shows an overview and a functional diagram of a particulate filter system. A diesel engine 1.0 is a particle filter system with a particle filter 1.1 downstream. The exhaust gases of the diesel engine 1.0 become the particle filter 1.1 over a mixing chamber 1.2 fed. The mixing chamber 1.2 is a burner 2 and a combustion chamber 1.3 assigned, which is supplied to increase the combustion chamber temperature air and fuel.

Die Luftversorgung des Brenners erfolgt über eine Luftförderpumpe 3.1. Die Kraftstoffversorgung des Brenners 2 erfolgt über ein Kraftstoff-Dosierventil 4.1, das von einer Kraftstoff-Förderpumpe 4.3 versorgt wird. Zusätzlich zu der Luft und Kraftstoffversorgung ist dem Brenner 2 eine Zündung 5.1 zugeordnet, die die im Brenner 2 ange ordnete Zündkerze 5.2 steuert. In dieser 2 ist eine Zündkerze 5.2 gezeigt, wobei jedoch auch die Verwendung von mehr als nur einer Zündkerze 5.2 und eine Beheizung der Zündkerze denkbar ist. Ebenso sind Glühkerzen einsetzbar.The burner is supplied with air via an air pump 3.1 , The fuel supply of the burner 2 via a fuel metering valve 4.1 that of a fuel delivery pump 4.3 is supplied. In addition to the air and fuel supply is the burner 2 an ignition 5.1 assigned to those in the burner 2 arranged spark plug 5.2 controls. In this 2 is a spark plug 5.2 However, there is also the use of more than just a spark plug 5.2 and a heating of the spark plug is conceivable. Likewise, glow plugs are used.

Weiterhin weist das Partikelfiltersystem die Regeleinrichtung 10 mit verschiedenartigen Ein- und Ausgängen auf, die im folgenden näher beschrieben werden. An einem Eingang 6.2 sind verschiedene Temperaturgeber zur Erfassung von Temperatursignalen der Brennkraftmaschine 1.0 und des Partikelfiltersystems angeschlossen. Ein Abgastemperaturgeber 7.1 erfaßt die Temperatur des Abgases der Dieselbrennkraftmaschine 1.0. Ein weiterer Temperaturgeber ist ein Brennkammer-Temperaturgeber 7.2 (Mischgastemperatur), der an oder in der Brennkammer 1.3 oder vor dem Partikelfilter 1.1 angeordnet ist und deren Temperatur erfaßt. Ein Hinterfiltertemperaturgeber 7.3 erfaßt die hinter dem Partikelfilter 1.1 herrschende Temperatur. An einem weiteren Eingang 6.3 der Regeleinrichtung 10 ist ein Drucksensor 8.2 angeschlossen, der dem Brenner 2 zugeordnet ist und einen Istwert für den Abgasgegendruck erfaßt. An einem Eingang 6.4 der Regeleinrichtung 10 werden mit verschiedenen Gebern Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine erfaßt. Mit einem Drehzahlsignalgeber 9.1, der an der Brennkraftmaschine 1.0 angebracht ist und die Drehzahlen der Brennkraftmaschine 1.0 erfaßt, wird ein Drehzahlsignal an den Eingang 6.4 der Regeleinrichtung 10 abgegeben. Darüberhinaus weist die Regeleinrichtung 10 einen Ausgang 6.5 auf, an der eine Warneinrichtung, die als Signallampe 9.3 dargestellt ist, angeschlossen ist. Weiterhin ist an diesem Ausgang 6.5 eine Diagnoseschnittstelle 9.4 vorhanden. An dieser Diagnoseschnittstelle 9.4 kann beispielsweise ein Fehler-Code, der bei Vorliegen einer Störungsmeldung berechnet wird, an ein Diagnosegerät abgegeben werden. Ansonsten kann diese Diagnoseschnittstelle 9.4 für die Übermittlung der erfaßten Meßwerte der Brennkraftmaschine 1.0 oder des Partikelfiltersystems verwendet werden. An einem weiteren Ausgang 6.6 sind Steuerleitungen angeschlossen, mit denen die Regeleinrichtung 10 Steuerbefehle an die einzelnen Einrichtungen des Partikelfiltersysteme übermitteln kann. Eine erste Steuerleitung führt zu dem Kraftstoff-Dosierventil 4.1, das beispielsweise getaktet von der Regeleinrichtung 10 angesteuert wird. Entsprechend dieser Taktung können verschiedene Kraftstoffmengen eingestellt werden. Eine zweite Steuerleitung führt zu der Zündung 5.1, wodurch die Regeleinrichtung 10 in der Lage ist, die Zündung des Brenners 2 zu steuern. Eine dritte Steuerleitung führt zu der Kraftstoff-Förderpumpe 4.3. Eine weitere Steuerleitung ist mit der Luftförderpumpe 3.1 verbunden, so daß die Luftförderpumpe 3.1 den Steuerbefehlen der Regeleinrichtung 10 entsprechend ein- und ausgeschaltet werden kann.Furthermore, the particulate filter system has the control device 10 with various inputs and outputs, which are described in more detail below. At an entrance 6.2 are different temperature sensors for detecting temperature signals of the internal combustion engine 1.0 and the particulate filter system connected. An exhaust gas temperature sensor 7.1 detects the temperature of the exhaust gas of the diesel engine 1.0 , Another temperature sensor is a combustion chamber temperature sensor 7.2 (Mixed gas temperature), on or in the combustion chamber 1.3 or in front of the particle filter 1.1 is arranged and detects their temperature. A background filter temperature sensor 7.3 detects behind the particle filter 1.1 prevailing temperature. At another entrance 6.3 the control device 10 is a pressure sensor 8.2 connected to the burner 2 is assigned and detected an actual value for the exhaust back pressure. At an entrance 6.4 the control device 10 be detected with different encoders operating variables of the internal combustion engine. With a speed signal generator 9.1 that is due to the internal combustion engine 1.0 is attached and the speeds of the internal combustion engine 1.0 detected, a speed signal to the input 6.4 the control device 10 issued. In addition, the control device 10 an exit 6.5 on, at the a warning device, as a signal lamp 9.3 is shown connected. Furthermore, at this exit 6.5 a diagnostic interface 9.4 available. At this diagnostic interface 9.4 For example, an error code, which is calculated in the presence of a fault message, be delivered to a diagnostic device. Otherwise, this diagnostic interface 9.4 for the transmission of the detected measured values of the internal combustion engine 1.0 or the particulate filter system. At another exit 6.6 Control cables are connected with which the control device 10 Can transmit control commands to the individual facilities of the particulate filter systems. A first control line leads to the fuel metering valve 4.1 , for example, clocked by the control device 10 is controlled. According to this timing, different amounts of fuel can be adjusted. A second control line leads to the ignition 5.1 , causing the control device 10 is capable of igniting the burner 2 to control. A third control line leads to the fuel delivery pump 4.3 , Another control line is with the air pump 3.1 connected, so that the air pump 3.1 the control commands of the control device 10 can be switched on and off accordingly.

Das in 2 gezeigte Partikelfiltersystem bzw. die in 1 gezeigte Flammüberwachung und ihre Komponenten arbeiten wie folgt:
Nach Abwarten eines stabilen Betriebszustandes der Dieselbrennkraftmaschine 1.0 erfolgt in ansich bekannter Weise die Überprüfung zumindest einer Komponente des Partikelfiltersystems. Nach Erreichen eines stabilen Betriebszustandes erfolgt anhand eines Kennfeldes die Überprüfung, ob der Partikelfilter in Ordnung oder defekt ist. Aus weiteren Kennfeldern, insbesondere für den unbeladenen und für den beladenen Partikelfilter, sowie aus dem aktuell erfaßten Abgasgegendruck wird ein Beladungsgrad des Partikelfilters berechnet. Nach Erreichung eines vorgebbaren Grenzwertes, insbesondere für den Abgasgegendruck, erfolgt der Beginn der Regeneration durch Starten des Brenners, in dem eine vorgebbare Menge Kraftstoff eingespritzt wird. Anschließend erfolgt ständig die Erfassung der Brennkanmmer-Temperatur. Weiterhin erfolgt mittels der in 1 gezeigten Regeleinrichtung 10 sowie ihrer Komponenten über das Stellglied die Regelung der Mischgastemperatur (bzw. Regelung einer weitestgehend konstanten Temperatur vor dem Partikelfilter).This in 2 shown particulate filter system or in 1 shown flame monitoring and its components work as follows:
After waiting for a stable operating condition of the diesel engine 1.0 in a known manner, the review of at least one component of the particulate filter system. After reaching a stable operating condition, a check is made on the basis of a characteristic diagram as to whether the particulate filter is OK or defective. From other maps, in particular for the unloaded and for the loaded particulate filter, as well as from the currently detected exhaust back pressure, a degree of loading of the particulate filter is calculated. After reaching a predeterminable limit value, in particular for the exhaust backpressure, the beginning of the regeneration takes place by starting the burner, in which a predeterminable amount of fuel is injected. Subsequently, the detection of the Brennkanmmer temperature is constantly. Furthermore, by means of in 1 shown control device 10 and their components via the actuator, the control of the mixed gas temperature (or regulation of a largely constant temperature upstream of the particle filter).

3 zeigt eine Regeleinrichtung, die zumindest teilweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Die Regeleinrichtung 10 (insbesondere ein PI-Regler) ist (alternativ und/oder ergänzend zu den in 2 gezeigten Komponenten) mit einem Sensor 11 zur Erfassung eines Ist-Wertes (insbesondere der Mischgastemperatur) verschaltet. Weiterhin ist eine Einrichtung 12 mit der Regeleinrichtung 10 verbunden, die aus einem Kennfeld eine Führungsgröße für die Zeit während der Regeneration anhand einer abgespeicherten Kennlinie oder durch eine Interpolation vorgibt. Eine Einrichtung 13, bei der es sich bspw. ebenfalls um ein Kennfeld handelt, das in Abhängigkeit von Systemgrößen des Partikelfiltersystems und/oder einer Betriebsgröße der Dieselbrennkraftmaschine (vorzugsweise einer Drehzahl) arbeitet (parameteradaptive Regelung), ist mit der Regeleinrichtung 10 verschaltet und gibt dieser die Reglerparameter vor. Mit 14 sind weitere Sensoreingänge bzw. Einrichtungen bezeichnet, die in geeigneter Weise der Regeleinrichtung 10 Größen zur Verfügung stellt. Ausgangsseitig ist die Regeleinrichtung 10 mit einem Stellglied 15 verbunden, wobei es sich bspw. um ein Dosierventil für die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Brennersystem handeln kann. Darüber hinaus ist die Beeinflußung bzw. Ansteuerung weiterer Stellglieder denkbar. Weiterhin ist der Regeleinrichtung 10 eine Einrichtung 16 zur Bestimmung von Grenzwerten zugeordnet. Eingangsseitig ist die Einrichtung 16 mit weiteren Einrichtungen 17 und 18 verschaltet, wobei die Einrichtung 17 der Störgrößenberechnung und die Einrichtung 18 der Berechnung der Brennergrenzen (insbesonders zur adaptiven Beeinflußung) ausgebildet ist. Die Berechnung der Störgrößen durch die Einrichutng 17 bzw. die Berechnung der Brennergrenzen durch die Einrichtung 18 erfolgt in Abhängigkeit von vorgebbaren Werten bzw. in Abhängigkeit von erfaßten Ist-Werten von Systemgrößen der Partikelfiltersystems bzw. von Betriebsgrößen der Dieselbrennkraftmaschine. 3 shows a control device which operates at least partially according to the inventive method. The control device 10 (In particular, a PI controller) is (alternatively and / or in addition to the in 2 shown components) with a sensor 11 for detecting an actual value (in particular the mixed gas temperature) interconnected. Furthermore, a device 12 with the control device 10 connected, which predetermines from a map a reference variable for the time during the regeneration based on a stored characteristic curve or by an interpolation. An institution 13 in which it For example, is also a map that operates depending on system sizes of the particulate filter system and / or an operating variable of the diesel engine (preferably a speed) (parameter-adaptive control) is with the control device 10 interconnects and specifies the controller parameters. With 14 are further sensor inputs or devices referred to the control device in a suitable manner 10 Sizes provides. The output side is the control device 10 with an actuator 15 connected, which may be, for example, a metering valve for the supply of fuel to the burner system. In addition, the influencing or control of other actuators is conceivable. Furthermore, the control device 10 An institution 16 assigned to the determination of limit values. On the input side is the device 16 with other facilities 17 and 18 interconnected, the device 17 the disturbance calculation and the device 18 the calculation of the burner limits (especially for adaptive influencing) is formed. The calculation of the disturbance variables by the device 17 or the calculation of burner limits by the device 18 takes place as a function of predefinable values or as a function of detected actual values of system variables of the particulate filter system or of operating variables of the diesel internal combustion engine.

Es sei noch darauf hingewiesen, das erfindungsgemäße Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen zum einen allgemein im Kfz-Bereich (insbesondere auch Baumaschinen bzw. landwirtschaftliche Fahrzeuge) eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist zum anderen die Verwendung bei stationären Anlagen, die von Dieselbrennkraftmaschinen angetrieben werden (bspw. Notstromanlagen) möglich. Ein weiteres Einsatzgebiet liegt auf dem Gebiet der Prüfstände für die Produktion von Dieselbrennkraftmaschinen.It it should be noted, the inventive method for regeneration of particulate filter systems for a general in the automotive sector (in particular also construction machinery or agricultural vehicles) used can be. About that addition, the use in stationary systems, which are powered by diesel engines (eg emergency power systems) possible. Another field of application lies in the field of test benches for production of diesel engines.

Weiterhin ist es denkbar, den Partikelfilter als Monofilter oder auch als Doppelfilter auszubilden. Ebenso ist es möglich, zur Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebes des gesamtes Systemes relevante Komponenten (insbesondere Sensoren) doppelt auszuführen. Ebenso ist es denkbar, daß eine Eigendiagnose durchgeführt weden kann, wobei Fehler im Reglersystem festgestellt und gespeichert werden. Darüber hinaus ist eine Systemdiagnose denkbar, wobei Fehler im gesamten Partikelfiltersystem festgestellt und gespeichert werden. Die festgestellten Fehler können insbesondere direkt angezeigt werden, so daß entsprechende Maßnahmen zur Verhinderung von Beeinträchtigungen des Betriebes des Partikelfiltersystemes weitgehend vorgesehen werden können. Ebenso ist es denkbar, daß ein Datenaustausch über eine Schnittstelle zwischen dem Partikelfiltersystemn und einer weiteren Einrichtung (bspw. Diagnosegerät) durchgeführt wird.Farther It is conceivable, the particle filter as a monofilter or as Train double filter. It is also possible to guarantee a reliable one Operation of the entire system relevant components (in particular Sensors) perform twice. It is also conceivable that a Self-diagnosis performed weden, whereby errors are detected and stored in the controller system become. About that In addition, a system diagnosis is conceivable, with errors throughout Particulate filter system can be detected and stored. The stated Errors can in particular be displayed directly, so that appropriate action for the prevention of impairments the operation of the particulate filter system are largely provided can. It is also conceivable that a Data exchange via an interface between the Partikelfiltersystemn and a another device (eg., Diagnostic device) is performed.

Claims (7)

Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen für die Abgase von Dieselbrennkraftmaschinen, wobei mittels einer Regeleinrichtung ein Brennersystem zumindest in Abhängigkeit des Abgasgegendruckes während einer bestimmten Brenndauer (Regeneration) zum Abbrennen der in einem Partikelfilter abgelagerten Rußpartikel im Abgasstrom betrieben wird und das Brennersystem erst nach Erreichen eines einen stabilen Betriebszustandes einer Dieselbrennkraftmaschine darstellenden Wertes zur Regeneration betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn der Regeneration ein Wert für den Abgasgegendruck erfasst und mit einem einem Kennfeld entnehmbaren Wert, der in Abhängigkeit zumindest von Temperaturen des Partikelfiltersystems und Betriebsgrößen. der Dieselbrennkraftmaschine, die zumindest die Temperatur des Abgases und die Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine beinhalten und die einem Wert für einen beladenen bzw. einen unbeladenen Partikelfilter entsprechen, verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichresultates die Regeneration beginnt und eine Regelung einer Größe des Brennersystems zur weitestgehenden Konstanthaltung dieser Größe durchgeführt wird.A method for the regeneration of particulate filter systems for the exhaust gases of diesel internal combustion engines, wherein by means of a control device, a burner system at least as a function of the exhaust back pressure during a certain burning time (regeneration) for burning the deposited in a particulate filter soot particles in the exhaust gas flow and the burner system only after reaching a stable Operational state of a diesel engine performing value for regeneration is operable, characterized in that detected before the start of the regeneration, a value for the exhaust back pressure and with a characteristic field removable value, depending on at least temperatures of the particulate filter system and operating variables. the diesel engine, which include at least the temperature of the exhaust gas and the speed of the diesel engine and which correspond to a value for a loaded or unloaded particulate filter is compared, and depending on the comparison results, the regeneration begins and a control of a size of the burner system for keeping these as far as possible Size is performed. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Brennersystems zumindest in Abhängigkeit von Systemgrößen des Partikelfiltersystems überwacht wird und bei Verlassen eines vorgebbaren Wertes die Regelung unterbrochen wird.Method according to claim 1, characterized that the operation of the burner system, at least in dependence of system sizes of Particulate filter system monitors and when leaving a presettable value, the control is interrupted becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vor bzw. nach der Regeneration die Temperatur am Eingang des Partikelfilters auf einem vorgebbaren Temperaturwert gehalten wird. Method according to one of the preceding claims 1 to 2, characterized in that at least before or after the regeneration the temperature at the entrance of the particle filter on a prescribable Temperature value is maintained. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung des Temperaturwertes der Partikelfilter beheizt wird. Method according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that to achieve the temperature value the particle filter is heated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung des Temperaturwertes Mittel zum Kühlen des Brennersystemes betrieben werden.Method according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that to achieve the temperature value Means for cooling be operated of the burner system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturwert während der Regeneration erfasst und bei Verlassen eines zulässigen Wertebereiches die Regeneration zumindest unterbrochen wird. Method according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the temperature value during the Regeneration detects and when leaving a permissible value range, the regeneration at least interrupted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Brennersystem zuführbare Kraftstoff vorgeheizt wird.Method according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the burner supplied to the fuel supply fuel is heated.
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